水利学报
２００１年８月ＳＨＵＩＵＸＵＥＢＡＯ第８期文章编号：０５５９．９３５０（２００１）０８—００６４—０５
城市洪涝灾害直接经济损失的评估与预测
冯平１，崔广涛１，钟昀１
（１．天津大学水利系，天津３０００７２）
摘要：本文对城市洪涝灾害的承灾体、致灾因子、孕灾环境的作用机理进行了分析．总结了城市洪涝灾害成灾模式的变化趋势，及城市化对洪涝灾害成灾特性的影响．在探讨城市灾前价值评估和洪灾经济损失率确定的一般方法基础上，建立了洪灾直接经济损失的评估与预测模型，并对天津市滨海新区的洪涝灾害损失情况进行了实际评估和预测．
关键词：洪涝灾害；洪灾损失；成灾模式；参数统计法
中图分类号：Ｐ４２６．６１６；Ｆ４文献标识码：Ａ
洪涝灾害是我国目前面临的最主要的自然灾害，其每年造成的经济损失已占国民经济总产值的３．５％左右，因此，洪灾损失评估预测及防洪减灾对策的研究是当前灾害学的重要课题，对其研究具有较大的理论意义及实用价值…．然而，目前国内外对城市发展形势下洪涝灾害的演变模式及成灾特性的研究还不够深入，缺乏对其内在机制的深刻探讨，传统依靠经验进行的洪灾损失评估模式已不能适应现代城市防洪减灾的需要．这样，加强城市洪涝灾害成灾机制的研究，建立和完善更科学、更准确的城市洪灾损失评估预测体系是当今城市防洪减灾中的一项迫切要求．
１城市洪涝灾害的成灾模式
１．１成灾模式分析一种灾害之所以成灾取决于以下几种因素，即孕灾环境、致灾因子和承灾体，三种因素综合作用而形成灾情．就洪涝灾害而言，致灾因子有多种，但致灾的过程或机制是一致的，即通过冲击和浸泡，使承灾体的功能及价值受损，其强度与最终的成灾度紧密相连，强度越大，成灾度越高，灾情越重．承灾体对灾情的作用体现于两个方面：价值总量和承灾能力．对直接经济损失而言，各类承灾体之间的相互影响并不明显，因而洪涝灾害对承灾体的作用模式就相对比较直接和单
一．价值总量反映了受灾基数，承灾能力影响其损失率的大小．对直接损失而言，承灾能力与承灾体自身的质量与建筑标准有关，建筑质量标准越高，其承灾能力就越强．随着城市化的不断发展，洪涝灾害的致灾特性及承灾体特性变化迅速．城市洪涝灾害成灾模式的变化趋势总体表现为：各类资产的损失增长十分迅速，与资产增长速度基本同步，但增长速率不一，建筑物等公共设施的损失增长相对缓慢，损失比重下降，居民资产和工商企业损失增长较快，损失比重不断上升．
１．２城市化对洪涝灾害成灾特性的影响随着城市化进程的不断加快，城市洪涝灾害的成灾特性已发生了深刻变化，其主要的特征表现有：（１）城市化的结果导致了洪灾发生频率与强度的增加，导致洪涝灾害成灾风险水平提高．城市道路及建筑物密度的增加，增大了城市不透水面积及比例，加之地表植被的破坏，致使同等降雨强度下的地表径流及排水量增加，汇流时间缩短，河道洪峰流量加大，洪灾频率、强度及影响范围增大；（２）破坏性的人为活动加剧了洪涝灾害的致灾强度．非法侵占河收稿日期：２０００．０７—０３
作者简介：冯平（１９６４一），男，教授，博士．主要研究方向为水旱灾害问题、水资源工程的可靠性分析及水的合理开发利用等一６４—
道、过量超采地下水造成的地表沉降，导致城市排泄洪能力降低，延滞了泄洪时间，加剧了致灾强度；（３）城市经济损失大幅增加．城市经济类型的多元化及资产的高密集性，致使城市的综合承灾能力脆弱；同时由于交通、供电、供水、通讯及金融信息网络等为主体的城市命脉的因灾中断，使城市工业、商业、服务业及对外贸易等因灾导致的间接经济损失比重亦不断上升；（４）灾害次生影响加重．洪涝灾害导致城市环境污染及环境质量的可能性退化，并产生较为严重的社会影响．
２城市洪涝灾害评估预测的参数统计法
