河北省雪災風險的定量評估造成的經濟損失

　　這篇經濟師職稱論文發表了河北省雪災風險的定量評估造成的經濟損失，隨著重現期的增加, 雪災積雪深度也在增加。在承德、唐山交界以及唐山東南部地區, 30年一遇雪深達44 cm, 50年一遇高達66 cm。對于雪荷載敏感的結構, 承德與唐山交界處、唐山東部應滿足100年一遇雪壓0.5 k N/m2以上。承災體的損失風險受到致災因子、承災體暴露度和脆弱性的綜合影響。

　　關鍵詞：經濟師職稱論文,經濟損失,致災因子, 風險評估

　　雪災是影響河北省的主要氣象災害之一, 易導致能見度降低, 阻礙交通正常運行, 甚至損壞高壓輸電線, 壓塌蔬菜棚室和民房[1], 造成社會經濟損失與人員傷亡。對于冀北地區, 雪災大大影響農產品運輸和銷售[2]。2009年11月8-12日河北出現全省范圍的降雪天氣, 47個縣市的最大積雪深度突破當地有氣象記錄以來的歷史極值, 328.4萬人受災, 162.7 khm2農作物受災, 6 590間房屋倒塌或損壞, 直接經濟損失達15.3億元。開展雪災的危險性高低、強度大小及可能的損失評估, 已成為開展雪災災害風險管理的重要內容。

　　目前的雪災研究已有很多, 主要涉及時空特征、暴雪天氣過程和預報、致災因子及災情分析[3-5]三方面, 多集中在青海、內蒙等高原牧區, 且局限于雪深大小、日數長短等致災因子作為雪災等級評價指標。李凡等[6]基于GIS和RS工具, 通過層次分析和聚類分析法, 對果洛地區的積雪深度、持續天數、積雪面積比三個指標進行了危險性評估。以往研究中, 將承災體脆弱性、暴露性和承災體風險作為雪災風險評估的研究相對較少[7], 而致災因子是風險評估的基礎, 暴露度和脆弱性評價是災情預估的核心[7-8]。

　　主要評估方法中, 指標評估法是通過建立多指標評估體系和已有雪災標準來確定雪災大小, 但要求動態更新的指標資料, 且僅可定性反映風險的相對大小, 而基于歷史災情的脆弱性曲線, 則可建立不同致災強度與人口、經濟等承災體損失的定量化關系, 來反演期望損失值[9]。本文針對河北省雪災風險研究薄弱和實際業務需求的現狀, 以致災因子危險性、承災體暴露度和脆弱性評估為基礎, 通過建立承災體脆弱性曲線, 利用災害風險評估理論, 對不同重現期下雪災經濟損失風險進行定量研究, 為河北省開展雪災定量化風險評估業務和防災減災決策提供技術支撐和理論依據。

　　1 資料來源

　　致災因子數據為河北省1951-2017年142個國家地面氣象站的逐日積雪深度資料, 來自河北省氣象局。災情數據為1984-2017年河北省各縣域雪災災情統計數據, 主要字段包括災害開始時間、結束時間、發生地點、天氣過程描述、損失數據、災情描述等, 來自河北省氣象局與《中國氣象災害大典 (河北卷) (2008) 》。承災體數據的各縣域內逐年地區生產總值來自河北省統計局的經濟年鑒資料 (http://www.hetj.gov.cn/) , 地均GDP (單位面積內直接經濟損失) 空間分布數據來自中國科學院資源環境科學數據中心, 基于2010年分布數據, 通過查閱2011-2015年河北省年末總GDP數據, 計算年均GDP增長率, 計算得到河北省2015年地均GDP柵格數據, 分辨率為1 km×1 km。地理信息基礎數據來自河北省地理信息局。

　　2 研究方法

　　2.1 雪壓計算方法

　　雪壓為單位水平面積上的雪重, 根據積雪深度和積雪密度可計算得到雪壓, 公式如下[10]:式中:h為積雪深度 (m) ;ρ為華北地區積雪密度, 取值130 kg/m3[10];g為重力加速度, 取值9.8m/s2。

　　2.2 致災因子危險性評估方法

　　在概率論意義上, 氣候概率分布模式是根據長時間歷史實測資料的樣本分布進行極值變化的推算, 利用極值理論, 計算極值概率分布函數和重現期, 這對于客觀及定量評價氣象災害強度具有重要意義[11]。根據概率分布理論[12], 假定X為連續性隨機變量, 對于任意實數x而言, X式中:X代表積雪深度的極值變量, F (X) 為其累計概率分布, f (x) 為概率密度函數, x表示某一取值 (年最大值) , 則最大值的重現期

