第四章玛纳斯河流域洪灾经济损失评估模型

1洪灾经济损失评估模型一、洪水灾害损失分类洪灾损失分类是洪水灾害损失评估中定量计算的基础，有助于全面、准确的反映洪水灾害情况，从而为系统、科学的评估洪水灾情提供理论依据。根据洪水灾害对人类社会的发展影响及损失的货币可度量性，一般将洪水损失分为经济损失和非经济损失。其中经济损失又分为直接经济损失和间接经济损失。直接经济损失指由洪水淹没、浸泡、冲击直接造成的物质方面的经济损失，是洪水灾害造成的实物形态物质的损失，1.农业2.居民房屋3.居民财产4.企业资产公共基础设施(学校的房屋及财产损失)，水利水电设施主要包括供水、供电、防洪设施、沟渠等各项设施的损失；间接经济损失指由与洪水发生造成生产停产、减产、抗洪救灾及灾后安置等产生的经济损失和相关费用，包括以下三方面：①抢险救灾、抢运屋子、灾民救护、转移、安置、救济灾区、开辟临时交通、通讯、供电与供水管线等的费用。②由于洪水原因造成的工厂、企业停产，农业减产、交通受阻或中断之时生产、生活等相关生产资料无法供给造成的停工减产损失。③洪水灾害过后，原淹没区内重建恢复期间农业净产值的减少，原淹没区与影响工商企业在恢复期间减少的净产值和多增加的年运行费用，以及恢复期间用于救灾与恢复生产各种费用支出；③非经济损失主要包括无法用经济定量指标具体衡量的损失，指由于洪水灾害造成的人员伤亡，对社会安定、大众心理、生态环境等方面造成的2损失和影响。???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????图4.1洪灾损失分类图Fig4.1FloodLossCategoryMap4.2洪灾损失率模型洪灾损失率通常是指受灾地区各类承灾体(农作物、房屋、工业生产等)由于洪水灾害造成的损失值与灾前的正常值的比值。损失率是计算洪水灾害直接经济损失的重要参数，它反映了不同承灾体在一定洪水淹没程度下的损失程度。某种承灾体洪灾损失率和洪水属性要素密切相关，受到多因素的影响：包括淹没水深：地面高程，水面高程；淹没历时：没顶时刻，消退时刻；承灾体耐淹能力：耐淹时间计算区域经济发展水平等。但是对一确定研究区域而言，洪灾损失率的影响因素主要为洪水淹没水深和淹没历时。本文中根据干旱区绿洲特点，对洪水灾害直接经济损失分类，损失率可以按行业类别分为：农作物损失率，林业损失率、渔业损失率、工程设施损失率、城乡居民财产损失率、集体财产损失等几大类。3由于洪灾损失率影响因素的复杂性及其确定方法缺乏成熟的理论，目前国内外均采用调查、分析方法确定[1-3]，因此本文主要讨论洪灾直接经济损失的损失率，分析洪灾损失率的影响因素，提出计算理论和确定方法。4.2.1洪灾损失率计算洪灾损失率的计算和确定是在对同一区域大量洪灾历史数据调查取样的基础上，不同类型的承灾体损失率可以采用以下公式进行计算：1.农作物损失率玛纳斯河流域为新疆重要农业区，洪水的发生将对流域农作物造成巨大的破坏。水分、呼吸等条件是影响大多数农作物生长的重要因素，由于洪水造成农作物淹没浸泡，使农作物的生产条件发生改变，造成农作物减产或绝收；由于洪水高速水流的携带及冲刷作用，使大量泥沙侵占耕地，耕地中的各种肥料和土壤养分被冲走，土壤质量恶化，造成灾后农作物的减产。洪灾发生的时间不同，农作物所处生长期不同，其抗灾能力、已投入农作物生产资料的转化成本、灾后补救所花费的财力、人力均不同。农作物损失率根据上述综合影像因素其计算方式如下：101010iiiiipiiVVPPVlV(4.1)其中：0iV为第i中农作物正常年份的产值(元/亩);1iV为第i种农作物遭遇洪水时的产值(元/亩);0iP为第i种农作物因洪水减少的生产资料投入(元/亩);1iP为第i种农作物因洪水补种的费用；1ipV为因洪灾补种后作物产值(元/亩)。2.林业损失率林木由于其自身的生长特点，一般抗灾能力很强，在一般洪水淹没情况下洪水灾害对其造成的影响比较小，主要是对幼林、果林和经济林造成影响和损失。