洪涝灾害直接经济损失评估方法的一般过程包括两部分：（１）承灾体的灾前价值评估；（２）承灾体的洪灾直接经济损失率的确定．美国学者Ｓ．Ｊ．Ａｐｐｅｌｂａｕｍ曾提出了受灾资产的灾前价值评估的３种方法瞳１：①原始价值法．当受灾资产已无使用价值时，洪灾直接经济损失可按受灾资产的灾前价值计算；当受灾资产还有使用价值时，损失可按受灾资产的修理费用计算．②重置成本法．主要用于评估企业不动产灾前价值．③市场价格法．对于自然资源的价值，可按市场比较法、成本法或剩余法评估．
对于洪涝灾害直接经济损失率计
算方法，目前国内外比较通用的是参
数统计模型：即以淹没水深等洪涝灾
害特征为自变量，损失率为因变量，
利用参数统计方法确定模型参数ｂ、４］．
因此，本文在分析总结国内外研究成
果的基础上，针对国内城市的具体情
况，采用简单实用的分类资产的参数
统计方法来确定洪涝灾害直接经济损
失率，并据此建立了一套城市洪涝灾
害经济损失的评估预测模型，模型的
系统框架见图１．
３评估模型的基本结构
图１城市洪涝灾害损失评估模型框架
３．１各分类资产评估及预测关系模
型城市统计年鉴提供了详尽的城市社会经济发展信息，但空间统计尺度较粗，不能完全满足资产空间分析的需要．因此，针对我国城市市区空间资产的分布特征，可以从城市街区分析人手并选取一些特征指标，建立街区资产分配法．它的基础工作是从政区图中划分出街区单元并编号，计算出各单元的面积和计算区总面积，存人数据库；同时，根据城市各分类资产的划分情况，依据城市统计年鉴对街区单元赋予一些经济和社会属性（如人口密度、地价水平、建筑密度等等），力求对各分类资产作出合理的空间分配．其一般的计算公式如下：
Ｄｖ
Ｒ＝Ｒ×｛卫Ｌ
∑ＢｉｙＦ
ｉ＝ｌ（１）
式中：巴和巳分别为第ｉ个街区单元的第．『类分类资产价值与计算区内第＿『类价值总数；Ｂｉ和ｙ。，分别为第ｉ个街区单元的面积及该街区单元内第．『类资产的相关属性密度（如住宅房产的相关属性是地价水平，人口的相关属性为建筑物密度等）；ｎ为计算区内街区单元总数．
在此基础上，对各街区单元内的同类资产进行汇总，就可以得到计算区内各类资产价值的统计结果．一６５—
（表１），并建立以水深要素为主，淹没历时为调整因素的滨海新区统一的分类资产洪灾损失率关系（表２）Ⅲ．表２反映了滨海新区分类资产洪灾损失率的平均状况．
表ｌ滨海新区基准年不同频率洪水淹没情况
分类资产
工商业固定资产
工商业流动资产
商业库存物资
建筑业资产
通讯系统
居民财产
居民住宅５Ｋ３３３不同淹没水深（ｍ）的社会资产损失率（％）Ｍｂ７７＞一５～一加
交通供水等基础工程
个体企业
其它损失（含防洪救灾
费用、公共事业等）Ｍ“５５如加ｍ”以全区损失的１０％计算ｂ博如钙巧ｍ
在天津滨海新区，近几年城市基础设施不断完善，居民住宅质量大幅度提高，抗御洪涝灾害的能力有了很大的加强，因此可以把基础设施和居民住宅类的洪灾损失率增长率定为一２０％左右．这样，利用表１和表２给出的洪灾淹没情况，及表３中各分类资产在基准年洪灾损失值和各类资产经济增长的预测结果，再根据上述方法，便可以得到未来指定年份的各类资产洪灾直接经济损失值．最后，对表３的各类资产洪灾直接经济损失值进行汇总，则可得到滨海新区指定年份直接经济损失情况，具体结果见表４．从表４结果可以推算出，滨海新区的洪灾损失增长率在４．０％。６．０％之间，低于新区的国民经济增长率，这和国内外许多学者的统计分析结果是比较一致的．另外，随着滨海新区经济的迅速发展，因洪涝灾害所造成的潜在经济损失也在不断加大，２００３年的洪灾期望损失在２．６１亿元左右，２０１０年的洪灾期望损失在４．２３亿元左右，将分别占滨海新区当年国民经济总产值ＧＮＰ的０．２８％和Ｏ．２２％，这和欧美等发达国家的洪灾损失情况及其洪灾损失变化趋势都非常接近，而滨海新区是一个高度现代化的城市经济新区，洪灾资产损失结构和发达国家比较相似，这也间接说明本文的洪涝灾害经济损失的预测结果可能是合理的，比较符合滨海新区实际发展情况．
表３滨海新区洪灾损失率计算成果（亿元）
一６７—
