1. 災害經濟學的《災害經濟學》商務版
書名:災害經濟學
作者:鄭功成
市場價: ¥28 元
ISBN:9787100073851
出版社:商務印書館
2010-11-01 第1版
2010-11-01 第1次印刷
開 本:32開
頁 數:407頁
類 別: 經 濟 -> 財經管理 -> 經濟學理論 重視災害經濟研究,實現人類可持續發展
第一章 緒論
一 災害問題的實質即是經濟問題
(一)災害問題是相對人類社會而言的異常現象
(二)災害是可以計量的經濟損失
(三)經濟因素是決定災害問題的基本因素
(四)結論:災害問題的實質即是經濟問題
二 經濟研究與災害經濟學
(一)經濟研究與災害問題
(二)建立災害經濟學的必要性
(三)中國對災害經濟問題的初步研究
三 災害經濟學的研究目標與任務
(一)災害經濟學的研究目標
(二)災害經濟學的基本任務
四 災害經濟學的研究對象與方法
(一)災害經濟學的研究對象
(二)災害經濟學的研究方法
五 災害經濟學的地位和基本理論框架
(一)災害經濟學的獨特地位
(二)災害經濟學與一般經濟學
(三)災害經濟學的基本理論框架
第二章 四項基本規律
第三章 五條基本原理
第四章 災害經濟的宏觀解析
第五章 災害經濟的宏觀解析
第六章 災害損失與經濟補償
第七章 減災與經濟效益
第八章 災害問題與可持續發展
主要參考文獻
附錄
後記
再版後記
2. 災害經濟學的《災害經濟學》清華版
作者:唐彥東
出版社:清華大學出版社
ISBN:9787302255727
上架時間:2011-7-8
出版日期:2011 年7月
開本:16開
頁碼:343
版次:1-1 第一章 緒論... 1
第一節 世界及我國災害概述... 1
一、世界災害概述... 1
二、我國的災害... 6
三、災害信息資料庫... 10
第二節 災害經濟學的產生與發展... 11
一、災害經濟學的產生... 11
二、災害經濟學的發展... 12第三節 災害經濟學的研究對象和內容... 15
一、災害經濟學的研究對象... 15
二、本書的主要內容... 16
第二章 致災因子與災害... 17
第一節 致災因子與災害的概念... 17
一、致災因子和災害的區別與聯系... 17
二、災害與應對能力... 20
三、災害的自然屬性和社會屬性... 22
第二節 災害的分類... 23
一、常見的分類方法... 23
二、本書劃分方法... 25
第三節 脆弱性... 31
一、脆弱性的概念... 31
二、脆弱性影響因素... 34
三、脆弱性的變化... 36
第三章 災害損失評估理論基礎... 38
第一節 支付意願和受償意願... 39
一、偏好... 39
二、無差異曲線... 40
三、馬歇爾需求函數... 41
四、支付意願和受償意願... 43
第二節 間接效用函數... 45
一、消費者均衡... 45
二、消費者均衡的變動和間接效用函數... 47
第三節 希克斯需求函數... 50
一、支出函數... 50
二、希克斯需求函數... 52
三、謝潑特(Shephard)引理... 55
第四節 福利衡量的基礎與指標... 55
一、價格變化的福利衡量... 55
二、收入變化的福利衡量... 74
三、數量變化的福利衡量... 75
第四章 市場影響災害損失評估... 81
第一節災害損失劃分... 82
一、按照災害影響對象的不同... 83
二、市場影響和非市場影響... 90
第二節災害損失評估基本問題... 91
一、影子價格與市場價格... 91二、公共物品與自然壟斷... 92
三、前後比較法與有無比較法... 94
四、重復計算... 96
第三節直接損失評估... 97
一、重置成本法... 97
二、現行市價法... 98
三、收益現值法... 99第四節直接損失評估實踐... 100
一、災害損失評估基本步驟... 100
二、部門直接損失評估... 101
第五節間接損失預測與評估... 106
一、間接損失評估方法... 107
二、間接損失預測與評估模型... 111
第六節HAZUS評估系統簡介... 124
一、HAZUS-MH組成模塊... 125
二、HZAZUS評估的三個層次... 127
第五章 非市場影響損失評估... 128
第一節:市場評價法... 130
一、生產率變化法... 130
二、恢復成本法... 132
三、疾病成本法... 133第二節:顯示性偏好方法... 134
一、防護費用法... 134
二、特徵價格法... 135
三、特徵資產定價法... 142
三、旅行成本法... 145
四、方法的選擇... 148
第三節 敘述性偏好方法... 148
一、條件價值評價法起源與發展... 149
二、條件價值評價法理論基礎... 152
三、CVM的總體框架和適用范圍... 153
第四節 環境影響評估... 154
一、環境的價值... 154二、環境影響分類和評估方法... 155
第六章 災害短期經濟影響... 159
第一節 供求分析... 159
一、災害對商品需求的影響... 159
二、災害條件下供求變化分析... 161
第二節 彈性對均衡價格的影響... 164
一、需求價格彈性... 164
二、供給價格彈性... 166
三、彈性對價格變化的影響... 167
第七章 災害與長期經濟增長... 169
第一節 災害與宏觀經濟變數... 169
第二節 災害對長期經濟增長的影響... 172
一、對增長路徑存在有利影響... 172
二、災害阻礙長期經濟增長... 174
三、災害對長期經濟增長的可能情形... 174
第八章生命價值評估... 177
第一節 人力資本法... 178
第二節 支付意願法... 180
一、生命價值概念... 180
二、降低死亡概率的邊際支付意願... 183
三、存在多種風險的邊際支付意願... 188
第三節 多期選擇模型... 190
一、個人偏好與時段選擇... 191
二、動態模型... 191
第四節 意外死亡的賠償... 192
一、生命價值與死亡賠償標準的關系... 193
二、我國死亡賠償金設定標准... 193
第五節 生命價值評估實踐... 195
一、內涵工資法... 195
二、價格-風險法... 208
第九章災害風險管理概述... 209
第一節 風險... 210
一、風險的概念... 210
二、風險的分類... 211
三、災害風險... 212
四、風險的變化... 214
五、風險與災害、人類行為的關系... 216
第二節 風險管理概述... 217
一、風險管理概念... 217
二、風險管理的目標... 218
第三節 風險管理流程... 221
一、風險管理的基本流程... 221
二、國際標准化組織風險管理原則與流程... 223
三、國際管理理事會風險管理流程... 231
第十章災害風險評估方法... 244
第一節 概率論和統計學基本概念... 244
一、隨機變數和概率分布... 245
二、概率分布的數字特徵... 248
三、樣本均值和樣本標准差... 252
四、偏度... 253
第二節 常用的損失分布及性質... 254
一、二項分布... 254
二、泊松分布... 255
三、正態分布... 256
第三節 風險的度量... 260
一、損失頻率... 260
一、損失程度... 263
三、風險矩陣... 265
四、損失金額的概率分布... 265
第四節 超概率曲線... 267
一、超概率曲線概念... 267
