基于GIS的農村地區洪災經濟損失評估技術研究

王 恩

(南京國環科技股份有限公司，江蘇 南京 210042)

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·水利工程·

基于GIS的農村地區洪災經濟損失評估技術研究

王 恩

(南京國環科技股份有限公司，江蘇 南京 210042)

以遼河右岸堤防潰堤為例，采用GIS技術，進行了法庫縣農村地區洪災經濟損失評估，得出該區域家庭財產損失及農業種植損失是洪災損失的重要組成部分，為鄉村防洪應急指揮調度提供科學依據。

GIS，農村地區，洪災，經濟損失

1 研究背景

洪水災害是自然災害中對人類影響和危害較為嚴重的災害之一，我國洪澇災害造成的損失在各種自然災害中位列第一[1]，損失約占各類自然災害的60%以上。洪災損失評估是指洪水災害給淹沒區社會經濟造成的危害或損失程度的一種定量評估。洪災損失評估是防洪減災領域的一項基礎工作，對洪災后果的正確評估，可為區域防洪工程體系的規劃和設計提供技術支撐，可以為防洪調度方案等非工程措施的選擇提供指導[1]。

由于地理位置及社會發展水平的不同，我國農村與城市的社會經濟分布存在一定的差異，其洪災損失評估的內容與方法亦有所區別。城市河流防洪標準較高，在防汛指揮調度中為優先保護、免遭洪災損失的地區。農村一般分布在沿河兩岸，分布面積較廣，具有大片的農田及居民地，社會經濟相對不發達，防洪標準普遍較低，發生洪水時，最易受淹而遭受洪災損失，并且農村居民財產抗洪水沖擊、浸泡能力較弱。農村地區洪災損失評估對正確指導鄉村防洪應急指揮調度，減少洪災損失，發展農村經濟意義重大。農村居民地分布零散，耕地地形變化較大，受洪水影響程度也不盡相同。GIS技術可以解決空間分布不均的問題，近年來在洪災風險評估領域得到較好的應用[2]。本次研究基于GIS空間分析技術，進行不同地類的空間數據展布，提高洪災損失計算結果可靠度。

2 洪災損失評估方法

2.1 洪災損失分類

洪災損失構成分析是洪災評估的基礎，分為經濟損失和非經濟損失，如圖1所示。非經濟損失主要包括洪災引起的人員傷亡、精神創傷、健康水平下降、環境惡化以及社會秩序受到干擾等。經濟損失是指可用貨幣來計算的損失，分為直接經濟損失和間接損失。洪災直接經濟損失是指洪水淹沒造成的物質方面的損失之和，包括農田作物損失、居民財產損失、企事業資產損失、道路損失、自然資源損失等。間接經濟損失包括作物種植中斷、工商業停產、防汛搶險費用與救濟費用的支出等其他方面的損失。

2.2 洪災損失評估流程

1)淹沒區社會經濟數據空間展布。

在確定洪水淹沒范圍的基礎上，進行淹沒區社會經濟財產資料的調查，應用GIS技術將社會經濟數據進行空間展布[4]。通過統計部門獲取不同地區的社會經濟統計數據，由于其不能準確地反映單元內部社會經濟數據在空間上的分布狀況，利用GIS空間分析模塊將遙感獲取的土地利用類型信息與行政界疊加得到每個單元上的土地利用信息。對于農村地區，社會經濟統計指標包括居民人口、居民財產、房屋資產、家禽數量、工礦企業資產、道路交通資產、供電通訊設施資產、耕地糧食產量、經濟林產量、漁業產量、牧業產量等。將不同類型的經濟數據展布到對應的土地利用類型上，如農業糧食產量展布到耕地上，人口數據展布到居民地上，合理地對社會經濟數據進行空間分布，形成具有社會經濟空間屬性的GIS圖層，為洪災損失計算提供基礎數據信息[5]。

2)洪災損失率確定。

洪災經濟損失調查分析計算中，將遭受洪災地區某類財產的災后尚存價值與災前的原有價值之比，定義為該類財產的洪災損失率。損失率是從統計意義上對承災體的洪水易損性進行度量，是洪災損失評估的關鍵。影響各類財產損失率的因素較多，如淹沒區的地理特征、淹沒深度、淹沒歷時、洪水流速、季節、預見期、防洪搶險措施等。對于農村地區，以農業種植為主，其洪災損失的主要影響因素是洪水發生時間、歷時、水深，而不同的作物種類洪災損失率也不相同。我國科技工作者根據大量的調查及試驗資料，估算了不同淹沒水深、歷時條件下，各類農作物的直接損失率與淹沒等級的關系，如表1所示。其他類別財產如房屋損失率、家庭財產損失率、企事業單位財產損失率等可根據區域歷史洪災進行專題調研分析得出。

表1 農作物直接經濟損失率與淹沒等級關系表[2]

3)洪災經濟損失計算。

在確定了各類承災體受淹程度、災前價值后，可根據洪災損失率進行分類洪災直接經濟損失估算[6]，其計算公式如下：

BZ=∑i∑jBijV(i，j)

