災害評估研究進展

1自然災害評估的概念隨著科學技術的發展，人類對自然變化的認識不斷提高。然而，許多類型的災難給人類帶來了巨大的威脅和挑戰，也給人類社會帶來了巨大的經濟損失。同時隨著人口的持續增長、社會經濟生產規模的不斷擴大、城市化水平的不斷提高以及人類對生態環境的不斷破壞,災害的種類日益增多,頻度不斷提高,損害日益嚴重。災害已經成為當今社會面臨的最主要問題之一。因此,世界各國都越來越重視災害研究,1972年底召開的第27屆聯合國大會決議,將每年的6月5日定為世界環境日,1987年聯合國第42屆大會通過了“國際減輕自然災害十年(InternationalDecadeofHazardReduction)”的決議,把1990～2000年作為研究、治理自然災害的十年,目的在于提醒和教育人們重視環境保護、預防災害。災害評估是災害學研究的重要內容,是災害的預測、防治乃至災害補償研究的基礎。針對不同的研究角度和評估目的,災害評估可概括為災害風險評估、損失評估、生態環境評估和防災工程的減災效益評估等。災害風險評估是從災害致災因子和孕災環境角度,通過分析導致災害發生的自然現象的頻度和強度,建立和保存歷史災害記錄,對各種自然災害繪制危險性區劃圖,對易損性及潛在影響進行估計;災害損失評估是對災害造成的人員傷亡、直接經濟損失以及間接經濟損失進行評估;災害生態環境評估主要針對災害發生對生態環境的影響進行評價;減災效益評估的目的在于對減災工程和措施在減輕自然災害方面的作用進行合理評價。目前國內外對災害評估的研究已取得了很大進展,但由于災害涉及的內容廣泛,并需要多學科間的綜合研究,災害評估的研究尚待進一步充實和完善。本文的目的在于對目前災害評估研究的內容和主要方法進行歸納,以期能夠較為清晰地反映災害評估研究的現狀,為今后更為系統、綜合和深入的研究奠定基礎。2災難風險評估2.1差異形成的描述風險(Risk)是人們日常生活中經常面對的問題,但對其概念卻有不同的理解。一般認為風險是與損失相關聯的概念,有“主觀風險”學派和“客觀風險”學派之分;另外還有的學者認為,風險不只是損失的不確定性,還包括盈利的不確定性。對災害風險的理解也各有不同。杜鵬等通過對農業氣象災害風險的研究認為農業氣象災害風險是由于氣象原因,農業的預期與實際收獲之間的差異形成的,可以使用方差以及概率密度的方法加以描述。災害風險更為常用的理解是指事件發生狀態超過(或小于)某一臨界狀態而形成災害事件的可能性,常用超越概率。基于超越概率的災害風險主要針對災害的自然屬性,鑒于不同承災體對災害的抗災性能和易損程度不同,如果將致災因子和承災體進行綜合考慮,災害風險可以表述為:Risk=Hazard*Vulnerability(1)Risk=Ηazard*Vulnerability(1)式中Risk為災害風險;Hazard為致災因子發生的概率(超越概率);Vulnerability為承災體的易損度。而災害發生的超越概率又被稱為致災因子的危險性。由于災害的連鎖反應機制,不同災害常互為因果或同源發生,形成災害鏈和災害網,因此,災害風險也具有連鎖效應,不同災害風險事件之間可以構成災害風險鏈,進而形成災害風險體系。假設一條災害風險鏈的各風險事件的風險度分別為R1,R2,…,Rn,則整條風險鏈的風險度(R)可以表示為:R=1?(1?R1)(1?R2)?(1?Rn)(2)R=1-(1-R1)(1-R2)?(1-Rn)(2)可見,風險體系層次上的風險度,是各災害風險事件風險程度的綜合反映。2.2災害風險的評估災害風險評價是對災害風險區遭受不同強度災害的可能性及其可能造成的后果進行的定量分析和評估。主要包括兩個層次,一是對災害風險區內的某種災害進行風險評價;二是對災害風險區內一定時段內可能發生的各種自然災害之和,即綜合災害進行評價。目前,災害風險評估的研究已取得了較大進展,如:周寅康初步探討了災害的風險評價體系;黃崇福等提出了城市災害風險評價的兩級模型,并對城市地震災害的風險評價進行了研究;儀垂祥等提出了自然災害系統的評估理論等。筆者認為,根據災害風險的定義,災害風險評價不僅要分析災害發生的可能性(超越概率),同時還要評估由此引起的可能后果,對預期的損失狀況進行評價。同時災害風險區內綜合災害的風險評估還需要在單一災害風險評價的基礎上同時考慮不同災害之間的相互關系。