湖南省自然灾害风险可接受程度研究.pdf
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1、引文格式:刘健康,刘丙秋,匡文龙,等.湖南省自然灾害风险可接受程度研究J.西北地质,2024,57(1):5563.DOI:10.12401/j.nwg.2023047Citation:LIU Jiankang,LIU Bingqiu,KUANG Wenlong,et al.Study on the Acceptability of Natural Disaster Risk in HunanProvinceJ.Northwestern Geology,2024,57(1):5563.DOI:10.12401/j.nwg.2023047湖南省自然灾害风险可接受程度研究刘健康1,2,刘丙秋1,匡
2、文龙2,*,肖拥军2,林云志1,卢正新2(1.中化地质矿山总局湖南地质勘查院,湖南 长沙 410018;2.湖南科技大学,地球科学与空间信息工程学院,湖南 湘潭411201)摘要:自然灾害是湖南省面临的主要灾害之一,确定自然灾害风险可接受程度对该省的可持续发展意义重大。通过分析湖南省 20102020 年因灾死亡人数与经济损失、总人口、GDP 等数据,参照国内外相关研究,开展自然灾害风险可接受水平研究。取意愿系数=0.01,确定个人生命可接受风险标准;使用人均 GDP 这一指标,量化个人可接受经济风险;根据最低合理可行准则,分别构建社会生命与经济风险可接受准则模型。结果表明:个人可接受和可容忍
3、生命风险分别为106/a 和 105/a;个人可接受经济风险指数为 0.01,即个人经济风险的可接受风险范围不超过人均GDP 的 1%;因灾死亡 100 人的概率大于 109、经济损失 10 亿元的概率大于 102都属于不可接受风险。研究结果可用于辅助湖南省自然灾害风险的评估、决策与管理,也为其他地区相关研究提供参考。关键词:自然灾害;风险;可接受程度;F-N 曲线;F-D 曲线;湖南省中图分类号:X43;X820.4文献标志码:A文章编号:1009-6248(2024)01-0055-09Study on the Acceptability of Natural Disaster Risk
4、in Hunan ProvinceLIU Jiankang1,2,LIU Bingqiu1,KUANG Wenlong2,*,XIAO Yongjun2,LIN Yunzhi1,LU Zhengxin2(1.Hunan Geological Exploration Institute of CCGMB,Changsha 410018,Hunan,China;2.School of Earth Science and Spatail InformationEngineering,Hunan University of Science and Technology,Xiangtan 411201,
5、Hunan,China)Abstract:Natural disasters are one of the main disasters faced by Hunan Province,and determining the accept-able level of natural disaster risks is of great significance to the sustainable development of the province.By ana-lyzing the data of the number of disaster death and economic los
6、ses,total population,and GDP in HunanProvince from 2010 to 2020,and referring to relevant domestic and foreign researches,a study on the accept-able level of natural disaster risk was carried out.The willingness coefficient=0.01 is taken to fix the accept-able risk standard for personal life;the per