二、繪制超概率曲線... 268
三、超概率曲線應用... 270
第十一章 災害風險管理措施. 272
第一節 風險管理措施概述... 272
一、風險控制... 273
二、風險融資... 274
三、不同風險管理措施對發展水平的影響... 275
四、風險管理措施的選擇... 276
第二節 風險融資... 277
一、保險... 277
二、再保險... 281
三、巨災風險證券化... 283
第十二章 減災理論... 288
第一節 概述... 288
一、應急管理的生命周期理論... 288
二、減災工具... 290
第二節 最優減災投入... 291
一、減災的作用... 291
二、總量分析... 292
三、邊際分析... 294
第三節 減災的成本收益分析... 296
一、成本收益法理論基礎... 296
二、資金等值計算... 297
三、評價經濟指標概述... 304
四、成本收益分析方法的基本步驟... 305
第十三章 恢復重建理論... 312
第一節 災後恢復重建概述... 312
一、恢復的概念... 312
二、恢復的類別... 313
第二節 最小補償投資... 313
一、影響上限... 314
二、影響下限... 315
三、最小補償投資... 318
四、具有時間參數的最小補償投資... 319
五、總補償支出... 321
第三節 災後恢復重建索洛模型... 322
一、索洛模型簡介... 322
二、災害經濟索洛模型... 326 人類的歷史就是與一部與各種自然災害和人為災害不斷交鋒的歷史。不同的歷史階段,人們對災害的認識不同。
在漫長的中國封建社會中,「天意難違」或「天人感應」是人們對「天災」最基本的理解,現代社會早已拋棄了這種觀念,但在現實生活中,用「天災」不可避免的說辭來推卸責任的事情卻時有發生。到了近代和現代,又出現了與「天意難違」幾乎完全相反的觀念,即「人定勝天」。這樣的觀念對於鼓舞人們改造自然增添了無盡的動力,於是荒山變良田,戈壁成綠洲,但此後的退耕還林和退耕還草的尷尬似乎說明了「人定勝天」觀念的破產。那麼,應該如何認識災害?災害與人類社會的關系又是怎樣的呢?災害是危險的自然和社會現象與人類社會相互作用而產生的,「天意難違」過多地強調了危險的自然和社會現象,忽視了人類社會是可以對災害做好防禦措施的,而人定勝天的觀念則誇大了人類社會的作用,二者都是不可取的。
經濟學是解決兩難問題的科學。如在收入一定的情況下,要想穿得好一些,那麼在吃的方面就不要太挑剔,我們沒有辦法做到穿的好一些而又不減少食物的消費。這在經濟學中被稱為均衡,隱含著此消彼長的意思,也就是你要得到某種東西必須要放棄一些東西,總要付出一定的代價,天下沒有免費的午餐。上面的問題其實就是經濟學中的資源是稀缺的,人們是如何權衡並最終做出決策的。在災害背景下,資源同樣是稀缺的,人們又是如何做決策的?我們當然可以聽天由命,不採取任何的防範措施,任憑災害損毀我們的財產、破壞我們的環境甚至奪走我們的生命。很顯然,這種做法並不可取,我們當然可以採取一些簡單的防範措施,花費也許不多,但卻可以大大減少災害對我們生活造成的不利影響。也許會有人走向另外一個極端,既然災害給我們帶來如此巨大的損失和影響,我們應該不惜一切代價做好防災減災,把災害風險或災害損失降為最低。這聽起來也許很美好,但這僅僅是一種不切實際的想法而已,有哪一個個人、組織或政府不計成本不切實際地把大量的資源用於防災減災呢?我們這里的全部意思是,當我們把一些資源用於防災減災時,應該投入多少呢?這同樣需要權衡,需要我們用經濟學的思想來解決這些問題。
本書是對災害經濟學理論進行初步探索的結果,是在我國和世界災害頻發的背景下,對眾多有識之士呼喚災害經濟學的響應。本書對災害經濟學的基本理論進行了初步的闡述,把一些不是完全成熟的理論或想法講出來,希望起到拋磚引玉的效果,引起大家討論,供大家批評,沒有什麼比爭論和批評更能促進思考。歡迎廣大讀者批評指正。
盡管災害經濟學還剛剛起步,離建立起完善的學科體系還任重而道遠,但筆者堅信,隨著災害經濟問題研究的不斷深入,其研究內容將不斷深化,學科體系也將從不完善走向完善。
本書得到防災科技學院特色教材建設項目資助,在此表示感謝。
3. 災害經濟學的介紹
災害經濟學是從經濟學角度來研究災害問題,也就是在災害條件下如何配置稀缺性的資源的問題,處理的關系包括災害與企業、家庭或個人的經濟關系、災害與各部門經濟發展的關系、災害與整個經濟發展的宏觀關系等。簡言之,災害經濟學是一門運用現代經濟學原理和方法來研究人類社會與災害之間經濟關系的經濟學分支學科。
4. 地質災害防治工程的經濟學原理
一、地質災害防治活動的產品
在人類的物質資料生產過程中,勞動首先是人與自然之間的過程,是人以自身的活動來引起、調整和控制人與自然之間的物質變換過程。地質災害防治活動,包括預測地質災害發生的可能性,興工動料構築減災工程都是引起、調整和控制人與自然之間的物質變換過程。
在地質災害的定義中,人類的生命和財產遭受了危害,生產和生活活動受到了阻滯,資源和環境受到了破壞,這時成災區范圍內人類的生命、財產、生產及生活活動、資源和環境稱為承災體。地質災害防治活動是以提供承災體安全為產品的經濟活動。我們把通過地質災害防治活動提供的承災體安全稱為安全品。
地質災害防治活動產出的是安全品,安全品的價值不是在市場競爭中通過價格得以實現。假設決定對某一泥石流易發區進行勘查,即決定投入資金進行勘查。經過招投標競爭,甲企業以100萬元勘查工程價款中標。經勘查得出結論,年內有暴雨,且暴雨必定引發特大型泥石流。承災體為一座工廠,其全部財產,重置價1000萬元,20戶居民,其全部財產200萬元,該區再無其他財產。經科學分析,若無防災工程,也不遷移,則暴發泥石流時,居民財產百分之百被毀,即200萬元;企業財產50%受損,即500萬元。若遷移居民和企業,需耗費500萬元,若興建防禦工程,至少需2000萬元,我們選擇轉移居民和企業財產的做法。假定甲企業得出的結論和損失分析是正確的,那麼,減災工程的經濟效益是(200×100%+1000×50%-500-100)÷(500+100)=16.66%,安全品的價值實現了700萬元。也就是說,如果不投入資金進行減災活動,承災體的損失將是700萬元,而減災活動的結果是使承災體獲得了安全,支出的是500萬元遷移費用和投入的100萬元勘查費用。以絕對數表示的經濟效益是100萬元。在這個例子中,如果承災體不是一個工廠、20戶居民的財產,而是一個城區的500戶居民,10個工廠,一所學校,其價值分別是5000萬元、10000萬元和300萬元,而遷移費用2000萬元,泥石流毀損各工廠和居民財產的百分比不變,毀損學校財產的價值為三分之二。此外,災後治理發生的費用也是災害發生的損失,設為210萬元。那麼,我們選擇興建防禦工程,這時按已有的經濟效益定義,投資的經濟效益是(5000+5000+200+210-2000-100)÷(2000+100)=386.19%。即不投資進行減災活動,承災體的損失是10410萬元,投資防禦後承災體獲得安全,這個安全是以2100萬元的投入換來的,安全品實現的價值是10410萬元,其凈效益為10410-2100=8310萬元。由此可以看到,安全品的價值就是承災體在受到地質動力作用時最大可能損失的價值;安全品的價值,不論是轉移了承災體還是通過防治工程使災害體消失了危害之勢,只要承災體獲得了安全,安全品的價值就實現了。
二、安全品生產活動的特殊性
(一)產品用途的單一性
