杜國強(qiáng) 李慧宇 林 慧 陳泳伽 姜星宇

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 概述

內(nèi)澇災(zāi)害是一種發(fā)生比較頻繁的自然災(zāi)害，在我國發(fā)生的分布范圍很廣，并且發(fā)生趨勢(shì)愈演愈烈。盡管我國目前對(duì)內(nèi)澇災(zāi)害做了大量的投入，內(nèi)澇災(zāi)害還是對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)于內(nèi)澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力的研究是一項(xiàng)重大課題。

國外對(duì)災(zāi)害恢復(fù)力的研究近幾年才剛剛開始，對(duì)于恢復(fù)力的定義有多種說法，對(duì)于城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的說法較多，對(duì)城市自然系統(tǒng)恢復(fù)力的說法較少。Handmer等[1]把恢復(fù)力和災(zāi)害的規(guī)劃、災(zāi)害的適應(yīng)結(jié)合在一起,將其作為評(píng)價(jià)災(zāi)害系統(tǒng)的一個(gè)性質(zhì)引入災(zāi)害學(xué)的研究內(nèi)容,形成了災(zāi)害恢復(fù)力的概念。Timmerman[2]將恢復(fù)力和社會(huì)學(xué)的研究結(jié)合在一起，認(rèn)為恢復(fù)力是系統(tǒng)承受災(zāi)害并從中恢復(fù)的能力。

我國對(duì)城市系統(tǒng)內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力的研究并不多，研究成果相對(duì)缺乏。陳余琴[3]的研究從自然維、社會(huì)維、經(jīng)濟(jì)維和技術(shù)維4個(gè)方面對(duì)內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出了研究區(qū)域內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力的發(fā)展趨勢(shì)。李晶云[4]對(duì)受災(zāi)體的災(zāi)后恢復(fù)力和受災(zāi)體的脆弱性下了一個(gè)新的定義，并揭示了二者之間的關(guān)系，提出了災(zāi)害恢復(fù)力定量評(píng)估模型并對(duì)研究對(duì)象災(zāi)后恢復(fù)力進(jìn)行了評(píng)估，得出了結(jié)論。孫鴻鵠[5]借助DEMATEL(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,決策實(shí)驗(yàn)室分析)方法，識(shí)別一、二級(jí)指標(biāo)的關(guān)鍵影響因素，對(duì)內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力的影響因素及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行了研究。

2 洪澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià)模型

2.1 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)影響城市洪澇災(zāi)害恢復(fù)力影響因素，建立圖1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.2 構(gòu)建成對(duì)判斷矩陣

判斷選取各指標(biāo)的重要程度，采用兩兩相互比較的方法，構(gòu)建成對(duì)判斷矩陣。就是把對(duì)處于同一級(jí)指標(biāo)的每個(gè)元素，進(jìn)行兩兩相互比較，判斷出它們對(duì)于上一級(jí)某個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要性。

2.3 確定各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重

1)權(quán)重計(jì)算。

各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重就是在對(duì)研究的相對(duì)重要性大小，根據(jù)公式計(jì)算成對(duì)判斷矩陣R的特征向量：wij=(wi1,wi2,wi3,wi4)T，其中wi1,wi2,wi3,wi4為各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重。

2)一致性檢驗(yàn)。

3)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

如果計(jì)算所得的權(quán)重向量值wij通過了一致性檢驗(yàn)，就確定為具有滿意的一致性，因此可得到洪澇災(zāi)害災(zāi)后恢復(fù)力評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重結(jié)果。

2.4 計(jì)算得到評(píng)估結(jié)果

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 研究對(duì)象概況

近年來哈爾濱市共發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害50余次，造成城市內(nèi)至少87處受災(zāi)，汽車損壞、交通擁堵、公交停運(yùn)等，甚至有部分地區(qū)出現(xiàn)地面的塌陷，給哈爾濱市居民的日常生活和出行帶來巨大的不便，同時(shí)也對(duì)經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失。

3.2 哈爾濱市洪澇災(zāi)害恢復(fù)力影響因素指標(biāo)體系構(gòu)建及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

