黃河河南段流域洪災的社會脆弱性評價

崔凱凱, 劉德林, 李翔海

(1.河南理工大學 應急管理學院 河南 焦作 454000; 2.河南理工大學 安全與應急管理研究中心, 河南 焦作 454000)

中國洪澇災害發生的頻率高、影響范圍廣、災害破壞性大，所造成的經濟損失和人員傷亡居各種災害之首[1]。例如，2020年6月就有29個省(區、市)290個地級市1 904個縣區受到洪澇災害影響，共計7.37×107人次受災。其中，死亡失蹤人數278人，直接經濟損失2.20×1011元，分別占當年因自然災害造成死亡失蹤人數以及經濟損失總數的47%和59%[2]。特別是2021年7月以來河南省普降大暴雨、特大暴雨，平均降水量多次超過有記錄以來極值。據河南省人民政府統計，此次特大洪澇災害共造成302人死亡，50人失蹤，造成直接經濟損失1.14×1011元。其中，鄭州市就遇難292人，失蹤47人，造成直接經濟損失達5.32×1010元。近年來，隨著國內外對洪澇災害的研究越來越深入，大多數學者認為災害的頻繁發生是致災因子、孕災環境和社會脆弱性共同構成[3-5]，從自然屬性考慮致災因子與孕災環境，從社會屬性考慮承災體脆弱性。然而，盡管學者們對洪災的致災機理和影響因子有了較為深刻的研究[6-7]，但受技術水平等因素的限制，很難控制和改變洪災發生的過程，往往只是從自然因素考慮洪災發生的可能性，但不能阻止洪災的頻發[8]。因此，研究洪災的社會脆弱性，采取措施從社會管理角度提升承災體的防災減災能力，以達到降低洪災社會脆弱性的目的，從而減少洪災所造成的損失就顯得尤為重要。

目前，對洪災脆弱性的研究多以個別城市區域或社區為對象進行分析。如葛怡等[9]從人口、經濟、就業情況、土地利用和綜合防災狀況5大類41個指標對長沙地區進行社會脆弱性評估；劉德林等[10]利用河南省社會經濟數據和地理信息數據構建社會脆弱性指標體系，并利用因子分析法將62個參評指標減少為11個來對河南省自然災害社會脆弱性進行評價；陳軼等[11]以城市社區尺度對洪災進行社會脆弱性以及韌性評價等。此外，對流域性洪澇災害而言，研究多集中于洪災損失評估和風險評價，而脆弱性研究多以長江流域和淮河流域為研究對象，但針對黃河流域洪災脆弱性研究相對較少。如汪群等[12]通過構建長江經濟帶城市洪澇脆弱性模型，對武漢、成都、南京進行脆弱性分析；黃晶等[13]以長江三角洲城市群中心區27個城市為研究對象，構建洪災脆弱性模型并分析脆弱性空間分異特征，并確定城市洪災脆弱性的主要影響因素；高超等[14]通過選取社會經濟數據，構建洪災脆弱性模型，對淮河干流區暴雨洪澇災害進行脆弱性分析等。黃河作為中國的第二長河，在七大江河流域中僅次于長江流域，具有顯著的人口和經濟規模，一旦發生洪澇災害將會對沿岸地區的經濟發展和人民生活造成重大損失[15]。因此，黃河流域洪災的社會脆弱性研究對于提升黃河沿岸洪災應對水平和減少洪災損失具有重要意義。

基于上述分析，本文擬對黃河河南段流域洪災的社會脆弱性進行研究，其主要目的：①構建黃河河南段流域尺度下洪災社會脆弱性評價指標體系和方法； ②對黃河河南段流域的社會脆弱性進行評價，根據評價結果劃分各區域脆弱性類型與等級。以期為黃河河南段流域的防洪減災規劃和可持續發展提供科學依據。