地質災害防治活動的勞動對象是客觀地質體。人們根據已有的認識,對客觀地質體進行勘查,當然首先是可能成災的區域,尤其是成災嚴重的區域。為了保證承災體的安全,經過論證,對於極易成災,且一旦成災,則災度很高的點要興工動料建造防禦工程,改變地質體應力狀態。就過程而言,對客觀地質體的認識是勘查過程,這與地質勘查一樣。正是這一點決定了地質災害勘查企業多來自於地質勘查行業。對於興建工程,地質體改變應力狀態這一階段又類似於建築業,興工動料,生產單件性產品。雖然少數減災工程除了具有減災功能外,還可以結合具體條件綜合開發其他產品,但我們的目的是防止地質災害發生,遇有這種情況可以分開評估。
(二)安全品是一種公共物品
承災體是寬泛的概念,我們不能排除防治區域內任何人及其所有物從地質災害防治中獲得安全,也不會因為區域內多有一個人及其所有物而使另外人及其所有物的安全受到威脅。因此,地質災害防治活動的產品具有公共物品的屬性。安全品的公共性決定了由自然因素引發的地質災害防治活動的出資人必為政府,包括中央政府和地方政府。
(三)安全品生產活動中資金運動的特殊性
工業的資金,從用貨幣在市場上購進生產要素開始,經過生產過程生產出產品,再用產品從市場交換回貨幣資金,這樣一個過程又一個過程循環運動。其中一個環節受阻,整個資金運動就會停止。事實上,地質災害防治活動也要接續不斷地完成這4個環節,防治活動才能不斷地進行下去。我們來分析資金運動過程的特殊性。
1.決定生產過程是否進行的是業主
從事地質災害防治活動的企業,用貨幣資金從市場上購進生產要素,獲得具有專業知識的勞動力和勞動手段,為勘查活動做准備,這一環節與工業企業沒有差別。完成生產准備之後,資金進入生產過程。勞動力與勞動資料結合作用於勞動對象,對客觀地質體可能發生地質動力現象的情況獲得認識。一般要做出三種選擇,一是成災可能性很小,即使成災災害損失很小,不必採取預防措施;二是成災可能性較大,災害損失也較大,但種種原因使得興建工程,改變客觀地質體的應力狀態並不經濟,這時可選擇轉移承災體;三是必須興建防災工程。做出決定之前,需要進行方案比選的效益分析。做完選擇並實施後,生產過程就結束了,資金進入了產成品狀態,這一環節與工業企業也沒有差別。但在生產過程進行之前,生產要素進入企業之後,與工業企業不同,勞動對象不像工業企業那樣,購進材料加工處理,購進什麼材料,從哪裡購都由企業自己決定。地質災害防治企業對自然地質動力現象進行勘查之前,要通過國家有關部門的認可才能進行。這是資金運動過程中與工業企業的資金運動在空間位置確定上的差異,是地質災害防治活動特有的經濟關系的反映。
2.產成品沒有實物形態
工業企業的生產過程結束,產成品有時要在企業留滯一段時間。產成品一般是實物形態。地質災害防治活動企業產出的安全品不會在企業留滯,沒有實物形態,具有信息產品的特徵。
3.「驚險的一躍」在生產過程進行之前
工業企業的產成品要在市場出售換回貨幣資金。這一環節完成,資金就完成了一個循環,一個產品的物質生產過程也就完成。這一階段是價值實現階段,這是一個十分重要的環節,馬克思說這是「驚險的一躍」。產品是否適應市場需要,產品的質量性能,產品個別勞動與社會平均勞動的差別,都要在這一環節上表現出來。如果產品不是社會所需要的產品,那麼就賣不出去,產成品就完不成「驚險的一躍」。如果產品的質量、性能不高,那麼買者就不願買,或低價賣或銷售不暢,完成「驚險的一躍」就很困難。產品的價格要以市場上的價格表現出來。售價與成本之差是產品生產者的利稅,如果售價高於成本,那麼產成品轉化為貨幣資金,也就大於投入的生產要素成本,否則轉化的貨幣資金或等於或小於投入的生產要素成本,企業就沒有利潤。地質災害防治活動企業的產成品是安全品,一經生產出來,立即就被承災體的所有者或佔有者、使用者直接享用,看不到直接的驚險一躍過程,沒有產成品直接轉化為貨幣資金的過程,即不是用產成品直接在市場上交換成貨幣。但是地質災害防治活動要繼續下一生產過程就必須獲得貨幣資金的補充,誰來補充?這一問題涉及地質災害防治活動特有的經濟關系:自然地質災害應由政府投入貨幣資金,人類直接誘發地質災害應由誘發者投入資金。盡管地質災害防治活動的產成品沒有直接的「驚險的一躍」過程,但仍有產品質量和個別成本與社會成本的差別問題存在。顯然,對地質動力現象的產生、發展和變化認識結論常與實際不符,則必失信於人,企業要在「驚險一躍」中摔傷。如果減災投入比承災體的損失還大,那麼減災企業的繼續存在就沒有意義,「驚險一躍」之後也就難以再獲得出資人的投資了。然而,對於出資人來說,從事地質災害防治活動的企業對地質動力現象的產生、發展和變化認識結論與實際相符的程度卻是投資產生效益的關鍵之一。因而從事地質災害防治活動的企業的「驚險一躍」不在產品生產出來之後,而在資金投入之前。信譽程度、企業等級是地質災害防治效益的分析指標。
4.社會財富總量即時不增
在市場經濟中,一般經濟活動在「看不見的手」的指揮下,自覺不自覺地從自然界獲取物質和能量,增加社會財富。而地質災害防治活動是動用已經獲得的社會物質財富防止更大量的已經形成的社會物質財富損失,其基本出發點和歸宿是如何減少災害給社會經濟和資源帶來的破壞與損害。這個特性說明,除非結合其他以經營為目的的工程或間接影響,一般的,地質災害減災工程沒有資金迴流量,投入資金的成本都會被安全品的價值即時抵消。
三、地質災害防治工程經濟效益的再定義
按經濟效益的通常定義,地質災害防治工程經濟效益常被理解為投資者投入資源,地質災害防治企業生產出安全品的可能損失與投資者投入的資金之比。假定這樣理解准確無誤,那麼表述方式可以多樣,可以用絕對數的方式表達為可能損失減去投入資金的差額,也可以用資金利稅率、產值利稅率的方式表達為相對數。為便於與其他行業比較,採用資金利稅率的形式最好。至於地質災害防治企業本身的經濟效益,同建築企業相似,是減災投入經濟效益之外的另一回事,但減災企業是實現減災經濟效益的載體。像假定的例子一樣,針對特定的災害地點防治投入的效益是單個投資項目的效益。評價單項投資的效益,重要的是找到兩個數值,一是如果發生災害,承災體的最大可能價值損失有多大,二是項目的投資。有了這兩個指標,單項投資的效益就可以評價了。
但是,按經濟效益通常的定義,投入是對生產產品的投入,產出是生產活動的直接結果,而在上面的理解中,投入沒有疑問,可是產出就有問題了。安全品的價值獨立於地質災害防治活動過程之外,並且在地質災害防治活動之前就已經存在了,因此在理論上說不通,這種理解還存在偏差。
補償定理及其推論從整體著眼使得資源配置更優,已經不再局限於具體的生產過程,而是對比決策的社會凈收益,而且個體資源配置優劣必須以整體資源配置優劣為前提。所以,可以依據補償定理及其推論,把經濟效益定義的內涵和外延擴大。我們把不進行投入,也沒有產出的決策稱為不作為決策或零決策。至此,我們可以把經濟效益定義為:相對於零決策的決策產生的社會凈收益。如果定義為相對於零決策的決策產生的社會凈收益和資源投入的和與資源投入的比也一樣,只是表述方式不同,在我們的評價模型中還是採用資金利稅率的形式。顯然,這樣的定義包含了通常的經濟效益定義。
這樣定義的經濟效益給出了經濟效益評價的方法。獲益者可以補償損失者,即使實際補償沒有發生。凈效益最大,也就是收益與總費用之差最大,或總收益與總費用之比最大。由此可見,上面樸素理解的經濟效益定義,雖然理論上有偏差,但計算式仍然正確。用補償定理推論來表述地質災害防治工程經濟效益十分順暢。就單個地質災害防治工程來說,把投入資源看成一種損失,沒有資源投入時的損失為可能損失X1,有資源投入時的損失為投入的資源X2,兩種政策下效益的最低水平為X1-X2≥r(r是在評價區域內與等量資金可以獲得的平均利稅額),或(X1-X2)/X2≥R(R是評價區域內的年平均資金利稅率)。