災害風險評價主要包括以下內容和過程(圖1)。(1)災難模型確定相關區域一定時段內特定強度的災害事件的發生概率或重現期,獲取災害發生的超越概率,并建立災害強度—頻率關系。(2)發展智慧經濟的產品主要來源于地確定遭受災害影響的可能區域以及其內部的主要建筑、固定設備、內部財產以及人口數量、分布、經濟發展水平等。根據災害風險區內不同承災體的抗災性能和易損程度,以及災害風險區的災前預防預報措施、災期的抗災救災能力和災后的自救恢復能力和保險措施等因素建立承災體易損矩陣。(3)價值的計算方法價值模型是指確定風險區內不同承災體的價值,以及價值的計算方法。通過建立災害風險區的價值模型,結合災害模型以及不同承災體抗災性能,可以估算災害風險區可能遭受的直接、間接損失以及人員傷亡狀況。(4)風險等級的分類根據災害風險區風險損失的大小,劃分風險等級,并在此基礎上確定不同風險等級的空間分布狀況,繪制風險圖。2.3災害風險評價的方法不斷增加并向定量評價的方法不斷上升隨著災害研究的不斷深入以及各種新技術(計算機、遙感、GIS等)的不斷應用,災害風險評價的方法不斷增加并由定性分析逐步走向定量評價。表1對主要的災害風險評價方法進行了概括。3災害損失評估的確定依據廣義的災害損失評估一般按照災害事件發生的時間劃分為災害發生之前的預評估、災害發生過程的監測性評估和災害發生之后的實測性評估三種,一般意義的災害損失評估是在災害評估指標的基礎上,通過建立適當的評估模型,對災害的破壞程度和造成的損失進行評價。災害損失評估包括兩個方面,一是建立災害損失評估的指標體系,二是給出災害損失評估的定量方法。3.1災害發生后的經濟投入災害損失包括經濟損失和非經濟損失,非經濟損失主要包括人員傷亡,經濟損失又可劃分為直接經濟損失和間接經濟損失。除上述損失外,趙阿興和馬宗晉認為災害損失還應該包括災害事件發生后的救災和災區恢復的經濟投入部分。因此,災害損失包括自然變異事件所造成的人員傷亡和社會財產損失、災變對生產和生活造成的破壞以及為幫助被破壞的災區恢復正常社會秩序的投入(圖2)等幾方面是正確的。3.2關于災害損失評估目前,關于災害損失評估的指標體系已進行了較為充分的研究[30,31,32,33,34,35,36],但并無一致意見。目前,評估的指標主要根據災害損失的構成加以確定。如:任魯川將災害損失劃分為社會方面的損失和自然環境方面的損失;魏慶朝等將災害損失的指標劃分為屬性指標和貨幣指標,屬性指標包括人員傷亡和災害持續時間等指標;貨幣指標包括財產損失,救災費用和災害所引起的效益損失等經濟損失指標。3.3建立和完善災害損失等級評估機制災害的經濟損失包括直接經濟損失和間接經濟損失,直接經濟損失主要表現為實物形態的財產、資產、資源等損失,相對比較容易確定評估的損失對象,因此目前對不同災害類型直接經濟損失的評估程序和方法基本一致,大致可劃分為確定評估對象的類型、估計評估對象的實物損失量、估計各類評估對象的單位價值或價格、計算各類評估對象的直接經濟損失、計算總體經濟損失等步驟。災害的間接經濟損失沒有直接經濟損失那樣明確,因而其評估方法需要根據具體的損失對象加以確定,目前還沒有統一的方法和規范。為了開展不同自然災害的綜合研究和系統防治,張淑媛等曾建議在不同的自然災害之間,就其強度和破壞程度,應當建立客觀、共同、可以進行相互比較和定量的等級劃分標準。趙阿興和馬宗晉也認為不同災害的損失評估應具有可比性和實用性,因此災害損失評估在具體災害損失計算的同時,還需要根據災害的損失情況將其劃分為若干級別,以便于不同災害之間的比較。目前由馬宗晉等提出的“災度”概念(表2)已在國內災害損失評估的研究中得到了較為廣泛的應用,并相繼出現了一些類似的災害損失劃分方法,如:劉燕華等以受災人口數、死亡人口數、受災面積數、成災面積數和直接經濟損失值5個指標為災害損失定量評估的絕對指標,以受災人口占總人口的比值、受災面積占總面積的比值和直接經濟損失占工農業生產總值的比值3個指標為災害損失的相對指標,給出了災害損失等級劃分的定量標準,將災害損失劃分為較輕災害、較重災害、重災害、重大災害、特大災害;民政部利用類似指標將災害災情劃分為特大災、大災、中災和小災等。