　　根據歷史逐日資料分別提取年最大日積雪深度和年最大日雪壓, 構建致災因子年極值數據 (Annual Maximum, AM) 序列。使用極值I型 (Gumbel) 、Weibull、Pearson-III型、正態分布等10種常見分布函數對各站點序列進行分布擬合。由于最大似然法 (Maximum Likelihood Estimation, MLE) 能適應不同極值模型參數估計需求, 參數估計效果精確度高[13], 因此選擇該方法估計模型參數, 通過Kolmogorov-Smirno (KS) 檢驗法確定最優分布函數[14], 然后計算不同重現期下雪災對應的致災因子強度, 通過GIS技術反距離權重插值法得到空間分布。

　　2.2 承災體脆弱性評估方法

　　根據災情統計和氣象觀測資料, 獲取雪災發生時的直接經濟損失和致災因子數據, 通過年鑒資料查詢相應時間和地點的地區生產總值, 計算雪災造成的直接經濟損失率;通過致災因子數據歸一化得到致災強度指數。基于Matlab 2014a, 通過線性、多項式、指數、高斯等回歸方法, 繪制致災強度指數-因災經濟損失率擬合曲線, 根據擬合度檢驗結果, 得到河北省雪災經濟損失的脆弱性曲線。

　　2.3 承災體損失風險評估方法

　　風險是致災因子、承災體暴露度和脆弱性共同作用的結果。根據自然災害風險評估理論體系, 不同年遇型風險為由致災因子作用而導致的承災體損失的可能性, 即損失期望值[15]。對于經濟損失風險而言, 計算公式如下:

　　式中:R (t) 為t年一遇的風險;H (t) 為t年一遇的致災因子強度, V為承災體 (經濟) 的脆弱性函數;E為承災體 (經濟) 的價值。

　　3 結果與分析

　　3.1 致災因子危險性評估

　　雪災致災因子危險性是指積雪深度、降雪量等要素的強度、頻率和變化規模, 一般情況下, 降雪強度越大, 積雪越深, 雪災的致災風險就越大[9]。本文選取積雪深度和日雪壓作為雪災致災因子危險性評價指標。圖1為不同重現期下河北省雪災年最大日積雪深度的危險性分布圖。由圖1可見, 隨著重現期的增加, 積雪深度和范圍逐漸增加。重現期為5年一遇時, 西部太行山區和張家口東北部、承德、唐山北部的致災強度相對較高, 積雪深度在10 cm以上。10年一遇時, 全省絕大部分地區積雪深度介于11~15 cm之間, 而張家口東北部、承德和唐山北部的積雪深度致災強度相對更高, 達到15 cm以上。30年一遇時, 高值區主要分布在石家莊西部山區、張家口東北部、承德以及唐山北部和南部, 積雪深度超過20 cm, 而50年一遇時, 幾乎整個太行山區和保定以北地區均在20 cm以上。而在承德、唐山交界處及唐山東南部, 致災因子危險性更高, 30年一遇積雪深度達44 cm, 50年一遇高達66 cm。總體來說, 地勢較高的河北西部山區和北部張承地區的雪災致災因子危險性較高, 這是由于相對平原而言, 山區或壩上等高海拔區氣溫相對偏低, 持續低溫不利于積雪融化, 導致積雪深度更大, 致災危險性較高。

　　基本雪壓為雪荷載的基準壓力, 是指結構試用期間, 在水平地面上根據氣象記錄資料經統計得到的可能受到的最大雪壓值[16]。根據《GB50009-2012建筑結構荷載規范》, 一般建筑結構的基本雪壓采用50年重現期的雪壓, 對雪荷載敏感的結構 (主要指大跨、輕質層蓋結構) , 采用100年重現期的雪壓[10]。圖2為不同重現期河北省雪壓致災強度分布圖。重現期為10年一遇時, 除衡水和滄州地區, 其他大部分地區雪壓在0.16~0.20 k N/m2之間。30年一遇時, 石家莊西部、張家口、承德及唐山南部和北部的雪壓達0.20 k N/m2以上, 而張家口東北部的沽源縣和承德南部興隆縣的雪壓相對較高, 超過0.30 k N/m2。根據50年一遇雪壓分布, 河北西部山區和北部地區的基本雪壓在0.25 k N/m2以上, 其中, 張家口中東部、承德以及唐山地區的北部和南部, 建筑結構荷載設計應滿足基本雪壓在0.30 k N/m2以上。而對于雪荷載敏感的結構, 石家莊西部和保定以北地區應滿足0.36~0.50 k N/m2, 承德與唐山交界處、唐山東部樂亭縣附近則應滿足0.5 k N/m2以上的雪壓。

　　推薦閱讀：《當代縣域經濟》(月刊)創刊于2013年，系經國家新聞出版廣電總局批準，由四川省社會科學院主管主辦，面向國內外公開發行的全國唯一專注于深度研究和宣傳縣域經濟的高端期刊。

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