北川震后重建居民點的適宜性評價*

胥忞旻 湯家法 杜春苗 劉孟琴

北川震后重建居民點的適宜性評價*

胥忞旻 湯家法 杜春苗 劉孟琴

北川羌族自治縣在2 0 0 8年“5·12”汶川地震中受災嚴重，經過三年多的時間，北川縣居民點快速完成重建。但是，近幾年北川縣的自然環境和社會經濟條件發生了很大變化，極端天氣事件導致重建居民點內地質災害頻發，且部分居民點空心化，這些不良演化現象說明重建居民點中還存在著不合理的地方。因此，本文在GIS技術支撐下，首先找出地質災害威脅居民點，然后選取耕地、交通、教育、醫療、政務、坡度、水系和斷層八個對北川縣重建居民點的空間分布和發展趨勢有重要影響的評價因子，建立因子加權求和的適宜性評價模型，對除了地質災害威脅居民點以外的重建居民點進行適宜性評價。同時，針對各類重建居民點所面臨的問題和不足，提出了相應的調控對策。

北川羌族自治縣；重建居民點；適宜性評價

0　引 言

2008年“5·12”汶川地震發生之后，很多科研工作者對震區重建工作開展了大量相關的研究。重建初期，陳國階提出了應城鄉統籌、篩選安全的地質環境等四點建議[1]。方創琳等提出分析震后山區城鄉人口與居民點的空間配置適宜性是科學確定人口與居民點規模的重要依據[2]。黃庭等研究了北川縣地震次生地質災害的空間分布規律及其影響因素，為北川縣防災及重建提供科學依據[3]。重建任務基本完成后，許多科研人員開始總結經驗，反思問題。周霞認為汶川縣災后重建區很可能出現“三年建設大躍進，只見房子不見人”的局面[4]。謝映霞則通過幾個重建后再次被災毀的案例，反思在重建過程中時間緊、規模大，部分居民點選址不合理[5]。陳蓓蓓等總結出科研工作者對重建的關注集中在重建規劃和重建實施工程上，對重建評估的重視不夠[6]。董世永等在對平武縣南壩鎮重建規劃的基礎上，反思重建規劃不是一次性的，而是需要不斷進行評估并不斷修正的[7]。近幾年震區進入“后地震時期”，一些重建居民點逐漸顯現的問題引起科研人員的關注。宋微曦等總結彭州市龍門山鎮的部分災后重建成果陷入“重建—受損—再重建—再受損”的惡性循環，并分析重建居民點對震區山地多災環境的適應方式[8]。張雅茜等分析了北川縣在強降雨誘發的各類地質災害中受災的居民點的災情特征及等級，并提出相應的安全保障對策[9]。薛鵬等研究了震后川東丘陵地區農村聚落空心化現狀，并提出調控建議[10]。劉延國等考察了理縣境內三個重建少數民族聚落近幾年的興衰變化[11]。

* 教育部人文社會科學研究規劃基金

（12YJAZH124）

胥忞旻： 西南交通大學地球科學與環境工程學院，碩士研究生

湯家法（ 通訊作者）：西南交通大學地球科學與環境工程學院，副教授，tajava@163.com

杜春苗： 西南交通大學地球科學與環境工程學院，碩士研究生

劉孟琴： 西南交通大學地球科學與環境工程學院，碩士研究生

圖1　北川重建居民點適宜性評價技術路線圖Fig.1 the technology roadmap for suitability evaluation of reconstructed settlements in Beichuan

北川縣是汶川地震的極重災區之一。科學的規劃與建設保證了重建居民點整體的穩定，但近幾年極端天氣事件頻發，重建居民點受地質災害威脅嚴重[9][12]，在政府的支撐引導和居民的自主選擇等多種因素作用下，部分居民點再次搬遷，村落出現空心化現象。震后重建居民點里出現的這些不良演化現象，說明在重建的居民點中還存在著不合理的地方，而現有的研究成果偏重于居民點重建過程的相關問題，對于后地震時期居民點的狀況與評估，雖有部分研究成果，但總體關注度不夠。因此，通過對北川重建居民點的適宜性評價，掌握各類居民點的空間分布特征及其所面臨的問題，提出相應的調整與優化建議，有利于重建居民點的穩定及可持續發展，同時對汶川地震中其他出現類似問題的災區有一定參考意義。