因此在计算洪灾损失率时应按林木的种类计算损失率。计算公式如下：010iiiiVVlV(4.2)其中：0iV，1iV分别为第i种林木洪灾前、后的价值(元/株)43．渔畜养殖业损失率渔业损失主要因洪水灾害造成渔业养殖地(鱼塘等)等被破坏，大量鱼类随洪水游走，造成鱼类减少，其损失主要考虑渔业产值的减少和养殖地修复建设及其他费用。洪灾对于渔蓄养殖业的影响，主要是对农村地区牛、羊、鸡等牲畜家禽和商业性经营的养殖场造成的损失。养殖业(牧业、渔业)损失率计算方式如下：0110iiiiiVVPlV(4.3)其中：0iV，1iV为第i类养殖业在正常年及洪灾年的产值；1iP为第i类养殖业因洪灾后增加的其它投入费用。4、工程设施损失率工程实施主要包括管道、道路、供电、供水、供气等城市基础设施以及农业灌渠、公路、农业电网等农村基础设施。其计算方式采用(4.3)。式中，0iV，1iV分别为第i类设施在灾前及灾后价值；1iP为恢复基础设施到灾前水平所需要的额外费用(不包括设施本施本身费用)。5、房屋及财产损失率房屋根据其材料结构一般可以分为混凝土结构、砖瓦结构、土坯结构，由于洪水的冲击和浸泡，造成房屋的倒塌或破坏以及房屋内家庭财产的损失。计算公式如下：0110ijijijiiVVPlV(4.4)5其中0ijV、1ijV为第j种类型房屋在灾前及灾后的价值；1ijP为第j中房屋灾后恢复到原有水平除房屋本身建设费用外的其它费用(劳工费用、市场价格差异等)。4.2.2洪水灾害损失率确定方法洪灾损失率受到多种因素的影响，除各类财产自身因素外，主要受洪水淹没深度、淹没时间等洪水要素的影响。在历史系列洪灾调查的基础上，可以采用图表法或线性回归方法建立洪灾损失率与洪水要素之间的关系。1图表法图表法就是通过调查所得历史数据，建立洪水损失与洪水淹没等级之间的关系。其计算步骤如下：a.调查获取洪水灾害损失数据b.确定洪水深度的分级标准c.建立损失率和洪水深度、淹没历时之间的二维关系，并绘制f(L,H,T)关系曲线d.通过或得洪水深度和关系曲线，确定特定洪水深度下的洪灾损失率2线性回归方法线性回归方法是定量确定各类财产损失率与洪水要素之间的函数关系，一般采用一元(损失率与水深)或二元(损失率与水深、历时)线性回归方法，其计算步骤为：a.建立洪灾损失率L与洪水要素水深h,历时t之间的之间的方程ctbhathfL),(b.代入调查历时洪水灾害损失数据c.求出回归系数a,b,c得出回归方程d.进行显著性检验（3）计算实例由于本文研究区域历时洪水灾害损失资料比较匮乏，因此采用文献[4]中示例数据（表4.2）利用线性回归方法进行洪灾损失率示例计算。表4.2洪灾损失率Table4.2Floodloss类型深度011.522.533.544.55农村家庭房屋03251667074787981836城镇房屋0369121619191919农村家庭财产0203444525457585961农作物07894100100100100100100100农林牧业0192428354451566169由于示例数据只是包含了水深和损失率，采用一元回归分析方法，利用Excel线性回归相关函数（INTERCEPT——求取线性函数的截距，SLOPE——求取线性函数的斜率，CORREL——求取线性函数的关系系数）求取每种承灾体的损失率关系函数：农村家庭房屋：y=15.07359x+20.7013R=0.903309城镇房屋：y=4.398268x+0.324675R=0.963262农村家庭财产：y=11.58874x+12.61039R=0.921308农作物：y=13.61905x+50.42857R=0.694556农林牧业y=13.31602x+2.746753R=0.996588按置信度90%对上述函数进行相关性检验，可知函数相关系数R均大于相关系数临界值。