1 研究區概況

黃河河南段流域位于東經110°21′—116°06′，北緯33°37′—36°05′。黃河自陜西潼關流入河南境內，依次流經三門峽、洛陽、濟源、鄭州、焦作、新鄉、開封、濮陽8個省轄(管)市，河道總長711 km，流域面積3.62×104km2，占全流域總面積5.1%，占全省總面積21.7%，受水區域涉及14個市(區)，惠及全省約73%的人口，經濟規模約達全省80%以上[16]。截至2019年底，黃河河南段流域的常住人口為3.79×107人，城鎮化率高達60%。隨著經濟社會的發展尤其是各項工程活動的不斷開展，加上有些地區防災基礎設施建設與社會發展速度不相適應，洪災的社會脆弱性明顯增大[17]。

本文選擇黃河河南段流域為洪災社會脆弱性研究區的原因主要有兩點：①河南地理位置特殊。河南地處我國第二和第三階梯，不僅是華北平原上重要的生態安全屏障，也是全流域人口、經濟活動較密集的重要區域，一旦發生洪災將會對經濟社會發展和人民生命財產安全構成重大威脅。 ②黃河河南段流域是洪災高發區。河南是黃河流經的重要省份，在黃河中下游都有分布，同時河南也是下游懸河的起點，歷史上有記錄的黃河下游決口大都發生在河南。

2 評價數據與方法

2.1 確定評價單元

以黃河河南段流域的洪災社會脆弱性為研究對象，選取河南省沿黃7個地級市和1個省(管)市為評價單元。

2.2 指標數據選取

社會脆弱性是指社會群體、組織或國家在實際與潛在的災害事件中的承受力和應對水平，洪災的社會脆弱性系指區域承載洪災的敏感程度和應對洪災的防災減災能力。影響洪災的社會脆弱性的因素眾多，在查閱文獻、專家咨詢并借鑒國內外學者提出的社會脆弱性評估指標體系的基礎上，結合黃河河南段流域的實際情況和數據的可獲得性，參考游溫嬌等[18]、李暢等[19]、劉德林等[10]、賀山峰等[20]人的研究，根據科學性、系統性和可操作性的原則，在承災體敏感性(主要考慮人口、房屋建筑、基礎設施等的暴露程度，即洪災發生后潛在的可能造成的破壞性)和社會應對水平(主要是指防災減災能力)兩個維度選取指標，更加注重社會要素和強調防災減災能力。此外，考慮到數據的可獲取性和完整性，某些微觀特殊性指標例如人口性別和年齡比例、文化程度、家庭人口情況等未能獲取，但在既有指標中有所體現。最終，在敏感性和社會應對水平兩個維度各選取8個指標，共16個指標來構建洪災社會脆弱性評價體系(表1)。

2.3 數據來源與處理

(1) 數據來源。本文研究數據主要來自于《2020年河南省統計年鑒》以及各地方政府和部分民政部門發布的有關數據。

(2) 數據處理。由于洪災社會脆弱性評價涉及不同計量單位的指標，指標的數值范圍各不相同且變幅較大，本文采用極差標準化法對指標數據進行標準化處理，并將各指標數據的取值范圍控制在[0，1]之間。數據處理采用以下公式：

(1)

式中：xi′表示指標i標準化處理后的值;xi表示各評價單元第i項指標數據原始值; maxxi表示各評價單元第i項指標中數據的最大值; minxi表示各評價單元第i項指標中數據的最小值。

表1 黃河河南段流域洪災的社會脆弱性指標體系與權重

2.4 確定指標權重

目前，權重的確定方法主要分為主觀賦權法和客觀賦權法兩大類。其中主觀賦權法主要包括專家打分、層次分析、成對比較法等；客觀賦權法主要包括模糊數學法、熵權法、變異系數法等。變異系數法在一定程度上避免了主觀賦權法的隨意性等缺陷，以實際數據為基礎，能夠較客觀的反映評價指標的相對重要程度[21]。本文擬采用該方法來確定各評價指標權重，各指標相對權重值見(表1)具體方法如下：