1　研究區概況與數據處理

北川羌族自治縣位于四川盆地的西北部，隸屬于四川省綿陽市。災后重建的北川縣轄7個鎮、16個鄉，總面積3084km2，其中重建居民點的面積約48km2。北川縣地形地貌復雜，整體地勢西北高，東南低；境內褶皺、斷層和節理發育，其中大小斷層20余條；氣候溫和，光照充足，雨量充沛；境內耕地資源豐富，以坡耕地為主，其面積約有266km2；路網較發達，道路總長度達2713km，道路網密度為0.88km/km2；基礎設施建設較完善，各鄉鎮均設有小學、村級衛生站、鄉鎮級衛生院及政務中心，部分鄉鎮設有幼兒園、中學、縣級醫院。

本文所用的數據主要有北川縣DEM數據，北川縣土地利用矢量數據，地質災害數據，斷層分布數據。分辨率為90m×90m的DEM數據來源于網絡平臺地理空間數據云；土地利用矢量數據是北川縣國土資源局2010年第二次土地利用調查的成果；地質災害數據是北川縣國土資源局2013年“7·9”洪災之后整理的災情普查表，共有滑坡、崩塌、危巖、泥石流、不穩定斜坡、地面沉降五類地質災害；斷層分布數據來源于北川縣地震局2011年編制的北川縣地震監測設施分布圖。

用于本文分析的居民點包括北川縣城鎮和農村居民點，居民點斑塊數據與耕地、水系、行政區劃圖均從土地利用矢量圖中提取，所用坡度數據由DEM數據得到，學校、醫院、鄉鎮級政府、道路數據是在ArcGIS中導入天地圖·四川矢量地圖服務后矢量化采集得到，地質災害點圖層由地質災害數據中準確的經緯度生成。

2　研究方法

2.1技術路線

本文將搜集到的研究區數據分為社會經濟因子、自然環境因子和地質災害因子三類。首先基于地質災害點圖層，利用最鄰近法找出距離地質災害點最近的居民點劃為地質災害威脅居民點。然后對社會經濟因子和自然環境因子劃分等級且賦相應分值，讓各因子實現定量化、空間化表達，再利用層次分析法確定各評價因子的權重，對除了地質災害威脅居民點以外的重建居民點進行適宜性綜合評價，得出適宜性較好居民點、適宜性中等居民點、適宜性較差居民點。最后對這四類居民點提出相應的發展建議（圖1）。

2.2評價因子的選取

評價因子是對居民點適宜性進行分析的衡量標準和基本尺度，本次研究所選擇的評價因子，全面體現出了北川縣重建居民點的分布現狀、質量特征及發展趨勢，同時各因子保持其相對獨立性，降低了評價因子信息的冗余度。

表1　評價因子的居民點適宜性等級分值Tab.1 the evaluation factor score value of suitability evaluation

在各類自然因素中，地形的坡度特征、離水系和斷層的遠近距離等因素是影響北川重建居民點空間布局的主導性和限制性因子。坡度影響了重建居民點各類建筑物的穩定及安全，據統計，分布于坡度小于25°緩坡的居民點占北川縣居民點總數的77%，坡度大于35°的極陡坡不適宜居住，這部分居民點僅占3%。水是居民生存不可缺少的自然資源，但距離水系太近易受洪水威脅，2013年的7.9洪災中泥石流災害基本沿地勢低洼的河谷分布，而縣域內有80%的居民點位于水系1000m范圍內，因此居民點選址要充分考慮水系因素，趨利避害。斷層則直接影響了居民點的地質環境安全，北川縣的抗震設防烈度為8度，根據《四川省農村居住建筑抗震設計技術導則》，居民點應避開斷裂帶200m，重建居民點已達到建設規范要求，但仍有16%在斷層1000m范圍內分布。耕地為居民提供了主要的生活保障，交通是衡量一個區域經濟發展水平和現代化程度的重要指標之一，同時也為居民日常生活出行提供方便。教育、醫療、政務等基礎設施是影響居民生活質量的重要因素，近幾年居民為了追求更高的生活品質和宜居度再次搬遷是導致部分居民點空心化的一個原因。

坡度、水系、斷層及耕地、交通、教育、醫療、政務八個因子共同影響了北川重建居民點空間布局的穩定與發展，分別作為自然環境因子和社會經濟因子參與北川縣重建居民點的適宜性評價。