四、地質災害防治工程的區域經濟效益
補償定理及其推論,不僅為定義經濟效益提供理論基礎,而且也為我們提供了評價區域地質災害防治工程經濟效益的簡單易行辦法。如果把可能損失按大小排隊,再把減災投入相應的列出來,那麼每一個項目都有一個經濟效益。現按經濟效益從大到小依次排隊,當經濟效益小到等於其他行業資源投入的平均的資金利率時,大於或等於這個經濟效益水平以上所有項目所需資源投入之和,即為當期政府應投入的資源數量。政府投入這樣的資源量在宏觀上能夠接近實現帕累托效率。這就是說,防治地質災害投入資源的邊際利稅和是遞減的,當邊際利稅和等於其他產業的平均邊際利稅和時,能夠接近於帕累托效率。
由此可以看到,雖然整體投資是由單項投資構成的,但還不能簡單相加求得整體經濟效益。此外,從地質災害防治企業資金運動過程的分析中可以看到,減災活動是否進行是由投資者決定的。按照有關的法律,責任人造成的地質災害損失要由責任人賠償,災後要由責任人治理。自然地質災害的防治要由政府投資。為了查清哪裡易發地質災害,易發程度如何,政府要組織人財物力進行地質災害調查評價,圈定不同地質災害危險等級的區域,其間發生的一切費用都構成政府防治地質災害的投入。對於有地質災害發生危險的區域,政府還要預防監測,預防監測發生的費用也是政府防治地質災害的投入。我們把上述兩項費用統稱為地質災害防治活動的基礎投入。嚴格地說,政府有關地質災害日常管理費用也屬於基礎投入,但是,考慮這部分費用不便於與其他財政支出分開,就不列入基礎投入了。政府的基礎投入加上專項投入是政府對於自然因素導致的地質災害防治的全部投入。基礎投入是地質災害防治區域經濟效益的構成因子,但卻不是單個地質災害防治工程經濟效益的直接構成因子。
5. 從所學的經濟學知識分析所謂戰禍(自然災害)之福
自然災害破壞了當地原有的經濟平衡,建立新的平衡會產生新的機會。災後重建需要大量資源,災區人民為了滿足生活需要會產生大量的需求,在購買力沒有遭到很大的破壞前提下,就會產生戰禍(自然災害)之福
6. 滑坡災害風險經濟學評價
以甘肅省天水市王家半坡滑坡為對象作滑坡風險評價研究。
一、研究區概況
1.自然地理情況
王家半坡滑坡位於天水市秦城區北山,其西臨玉泉觀,南依玉泉中學,北靠中梁山公路,東以王家半坡東沖溝為界。地理坐標為:東經105°42༽″~105°43ཊ″,北緯34°35ཅ″~34°35ཌ″。
2.氣象與水文
該區屬於溫帶半濕潤氣候區,多年平均降水量538.17mm,區內一次性連續最大降雨量為286.6mm,一日最大降雨量為113mm。年內降水分配不均,65%的降水量集中在6~9月份。也是滑坡、泥石流災害多發期。
受地層岩性和降雨因素的控制,區內局部賦存滑帶滯水。該類水為擾動鬆弛破碎帶裂隙、孔隙水,含水層岩性為全心統坡積物,以黏性土為主。地下水補給源主要是大氣降水,其次為居民生活污水回滲補給。大氣降水或生活污水通過黃土垂直裂隙、滑坡側後壁的拉張裂縫、剪切裂縫滲入,沿古滑坡體內擾動鬆弛的滑帶土緩慢徑流,最後聚集於相對穩定的坡體內,呈滑帶滯水。
3.地形地貌
研究區處於西秦嶺山地與隴西黃土高原過渡地帶,地貌類型屬於剝蝕-構造丘陵山地,總體地勢北高南低,海拔高程1448~1200m,相對高差250m左右,坡體平均坡降12.5%,坡腳因古滑坡(或古滑坡群)的堆積,坡降較小,一般為1%~5%。
測區南側為侵蝕-堆積河谷地貌。該地貌單元發育了1~2河流階地、河漫灘及沖洪積扇,滑坡體就覆蓋於河流階地之上。
4.地質構造
研究區位於秦嶺緯向構造帶和隴西旋卷構造帶的復合部位,屬祁呂賀蘭山字型構造體系的前弧,地質構造復雜,新構造運動強烈。其構造形跡表現為一系列北西的斷裂和褶皺。
影響區內的地層岩性的挽近期構造均為隱伏斷裂,主要有:
鳳凰山斷裂:沿籍河北岸呈北西西向展布,是一條區域性主幹活動斷裂。
窩駝里斷裂:斜切天水市窩駝里北籍河谷底,為壓扭性斷裂,傾向南西。
東泉斷裂:沿渭河南岸呈北西西向展布,向西延伸至籍河河谷。
二、王家半坡滑坡風險識別
王家半坡滑坡體屬多期古滑坡體上的一部分,位於古滑坡體的前緣。王家半坡曾於20世紀60年代和70年代發生過兩次山體滑動。近年來,受降水及人為活動影響,於2002年再次出現滑動,坡體上的居民房屋倒塌或開裂,造成巨大損失。目前滑坡體仍處於不穩定階段,存在極大風險,因此,將王家半坡作為滑坡風險評價專題評價的對象有十分重要的意義。
根據收集資料(《天水市秦城區王家半坡應急治理可行性研究報告》)以及野外調查,確定影響王家半坡滑坡的主要因素有下面幾部分:
(1)岩性:岩性從根本上控制著一個地區的地貌特徵。在某種程度上,地貌形成的特徵和速率取決於下伏物質的岩性和風化特徵。岩性決定著斜坡體的黏聚力、摩擦系數等特徵。因此,滑坡作用與岩性具有直接的聯系。
根據勘探資料表明,王家半坡滑坡體的地層岩性為第四系坡積物,物質成分為擾動變形的黃土狀粉質粘土和新第三系泥岩的混合物,自上而下依次為泥岩夾亞粘土-擾動泥岩-泥岩(圖9-4-1)。主要特徵是質地不均,結構鬆散,易於地表水入滲,中部裂隙十分發育,滑帶滯水賦存於該層中,下部為緻密堅硬的第三系泥岩。砂質泥岩和泥岩,緻密堅硬,不透水。垂直節理和裂隙發育,遇水易軟化膨脹,風干後呈瓦塊狀。該套地層是滑體和滑床的主要組成成分。
(2)坡度:滑坡和坡度之間的關系受地質和地理相互作用的影響。斜坡較陡時,失效的可能性更大一些,同時也表明物質強度會更高一些。為了便於分區,經常將坡度進行分組。將坡度分為五組:<10°;10°~20°;20°~30°;30°~40°;>40°。
王家半坡地形坡度陡峭,斜坡臨空面大,是滑坡產生的重要原因。坡體的平均坡降12.5%,坡腳處因古滑坡(古滑坡群)的堆積,坡降較小,一般為1%~5%。
(3)降雨:降雨對斜坡穩定性影響的研究要根據降雨在坡面上產生孔隙壓力的能力。Tsaparas(2002)認為土壤滲透性與滑坡的發生具正相關性。Van Westen等(1997)研究表明,在強降雨過程中,由於地下水位上升,導致上層土壤飽水,不透水層以上形成上層滯水,剪切強度減小,坡面上形成孔隙壓力,這樣就可能引發斜坡失效。
王家半坡滑坡體後緣及側壁可見裂縫,賦存了滑帶滯水,主要補給源是大氣降水。而該滑坡體前緣勘探孔內未見滑帶滯水(圖9-4-1),表明王家半坡滑坡體上新的滑動帶尚未發育完全,在外力作用下,擾動鬆弛帶會進一步向下發展,當滑體的下滑力大於岩體的抗滑力後,將會快速下滑。
(4)滑坡體規模:規模和形狀十分重要,是確定滑坡體下滑力和抗滑力的主要影響因素之一。對滑坡體進行力學分析時,滑坡的規模和類型是判斷滑體是否平衡的重要參數。
根據地形地貌特徵及勘查資料,王家半坡滑坡體位於秦城北山古滑坡體的前緣,屬兩期古滑坡體上的再次滑動體。該滑坡體南北長為110m,後緣寬為150m,滑體平均厚度為17.7m,表面積為13000m2,屬重力牽引式小滑坡,如圖9-4-2所示。
(5)植被覆蓋和土地利用:關於植被對斜坡穩定性的影響,不同文獻有不同的觀點。根據對Lantau島自然地表的研究,Franks(1999)得出如下結論,植被稀疏的斜坡最易發生破壞。然而,Dai等(2001)發現與草地相比,裸地發生滑坡的概率要低。
王家半坡可以分為林地(較高的樹木)、灌木叢林地(灌木)、農田和居住區。研究植被對滑坡的影響需要考慮坡度。例如,一般認為在中等坡度(30°~60°)的林地,植被覆蓋率高有助於減少滑坡的發生,但當坡度較陡(>60°)時情況則有所不同。類似地,山區的農田(梯田)對斜坡穩定性也起到了積極的影響。
圖9-4-1 王家半坡滑坡剖面圖