由于“災度”等級劃分方案只能判別部分災害損失的局限,一些學者提出了改進方案,如:張力等探討了將災害中人員死亡換算為貨幣損失的估算方法;于慶東提出災度劃分的“圓弧”方法,將人口直接死亡人數乘以生命價值系數得到災害造成的生命價值損失值,再進一步得到生命價值損失值與社會財產損失值的平方和,以此作為災害損失的等級劃分標準。將災情等級劃分看作一個模式識別問題,可以應用模式識別的有關理論和方法對災害損失進行評估。如:任魯川在災度概念的基礎上,應用模糊模式識別的理論,提出模糊災度的概念,通過建立模糊災度等級的隸屬函數來判別災害的級別,同時給出用于災害損失定量評估的模糊綜合評判方法;李祚泳等提出了基于物元分析的災情評估模型;魏一鳴、金菊良等引入遺傳算法和神經網絡模型的方法用于災情的評估;楊仕升采用自然災害不同災情的灰色關聯度方法給出自然災害不同災情的比較方法等。對于災害損失的時空分布,一些學者也采用時間序列分析和馬爾科夫狀態轉移等模型對其進行了探討,另外,高肖檢等還將自然災害與經濟系統結合建立了災害預防與經濟協調發展的系統動態學模型。4生態環境評估根據形成機制和表現形式,Schumm將災害概括為三種類型:①突然變化引發的災難性事件,如:地震、滑坡等;②累積過程引發的災難性事件;如河流改道等;③累積過程引起的漸發性事件,如:土壤侵蝕、河道淤積等。前兩種類型的災情主要表現在比較嚴重的人員和財產損失,第三種類型則可能并不表現為明顯的人員和財產損失,而是表現為對生態環境的破壞。正是由于它對生態環境的破壞,其損失主要體現為在環境保護和生態重建中的更高投入。如:近年來日益嚴重的黃河斷流現象給黃河三角洲的生態環境帶來了難以估量的損失;經濟發達地區由于人類活動加劇的水土流失也對當地的生態環境造成了很大的影響;而我國黃土高原地區由于水土流失引起的土地退化和生態破壞更是觸目驚心。這類災害的生態環境評估已迫在眉睫。災害生態環境評估的方法,目前主要可概括為兩大類,一是將災害對生態環境的影響換算為經濟損失,從而給出其定量評價結果。如:徐嵩齡探討了生態資源破壞的經濟損失計量的概念和方法,給出了用于生態資源破壞經濟損失計量的兩種計算結構;Cavallin和Rivas等探討了環境影響評價中不同地貌類型的定量評價方法;宴曉林等探討了環境—經濟效益的傳遞機制,并給出效益機制的度量方法。另一種方法主要通過建立較為完善的生態環境評估的指標體系,利用專家打分或其它統計分析方法進行災害生態環境影響的評價。如:趙躍龍等通過建立較為系統的生態環境定量評價指標體系,利用專家打分方法,對我國26個省、區的生態環境脆弱度進行了評價;倪晉仁等引入水體生物評價方法,利用大型底棲無脊椎動物群落為評估指標,建立了濕地泥沙環境質量的動態評估方法等。災害的生態環境評估尚是一個嶄新的課題,目前還沒有固定的方法和模式,需要進一步的研究。5效益評價的方法防災工程是指為了減少正在受到和可能受到災害侵襲對象遭受損失而實施的工程。它具有明確的投入和產出,因此防災工程的評估應該遵循成本-效益原則。防災工程的成本是指為了實現該工程所耗費的投入;效益則是指由于實施了該項目而最終獲得的災害損失減少量。計算防災工程成本和效益的方法主要包括價值評價、效益評價和機會成本評價三種方法。不同方法計算得到的防災工程的成本和效益有所相同,同時有些方法的計算公式也很不明確,因此使人們在防災工程的效益及項目方案選擇時產生一定的困難。為了解決這個問題,張顯東等建議必須確定一定的評估原則,根據這些原則來劃分防災工程的成本和效益,同時指出由于減災的根本目的是減輕災害對整個國家和社會所造成的損失,而不僅僅是減輕災害對某個部門、某個地區、某些企業所造成的損失,因此計算防災工程的成本和效益應遵循從整個國家和社會的角度出發進行評價的原則。即把實施工程項目引起的國民財富的耗費作為成本,而把由于項目的實施引起的國民財富損失的減少量作為效益。防災工程減災效益評價的準則主要有兩種:一是最小化準則,即防災工程投資和災害損失之和達到最小;二是補償準則,即防災工程投資額必須小于等于因防災工程實施所達到的災害損失減少額。一般說來,這兩種準則是等價的,可以根據具體防災工程的特點而靈活選用。6災害致災風險評價本文針對災害評估的不同方面,主要概括了災害風險評估、損失評估、生態環境評估和防災工程減災效益評估的內涵、主要內容和評估方法。總體來看,目前災害風險