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上海市各区县自然灾害脆弱性评价

2021-05-26 来源:易榕旅网
第42卷第l7期 2 0 1 1年9月 人 民 长 江 Yangtze River Vol_42.No.17 Sep., 2011 文章编号:1001—4179(2011)17—0012—04 上海市各区县自然灾害脆弱性评价 王静静,刘 敏,权瑞松,牛海燕,陆 敏 (华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室,上海200062) 摘要:为了提高上海市应对自然灾害的能力,以多灾种复合情况为背景,综合考虑暴露性、敏感性和应对能力 3项指标,运用模糊综合评判方法对上海市的自然灾害脆弱性进行评价。将上海市自然灾害脆弱性分为低度 脆弱性、较低度脆弱性、中度脆弱性、较高度脆弱性和高度脆弱性5个等级,并借助Areview软件编制了上海 市自然灾害脆弱性评价图。结果表明:上海市自然灾害脆弱性较高的地区主要集中在中心城区,郊区的脆弱 性普遍较低。评价结果与实际情况相吻合。 关 键 词:自然灾害;脆弱性;模糊综合评判;上海市 中图法分类号:P444 文献标志码:A 城市自然灾害管理中,风险评价是重要工具,而把 灾害与风险研究紧密联系起来的重要桥梁是“脆弱性 方法进行自然灾害脆弱性评价,为上海市防灾减灾提 供科学依据。 分析”,即分析社会、经济、自然与环境系统相互耦合 作用及其对灾害的驱动力、抑制机制和响应能力 I2 。 目前,脆弱性分析已被应用到不同领域,但对脆弱性概 念的界定存在很大差异。本文主要从灾害学方面研究 脆弱性,强调人类社会经济系统受到灾害影响时的抗 御、应对和恢复能力,侧重考察灾害脆弱性产生的人为 因素 。脆弱性是一种状态,在同一致灾强度下,区 域的脆弱性不同,自然灾害造成的损失也不同。灾情 随区域脆弱性的增强而加重,降低脆弱性可以减轻自 然灾害造成的直接经济损失,因此,脆弱性研究对于区 1研究区域概况 上海市因其特殊的地理位置,成为自然灾害的易 发和频发区域,海陆交互作用是形成自然灾害的主要 原因。随着上海城市化进程的加快,城市规模不断扩 大,人口和经济高度密集,衍生灾害隐患不断增多,影 响也更广泛,同等灾害强度下,灾情的“放大效应”更 为显著 。 在自然和人为双重因素的影响下,上海市自然灾 害形成了以非自然影响为主的显著特征 。上海市 的主要灾害类型有台风、暴雨、洪涝、大风、雷击、龙卷 风、冰雹、浓雾、寒潮、大雪、干旱、高温等。据1873~ 域减灾、防灾、抗灾等具有极为重要的意义。 关于灾害脆弱性研究,国内文献多从具体灾害种 类人手,进行单灾种脆弱性评价。孙蕾主要研究了上 2000年的资料统计,这类灾害几乎每年都有,年发生 概率高达0.98 。 海市沿海6区县的自然灾害脆弱性 ,石勇等研究了 上海市浦东新区的自然灾害脆弱性 ,邵传青等对天 津市滨海新区进行了自然灾害脆弱性评价 。这些 研究均选择中尺度的沿海城区为研究对象。本文着重 以大尺度的沿海城市上海市为研究区域,针对上海市 自然灾害及次生灾害的显著特征,运用模糊综合评判 收稿日期:2011—03—24 2研究方法 本文采用模糊综合评判法,选取上海市19个区 (县)为研究单元,进行自然灾害脆弱性评价。模糊综 合评判方法,具体步骤如图1所列。 基金项目:沿海城市自然灾害风险应急预案情景分析(40730526) 作者简介:王静静,女,硕士,主要研究方向为城市自然灾害。E—mail:bisheng403@163.eom 通讯作者:刘 敏,男,教授,主要研究方向为城市环境演变与自然灾害风险评价。E—mail:mliu@geo.ecnu.edu.cn 第17期 王静静,等:上海市各区县自然灾害脆弱性评价 l3 脆弱性评价集合 每个指标的权重 指标的衡量标准 进行脆弱性综合评判 图1脆弱性评价步骤 脆弱性评价指标体系中的一级指标分析模型为: z=∑Uii=l  (1) 式中,z为上海各区县的暴露性、敏感性和应对能力指 数;U 为某区县第i种指标的标准值;IV 为第i种指标 所占权重。 本文收集的数据主要来自相关年鉴与网络资料。 其中,人口密度、区域面积、区域增加值及第一产业增 加值主要来自上海2008年统计年鉴;建筑面积、60岁 以上人口数、17岁以下人口数、旧里弄及简易房屋面 积、房屋总面积、绿化面积主要来自上海统计网。 3自然灾害脆弱性评价 3.1建立因素集 构建指标体系是自然灾害脆弱性评价研究中最基 础、最重要的一步。根据评价指标体系的构建原则,本 文从暴露性、敏感性和应对能力3个方面考虑,同时考 虑资料的可获得性,确定自然灾害脆弱性评价因素集 U={人口密度,经济密度,建筑密度,60岁以上及17 岁以下人口比重,第一产业增加值比重,旧里弄及简易 房屋比重,人均增加值,绿化率}。 本文共选取了8个指标进行上海市自然灾害脆弱 性评价。其中,人口密度、经济密度、建筑密度代表城 市不同承灾体的暴露性;60岁以上及17岁以下人口 比重反映不同年龄阶段人类面对灾害的敏感性,即比 重越高,脆弱性越大;面对各种自然灾害,第一产业往 往更易于遭受损失,因而选取第一产业增加值比重反 映其敏感性;旧里弄及简易房屋比重反映城市人口居 住房屋的敏感性;人均增加值、绿化率分别反映城市防 灾减灾经济实力、应急避难开放空间水平。因很多数 据无法获得,故舍弃政府应急管理水平、应急疏散能 力、预警处理能力等能够较好反映城市应对能力的指 标。