圖9-4-2 王家半坡滑坡平面圖
三、滑坡危險評價
在考察前人成果[102、103、110、173、176、207~211]的基礎上,分析得出Rosenbluth方法比較簡單,可方便簡捷的對斜坡穩定性進行概率評價。這種方法可有效地將斜坡穩定性評價中傳統的安全系數法和概率評價法互相結合,取長補短,相互印證。因此,利用該模型進行王家半坡滑坡風險評價,評價步驟如下:
1.建立狀態函數
對於一般的斜坡穩定性問題,根據斜坡岩土體結構、破壞機理和受力狀況,可建立如下的狀態函數:
城市地質環境風險經濟學評價
式(9-4-1)中,xi分別為容重、黏聚力、摩擦系數、孔隙水壓、荷載強度、降雨強度等隨機變數,它們具有一定的分布(大多服從正態分布或對數正態分布)。
王家半坡滑坡風險評價以穩定性系數作為狀態函數,即
城市地質環境風險經濟學評價
式(9-4-2)中,R(x1,x2,…,xn)為抗滑力或者抗滑力矩,S(x1,x2,…,xn)為下滑力或者下滑力矩。
由於王家半坡滑坡屬於非均質(黃土-泥岩)滑坡體,滑坡周界及滑動面按野外實測資料確定。滑坡穩定性計算公式為(引自《天水市秦城區王家半坡應急治理可行性研究報告》):
城市地質環境風險經濟學評價
式(9-4-3)中,K為滑坡穩定系數;Fri為地下水面以上的條塊面積,m2;Rri為地下水面以上的岩(土)體天然容重,但為同上;Fsi,Rsi為指地下水面以下的條塊面積和岩(土)體容重,單位同上;φi為滑帶土內摩擦角,(°);Ci為滑帶土黏聚力,kPa;L為條塊滑面長度,m;αi為條塊滑面傾角,(°)。
2.確定參數值及隨機變數
穩定性系數函數中除φi,Ci外,其他參數變異性較小,作常量處理,均為定值。根據試驗及調查資料,考慮到該滑坡體有多層滑面,計算時選用最深滑動面確定參數。根據試驗分析以及收集的資料確定其他參數值(《天水市秦城區王家半坡應急治理可行性研究報告》),其他參數值分別為:Fri=314.55m2,Rri=18kN/m3,Fsi=629.1m2,Rsi=21kN/m3,L=99.5m,αi=25°。
將參數的定值代入9-4-3式中,可得到穩定性系數為
城市地質環境風險經濟學評價
本研究中φ,C變化顯著,為隨機變數。所以斜坡的穩定性系數(狀態函數)K是φi,Ci的函數,即
城市地質環境風險經濟學評價
因此,F(Ci,φi)也是隨機變數,其實質是抗滑力(矩)與下滑力(矩)的比值(R/S)。
3.計算穩定性系數
根據天水工作區野外調查資料及實驗測試,得出正態隨機變數Ci,φi的范圍分別為(20~40)kPa,10°~18°,由此求得均值(μ)和標准差(σ)分別為
城市地質環境風險經濟學評價
同理μφ=14°,σφ=4°
求出隨機變數Ci,φi的均值和標准差之後,在Ci,φi的變化區間內分別對稱的擇其兩個取值點,一般取均值的正負一個標准差,如下所示:
城市地質環境風險經濟學評價
因此,得到四種組合函數,可計算出四個穩定性系數,如下所示:
城市地質環境風險經濟學評價
將上式(9-4-8)中Ci,φi數值代入9-4-4式,可得到穩定性系數分別為K1=1.02,K2=0.83,K3=0.68,K4=0.59。
4.得出滑坡發生概率
因為狀態函數K=F(Ci,φi)服從正態分布,即k~N(μk,σk2),故穩定性系數的均值和標准差為
城市地質環境風險經濟學評價
則可靠度指標β為
城市地質環境風險經濟學評價
計算出破壞概率為
城市地質環境風險經濟學評價
其中,
城市地質環境風險經濟學評價
故Pi=0.83
滑坡目前處於極不穩定階段,滑坡發生的概率即危險度為0.83,需要採取緊急防護措施防止災害的發生。
四、王家半坡滑坡的危害與造成的經濟損失評估
危害與造成的經濟損失評估是風險評價重要的組成部分,關於王家半坡滑坡的危害與造成的經濟損失評估在第六章第三節已做介紹,其結果見表9-4-1。
表9-4-1 王家半坡滑坡災害預測經濟損失
五、滑坡風險評估結果
王家半坡滑坡發生災害的可能性很大,風險概率為0.83,處於極不穩定階段,受威脅面積達37500m2,影響范圍約為37500m2,災害如果發生會產生巨大的經濟損失,預測結果如表9-4-1所示。
以上為直接經濟損失值,根據災害的經驗統計,間接損失為直接經濟損失的4倍,所以間接經濟損失為1912.04萬元,總計為2390.05萬元。
根據風險評價的結果可知,王家半坡滑坡處於不穩定階段,有必要採取緊急防護措施,盡量減少災害發生的可能性,以及由此造成的嚴重的經濟損失。
六、滑坡風險管理
滑坡的控制治理是一項投資高,治理程序復雜,治理周期較長的工程。針對王家半坡滑坡的特點,王家半坡滑坡已處於很不穩定階段,風險性很大。滑坡發生概率為0.83,一旦發生將產生直接經濟損失共計478.01萬元,間接經濟損失為1912.04萬元,因此,必須採取治理措施加以防治,主要有以下幾方面:
(1)建設排水工程:包括地表水排水和地下水排水。地表水入滲引起滑床體的凝聚力降低,地下水中的滑帶滯水是王家半坡滑坡產生的根本原因。因此,需要建設排水設施,可根據自然坡面形態修建排水渠。
(2)抗滑樁及抗滑擋牆:王家半坡滑坡體的下滑力很大,已處於不穩定狀態,因此,要採用抗滑樁固定滑坡體。另外在坡腳位置可以修建抗滑擋牆,利用攔壩中的回填土的抗剪強度來阻止滑坡下滑。
(3)植被覆蓋:王家半坡坡體上部土壤為結構鬆散的黃土狀亞粘土,易於植物生長,建議種植根系發達的植物,使滑坡體的綠化面積增大,減少地表水入滲,達到預防和治理的雙重效果。
(4)實施監測系統:監測滑坡體的發展趨勢,記錄抗滑樁的位移以及裂縫的發展變化,及時預報可能發生的情況,最大限度地避免災害造成的經濟損失與人員傷亡。
(5)加強教育:加強滑坡災害的宣傳教育,增強災害區群眾的防範意識,使群眾了解災害發生的前的徵兆,盡快撤離受災區,最大限度地減少災害造成的損失。
7. 主流經濟學模型失靈,是不是經濟危機出現的前兆為什麼
我個人並不這么認為,我覺得經濟模型跟經濟危機並沒有必然的聯系。
經濟模型有一定的局限性。
我們不否認有一些經濟模型確實對經濟發展的指導有參考的意義,但是經濟模型也會有失靈的時候,失靈的原因有幾個:
第一、經濟模型研究的是過去、而經濟的發展看的是現在和未來
未來是不可預測的,所以註定了經濟模型不可能建立在未來數據的基礎上,只能依據過於經濟發展的實際數據,產生的想像總結出一定的規律,然後把這些規律用模型來構建。
更可怕的是,有些所謂經濟學家所提出的經濟模型完全就是一個單純的概念,很多都是坐在辦公室里搞研究,利用一些官方公布的數據建立模型,這很有可能導致模型數據失真,不能真實的反映實際的經濟狀況。
8. 自然災害經濟學的概述
災害保險與金融工具的選擇