4.3洪灾评估模型根据国家防汛抗旱总指挥部办公室提供的“洪涝灾害统计表”，一次洪涝灾害包含以下内容[5]：(1)洪涝灾害基本情况：受灾范围、受灾人口、受灾城市、倒塌房屋、死亡人口，失踪人口。直接经济损失，包括农林牧渔业直接经济损失、工业、交通运输业直接经济损失、水利设施经济损失之和。(2)农林牧渔业：主要包括农作物受灾面积、农作物成灾面积、农作物绝收面积、减收粮食、死亡牲畜、水产养殖损失、农林牧渔直接经济损失。(3)工业交通运输业：主要包括因洪涝灾害造成停产的工矿企业，中断的交通设施，机场、港口关停的个次数，主要输电线路停电次数，通讯线路中断的条次数，以及洪涝灾害对工业、交通运输业造成的直接经济损失。(4)水利设施：主要包括损坏水库，因洪水造成垮坝的水库数，因洪水造成防洪堤防的除数和长度，被洪水宠坏的防洪堤防工程数、损坏水闸数等以及洪涝灾害对水利工程造成的直接经济损失。7(5)城市受淹情况：包括城市洪水的淹没范围，受灾人口、死亡人口、城市设施以及城区进水受淹或严重内涝造成的直接经济损失。本文中主要讨论洪水灾害统计表中洪水灾害造成的直接经济损失的计算方法和模型。洪水灾害经济损失评估是在洪水淹没范围灾前模拟或遥感方法获取基础上，根据洪水淹没区域内的社会经济发展资料、土地利用情况、承灾体分布，建立灾害损失评估模型。一次洪灾总的经济损失包括直接经济损失和间接经济损失两部分[6]:计算公式为：Lt=(1+K)Ld+Ct,式中Lt为一次洪水造成的总经济损失(元)；Ct为防洪、抢险、救灾等费用(元)；K为反映除Ct间接损失外，其它间接经济损失和直接经济损失之间的比率关系，可以由历史洪灾资料通过建立经验关系曲线得到。但是由于现实条件中历史洪灾资料不足及过于复杂，因此本研究中主要考虑有形损失中的直接经济损失，各种承灾体的经济损失计算方法如下：4.3.1人口人是洪水灾害的直接和间接承担者，由于洪水作用，造成淹没区人口生命、财产的损失计算公式：11()NNhpijijiijLAm式中：ijA为i级水深下第j中人口密度人口区域的面积；ij为第i级洪水水深下第j中人口密度；i为第i级洪水水深下的人口平均死亡率，当计算受灾人口时采用100%；N为不同等级淹没水深下的人口密度分区数；Nh为洪水水深淹没等级数m为单位受灾人口的灾害救助费用模型计算过程：8a.获取居民点矢量分布图b.获取居民点人口分布数据，按照其和居民点矢量分布图的空间关联关系计算每个居民点的人口密度栅格图，分类得到人口密度分类图c.获取洪水淹没水深图，按照水深损失分级规则，进行淹没数据空间分层运算，或得分级淹没水深图d.淹没水深和密度图进行叠加操作，得到每类水深下受灾人口数e．迭代求和4.3.2农林牧渔业1．农作物nNhiNvjNvnnnjijjijvAOPOAPL111式中，Nh为洪水水深的分级数；Nv为评估区内农作物的种类数；ij第j中作物在i级淹没水深下的损失率；jP为第j中作物的价格，元/kg;ijA为第j种作物在i级淹没水深下的面积；jO为第j中作物的产量；nP为第n种受灾作物的补偿价格；nO为第n中受灾作物的产量；nA为第n中受灾作物的面积模型实现过程2：a.获取土地利用图b.获取洪水淹没水深图，按照水深损失分级规则，进行淹没数据空间分层运算，或得分级淹没水深图c.淹没水深分级图和土地利用矢量图进行叠加、裁剪操作，得到每类水深淹没下每种作物的淹没面积图9d.读取农作物产量、价格、损失率等属性数据，根据空间关联代码计算每类水深下每种农作物的损失e．迭代循环求和2．畜牧业畜牧业的损失主要来源于洪水造成牲畜、家禽的死亡，主要包括农村家庭养殖畜禽和商业化养殖畜禽，其计算公式如下NhiiiiiaXTKGVL1***式中：Nh为死亡牲畜的种类；iV为第i类牲畜价格；iG：为第i类牲畜的平均重量，kg；iK：为第i类牲畜母畜死亡数，头；iXT为第i类牲畜再生系数；模型