洪澇災(zāi)害后哈爾濱市城市系統(tǒng)恢復(fù)力指標(biāo)體系見表1。

表1 洪澇災(zāi)害后哈爾濱市城市系統(tǒng)恢復(fù)力指標(biāo)體系

C1:影響內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力最重要的因素，與降水量有關(guān)。

C2:包括河流分布、降雨徑流、水資源量、蒸發(fā)等特征。

C3:表示各種地表起伏類型，如山地、平原、丘陵等。

C4:人口越多，災(zāi)害后造成的損失越大，恢復(fù)起來就更加困難。

C5:能直觀反映出一個(gè)地區(qū)的災(zāi)害恢復(fù)力大小。

C6:反映居民的素質(zhì)水平，與恢復(fù)力大小成正比。

C7:在一定程度上能反映政府的減災(zāi)投入。

C8:反映區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)的能力大小。

C9:間接反映恢復(fù)力的大小。

C10:與政府的管理力度有關(guān)，反映政府的援助能力。

3.3 數(shù)據(jù)歸一化處理

為了消除不同指標(biāo)之間數(shù)值的單位不同對(duì)結(jié)果造成的影響，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理：

設(shè)第三級(jí)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)分別為Xij,i=1,2,3;j=1,2,3,4計(jì)算得到表2。

表2 各項(xiàng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)一致化處理

3.4 各級(jí)指標(biāo)成對(duì)比較矩陣構(gòu)建

3.4.1三級(jí)指標(biāo)成對(duì)比較矩陣構(gòu)建

三級(jí)指標(biāo)成對(duì)比較矩陣構(gòu)建見表3～表5。

表3 自然因素三項(xiàng)指標(biāo)判斷矩陣

表4 社會(huì)因素三項(xiàng)指標(biāo)判斷矩陣

表5 管理因素四項(xiàng)指標(biāo)判斷矩陣

3.4.2二級(jí)指標(biāo)成對(duì)比較矩陣構(gòu)建

二級(jí)指標(biāo)成對(duì)比較矩陣構(gòu)建見表6。

表6 洪澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力三項(xiàng)指標(biāo)判斷矩陣

3.5 各級(jí)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

3.5.1三級(jí)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

ω11=0.614 4，ω12=0.268 4，ω13=0.117 2。

同理可得，社會(huì)影響因素三項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重：ω21=0.687 0,ω22=0.186 5,ω23=0.126 5，管理影響因素四項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重：ω31=0.088 8,ω32=0.198 8,ω33=0.305 4,ω34=0.407 0。

3.5.2二級(jí)指標(biāo)權(quán)重確定

ω1=0.625 0，ω2=0.238 5，ω3=0.136 5。

4 哈爾濱市洪澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià)結(jié)果

表7 二級(jí)指標(biāo)影響恢復(fù)力大小評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)哈爾濱城市系統(tǒng)洪澇災(zāi)害恢復(fù)力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得到的結(jié)果為：

0.238 5+0.51×0.136 5=0.459 8。

5 結(jié)語

本研究考慮了自然因素、社會(huì)因素和管理因素三個(gè)方面的因素，并選取了氣候、水文狀況、地貌、人口數(shù)量、政府援助能力、居民教育水平、減災(zāi)政策、專業(yè)人員建設(shè)、社會(huì)動(dòng)員能力、管理人員素質(zhì)十項(xiàng)指標(biāo)，建立了哈爾濱市洪澇災(zāi)害災(zāi)后城市系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià)體系，并建立數(shù)學(xué)模型對(duì)哈爾濱市洪澇災(zāi)害災(zāi)后恢復(fù)力進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明：哈爾濱市社會(huì)因素對(duì)洪澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力的影響最大，自然因素的影響最小。

研究發(fā)現(xiàn)在選取的各個(gè)因素中，不同因素對(duì)于災(zāi)后恢復(fù)力的影響程度是不同的，氣候是影響城市災(zāi)后恢復(fù)力的主要自然因素，氣候主要與降水量有關(guān)，降水量多的地區(qū)其災(zāi)后恢復(fù)力越弱。人口數(shù)量在恢復(fù)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中占較大的權(quán)重，從而人口是影響恢復(fù)力的關(guān)鍵，限制城市人口的密度可以提高城市災(zāi)后恢復(fù)力。管理人員的素質(zhì)對(duì)于城市恢復(fù)力也有很大的影響，管理人員素質(zhì)水平、能力越強(qiáng)，城市的災(zāi)后恢復(fù)力就越高。

城市內(nèi)澇災(zāi)后恢復(fù)力自然、社會(huì)、管理等多方面的因素，根據(jù)研究對(duì)象的實(shí)際情況選取較為具體指標(biāo)，是構(gòu)建評(píng)估模型中亟待解決的關(guān)鍵。隨著災(zāi)后恢復(fù)力理論和方法的不斷完善，應(yīng)進(jìn)一步探索出更好的評(píng)價(jià)方法，使評(píng)價(jià)結(jié)果更有說服力，為防災(zāi)減災(zāi)工作提供依據(jù)。