Shogren 和Crocker(1991年)對自我保護下了一個定義,它是一種既能減少潛在損失可能性,又能影響損失嚴重性的投資行為。各然保護措施包括進行必要的保護手段,如在地震多發區,人們對房屋建築材料會有特別的要求。典型的個人保護措施的經濟手段有災害保險和不同種類的金融工具,如災害債券。關於災害保險的研究都集中在為什麼保險人和再保險人不對巨災提供保險,以及用以補充傳統保險手段的金融工具如何賠付災害損失等。Cummins,Doherty和A Lo(2002年)指出盡管看起來保險業有足夠的能力為大型災害提供賠付,但以保險行業目前的格局來看,這會引起大量的破產。對保險人而言,獲得更大償付能力的一個辦法就是購買再保險。Kenneth Froot(2001年)提出再保險人面臨融資的不完美性,擁有強大的市場能力,這能使他們向災難保險索取超過精算基礎價值的高額保險費。鑒於此,在貧窮落後的經濟中,個人的災害保險更加難以形成,政府必須發揮重要的作用,建立一個可持續的社會保險體系。這一保險體系不僅包括了災害來臨時的飢荒救濟,還應包括應急的公共就業以及失業保險、收入補貼等社會福利計劃。資本市場通過災難債券、遠期和期權,對災害風險提供保護的作用。Jerry Skees(2000年)認為:發展中國家在遭遇旱災是面臨食物不足的挑戰時,應設計一種降水合同,合同規定如果缺乏降水,就對當地的農民給予償付,償付的數額應該是缺少的降水量的函數,而這可以由可靠的降水指數測定。然而國內關於自然災害金融工具的研究和實踐尚處於萌芽階段,學術界的探討也主要集中於保險和國家財政補貼上,關於金融工具的引入問題較少有人提及。Paul Freeman(2001年)把金融工具應用於發展中國家國有資產、政府在轉移風險中期重要作用以及政府作為窮人的保護人這些情況下,並檢驗其應用效果。Freeman總結出風險套期保值工具在前兩種情況下很有效,而對於第三種情況則不容樂觀,這主要是由於逆向選擇問題和道德風險問題。 自然災害經濟學的發展方興未艾,學術的研究沒有止境。前述的研究成果是自然災害經濟學縱深發展的基礎,近年來部分經濟學家開始探討發展中國家的災害經濟問題。發展中國家本身經濟政治文化等發展存在許多問題,其經濟活動的致災性和社會經濟系統的易損性,使其面臨巨大自然災害時表現出天然的脆弱性。一個國家的災難往往對周邊國家甚至對全球經濟造成影響,而國際間的合作機制將有助於受災國迅速從災難中恢復。因此,發展中國家自身的災害防治問題,以及如何實施對發展中國家災害的外部援助,將是災害經濟學未來的重要研究方向。
9. 災害經濟學的詞條釋義
災害經濟學研究災害,但不是研究災害的自然屬性,而是研究災害的社會屬性,即災前、災時與災後的社會經濟關系。災害經濟學廣泛吸收環境科學、生態學、災害學和社會學等學科的營養,是經濟學與其他學科特別是與災害學相互交叉、滲透的綜合性邊緣學科。災害經濟學的形成和發展,一方面拓展了災害科學的內容,使人們對災害問題的認識添加了經濟學分析視角;另一方面也使經濟學在更為現實和客觀的基礎上得到了發展,增強了在災害背景下其對社會現象和人類行為的解釋力。這對於人類認識災害、處置災害和經濟的可持續發展提供了極大的幫助,具有重大的理論與現實意義。
摘自:唐彥東《災害經濟學》清華大學出版社 2011.7參考文獻 確定防治災害的對策是一件技術性很強的工作,這一工作需藉助數學模型和計算機來進行。具體來說:(1)根據有關災害的歷史資料和災變先兆,及時發現災害孕育期和潛伏期,並採用積極的防範措施,盡力縮小源區的范圍,減少災害的影響程度;(2)當災害暴發時,要及時做出減災對策,將重點放在災泛區;(3)在災害持續期,要針對災情趨於穩定這一現實,努力採取變害為利的措施,達到「堤內損失堤外補」的效果;(4)在災害衰減期和平息期,要採取各種補救措施和防範措施。作為防治災害的決策體系,除了各種有關的經濟決策外,還包括行政決策和法律決策等。
——摘自《安全科學技術網路全書》(中國勞動社會保障出版社,2003年6月出版)
10. 泥石流災害風險經濟學評價
本節以天水市羅峪溝泥石流的地質環境風險評價為例。天水市位於甘肅省東南部,地處陝、甘、川三省交界,東臨陝西省寶雞市,西、北、南分別與甘肅省定西市、平涼市和隴南地區相接。東經104°35'~106°44'、北緯34°05'~35°10'之間,市區平均海拔高度為1100m。全市橫跨長江、黃河兩大流域。總人口328萬人。境內四季分明,氣候宜人,物產豐富,素有西北「小江南」之美稱。
一、評價區概況
(1)地理位置:羅峪溝流域地處秦城區北部,位於東經105°30'~105°45',北緯34°34'~34°40'之間,是渭河支流———藉河的一級支溝,流域總面積為71.37km2,涉及秦城區的峪泉、中梁及北道區的鳳凰、渭南、南河川5個鄉,43個行政村。
羅峪溝流域位於隴中黃土丘陵溝壑區的傍山區與深谷區的過渡地帶。北以北山與渭河幹流相隔,南隔中梁山與藉河平行,溝腦發源於鳳凰山南麓,由西向東流,在天水市區東側匯入藉河。
(2)地層發育情況:羅峪溝流域在地質構造分區上屬隴西構造盆地的東南緣,位於西秦嶺地槽的北側。區內出露的地層從老到新主要有:前寒武系(An)牛頭河群、新生界古、新近系(E、N)和第四系(Q)。區內第四系分布較廣,按其成因主要有河流相堆積物、泥石流堆積物、滑坡堆積物和風成黃土等。古、新近系中新近系(N)主要分布於工作區中北部,超覆不整合在古近系及其他地層之上,為一套內陸盆地河湖相堆積的紅色泥岩夾砂礫岩及灰白、灰綠色粘土岩等,總厚度大於1000m。古近系(E)分布於丘陵區,系一套內陸河湖相沉積,岩性為紫紅色礫岩、砂岩、砂礫岩夾砂質泥岩,含少量鈣質結核,泥鈣質膠結,具清晰的水平層理,總厚度455.9m。前寒武系(An)牛頭河群主要分布在關子鎮一帶,岩性為片岩、片麻岩夾大理岩。
(3)構造、新構造運動:工作區地處祁呂賀蘭山字型構造體系前弧西翼與秦嶺緯向構造體系的復合部位,同時受到隴西旋卷構造體系和西秦嶺北東向構造帶的影響,使得該區構造非常復雜,斷裂、褶皺十分發育。區內一系列NWW向和NE向的褶皺和斷裂,控制著滑坡、崩塌、泥石流的發育與分布。
晚近時期以來,由於地球內應力的不平衡,使一些構造體系具繼承性活動的特點,總的特點是以大面積不均勻間歇性升降為主。第四紀以來,新構造運動強烈,區內河谷多形成深切峽谷,並堆積形成了多級階地。
(4)氣候條件:該流域地處暖溫帶半濕潤半乾旱氣候的過渡地帶,由於地形差異大,氣候垂直變化顯著,年均氣溫10.7℃,極端最低氣溫-19.2℃(1955年),極端最高氣溫40℃(2001年),≥10℃活動積溫3360℃,無霜期184d左右,年日照時數2032.1h,年平均蒸發量1293.3mm,平均風速1.3m/s,年最大風速21m/s(1971年4月27日)。多年平均降水量為531.1mm,氣象要素如圖9-5-1所示。其中7,8,9三個月的降水量約占年降水量的50%以上,年最大降水量772.2mm(1967年),年最小降水量僅為330.1mm(1996年),年際降水量相差懸殊。24h最大降水量100mm(1965年),30min最大降水量30mm(1949年),10min最大降水量20.3mm(1957年),實測降雨強度見表9-5-1。
圖9-5-1 甘肅省天水站氣象要素圖
表9-5-1 實測降雨強度表
(5)土地利用現狀:根據羅峪溝流域土地詳查資料統計,截至2000年底,羅峪溝流域農業用地面積為3353.2hm2,占流域總面積的46.98%,其中坡耕地面積為2439.6hm2,基本農田為913.6hm2。林地面積為1309.4hm2,占流域總面積的18.35%,人工草地155.5hm2,占流域總面積的2.18%。其他用地(居民點、道路等)面積為1319.8hm2,占流域總面積的18.49%,未利用地面積為911.8hm2,占流域總面積的12.78%。水域87.3hm2,占流域總面積的1.22%。
二、風險識別
從該區水文地質、環境地質、氣候、水文、人類活動及其影響范圍的社會、經濟等情況來看,該區存在泥石流發生的可能及造成生命財產等損失的風險。表現如下:
據史料記載:天水市羅峪溝流域在1540年、1642年、1652年、1740年、1866年、1894年、1927年、1933年、1954年、1958年、1961年、1965年、1987年、1988年、1999年均有大水造成重災。其中有資料記載的1965年、1987年、1988年、1999年的具體情況為:
(1)1965年7月7日10時至18時,羅峪溝流域普降大暴雨,歷時8h,中心強度57.3mm/h,降水總量100mm,洪峰流量達668m3/s,超過100a一遇。洪水泥石流翻堤沖入市區,人民路、紅旗劇院、市醫院一帶受災嚴重。共造成1556戶受災,死亡278人,毀壞房屋3800間,淹沒農田580hm2,毀壞橋梁3座,20多個單位被淹。
(2)1987年4月19日下午16時至20日凌晨,羅峪溝流域普降暴雨,位於暴雨中心何家灣雨量站觀測的降雨量達84.1mm。這次暴雨局部強度較大,流域平均降水量30.9mm,洪峰流量443m3/s,接近50a一遇。
(3)1988年8月7日14:00開始普降暴雨,歷時共15h40min,降雨量81.5~116.6mm,暴雨中心師家灣降雨量為116.6mm。洪水起漲時間1h20min,落水時間22h40min,洪水總歷時24h,洪峰歷時所佔總歷時的比例為8.3%,洪水總量為502.2萬m3,實測羅峪溝洪峰流量596m3/s,超過100a一遇。洪水平均含沙量347kg/m3,最大水深3.46m,沖刷深度0.56m。測驗河段的右岸沖刷甚為嚴重,加之洪水來勢兇猛,致使中斷面處三根水尺及測驗台連根沖去,使右岸河床底部呈陡坎形,線務站埋深1.5m的專用電纜線被洪水沖走。
(4)1999年8月17日晚19時40分至21時15分,羅峪溝流域突降大雨,歷時1h35min,降雨量84.1mm,羅峪溝河水猛漲,洪峰流量為476.8m3/s,接近50a一遇,中梁、玉泉等鄉部分村莊受災嚴重,倒塌房屋24間,死亡2人,4個鄉鎮企業停產,水毀堤防1.2km,直接經濟損失334萬元。
嚴重的暴雨、洪水災害,已給羅峪溝流域沿岸群眾和城區居民的生命財產造成巨大損失,是影響城市市區安全的心腹大患。因此,進行羅峪溝流域泥石流的風險性評價具有重要意義。
一般地說,影響羅峪溝泥石流發育的環境因素主要有:
(1)植被覆蓋:植被覆蓋率的大小與泥石流的發生密切相關。它雖然不是直接產生泥石流的物源因素,但它卻直接控制著鬆散岩石、各種類型的風化物質能否轉化成泥石流的物質來源。因為在集水區內由於大量的枯枝落葉供應土壤表面,其產生的腐殖質促進土壤的團粒化,形成粗孔隙有利於降雨入滲,同時在植物的徑葉可以附著降雨,減輕了雨滴直接沖擊地面力,減緩了土壤侵蝕的能量,減少了泥石流形成的必要條件之一———物質來源。研究表明,植被覆蓋率越小,集水區的洪水流量和洪峰時間就會增加,土壤易受侵蝕,加劇水土流失而產生泥石流災害。
(2)岩石性質及構造:岩石是泥石流發育的重要物質來源。岩石首先是風化侵蝕後,才能成為泥石流發生的物質來源。在自然條件下,結構鬆散、易於風化侵蝕的岩石,在各種自然營力和地質營力作用下,如地表岩石在陽光、風、電、大氣降水、氣溫變化、構造運動等,會引起岩石礦物成分和化學成分以及結構構造的變化,因為水力侵蝕、重力侵蝕、風力侵蝕、化學侵蝕、凍融侵蝕等各種侵蝕類型的作用下,導致岩石逐漸發生破壞而形成大量的被侵蝕的物質堆積於坡面、坡腳、溝底,成為泥石流發生的豐富的物質來源。研究表明,岩石性質對岩石風化速度的影響是顯著的,隨著風化的加深,岩石會有從初裂—巨裂—碎化的破壞過程。岩石的完整性即岩石的結構構造對加速岩石的風化影響也很顯著,岩石暴露的面積越大、裂隙越發育、岩體的完整性越差,其受各種風化營力的破壞及影響越大,其風化速度將相對越快。
(3)地形地貌:地形地貌條件是對泥石流發育、分布起著控製作用的條件之一。泥石流的形成、分布與地形地貌有一定關系,高山陡坡溝谷發育,在降水和地表徑流作用下,地表土壤、岩石風化物被沖刷、剝蝕、侵蝕,易形成崩塌和滑坡堆積於坡面、坡腳或溝底,為泥石流的發生提供了大量的物質來源和水流動力。另外,地形破碎、地面切割強烈,也相應加大了岩石侵蝕的面積,增加了物質來源。所以,地形地貌對泥石流發生的影響主要體現在兩個方面:一方面加大了水流的動力;另一方面增加了引發泥石流發生的物質來源。
(4)溝谷發育程度及溝底縱降比:通常,主溝的泥石流物質是由眾多小支溝提供的。各級支溝越發育,提供的物源就越多,縱降比越大,水流流動速度就越快,能量就越大,破壞力也就越強。當主溝匯集了大量的泥石流物質和來自不同動力的支溝水流動力時,它將沿著主溝一直向溝口運動。
(5)流域面積:泥石流的發生與否取決於流域面積(匯水面積)的大小和物源的多少,主溝、各級支溝只是承擔匯集和搬運。流域內水量的多少是泥石流發生的主要條件之一,而集水的多少是由發生泥石流溝的流域面積所決定的,所以可以肯定地說,流域內物源再少,只要有足夠的水源,泥石流也會發生。故流域面積的大小對泥石流的發育至關重要。
(6)水文氣象:泥石流的產生與降雨的時序、降雨強度關系十分密切,據大量的統計分析研究,泥石流的產生與前期的降雨量關系很大。
(7)人類活動:人類社會的一些活動,如亂開亂挖、開墾、毀林毀草、放牧、不合理的工程活動等,都為泥石流的發生埋下隱患。
三、羅峪溝流域泥石流的危險評估
前面已經敘述過,羅峪溝小流域歷史上曾經暴發過很多次的泥石流災害,使得生活在該地區群眾的生命和財產都遭受過巨大的損失,也極大地阻礙了當地的經濟發展。在努力創建社會主義新農村建設的大環境下,合理規劃土地利用、新農村建設的構築藍圖,提出合理的、科學的避險策略,減輕或免受泥石流暴發後帶來的危害,進行該流域的泥石流風險評價工作尤其重要。
1.野外調查
2006年度項目組成員首先在收集、分析已有資料的基礎上,在該小流域進行了1/5萬的針對可能引發泥石流災害的環境地質調查工作,調查的重點主要是目前流域內可能成為泥石流的物質及其來源、土地利用現狀、現有的居民分布和經濟水平、暴發泥石流後可能的影響范圍、各級支溝尤其是主溝的通行情況等。並根據野外調查、已有資料,結合航片對該地區的土地利用圖進行了修改。
羅峪溝主溝呈現NW—SE方向,流域地勢北高南低、西高東低,大體呈羽毛形狀。流域的南部基本上為第四系黃土覆蓋,地勢總體上比北坡相對平緩,北部地勢較陡,且以基岩出露為主,只在坡腳處零星分布一些第四系黃土覆蓋在基岩之上。相對較大的支溝較發育,但規模相對較小的次級沖溝非常發育,它們的切割深度並不大,但溝底縱降比大。通過調查認為,羅峪溝流域里的耕地較多,大多存在著不合理的開墾,梯田基本上以順坡地為主,由於耕地表層鬆散,一旦洪水暴發,將會為泥石流的發生提供大量的物源(彩圖15)。
崩塌主要發生於第四系黃土地層和古、新近系泥岩地層(彩圖16),滑塌、小滑坡在該流域的地層中都有發生(彩圖17),而且到處可見。另外,在流域的北邊,主要是基岩出露處,有很多人工開挖的痕跡(彩圖18),規模大小不一,基本上都是沿坡開挖,寬度在10~40m之間,長度在30~100m之間,深度在1~4m之間。開挖後的碎石有的順坡堆積,有的順坡滾落坡腳堆積(彩圖19),礫石大小也很不均勻(彩圖20)。這種人工行為的具體用途尚不清楚,但它破壞了山坡的整體性,從遠處看像切割的沖溝,人為加劇了侵蝕作用,同時也為泥石流的發育提供了大量的物源。加大了泥石流的破壞作用,因為開挖後的「槽溝」很陡,同樣具有一定的匯水范圍,在暴雨的作用下,水動力相對強大,沖刷力大,搬運能力強,在流動過程中,對溝底及兩側的侵蝕力加大,增加了泥石流的破壞力。
2.風險評價方法選擇
目前關於泥石流風險評價的方法很多,通過現有資料和相關文獻[102、103、110、173、176]的檢索,經歸類整理後在前面已經敘述。從前面的方法中可以看出,一些評價方法是利用一些新的技術、理論等在泥石流風險評價上的應用,還是處於一種嘗試性的階段,如斯特拉勒面積-高程分析法、流團模型法、投影尋蹤方法等;一些方法其理論相對成熟,但在泥石流風險評價上的應用還有待於時間的檢驗,如神經網路法、數量化評分法與逐步回歸綜合法、模糊數學法等。因為泥石流為突發性的地質災害,存在著很多的不確定性,雖然泥石流發生的機理認識比較成熟,其發生的特徵及影響因素的認識也很清楚,但很多影響因素難以量化,所以對定量評價帶來許多障礙。