7、 capita GDP is used to quantify the acceptable economic risk for indi-收稿日期:2022-11-10;修回日期:2023-02-28;责任编辑:贾晓丹基金项目:湖南省自然科学基金项目“库岸斜坡软弱夹层泥化损伤机制及工程效应研究”(2020JJ4298),“高温矿山渗滤液条件下膨润土防水毯的渗透性能变化规律及其机理研究”(2022JJ30244),湖南省自然资源科技计划项目“基于高分遥感影像的矿山越界开采动态监测”(2022-23)联合资助。作者简介:刘健康(1997),男,硕士,助理工程师,主要从事自然灾害及地质灾害研究。E
8、mail:。*通讯作者:匡文龙(1966),男,教授,博士/博士后。主要从事自然灾害及地质灾害研究。Email:。第 57 卷 第 1 期西 北 地 质Vol.57No.12024 年(总 233 期)NORTHWESTERN GEOLOGY2024(Sum233)viduals;according to the minimum reasonable and feasible criteria,models of acceptable criteria for social lifeand economic risk are respectively constructed.The resul
9、ts show that the personal acceptable and tolerable liferisks are 106/a and 105/a respectively,that the personal acceptable economic risk index is 0.01,i.e.the accept-able risk range of personal economic risk does not exceed 1%of per capita GDP;and that the probability of 100deaths due to the disaste
10、r greater than 109,and the probability of economic loss of 1 billion yuan greater than102,are unacceptable risks.The research results can be used to assist the assessment,decision-making and man-agement of natural disaster risks in Hunan Province.Keywords:natural disaster;risk;acceptability;F-N curv
11、es;F-D curves;Hunan Province中国的自然灾害种类繁多、爆发频率高、危险性大,严重影响了国家现代化事业的进程,对其进行风险管控迫不容缓(冯卫等,2021;张文居等,2022;吴昊宸等,2023)。可接受程度是自然灾害风险管控方法研究中的一个重要研究领域(马红娜等,2023)。在确定灾害对承灾体的影响程度后,估算自然灾害风险评估结果数值,根据可接受风险水平进行风险评价,判断所估算的风险值能否被接受。无论是探究需治理的自然灾害类型还是探究这些灾害应治理到何种水平,都与风险可接受程度密切相关,可为风险管控者做出重要决策、实施风险管控措施提供参考依据。进行灾害风险管控的目的是在
12、考虑经济性的前提下,尽可能的将风险降至某一合理可接受的范围。不同国家或机构提出的可接受风险定义并不相同,参照 2009 年联合国减灾战略中心(Unisdr,2009)的定义,笔者提出了自然灾害可接受风险的定义:在现有社会、经济、政治和环境条件下,个人和社会可以接受的由自然灾害带来的潜在损失。20 世纪 60 年代,许多国外研究人员在核能、化工与基因工程等领域开展了风险可接受性的早期研究。英国在 1974 年颁布的法律中明确了风险决策领域中的最低合理可行(ALARP)准则,为各行业选择合理的可接受风险标准提供了理论指导(李宝岩,2010)。Fell(1994,1996)等总结了滑坡的可接受风险准
13、则和可容忍风险水平的影响因素。上世纪 90 年代,英国健康与安全委员会(HSE)(Balke-ma,1997)给出了可接受风险的定义,构筑了可容忍风险的总体框架。美国垦务局(USBR)(Maynard R L,2001)强调只有当某个风险能被大众所接受时,才是可接受风险。国内许多学者也针对风险可接受程度开展了大量研究并做出了许多贡献。唐亚明等(2008,2015a)归纳总结了有关滑坡风险评价与管理的国内外研究现状、方法及步骤,进行了滑坡可接受风险研究。李红英等(2013)为对某库区滑坡体进行风险评估,建立了库区的经济风险可接受准则模型。庙成等(2022)基于泥石流灾害可接受风险的问卷调查和统计