上述指标表达式如下: 经济密度= 第一产业增加值比重=笙 建筑密度= 旧里弄及简易房屋比重= 里 譬慧 为消除量纲影响,对具有不同量纲的数据进行了 标准化处理。其处理方法是: 对于正向指标: = ' ̄/max( ) (2) 对于逆向指标: =1一 f/max( ‘) (3) 式中, , 分别为第i个指标的标准值和原始值; max( )为第 个指标的最大值。本文认为暴露性和 敏感性越大,脆弱性越高;应对能力越大,脆弱性越低, 因而人均增加值和绿化率为逆向指标,其他均为正向 指标。 3.2 建立评价集 根据评价指标,建立评价集合。本文将自然灾害脆 弱性程度划分为5个等级,即评价集V={ , , , , }={低度脆弱性,较低度脆弱性,中度脆弱性, 较高度脆弱性,高度脆弱性}。采用中位数法和平均值 法并结合研究区域各评价指标数据的特点,确定各评 价因子的分级标准 ,如表1所示。 表1评价指标分级标准 3.3建立权重集 为保证权重赋值的科学性,本文采用主客观赋权 结合的方法,选择层次分析法(AHP)和特尔菲法相结 合,最终确定各指标的权重,并建立权重集A:{ 。, W2,W3,…, 8}={0.125,0.25,0.125,0.125,0.125, 0.085,0.125,0.040}。 3.4构建隶属函数 为了使指标有一个统一的衡量标准,本文采用构 造隶属函数的方式来确定隶属度,即模糊矩阵 。本 文选取升、降半梯形和三角形来确定各等级的隶属函 数 ]。低度脆弱性为降半梯形函数,高度脆弱性为升 半梯形函数,其他3级为三角形函数(图2)。相应的 隶属函数为: 14 人 民 长 江 级。 V2 -. ̄i 。,.、 利用建立的脆弱性评估方法,对上海市进行脆弱 性分析,并将脆弱性模糊综合评判结果示于图3。 ≤ ≤ 0 ≥v2 0 ≤Vl或 ≥ 矸 ̄i--VI < < (5) 1 = V3- xi < < 0 ≤ 或 ≥v4 矸 ̄i--V2 < < (6) 1 f= V4-x i < < 0 。≤ 或 ≥ 穗I,3 < ,1、 1 f= V5- xi < < 0 ‘≤l/4 X i--V4 < < (8) VI v2 xl 图2模糊隶属函数 3.5脆弱性评价 确定了权重集和模糊矩阵以后,即可采用模糊变 换进行综合评判: … sB=A尺:( 。, 2,…, 8)l i i ! l]  。 … ,J =(bl b2 b3 b4 b5) 本文按照最大隶属度原则 ,求出b中的最大值, 即B =max{b。,b ,b,,b ,b },则评定单元脆弱性为k 口低度脆弱性 咖较低度脆弱性 匿 中度嘲 llll 较高度脆弱性 _高度脆弱性 图3上海市自然灾冒脆弱性评价结果 从图3中可以看出:总体来说,中心城区的脆弱性 比郊区的脆弱性高;中心城区高度脆弱性地区包括虹 口区和静安区,脆弱性最高;较高度脆弱性地区主要有 黄浦区、卢湾区和徐汇区;中度脆弱性地区为长宁区; 低度脆弱性包括普陀区、闸北区和杨浦区。郊区中以 浦东新区最高,为较低度脆弱性地区,其余区县均为低 度脆弱性地区。 依据公式(1)和经标准化处理后的数据,计算各 区县暴露性、敏感性和应对能力指数(图4)。 删 制 凶凶凶凶凶凶凶凶凶凶凶凶凶凶凶凶凶凶球 口制艇艘 [h避 艘糕 蛇 习 髌 蜜 艋{l田: 钿匿 廿闩嗳船喂伯黧恨怔1II{} 艇 区县 图4上海市各区县指数分析 由图4可以看出:中心城区中,虹口区和静安区的 暴露性指数最大,远大于其他区县,敏感性指数较大, 仅次于崇明县和卢湾区,而应对能力指数较小,这是造 成两区脆弱性高的原因;黄浦区和卢湾区的暴露性、敏 感性和应对能力指数均较大,属于较高度脆弱性地区; 徐汇区暴露性和敏感性指数均处于中等水平,但是应 对能力指数较小,仅高于浦东新区,属于较高度脆弱性 地区;长宁区的暴露性、敏感性和应对能力指数均处于 中等水平,因而属于中度脆弱性;郊区中,浦东新区的 应对能力指数小于郊区其他区县,应对能力越小,脆弱 性越高,因而浦东新区的脆弱性比郊区其他区县的脆 第17期 王静静,等:上海市各区县自然灾害脆弱性评价 15 弱性高。  [2] 孙蕾,石纯.沿海城市自然灾害脆弱性评估研究进展[J].灾害学,2007,22(1):102—105. 综上所述,中心城区的脆弱性比郊区的脆弱性高, 原因是中心城区的应对能力指数与郊区相当,但是暴 露性、敏感性指数高于郊区。 [3】 孙蕾.沿海城市自然灾害脆弱性评价研究——以上海市沿海六区 县为例[D].上海:华东师范大学,2007. [4] 石勇,石纯,孙蕾,等.沿海城市自然灾害脆弱性评价研究——以 4结论与讨论 本文在多灾种复合的背景下,以上海市为研究对 象,收集各指标数据,并应用层次分析法(AHP)确定 上海浦东新区为例[J].中国人口・资源与环境,2008,18(4):24 —27. [5] 邵传青,张芳,易立新.沿海城市自然灾害脆弱性评价研究——以 天津滨海新区为例[J].防灾科技学院学报,2008,10(4):88—92. [6] 许世远,王军,石纯,等.沿海城市自然灾害风险研究[J].地理学 指标权重,运用模糊综合评判方法对上海市自然灾害 报,2006,61(2):127—138. 脆弱性进行评价。结果表明:中心城区的脆弱性比郊 [7] 尹占娥.城市自然灾害风险评估与实证研究[D].上海:华东师范 区的脆弱性高;郊区中以浦东新区最高。本文研究结 大学。2009. 果为城市防灾减灾提供了一定依据。下一步需完善指 [8] 温克刚.中国气象灾害大典(上海卷)[M].北京:气象出版社, 标体系,更加全面地反映上海市自然灾害脆弱性状况。 2006. 参考文献: [9] 杜鹃,何飞,史培军.湘江流域洪水灾害综合风险评价[J].