2.3評價因子等級分值的確定

本文參考相應文獻及基于專家經驗對八個評價因子進行分級和打分，以此確定了各因子的居民點適宜性等級與分值。

其中，對耕地因子，以行政村為單位計算耕地與居民點面積比。319個行政村耕居面積比的平均值為10.3，北川縣耕地總面積是居民點總面積的5.5倍，所以耕居面積比小于5的行政村耕地資源相對較少，比值在5～10之間的行政村耕地資源適中，比值在10～15之間的行政村耕地資源較多，比值大于15的行政村耕地資源相對豐富。對交通因子，分析北川縣道路網與居民點的空間分布關系，以100m為半徑生成道路緩沖區。根據國家標準《中小學校建筑設計規范（GBJ 99-86）》，小學的服務半徑不宜大于500m，但該標準主要是針對城市，綜合考慮農村實際情況以及學生身體素質因素，認為農村學校服務半徑應控制在學生步行上學時間距離15min以內為宜，即1km路程（按速度4km/h計算）[13]。本文以1km為半徑生成學校緩沖區，再增設一個500m緩沖區作為最高等級。對村級醫療所，其服務半徑主要取決于農戶出行距離感知，即控制在800m以內較為合適，合理單元半徑為450～800m[13]。據此，本文對村級衛生站，以500m為半徑生成緩沖區，對鄉鎮級衛生院，以800m為半徑生成緩沖區，對縣級醫院，以1000m為半徑生成緩沖區。對于不同等級緩沖區相交的部分，按照高等級緩沖區的賦分標準賦分。對政務因子，按成人步行速度5km/h計算，1000m是比較合適的服務半徑，因此以1000m為半徑生成緩沖區。對坡度因子，根據山地坡度分級標準[14]進行分級賦分。對水系和斷層因子[15]，結合二者與居民點空間分布的實際情況，以500m為半徑生成水系緩沖區，根據《成都市農村地區規劃建設技術導則》，臨自然河道的建筑應退讓3m以上，北川縣居民點已達到要求，在此前提下距離水系越近越有利，分值越高，再以1000m為半徑生成斷層緩沖區，距離斷層越遠越安全，分值越高（表1）。

2.4評價因子權重的確定

本文選取層次分析法作為確定評價因子權重系數的方法。層次分析法的基本思想是，依據總目標將復雜問題分解為若干層次和因素，形成有序的遞階層次結構，然后對每一層次中各因素之間的重要性程度進行兩兩比較，計算出每一層次各因素的相對權重，最后通過對各層次的分析得出各因素相對目標而言重要性的總排序。

首先建立遞階層次結構模型，層次一般分為三類：目標層、準則層、方案層（圖2）。方案層中，各因子相對重要性的數值是參考表2并咨詢北川縣協管國土、環保等部門，且參與了北川縣農村居民點的災害防治、移民搬遷、交通規劃等相關工作的多位專家綜合后的結果，據此分別構建兩個判斷矩陣（表3-4）。

圖2　北川重建居民點適宜性評價層次結構Fig.2 hierarchical structure for the suitability evaluation of reconstructed settlements in Beichuan

然后根據公式（1）、公式（2）分別檢驗兩個判斷矩陣的一致性。式（1）中，CI為一致性指標，λmax 為判斷矩陣的最大特征值，n是判斷矩陣的階數。式（2）中，RI為平均隨機一致性指標，CR為一致性比例，如果CR＜0.1，則認為判斷矩陣具有滿意的一致性。

對社會經濟因子的判斷矩陣，λmax為 5.098，計算出CI為0.025，5階判斷矩陣對應的RI是1.12，最后算出CR為0.022，小于0.1。對自然環境因子的判斷矩陣，3.108，計算出CI為0.054，3階判斷矩陣對應的RI是0.58，最后算出CR為0.093，小于0.1，兩個判斷矩陣的一致性檢驗均通過。

再計算方案層的層次單排序權重，權重向量的確定有多種計算方法，按照判斷矩陣的特征值和特征向量的定義求解是一種方法，但是在判斷矩陣的階數較高時，計算比較復雜，所以在運用層次分析法時大多采用近似求解的方法。本文采用方根法[16]，其計算步驟為：將判斷矩陣的元素按行相乘得到一個新的向量，接著對新向量中的每個向量開n次方（n為階數），再將所得的向量歸一化處理就得到層次單排序權重。