14、分析,对比了不同地区居民对泥石流可接受程度及其影响因素的异同。肖义等(2005)应用 ALARP 准则和 F-N 曲线研究了不同类型风险对应的可接受风险确定方法。王丽萍等(2019)提出了融合风险矩阵的改进 F-N 曲线。刘莉等(2009)在统计分析的基础上,建议了地震人员伤亡的风险值。尹衍雨等(2009)以重庆和四川为例,开展实地调查与访谈,得出了合理的居民旱灾可接受风险范围。陈伟(2012)和赵阳等(2022)分别进行了中国地质灾害可接受风险水平的全国性与区域性研究。近年来,风险可接受标准在油气管道、全球客船、煤矿和海洋工程等领域也得到了广泛研究。湖南省人口众多,资源丰富,自然灾害爆发不断
15、,对其进行自然灾害风险管控研究意义重大。因此,基于 ALARP 准则、统计分析方法和 F-N 曲线分析方法,结合自然灾害的爆发情况和经济发展现状,考虑灾害风险的特点及对公民人身财产安全的影响,开展湖南省自然灾害风险可接受程度研究,建立自然灾害风险可接受准则模型,为湖南省的自然灾害防治工作提供可靠依据与科学指导,也为其他地区相关研究给予参考。1研究背景 1.1区域研究背景 1.1.1湖南省自然地理条件湖南省位于云贵高原向江南丘陵及南岭山脉向江汉平原的过渡地带。省内河网密布,地貌类型以山地、丘陵为主,地形起伏较大,海拔为 21.62 122.35m,地 势 东、南、西 三 面 高、北 面 低。经
16、纬 度 为E 1084711415,N 24513041,面积为 21.1856西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2024 年万 km2。湖南省处于扬子板块与华南褶皱带结合带的中段,地质构造复杂,地层出露较为齐全。地层岩性主要有:前震旦系板溪群变质岩;泥盆系侏罗系的碳酸盐岩、花岗岩及砂页岩;白垩系古近系红层;第四系松散堆积物等。经历加里东期、燕山期等多个构造变形期,形成了大量构造变形区,主要发育有 NNE、NE 向等构造。湖南省年平均气温为 1619,年降水量约为1 2002 100 mm,雨水一般集中于三月下旬到七月上旬,自雨季结束后直至九月底为持续高温时期,降水量不足雨季的一
17、半,经常发生干旱。全省森林覆盖率为 59.96%。1.1.2湖南省自然灾害发育与风险情况强烈的构造运动不仅容易引发地震,还会破坏地表岩土体的稳定性;集中性的高强度降水则是引发洪涝、干旱以及各类地质灾害的主要原因(图 1)。以地质灾害为例,据湖南自然资源年鉴(湖南省自然资源厅,2021),在 20132020 年期间,全省爆发的各类地质灾害总数高达 20 557 起,平均每年爆发约 2 570 起,年均经济损失超过 5.27 亿元;以洪涝灾害为例,据湖南统计年鉴(湖南省统计局,2021),20102020 年期间,全省平均每年因洪水造成的经济损失超过 180 亿元。在 2017 年的 67 月,
18、因突遭暴雨袭击,宁乡市发生了六十多年来最大的一场洪涝灾害,因灾死亡与失联人数达 44 人,在该次事件中由暴雨引发的王家湾泥石流造成了 5 人死亡,4 人失联。自然灾害种类旱灾风雹灾地质灾害霜冻地震其他洪灾病虫害森林火灾图1湖南省自然灾害分类图Fig.1Classification of natural disasters in Hunan Province 根据湖南省应急管理厅发布的湖南省综合防灾减灾规划(2021-2025 年),截至 2022 年初,湖南省有18%的面积属于山洪灾害重点防治区,涉及的危险区超过 2.3 万个,区内居民超过 616 万人,城镇内涝风险突出;77%的面积处于地质
19、灾害高中等级易发区,共有地质灾害隐患点 18 567 处,威胁户数和人数分别达到 82 万户和 71.2 万人;气象灾害复杂,极端天气事件有变多变强的趋势;林下可燃物积累加快,森林火灾形势不容乐观;湖南省具有爆发中强地震的构造背景,省内有多个地级市属于地震基本烈度 7 度抗震设防区。1.2风险分类对灾害风险进行分类的深层目的是为了更加直观的表现其将带来的后果及后果所具有的特征。根据不同的标准,风险分类的结果各不相同。以灾害风险后果为标准对自然灾害风险进行分类,可分为生命、经济、生态环境和社会安全风险 4 类(刘希林等,2013)。因研究条件所限,只统计到湖南省自然灾害造成的人员伤亡与经济损失等