(2)

(3)

2.5 構建社會脆弱性模型

本文主要從敏感性和社會應對水平兩個維度對黃河河南段流域洪災的社會脆弱性進行綜合評價，計算洪災敏感性指數和社會應對水平指數的公式如下：

(4)

(5)

通過利用標準化后的指標數據和各指標權重，根據所篩選的指標體系與洪災社會脆弱性的相關性構建黃河河南段流域洪災的社會脆弱性評價模型。計算公式如下：

(6)

式中：SVI表示社會脆弱性指數;S表示各評價單元的敏感性指數;R表示各評價單元的社會應對水平指數。其中,SVI的值越大,表示各評價單元的洪災社會脆弱性越大。

3 結果與分析

3.1 黃河河南段流域洪災的社會脆弱性類型劃分

首先對黃河河南段流域各指標數據進行標準化處理(表2)，然后通過變異系數法計算各指標的權重，將標準值和各指標權重帶入公式(4)—(5)得出敏感性和社會應對水平指數〔表(3)—(4)〕。參考李暢等[19]的研究并根據得分結果，在綜合考慮研究區敏感性指數均值(0.206)、社會應對水平指數均值(0.168)的基礎上，按照一定的劃分標準(當一個地區敏感性或應對水平指數<整個研究區敏感性或應對水平指數的平均值時，則為低敏感性或低應對水平；當一個地區敏感性指數或應對水平>整個研究區敏感性或應對水平指數的平均值時，則為高敏感性或高應對水平)，并劃分為低敏感性—低應對水平、低敏感性—高應對水平、高敏感性—低應對水平、高敏感性—高應對水平4種類。最終，根據各區域的敏感性指數和社會應對水平指數的得分，黃河河南段流域洪災的社會脆弱性主要涉及3種類型：低敏感性—低應對水平；高敏感性—低應對水平；高敏感性—高應對水平(表5)。

(1) 低敏感性—低應對水平(濮陽、三門峽、濟源、焦作市)。這些區域各自的敏感性指數和應對水平指數與其他城市相比得分較低，這主要是由于這些地區的人口和社會經濟活動較為平穩，且對應急基礎設施建設、社會防災減災能力方面投入不夠的因素造成。主要表現為自身敏感性較弱，社會防災減災能力有待提升的特點。例如，這些區域的敏感性指數僅占整體敏感性指數的33.86%，而就社會應對水平而言其指數僅為整體的22.49%，呈現了低敏感性—低應對水平。

(2) 高敏感性—低應對水平(開封、新鄉市)。就敏感性而言，這些地區敏感性指數得分較高，屬高敏感性。例如，在第一產業產值比例這一項指標中，僅開封、新鄉兩個地區的第一產業產值比例就約為整體的37%以上。然而就社會應對水平而言，屬于低應對水平。如在家庭可支配收入這一項指標中與其他地區相比存在較大差距，開封、新鄉市分別僅為21 795元和24 562元，而整體平均水平約為26 387.13元。因此，呈現高敏感性、低社會應對水平類型。其主要原因是由于人口和社會經濟活動比較活躍，但應急基礎設施建設跟不上等因素造成。主要表現為自身敏感性較強，社會防災減災能力同樣有待提升的特點。

(3) 高敏感性—高應對水平(洛陽、鄭州市)。根據〔表(3)—(4)〕可以看出，洛陽、鄭州兩個城市的敏感性指數和社會應對水平指數的得分均排在各城市的前兩名，屬于高敏感性、高應對水平的地區。就敏感性而言，鄭州和洛陽敏感性指數分別為0.311，0.307，這主要是由于長期以來洛陽和鄭州分別作為中原城市群的副中心城市和國家中心城市一直在河南省的經濟社會發展中發揮著龍頭引領作用，相應的人口密度、固定資產投資、房屋建筑面積和各類經濟活動也就越多，從而造成高敏感性。就社會應對水平而言，洛陽和鄭州較其他城市而言擁有較高的防災減災能力。如在衛生技術人員人數這一項指標數據上，鄭州和洛陽位于第一、第二位，分別為147 557人和68 491人，遠高于其他城市，有著較高的社會應對水平，因此呈現高敏感性、高社會應對水平類型。主要原因是由于人口和社會經濟活動十分活躍，相應的防災減災能力也十分強大。主要表現為自身敏感性和社會防災減災能力都很強的特點。