(1)

式中：BZ——洪災直接經濟損失值；Bij——評估單元在第j級水深的第i類承災體的價值；V(i,j)——第i類承災體在第j級水深條件下的損失率。

洪災間接損失目前國內外多采用折算系數法計算，即：

BJ=kBZ

(2)

式中：BJ——間接損失值；k——洪災間接損失系數，該系數可通過對大量洪災調查資料的統計分析求得。

綜合洪災損失的計算公式為：

B=BZ+BJ+C

(3)

式中：B——綜合洪災損失；C——抗洪搶險和救災費用。

3 實例研究

近年來，全國陸續開展重點地區洪水風險圖編制項目，開展區域遭遇不同強度洪水時的洪水風險分析計算，洪災損失評估是洪水影響分析的重要組成部分，本次研究以遼河右岸法庫縣堤防潰堤風險為例，進行洪災損失評估計算分析。

3.1 研究區概況

遼河是我國七大江河之一，發源于內蒙古，流經內蒙古、吉林、遼寧三省，至盤錦市大洼縣注入渤海，全長1 383 km，流域面積19.2萬 km2。老哈河、東遼河、清河、柳河、繞陽河為其較大支流。潰口位置選擇在遼寧省法庫縣代荒地村，遼河右岸堤防，該處主河道向右岸彎曲，并且離堤防較近，當發生超標準洪水時，洪水對右岸堤防的頂沖作用極易造成右岸堤防潰決，故選擇該位置進行洪水風險分析。發生超標準洪水時，法庫縣的依牛堡子鎮及三面船鎮的居民地及耕地被洪水淹沒。法庫縣的農業以種植業為主，主要種植作物為玉米，以蓄牧業為輔，有多個鎮發展良種牛羊養殖業，同時區內還有少量的林業用地。

3.2 洪災損失計算

在洪水分析計算中，將區域剖分成小的計算網格單元，每個網格均有不同的淹沒水深、流速、淹沒歷時等洪水要素特性。將土地利用類型信息、社會經濟數據展布到洪水淹沒特征分布圖層的網格單元。淹沒區內居民地面積占12.9%，旱地占32.9%，林地面積占7.7%，水田面積最大，為45.1%，其他類型用地占1.4%。研究范圍內的水深—損失率/損失值關系見表2。

表2 研究范圍內的水深—損失率/損失值關系表 %

通過計算，得出發生超標準洪水時，遼河右岸從代荒地潰決后的洪災損失評估結果如表3所示，數據以2013年為基數計算，受災人口約21 130人，受淹耕地面積5 246 hm2，直接經濟損失約1.77億元，總經濟損失約2.12億元。受淹沒面積大小影響，依牛堡子鎮的經濟損失較三面船鎮大。家庭財產損失比重最大，農業種植損失次之，這也充分體現了農村的經濟結構特點。

表3 洪災損失評估結果表

4 結語

基于GIS技術對淹沒區社會經濟數據空間展布，采用洪災損失率法對農村地區的洪災損失進行計算分析，方法簡單實用，計算結果精度高。該方法應用于農村地區，可以解決農村居民地分布零散，洪災損失評估難的問題。隨著地理信息系統及GIS技術的不斷發展和應用，基于GIS的洪災損失評估系統已成為防洪減災工作中不可缺少的重要工具，對防洪應急預案的制定以及區域規劃建設起到科學、規范、可靠的指導作用，具有推廣應用價值。

[1] 劉春臘，馬 麗，劉衛東.洪水災害社會經濟損失評估方法研究述評[J].災害學，2014，29(2)：136-141.

[2] 姜樹海，范子武，吳時強.洪災風險評估和防洪安全決策[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[3] 劉 幸，王兆禮.東江流域洪災風險空間模糊綜合評價[J].中國農村水利水電，2011(5)：145-148.

[4] 殷 丹.渾河沈陽城市段洪災損失評估研究[J].水利科技與經濟，2012，18(12)：58-60.

[5] 丁志雄，胡亞林，李紀人.基于空間信息格網的洪災損失評估模型及其應用[J].水利水電技術，2005，36(6)：93-101.

[6] 丁志雄.基于RS與GIS的洪澇災害損失評估技術方法研究[D].北京：中國水利水電科學研究院博士學位論文，2004.

[7] 王艷艷，陸吉康，陳 浩.洪災損失評估技術的應用[J].水利水電技術，2002，33(10)：30-33.

Research on flood loss assessment based on GIS in rural areas

Wang En

(NanjingGuohuanScienceandTechnologyCo.，Ltd,Nanjing210042,China)

The dam-break of Liao River right bank is taken as example, and the flood loss is assessed by GIS in Faku. The results show that family property and agricultural planting are the most important composition of the flood loss. It can be a scientific basis to the flood control emergency dispatch in rural area.

GIS, rural area, flood, econmical loss

1009-6825(2017)09-0205-03

2017-01-20

王 恩(1983- )，男，博士，工程師

TV122

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