20、数据,结合本次研究的内容及特点,决定主要讨论人口死亡可接受风险水平和经济损失可接受风险水平。1.3ALARP 准则ALARP 准则是目前应用最为广泛的一条可接受风险确定准则,它通过两条标准线将风险划分成 3 个不同区域,可接受风险水平标准线是 ALARP 区与广泛可接受区的分界线;可容忍风险水平标准线是不可容忍区与 ALARP 区的分界线(图 2)。广泛可接受风险区风险增大可容忍风险水平标准线可接受风险水平标准线不可容忍风险区ALARP 区图2风险等级和 ALARP 准则Fig.2Risk level and ALARP criteria 在确定某一灾害风险处于何种等级时,只需将其风险值与确定
21、好分区的 ALARP 准则进行对比即可,之后便可依据所得结果进行分析与决策。若灾害风险评价值位于不可容忍区域,则必须及时采取相应的措施去降低风险;若该值位于 ALARP 区域,则需依据实际情况判断是否需要采取措施降低风险以及应将风险降低至何种水平;若该值位于广泛可接受区域,则不用采取措施去减小风险。2生命风险可接受程度分析 2.1湖南省自然灾害风险统计分析统计分析方法是最重要、最直观的一种风险研究第 1 期刘健康等:湖南省自然灾害风险可接受程度研究57 方法,以现有数据的统计结果为依据展开分析,实现对风险进行预测的目的。笔者基于 ALARP 法则,采用统计学方法,建立湖南省自然灾害生命风险可接
22、受准则模型。湖南省自然灾害灾情通常伴随着降水情况而变化,洪涝灾害和各类地质灾害主要发生在暴雨天气频繁的雨季,而干旱和森林火灾等主要发生在降水较少的秋冬季节,这些灾害对湖南地区居民的人身财产安全产生了巨大的威胁。根据湖南省统计局公布的20102020 年湖南省各类自然灾害致死人数(湖南省自然资源厅,2021)及每年的总人口数据(表 1)(湖南省统计局,2021),对湖南省自然灾害生命风险可接受程度进行研究分析,确定其可接受风险准则。表 1 20102020 年湖南省自然灾害致死人数和总人口情况表Tab.1Death toll and total population of natural dis
23、asters inHunan Province from 2010 to 2020年度自然灾害致死人数(人)户籍人口(万人)死亡概率(107)2010807 089.5311.282011847 135.6011.772012627 179.878.642013467 147.286.442014677 202.299.302015317 242.024.282016517 318.816.972017987 296.2613.432018277 326.623.692019317 319.534.242020287 295.583.84 因不同年份的自然灾害致死人数(在自然灾害中失踪的人员几
24、乎无生还可能,故将失踪人数合并入死亡人数之中)相差较大,通过对每年的死亡概率进行计算,以降低数量级对结果的影响程度。根据上述统计数据,能明显看出每年因自然灾害致死的人数变化较大,2018 年和 2020 年仅有 27 人与28 人,2015 年和 2019 年也只有 31 人,但 2010、2011、2017 年都达到了 80 人以上。近年来,随着国家对自然灾害管控力度的逐渐加大,群测群防体系全面建立,人民群众的防灾意识也得到了较大程度加强,除了因2017 年特大洪灾等极端事件的影响外,湖南地区自然灾害致死人数与死亡概率总体呈下降态势。自然灾害的爆发具有随机性,为确保数据的平稳性,避免某一波动
25、过大的数据对整个标准造成不利影响,可使用中位数表示可接受风险标准的基准平均数。将统计到的 20102020 年死亡概率数据按大小进行排列,得中位数为 6.97107,该值处于风险可接受范围,故湖南省自然灾害可接受风险线的风险值为1107。可容忍风险线的风险值通常比可接受的要小12 个数量级,在参照其他国家已制定标准的基础上,考虑湖南省人口密度较大的现状,决定在本次研究中取 1 个数量级(陈伟等,2012;赵阳等,2022),即为1106。2.2个人生命风险可接受程度分析 2.2.1确定个人可接受生命风险的理论方法一般认为,除了随着科技的发展,风险会有极低程度的减小外,个人死亡的风险几乎不会发生
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