自然灾 害学报,2006,15(6):38—43. [1] UN/ISDR.Living with risk:A global review of disaster reduction ini— (编辑:常汉生) tiatives 2004 versionfM].United Nations Publication,2004. Natural disaster vulnerability assessment for districts and counties of Shanghai City WANG Jingjing,LIU Min,QUAN Ruisong,NIU Haiyan,LU Min (Ministry of Education Key Laboratory fo Geographic Information Science,East China Normal University,Shanghai 200062,China) Abstract: In order to improve the ability against natural disaster of Shanghai City,on the background of multi—disasters,tak- ing three indexes into account including exposure,sensitivity and disaster—against ability,the natural disaster vulnerability of Shanghai City was assessed by fuzzy comprehensive evaluation method.Then the natural disaster vulnerability of Shanghai was di— vided into five levels,very low,low,medium,high and very high.At last,the natural disaster vulnerability assessment map of Shanghai City was worked out by Arcview software.The result showed that the high vulnerability areas were mainly in the central zones of Shanghai City,while the outskirt was generally in low leve1.The result agreed with the practical condition. Key words: natural disaster;vulnerability;fuzzy comprehensive evaluation;Shanghai (上接第3页) Study of atypical erosion of convex bank of river bend in Jingjiang Reach of Yangtze River HE Guangshui,YAO Shiming,JIN Zhongwu (Department fo River Dynamics,Changjiang River Scient c Research Institute,Wuhan 430010,China) Abstract: According to the fact that the annual variation of convex bank of river bend in Jinjiang Reach was in continuous ero— sion in recent years,the evolution characteristics of the convex bank in different stages was analyzed so as to find out the main causes.The results showed that the main causes included obvious decrease of incoming sediment of Jingjiang Reach after im- poundment of TGP,the mainstream line of the river bed swinging to the convex bank,the eroding of the waves in medium and dry period,among which,the decrease of incoming sediment was dominated.It was suggested that proper bank protection works should be conducted at the convex bank in order to solve the problems of lfood control and navigation caused by the atypical ero- sion. Key words: convex bank;atypical erosion;Jinjiang reach;Yangtze River 

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