表2　判斷矩陣標度定義Tab.2 scale definition of judgement matrix

最后按式（3）計算各因子層次總排序的復合權重，最終所得出的各評價因子的權重系數合理（表5）。

式（3）中，Ai為準則層各因子權重，Bi為方案層各因子層次單排序權重。Qi為各因子對重建居民點適宜性的影響程度，即復合權重。

2.5適宜性評價模型

在ArcGIS軟件的支持下，利用Intersect工具，將原始居民點斑塊矢量圖分別與道路、水系、教育、醫療、政務、斷層賦分后的緩沖區矢量圖疊加，結果保留的是相交部分，即生成6幅破碎的居民點斑塊矢量圖，且獲得相應單因子的評價值；把北川縣坡度柵格圖轉為矢量圖，分級賦分后再與原始居民點斑塊矢量圖疊加；將存有耕地因子分值的dBase表連接到原始居民點斑塊矢量圖中。最后對8幅居民點斑塊矢量圖進行疊加操作，屬性表因此包含了8個單因子的分值，根據式（4），利用字段計算器對8個單因子的分值進行加權求和，最終得到北川震后重建居民點的適宜性分值。

式（4）中，P為北川縣居民點的適宜性綜合評價值；Pi為各單因子的評價值；Qi為復合權重。

3　評價結果與分析

根據前述適宜性評價模型，計算出北川縣重建居民點適宜性分值，再結合野外實地調查，對居民點適宜性分值進行分級。青片鄉的小寨子、壩底鄉的馬坪村、擂鼓鎮的椒子園等地自然社會條件較差，適宜性分值小于且趨近3.5分，禹里鎮的李子坪、永安鎮的黃帝廟、安昌鎮的廟子坪等地居住條件較好，適宜性分值大于且趨近5.5分，據此將適宜性分值小于3.5的居民點劃為適宜性較差居民點，適宜性分值在3.5～5.5之間的居民點劃為適宜性中等居民點，適宜性分值大于5.5的居民點劃為適宜性較好居民點。

由于進行了多次疊加操作，二調時測繪的原始居民點斑塊很破碎，部分原始居民點斑塊會出現不止一類適宜性等級，對于這種情況，該居民點的適宜性等級就定為面積最大一類的適宜性等級，處理后北川重建居民點適宜性等級分布如圖3所示。

結果顯示，適宜性較好居民點總面積為28.7km2，占北川縣居民點總面積的59.7%；適宜性中等居民點總面積為15.2 km2，占31.7%；適宜性較差居民點總面積為1.6km2，僅占3.3%；地質災害威脅居民點總面積為2.5km2，占5.3%。

表3　社會經濟因子判斷矩陣Tab.3 the judgement matrix of social econonic factor

表4　自然環境因子判斷矩陣Tab.4 the judgement matrix of natural environmental factor

表5　居民點適宜性評價因子權重系數Tab.5 weighting coefficient of suitability evaluation factor

（1）適宜性較好居民點。該類居民點規模較大且數量較多，約有7700個；所處地勢較好，91%的居民點分布于坡度小于15°的平緩坡，沒有坡度大于35°的該類居民點；沿河流兩岸分布，77%的居民點距水系小于500m，僅有3%位于大于水系1500m的區域；交通便利，61%的居民點距道路小于100m，距道路大于400m的僅占0.15%；該類居民點分布區中，各類社會服務設施比較齊全。

（2）適宜性中等居民點。該類居民點有9100多個，規模不大，但分布廣泛；所處地勢相對平坦，48%的居民點坡度處于15°～25°；水土資源條件良好，53%的居民點在水系500m緩沖區內，61%的該類居民點耕居面積比大于5，適合發展農業；有35%的居民點處于道路100m范圍內，交通較便利；但這些居民點距學校、醫院、政務中心等公共服務設施稍遠。

（3）適宜性較差居民點。該類居民點約有1100個，規模較小，分布零散；所處地形條件差，78%的居民點坡度大于25°，且沒有居民點處于坡度小于6°的區域；距離水系較遠，但耕地資源良好，63%的該類居民點耕居面積比大于5；交通狀況差，僅有5%的居民點距道路小于100m；易受地質災害威脅，60%的居民點位于斷層3000m范圍內；社會服務設施建設水平低。

（4）地質災害威脅居民點。該類居民點在境內是以整體廣泛零散、局部團簇聚集的形式布局。其中，在斷層處呈帶狀分布，52%的居民點位于斷層3000m范圍內；沿河谷分布，74%位于水系500m范圍內；于山高坡陡處分布，55%的居民點坡度大于15°。