水利学报
２００１年８月ＳＨＵＩＵＸＵＥＢＡＯ第８期文章编号：０５５９．９３５０（２００１）０８—００６４—０５
城市洪涝灾害直接经济损失的评估与预测
冯平１，崔广涛１，钟昀１
（１．天津大学水利系，天津３０００７２）
摘要：本文对城市洪涝灾害的承灾体、致灾因子、孕灾环境的作用机理进行了分析．总结了城市洪涝灾害成灾模式的变化趋势，及城市化对洪涝灾害成灾特性的影响．在探讨城市灾前价值评估和洪灾经济损失率确定的一般方法基础上，建立了洪灾直接经济损失的评估与预测模型，并对天津市滨海新区的洪涝灾害损失情况进行了实际评估和预测．
关键词：洪涝灾害；洪灾损失；成灾模式；参数统计法
中图分类号：Ｐ４２６．６１６；Ｆ４文献标识码：Ａ
洪涝灾害是我国目前面临的最主要的自然灾害，其每年造成的经济损失已占国民经济总产值的３．５％左右，因此，洪灾损失评估预测及防洪减灾对策的研究是当前灾害学的重要课题，对其研究具有较大的理论意义及实用价值…．然而，目前国内外对城市发展形势下洪涝灾害的演变模式及成灾特性的研究还不够深入，缺乏对其内在机制的深刻探讨，传统依靠经验进行的洪灾损失评估模式已不能适应现代城市防洪减灾的需要．这样，加强城市洪涝灾害成灾机制的研究，建立和完善更科学、更准确的城市洪灾损失评估预测体系是当今城市防洪减灾中的一项迫切要求．
１城市洪涝灾害的成灾模式
１．１成灾模式分析一种灾害之所以成灾取决于以下几种因素，即孕灾环境、致灾因子和承灾体，三种因素综合作用而形成灾情．就洪涝灾害而言，致灾因子有多种，但致灾的过程或机制是一致的，即通过冲击和浸泡，使承灾体的功能及价值受损，其强度与最终的成灾度紧密相连，强度越大，成灾度越高，灾情越重．承灾体对灾情的作用体现于两个方面：价值总量和承灾能力．对直接经济损失而言，各类承灾体之间的相互影响并不明显，因而洪涝灾害对承灾体的作用模式就相对比较直接和单
一．价值总量反映了受灾基数，承灾能力影响其损失率的大小．对直接损失而言，承灾能力与承灾体自身的质量与建筑标准有关，建筑质量标准越高，其承灾能力就越强．随着城市化的不断发展，洪涝灾害的致灾特性及承灾体特性变化迅速．城市洪涝灾害成灾模式的变化趋势总体表现为：各类资产的损失增长十分迅速，与资产增长速度基本同步，但增长速率不一，建筑物等公共设施的损失增长相对缓慢，损失比重下降，居民资产和工商企业损失增长较快，损失比重不断上升．
１．２城市化对洪涝灾害成灾特性的影响随着城市化进程的不断加快，城市洪涝灾害的成灾特性已发生了深刻变化，其主要的特征表现有：（１）城市化的结果导致了洪灾发生频率与强度的增加，导致洪涝灾害成灾风险水平提高．城市道路及建筑物密度的增加，增大了城市不透水面积及比例，加之地表植被的破坏，致使同等降雨强度下的地表径流及排水量增加，汇流时间缩短，河道洪峰流量加大，洪灾频率、强度及影响范围增大；（２）破坏性的人为活动加剧了洪涝灾害的致灾强度．非法侵占河收稿日期：２０００．０７—０３
作者简介：冯平（１９６４一），男，教授，博士．主要研究方向为水旱灾害问题、水资源工程的可靠性分析及水的合理开发利用等一６４—
道、过量超采地下水造成的地表沉降，导致城市排泄洪能力降低，延滞了泄洪时间，加剧了致灾强度；（３）城市经济损失大幅增加．城市经济类型的多元化及资产的高密集性，致使城市的综合承灾能力脆弱；同时由于交通、供电、供水、通讯及金融信息网络等为主体的城市命脉的因灾中断，使城市工业、商业、服务业及对外贸易等因灾导致的间接经济损失比重亦不断上升；（４）灾害次生影响加重．洪涝灾害导致城市环境污染及环境质量的可能性退化，并产生较为严重的社会影响．
２城市洪涝灾害评估预测的参数统计法