本次泥石流的風險評價方法是引用劉希林等的單溝泥石流綜合評價方法,即MFCAM模型[103]。該模型是劉希林等經過幾十年的研究,在經過多次修改後建立的相對成熟的模型。該模型對與泥石流的風險評價分為危險度評價和易損度,該評價模型的建立經歷了如下的過程:
最早的危險度評價共有8個評價因子:一次泥石流沖出物最大方量、泥石流發生的頻率、流域內鬆散固體物質儲量、泥石流最大漂礫粒徑、泥石流最大密度、流域內最大12h暴雨、流域相對高差和流域面積。
20世紀90年代初,在最早的基礎上,對單溝泥石流的風險評價中危險度的評價因子選取了12個:一次泥石流沖出物最大方量、泥石流發生的頻率、流域面積、主溝長度、流域相對高差、山區平均坡度、流域切割面積、主溝彎曲系數、泥沙補給段長度比、24h最大降雨量、年平均降雨量、人口密度。
20世紀90年代,對單溝泥石流危險度的評價選取了10個因子,它們是:一次泥石流沖出物最大方量、泥石流發生的頻率、流域面積、主溝長度、流域相對高差、流域切割面積、主溝彎曲系數、泥沙補給段長度比、24h最大降雨量、人口密度。
最新的單溝泥石流風險評價中危險度的評價選取了7個評價因子:泥石流規模(M)、發生頻率(F)、流域面積(S1)、主溝長度(S2)、流域相對高差(S3)、流域切割密度(S6)、不穩定溝床比例(S9)。其中前兩項為主要內在因子,其餘為次要因子。次要因子選取的方法是:從與單溝泥石流危險度有關的14個候選因子中,採用雙系列關聯度分析方法,分別將14個候選因子與泥石流規模和發生頻率進行關聯度分析,再根據每個候選因子與泥石流規模和發生的頻率得出的兩個關聯度的平均值來確定是否與主要因子關系密切,從而決定其取捨。最新的單溝泥石流危險度的計算公式如下(劉希林,2002):
城市地質環境風險經濟學評價
式(9-5-1)中,M、F、S1、S2、S3、S6、S9分別為m、f、s1、s2、s3、s6、s9的轉換值(表9-5-2)。
表9-5-2 單溝泥石流危險度評價因子的轉換函數[102、103]
雖然,准確地、定量化地分析和計算泥石流的危險度,即泥石流發生的概率並不是一件容易的事情。本次之所以應用該評價模型是因為該單溝泥石流危險度評價的基本原理和技術方法已初步成型,是研究者經過幾十年的不斷探索、分析研究的結果,並在實踐應用中逐步得到完善和改進。這並不是偶爾為之的探索性工作。
3.羅峪溝流域土地利用的地質環境危險評價
很顯然,該小流域存在的最大風險就是泥石流的發生,所以風險類型就是泥石流發生後,對其影響范圍內可能帶來的損失。
根據前述的城市土地利用的地質環境風險評價定義,風險評價=發生的概率與可能造成損失的乘積,利用MFCAM模型分別進行分析、計算。
危險度計算如下:
根據危險度的計算模型,首先需要知道m、f、s1、s2、s3、s6、s97個評價因子的實際計算值,然後對各因子根據表9-5-2進行轉換,得出轉換值。
A.泥石流規模(m)
羅峪溝流域泥石流的主要物質來源是:坡積黃土(其成分為粉沙—壤質黃土,並夾有各種碎屑物質,與原生黃土性質十分相似,它主要分布在梁坡下部較平緩的部位)、溝坡坡積和重力堆積(包括滑坡與崩塌)、山麓坡積—洪積層(多為角礫、巨石與粗砂)、崩積物、洪積物、沖積物、地表風化物和耕植層土壤等。根據該地區計算泥石流規模的經驗公式:
城市地質環境風險經濟學評價
式(9-5-2)中,m為泥石流規模;K為系數,取0.1~0.5;H為一小時最大降雨量,mm;α為系數取0.73;"為參數,φ意義如下:φ=(γc-10)/(γH-γc)。其中,γc為泥石流重度,kN/m3;γH為泥沙顆粒重度,取26.5kN/m3。
這里K取0.3,"經計算為0.513,H為40.6mm(實測資料),F為71.37km2,計算出m:
m=1000×0.3×40.6×10-3×0.73×71.37×106×0.513=325539138(m3)
B.泥石流發生的頻率(f)
發生的頻率可以根據某一歷史時期泥石流發生的次數而估計出一個泥石流發生的平均間歇期,從而得出泥石流發生的頻率。通常用「次/a」或「次/100a」表示。根據有資料記載的該流域從1965~1999年的34a內,共發生泥石流災害(危害程度不同)共4次,據此計算f為:11.8次/100a。
C.s1、s2、s3、s6、s9這些參數的都是從已有的資料、地形圖或航片中獲取,結果如下:
s1為71.37km2;s2為19.8km;s3為705.6m;s6為5.43km/km2;s9為11.42%。
根據表9-5-2的轉換函數,對實際值進行轉換,得到幾個評價因子的轉換值(表9-5-3)。
表9-5-3 危險度評價因子的實際值及轉換值[102、103]
H=0.29M+0.29F+0.14S1+0.09S2+0.06S3+0.11S6+0.03S9=0.80即羅峪溝在100a尺度內發生泥石流的概率是0.8。
四、泥石流災害的經濟損失評價
若發生泥石流災害,將使其發生區和影響區造成重大人員傷亡、破壞建築物、毀壞公路等,具體評估過程如第六章第四節。評價結果見表9-5-4。
五、泥石流風險評估結果
天水市羅峪溝流域風險評估計算其發生的風險概率為0.8,處於易發階段。需採取治理防護措施,減少災害發生。根據資料及調查計算結果,羅峪溝泥石流災害預測產生的經濟損失見表9-5-4。
表9-5-4 預測泥石流災害經濟損失
由此可見,羅峪溝泥石流災害發生的可能性很大,一旦災害發生將影響到60.47km2土地范圍,造成大量的人員傷亡,帶來建築、交通、農業以及工業等方面的巨大損失,後果將會非常嚴重,總計損失達2124371萬元。
六、風險控制與管理
羅峪溝泥石流主要有泥流和泥石流兩種類型,發生的概率為0.8,存在很大危險,災害一旦發生將會造成2124371萬元的經濟損失。因此,需要採取相應措施防治泥石流災害。主要有:
1.水土保持措施
減少泥石流溝的土壤侵蝕,防止水土流失,才能有效地避免災害的發生。因此,需要因地制宜修建梯田,退耕還草,發展林果園,擴大草地面積,加大植被覆蓋率,在溝底種植刺槐、楊樹為主的溝底防護林。
2.谷坊建設
谷坊工程是治理溝道,防治泥石流的重要措施之一,在沖溝中選擇V形溝道布設谷坊,減少水土流失。
3.淤地壩
通過對羅峪溝流域的實地勘察,分析論證,由於該區域受特定的地理位置、地形及地面組成物質諸因素的限制,淤地效益較低,淤地壩主要作用是攔洪淤泥,應選擇在中上游各支溝中,規劃淤地壩。
4.攔擋工程
羅峪溝泥石流對下游的溝口范圍內的工程建築等造成巨大威脅,因此,要修建攔擋工程。攔擋工程是用以控制組成泥石流的固體物質和雨洪徑流,削弱泥石流的流量、下泄總量和能量,減少泥石流對下游經濟建設工程沖刷、撞擊和淤積等危害的工程設施。最常見的有攔碴壩與急流槽相結合的攔排工程。
5.排洪渠
該流域內煙鋪、劉家莊、趙家河、李家園子、何家廟5村位於泥石流支溝溝口,受泥石流威脅嚴重,應採取措施在這五個村落修建排洪渠。
6.加強監控管理
定時對羅峪溝流域可能發生泥石流的方位進行勘查,尤其每年雨季要加強泥石流的監控,及時報告其發展趨勢,以便災害發生時及時疏散人群,減少損失。
7.加強災害宣傳教育
要提高泥石流影響范圍內的群眾的災害意識,進行災害科普教育,使人們了解災害發生的各種變化徵兆,為有效地避開災害打下基礎。
羅峪溝流域泥石流的防護措施以鞏固溝床、穩定溝坡、減輕溝蝕為目標,對威脅村莊的重要隱患處進行排洪或攔壩處理,盡最大限度減少災害發生的可能性及經濟損失。