圖3　北川重建居民點適宜性等級分布Fig.3 distribution of reconstructed settlements’ suitability on classification in Beichuan

4　結論及建議

通過對居民點的適宜性評價，北川縣震后重建的居民點被分為適宜性較好居民點、適宜性中等居民點、適宜性較差居民點、地質災害威脅居民點四類，再對其社會經濟及自然環境條件進行分析，分別將其劃分為優先發展類、合理挖潛類、適度改造類、緊急整治類，根據其社會經濟及自然環境條件的特征，提出相應的調整與優化措施。

（1）優先發展類。該類主要是北川縣東南部的永昌鎮、安昌鎮和其余各鄉政府駐地及其邊緣區域，該類地勢平坦、交通便捷、區位條件好、水資源豐富、基礎設施完善，是北川縣人口分布的主要集中地，也是城鎮化重點建設區域。對屬于該類的縣城及鄉政府駐地周邊的居民點，應逐步采用城鎮管理體系，加大政府管制力度，確保科學規范的建設，使其可持續發展。該類存在一些特殊的居民點，如地形交通條件雖好，但因河床變遷易受洪水威脅的沙壩、范家壩，如斜對特大型泥石流溝（青林溝）溝口的騎螺壩，政府應安排這些居民點內的居民及時搬離。

（2）合理挖潛類。該類離鄉鎮中心稍遠，沿北川縣主要水系及道路分布，有良好的自然資源條件。對該類布局松散、空間形態差的居民點應加強管理、控制規模、優化布局，提高居民點緊湊度和用地集約度。可在該類選擇人居適宜度相對較高、有擴展趨勢且在當地有一定地位的居民點發展為中心村，以帶動其它居民點，在穩定發展的后期逐步城鎮化。

（3）適度改造類。分析該類居民點的空間分布可發現，該類多位于有斷層分布的擂鼓鎮、曲山鎮、陳家壩鄉、通口鎮中耕地較少區域，以及桂溪鄉、小壩鄉、片口鄉中地勢陡峭處。該類地形地貌復雜，居民點的安全性受到影響，人居適宜度低，導致居民逐年外遷，造成居民點中閑散地形成較多，空心化居民點出現。當地政府應限制這些區域的發展，遷村并點，逐步減小一些居民點的規模，使其自然衰退。

（4）緊急整治類。該類居民點受各類地質災害威脅嚴重，主要沿水系和斷層、在坡度陡的山坡上分布。近期應根據災情特征緊急避讓、采取土木工程措施治理，且地方政府應加強汛期預警水平，提高災前防御能力，從長遠來看除災情輕可治理的居民點外，政府應逐步引導居民異地搬遷，徹底遠離地質災害的威脅。

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圖表來源：

圖1-3：作者繪制

表1-5：作者繪制

（編輯：申鈺文）

The Suitability Evaluation of Reconstructed Settlements After Earthquake in Beichuan

XU Minmin, TANG Jiafa, DU Chunmiao, LIU Mengqin

Beichuan Qiang Autonomous County was destroyed heavily by the 2008’s earthquake, and the new settlements had been reconstructed quickly for more than three years after the earthquake. However, in recent years, the natural environment and social economy conditions of Beichuan County have changed a lot. The extreme weather events usually led to the geological disasters, and the hollow settlements also appeared. These undesirable phenomena indicate that there are some unreasonable places in the reconstruction settlements. Therefore, with the support of GIS technology, this paper firstly finds out the settlements threatened by geological disasters. And then, the arable land, transport, education, medical treatment, government services, slope, water resource and fault are selected as evaluation factors, which have important influence on the spatial distribution and development trend of the reconstructed settlements in Beichuan County. After that, an evaluation model based on the weighted summation of factors is used in the suitability evaluation of the reconstructed settlements without being threatened by geological disasters. At last, some advices are put forward according to the problems and shortcomings of these four types of reconstructed settlements.

Beichuan Qiang Autonomous County; Reconstructed Settlements; Suitability Evaluation

10.13791/j.cnki.hsfwest.20160304

胥忞旻, 湯家法, 杜春苗, 等. 北川震后重建居民點的適宜性評價[J]. 西部人居環境學刊, 2016, 31(03)： 24-29.

P315.97

B

2095-6304(2016)03-0024-06

2016-01-18