洪涝灾害直接经济损失评估方法的一般过程包括两部分：（１）承灾体的灾前价值评估；（２）承灾体的洪灾直接经济损失率的确定．美国学者Ｓ．Ｊ．Ａｐｐｅｌｂａｕｍ曾提出了受灾资产的灾前价值评估的３种方法瞳１：①原始价值法．当受灾资产已无使用价值时，洪灾直接经济损失可按受灾资产的灾前价值计算；当受灾资产还有使用价值时，损失可按受灾资产的修理费用计算．②重置成本法．主要用于评估企业不动产灾前价值．③市场价格法．对于自然资源的价值，可按市场比较法、成本法或剩余法评估．
对于洪涝灾害直接经济损失率计
算方法，目前国内外比较通用的是参
数统计模型：即以淹没水深等洪涝灾
害特征为自变量，损失率为因变量，
利用参数统计方法确定模型参数ｂ、４］．
因此，本文在分析总结国内外研究成
果的基础上，针对国内城市的具体情
况，采用简单实用的分类资产的参数
统计方法来确定洪涝灾害直接经济损
失率，并据此建立了一套城市洪涝灾
害经济损失的评估预测模型，模型的
系统框架见图１．
３评估模型的基本结构
图１城市洪涝灾害损失评估模型框架
３．１各分类资产评估及预测关系模
型城市统计年鉴提供了详尽的城市社会经济发展信息，但空间统计尺度较粗，不能完全满足资产空间分析的需要．因此，针对我国城市市区空间资产的分布特征，可以从城市街区分析人手并选取一些特征指标，建立街区资产分配法．它的基础工作是从政区图中划分出街区单元并编号，计算出各单元的面积和计算区总面积，存人数据库；同时，根据城市各分类资产的划分情况，依据城市统计年鉴对街区单元赋予一些经济和社会属性（如人口密度、地价水平、建筑密度等等），力求对各分类资产作出合理的空间分配．其一般的计算公式如下：
Ｄｖ
Ｒ＝Ｒ×｛卫Ｌ
∑ＢｉｙＦ
ｉ＝ｌ（１）
式中：巴和巳分别为第ｉ个街区单元的第．『类分类资产价值与计算区内第＿『类价值总数；Ｂｉ和ｙ。，分别为第ｉ个街区单元的面积及该街区单元内第．『类资产的相关属性密度（如住宅房产的相关属性是地价水平，人口的相关属性为建筑物密度等）；ｎ为计算区内街区单元总数．
在此基础上，对各街区单元内的同类资产进行汇总，就可以得到计算区内各类资产价值的统计结果．一６５—
（表１），并建立以水深要素为主，淹没历时为调整因素的滨海新区统一的分类资产洪灾损失率关系（表２）Ⅲ．表２反映了滨海新区分类资产洪灾损失率的平均状况．
表ｌ滨海新区基准年不同频率洪水淹没情况
分类资产
工商业固定资产
工商业流动资产
商业库存物资
建筑业资产
通讯系统
居民财产
居民住宅５Ｋ３３３不同淹没水深（ｍ）的社会资产损失率（％）Ｍｂ７７＞一５～一加
交通供水等基础工程
个体企业
其它损失（含防洪救灾
费用、公共事业等）Ｍ“５５如加ｍ”以全区损失的１０％计算ｂ博如钙巧ｍ
在天津滨海新区，近几年城市基础设施不断完善，居民住宅质量大幅度提高，抗御洪涝灾害的能力有了很大的加强，因此可以把基础设施和居民住宅类的洪灾损失率增长率定为一２０％左右．这样，利用表１和表２给出的洪灾淹没情况，及表３中各分类资产在基准年洪灾损失值和各类资产经济增长的预测结果，再根据上述方法，便可以得到未来指定年份的各类资产洪灾直接经济损失值．最后，对表３的各类资产洪灾直接经济损失值进行汇总，则可得到滨海新区指定年份直接经济损失情况，具体结果见表４．从表４结果可以推算出，滨海新区的洪灾损失增长率在４．０％。６．０％之间，低于新区的国民经济增长率，这和国内外许多学者的统计分析结果是比较一致的．另外，随着滨海新区经济的迅速发展，因洪涝灾害所造成的潜在经济损失也在不断加大，２００３年的洪灾期望损失在２．６１亿元左右，２０１０年的洪灾期望损失在４．２３亿元左右，将分别占滨海新区当年国民经济总产值ＧＮＰ的０．２８％和Ｏ．２２％，这和欧美等发达国家的洪灾损失情况及其洪灾损失变化趋势都非常接近，而滨海新区是一个高度现代化的城市经济新区，洪灾资产损失结构和发达国家比较相似，这也间接说明本文的洪涝灾害经济损失的预测结果可能是合理的，比较符合滨海新区实际发展情况．
表３滨海新区洪灾损失率计算成果（亿元）
一６７—