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第四节 台风灾害承灾体脆弱性曲线

Khanduri等(2003)针对美国不同结构房屋建立了台风风速与建筑物平均损失率的脆弱性曲线(图3.8)。其中,损失率指经济损失所占房屋总体价值的百分比。台风灾害脆弱性曲线所选的致灾强度指标主要有过程降水量、日最大降水量和最大风速等。

图3.8 木结构房屋飓风脆弱性曲线(Khanduri A C,Morrow G C., 2003)

殷洁等(2013)利用1954-2008年间登陆中国东南沿海的174个成灾台风路径数据和对应的灾情记录数据,对台风强度等级和承灾体(农作物、人口、房屋和社会经济)的8项指标的损失数量关系进行分析,并对台风强度等级与各项损失率指标之间的关系进行拟合,得出各项灾损指标的损失率曲线。

灾损率的计算。首先根据台风过程时段内,在200 km范围内受影响省份气象站点有明显降水的区域视为台风影响范围,计算影响区的总暴露量。将提取出的影响区域内的耕地面积、人口、房屋数量、GDP值进行求和,得到影响区内的暴露总量,如下式:

(3.9)

式中:为第i种承灾体总暴露量,i=1,2,3,4分别为耕地面积、人口、房屋数量和GDP四种承灾体,为第j个县的第i种承灾体暴露量,j=1,2,…,n

最后,计算各个损失指标的损失率。根据灾情数据中每场台风各项损失数量和对应区域的暴露总量,分别计算农作物受灾率、农作物绝收率、人口受灾率、人口死亡率、人口受伤率、紧急安置人口比率、房屋倒塌率及直接经济损失率:

(3.10)

式中:为第i种承灾体第l个指标的损失率,l=1,2,…,8,分别代表农作物受灾率、农作物绝收率、人口受灾率、人口死亡率、人口受伤率、紧急安置人口比率、房屋倒塌率及直接经济损失率,共8个指标,为每一场台风第i种承灾体第l个指标的损失量,为第i种承灾体的总暴露量。

由于历次台风影响范围描述模糊,导致的承灾体总暴露量统计数据的不足,的计算采用如下处理:每场台风人口暴露总量按照全国平均人口增长率(式3.11),以2008年影响区域人口总数为基数求得对应年份人口暴露量;GDP暴露总量采用GDP平减指数(式3.12),计算相对于基期1978年的逐年GDP平减指数,再根据2008年GDP数据折算为对应年份的经济暴露量,耕地面积和房屋数据比较难以处理,仍采用2008年的统计数据和2000年的普查数据。

(3.11)

(3.12)

式中:为2008年相对于第n年的人口增长率;为第n年的人口数;为第n年的GDP平减指数;为第n年的GDP值;为第n年的GDP指数;为1978年的GDP指数,值为100;为1978年的GDP值。

分别构建农作物、人口、房屋和经济四种承灾体8个指标(农作物受灾面积、农作物绝收面积、受灾人口、死亡人口、受伤人口、安置人口、倒塌房屋、直接经济损失)受不同强度等级台风影响下的损失率曲线(图3.9)。

殷洁等还基于台风强度等级划分标准和损失率曲线,建立了我国四个强度等级的台风灾害损失标准划分方案:微度、轻度、中度和重度,对应的损失率用承灾体的社会经济指标来表征。因强度较弱的2、3等级(热带风暴、强热带风暴)造成损失较小,为微度等级的台风灾害,4、5、6等级分别对应的台风、强台风、超强台风单独划分为一级,对应台风灾害等级的轻、中、重,共划为四级。对应台风强度等级的8项灾害损失率作为台风灾害承灾体8要素的损失标准。根据上文分析,台风灾害损失标准实际指的是对应强度等级的损失率的平均值,最终构建中国的台风灾害损失标准(表3.12)。

图3.9 中国台风灾害承灾体损失率曲线(殷洁等,2013)

表3.12 不同强度等级台风强度与灾害损失百分率

续表3.12 不同强度等级台风强度与灾害损失百分率

由表3.12可见,微度台风灾害时各项损失标准均处于较低的比率,随着强度增强,损失程度加大,其中,对于农作物影响最为严重(63.25%受灾)。人口死亡率、受伤率、倒塌房屋比率和直接经济损失这几项指标在四种强度台风灾害影响下损失程度数量级别都较低,可见虽然中国频繁遭受台风袭击,但仍然具有一定的防灾能力,确保社会经济系统避免惨重的损失。表3.12是损失率的平均值,实际上每个强度相同的台风的损失率都是不相同的,因此,表3.12在实时台风风险评估中只具有参考价值。台风的灾损除了强风之外,还包涵了强降雨引发的洪涝、地质灾害和风暴潮的影响,需要综合考虑风和雨的共同影响。