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第一节 承灾体脆弱性曲线构建方法

承灾体脆弱性曲线构建方法有基于灾情数据的脆弱性曲线构建、基于系统调查的脆弱性曲线构建、基于模型模拟的脆弱性曲线构建、基于实验模拟的脆弱性曲线构建等4种。

一、基于灾情数据的脆弱性曲线构建

基于实际灾情数据构建脆弱性曲线是利用收集到的灾情数据中致灾因子与灾损一一对应的关系,采用曲线拟合、神经网络等数学方法挖掘二者之间的脆弱性规律。这是脆弱性曲线研究中最为常用的方法,

利用灾情数据构建的脆弱性曲线可以较好地反映实际灾害情景中承灾体的脆弱性水平。在现实中灾情大小往往还受孕灾环境、防灾能力等多因素影响,因此灾情记录很难真正刻画出承灾体自身的脆弱性水平,并且案例数据的不完备也使脆弱性曲线具有一定的不确定性。因此,充足的灾后实地调查,获取第一手数据,特别是每一次灾害过程致灾因子的识别和量值的确定,对于提高脆弱性曲线的精度十分重要;实地灾情调查可以用问卷和访谈等方式相结合,对于灾情中普遍存在的经济损失报大、人员伤亡报小的情况,通过问卷和访谈等方式应当予以仔细甄别。

由于承灾体脆弱性曲线是承灾体自身固有的脆弱性的表现,不同地区同种承灾体的脆弱性不同,各地同种承灾体脆弱性曲线有所差异。因此,可以在已有脆弱性曲线的基础上,通过研究区的数据对已有曲线参数进行本地化修正,形成本研究区的脆弱性曲线,即脆弱性曲线的再构建。

二、基于系统调查的脆弱性曲线构建

基于对承灾体价值调查和受灾情景假设,推测出不同致灾强度下的损失率进而构建脆弱性曲线的方法,称为系统调查法。它是基于土地覆盖/土地利用模式、承灾体类型、调查问卷等信息,发掘致灾参数和损失的一一对应关系,进而构建脆弱性曲线。以建筑物洪涝脆弱性的系统调查为例:首先对建筑物进行分类,并对实地建筑物中的财产分类登记;然后根据财产的类型、质量和使用年限,估算财产价值;再根据每类财产放置的平均高度(距地面),判断不同水位情景下该类财产的淹没深度;利用淹没深度和淹没历时下建筑物损失的个例资料,建立不同类别建筑物的水灾脆弱性曲线。

基于系统调查法构建脆弱性曲线,优点是虽然仍需淹没深度和实地建筑物损失的个例资料,但不需要完备的灾害案例数据。但缺点是调查的工作量较大。为了解决这个矛盾,可以对不同经济发展阶段的承灾体脆弱性进行调查评估。仍以建筑物为例,为了评估强风、洪涝中建筑物的脆弱性,不可能对每一栋建筑物的脆弱性进行调查评估。但是可以认为相同经济发展阶段相同种类的建筑物(木结构、砖混结构、钢筋水泥结构)的脆弱性具有同一性,这样我们只需对不同经济发展阶段的典型建筑物(木结构、砖混结构、钢筋水泥结构)进行脆弱性调查评估就可以了。这种方法调查数据准确性和假设情景的合理性决定了脆弱性曲线的精度,具有一定的人为因素。

三、基于模型模拟的脆弱性曲线构建

随着对承灾体脆弱性认识的深入,研制出一些表征承灾体脆弱性的数学模型,出现了基于计算机模型模拟的脆弱性曲线。这种方法的关键在于承灾体脆弱性的数学模型是否能真实反映致灾因子和承灾体的相互作用过程。不同的灾害研究发展了各自的灾害评估模型用于脆弱性曲线的构建。比如,利用作物生长模型模拟不同旱灾致灾强度情景,并计算出相应的产量损失率,构建了作物的旱灾脆弱性曲线。

基于模型模拟构建的脆弱性曲线的优点在于,可以模拟任意灾害情景中的承灾体脆弱性水平,深入发掘灾害信息,较少受到实际灾情数据缺乏的限制;可以从灾害自身机理出发细致刻画承灾体的脆弱性。存在的主要问题,一是研究难度大,很多灾害难以找到能真实反映致灾的机理的数学模型,精确模拟出致灾过程;二是处理海量数据,模型的运算量较大,资金投入和技术要求高。此外,在模型构建和模拟的过程中,还需要利用实际灾情数据进行检验和修正,从而保证脆弱性曲线的精度。

四、基于实验模拟的脆弱性曲线构建

实验模拟法是在人为模拟的灾损环境下,研究致灾因子强度对承灾体的影响,然后用统计方法拟合实验数据得到承灾体脆弱性曲线(曲面)。如果一种成灾过程可以用一种实验模拟很好地描述,那么我们就可以用该模型去研究承灾体的脆弱性。

下面介绍几种主要灾种敏感承灾体的脆弱性曲线。