表3 黃河河南段流域洪災的敏感性各指標得分

表4 黃河河南段流域洪災的社會應對水平各指標得分

表5 黃河河南段流域洪災社會脆弱性類型劃分

3.2 黃河河南段流域洪災的社會脆弱性評價

通過上述計算得出各評價單元的敏感性指數和社會應對水平指數后，將其帶入公式(6)計算出各地區的社會脆弱性指數。根據各地區的評價結果，在綜合考慮各地區社會脆弱性指數的均值(1.70)，標準差(0.59)，極差(1.95)的基礎上，將各評價單元的社會脆弱性劃分為低、中、高3個等級，具體取值范圍為[0.56，1.24)，[1.24，2.12)，[2.12，3.52)，分別用Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ表示(表6)。由表6可知，鄭州、洛陽洪災社會脆弱性等級為Ⅰ，屬于低脆弱性地區，其中鄭州的脆弱性指數最低僅為0.568；開封、濮陽的洪災社會脆弱性等級為Ⅲ，屬于高脆弱性地區。其中，開封的洪災社會脆弱性最高，脆弱性指數為2.516；其余焦作、新鄉等4個地區的洪災社會脆弱性等級為Ⅱ，屬于中等脆弱性地區。

表6 黃河河南段流域洪災的社會脆弱性評價結果與等級

通過進一步分析表(3)—(6)中各評價單元的洪災社會脆弱性評價結果，可以清楚的看到哪些因素會影響到區域的社會脆弱性，從而為區域的防災減災能力的提升提供科學依據，并為其提供具體的改進策略。例如，對于鄭州而言，鄭州是河南省黃河沿岸各地區中洪災社會脆弱性最低的城市，主要原因在于鄭州作為國家中心城市，其經濟發展水平遠高于其他地區，對醫療衛生、各類基礎設施投入較大，因此在防災減災能力方面鄭州的社會應對水平為最高。但就敏感性而言，可以明顯的看到其敏感性指數在各地區中得分也是最高為0.311，主要是由于人口密度、人口自然增長率和房屋建筑面積較大等，因此社會系統在洪災背景下潛在的破壞性就越大。然而盡管敏感性指數最高，受到洪災的影響也會很大，但其社會脆弱性卻為最低。這主要是由于社會應對水平在各評價單元中處于最高水平，由此可以看出防災減災能力能夠很好的彌補敏感性對區域造成的破壞。對于開封、濮陽這些洪災社會脆弱性等級為高的區域而言，主要是由于：①這些區域本身敏感性就較高，如在第一產業產值比例和農作物播種面積等指標中得分較高； ②這些區域社會應對水平本身較低，如在醫療衛生、基礎設施建設等防災減災能力層面投入不足，從而造成洪災社會脆弱性較高。對于洪災社會脆弱性等級為中等的區域而言，盡管社會脆弱性指數不高但社會應對水平普遍較低，如果隨著敏感性指數的增加而社會應對水平的持續較低，將會使該區域的社會脆弱性急速增長。因此，防災減災能力的強弱在一定程度上深刻影響著各區域的社會脆弱性。

4 討論與結論

4.1 討 論

洪災社會脆弱性評價方法有多種，如基于歷史災情數據的脆弱性評價、基于指標數據的脆弱性評價、基于情景模擬的脆弱性評價等。目前基于指標數據的社會脆弱性評價，是被廣泛應用的評價方法之一，然而在運用該方法之前應該充分考慮如何根據不同研究區的特點制定相對合理的指標體系，以及各參評指標的數據的可獲取性、代表性等。

(1) 指標選取數量的多少影響著洪災社會脆弱性的評價結果。①如果選取指標數量較少，就很難去反映和描述社會脆弱性的特點；②如果選取指標數量過多，會存在一些數據難以獲取、計算程序較為復雜、操作困難等問題。

(2) 指標權重對于評價結果的可靠性至關重要。目前權重的確定方法可分為3種類型： ①主觀賦權法(如德爾菲法、專家打分法等)； ②客觀賦權法(如熵權法、PCA主成分分析法、變異系數法等)： ③主觀與客觀相結合的賦權方法，如層次分析法等。總之，每種方法都有各自的優勢和劣勢，選擇什么樣的權重確定方法以及如何確保賦權值具有合理性也是目前亟待解決的問題。

(3) 社會脆弱性具有動態性。有些因素會隨著時間的變化由高脆弱性影響因素變為低脆弱性影響因素，例如人口密度、人口自然增長率等。因此，除了關注社會脆弱性差異外還要關注時間演變特征和變化規律。總之，盡管社會脆弱性評價存在一定的局限，但其評價結果仍有助于極大的減少洪災所造成的人員傷亡和財產損失，同時也可以為區域防災減災能力建設和災害風險管理工作提供科學的理論依據和數據支持。

4.2 結 論

本文通過構建洪災社會脆弱性指標體系和評價模型，從洪災敏感性和社會應對水平兩個方面分析了黃河河南段流域的數據。

(1) 從黃河河南段流域洪災的社會脆弱性類型來看，濮陽、三門峽、濟源、焦作市屬于低敏感性—低應對水平區域；開封、新鄉市屬于高敏感性—低應對水平區域；鄭州、洛陽市屬高敏感性—高應對水平區域。

(2) 從黃河河南段流域洪災的社會脆弱性等級來看，洛陽、鄭州市等級為Ⅰ，屬低脆弱性區域；開封、濮陽等級為Ⅲ，屬高脆弱性區域；其余區域等級為Ⅱ，屬中等脆弱性區域。其中低、中、高社會脆弱性地區的數量分別為2，6，2個，分別占整個研究區的25%，75%和25%。

(3) 從空間分布上來看，高社會脆弱性區域主要分布于黃河河南段流域的下游地區，中上游區域除洛陽、鄭州外均屬于中等脆弱性區域。

(4) 從綜合評價結果來看，社會應對水平的高低是影響社會脆弱性結果的主要因素，其他因素也間影響著社會脆弱性程度。可見，提升災害應對水平、加強防災減災能力建設，是有效降低洪災社會脆弱性的關鍵。

當前，氣候變化和環境演變較為復雜，極端天氣多發、頻發，再加上城市化進程的影響，洪澇災害的發生可能更為頻繁。因此，本文從社會管理的角度出發，以提升區域防災減災能力并減少洪災所致損失為目的，從敏感性和社會應對水平兩個維度來對黃河河南段流域洪災的社會脆弱性進行評價。同時，本研究結合2021年“7·20”河南省洪澇災害的實際情況，針對位于黃河流域河南段沿岸的鄭州、洛陽、新鄉、焦作、開封等地區此次所遭受的洪災損失，并根據相關區域政府和社會為應對洪澇災害，在經濟、醫療衛生和基礎設施等方面所做的投入。經過分析比對，發現開封、焦作等地由于洪災社會脆弱性較高，此次洪災對當地的社會經濟、各類基礎設施和群眾基本生產生活都造成較大程度的影響；而鄭州和洛陽由于其洪災社會脆弱性較低，在此次的洪災處置應對和災后恢復能力等方面都明顯高于其他區域。因此，可以認為本文對黃河河南段流域洪災的社會脆弱性的評價結果基本與實際情況相符合。