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1、答卷编号（参赛学校填写）：答卷编号（竞赛组委会填写）： 论文题目： D探讨洪灾损失预测研究的科学性与严谨性 组 别：本科生参赛学校：北华大学报名序号：（可以不填）参赛队员信息(必填)： 答卷编号（竞赛组委会填写）： 评阅情况（省赛评阅专家填写）：省赛评阅1：省赛评阅2：省赛评阅3：省赛评阅4：省赛评阅5：探讨洪灾损失预测研究的科学性与严谨性摘 要对洪灾损失进行评估,是防洪减灾工作的理论基础。本文对洪灾损失评估模型进行了较全面的回顾,对每种方法的基本思想和解决问题的途径作了详细介绍,概括了各种方法之间的相互关系及优缺点,同时指出了有待进一步研究和发展的新方向。通过把洪灾损失分为直接损失和间接损失
2、分别建立数学模型，预测总的洪灾损失。通过预测一次性灾害的总损失，利用分项计算洪灾损失率，最后再根据不同方面的不同情况分别预测灾害损失，比如。农业、畜牧业、抗洪、抢险等。关键词：洪灾评估；直接损失；间接损失；计算实例；一、问题的重述据报载，国外有研究报告将广州预测为受洪灾损失最重的城市，也将深圳列为洪灾损失严重的城市。有关专家和专业人员认为该报告结论与事实存在出入，因而怀疑其所用方法及支撑数据的正确性与准确性。通过收集深圳市的相关资料，利用数学建模的方法，分析经济合作与发展组织(OCED)研究报告中可能存在的问题，并分析对2020和2050深圳可能遭受的洪灾损失做出预测，同时评价模型的优缺点。基
3、于研究结果，给普通百姓写一份不超过一页的建议书，使普通百姓能够正确对待信息时代所谓“科学结论”快速传播带来的问题，比如“预测”给人们带来的不确定性和焦虑感？二、问题的分析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
4、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。三、模型建立与求解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
5、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
6、，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
7、量的可能性退化，并产生较为严重的社会影响。2. 洪灾损失估算模型一次洪灾总经济损失的估算模型如下：一次洪灾总经济损失 包括直接经济损失和间接经济损失两部分。 式中： 一次洪灾造成的总直接经济损失； 抗洪、抢险、救灾等费用（即第一部分间接损失） 反映第二与第三部分间接损失的洪灾间接损失系数。根据各承灾体洪灾损失率分项计算的模型。如：农林牧副渔损失、建筑物及其内部财产的损失等几类。按照财产类型、经济发展水平与洪水淹没程度（水深、历时等），分部门、分区、分级计算，并进行累加。计算公式如下： 与 为第级淹没程度范围内，类经济分区， 类财产值和相应的损失率； 为财产类型数； 按经济发展水平分区的分区数；
8、 为洪水淹没程度的分级数。3.分类洪灾损失估算模型3.1 农牧渔副业洪水灾害损失的估算无论是种植业，还是畜牧业、林果业、水产业，都要占用一定范围土地，因此它们的产值(净收益)及洪灾损失可以用与面积有关的数值表示。若有与面积无关的项则单项考虑。与财产损失不同，农牧渔副业洪灾损失与洪水发生在年内的时间有关，即每次洪水造成的损失都与具体发生的洪水特性有关。为研究洪水的频率，为第 区第 等级土地第 类利设用块在该洪水袭击下被淹没的面积，为相应的损失率，其值随洪灾发生时间而变化。根据建模时的概化，淹没面积由下式计算： 式中： 为第 等深淹没区地面平均高程，为研究洪水在第 区的洪水位。3.1.1 农作物损
9、失的估算 从生态学观点来看，农作物与其他植物一样，对环境因子存在最适合生长范围和忍耐限值。在影响农作物生长的各类环境因子，如光、热、气温、水分、土壤、肥料中，水分十分重要但又多变的因子。水分过少或过多都会对农作物(包括植物)产生不良影响或灾害。此外，洪涝对农作物危害大小还与水温、水质即水流速度等有关。当然作物品种不同，其耐涝耐淹的能力会有很大差异。另一方面，作物品种不同，其耐涝耐淹的能力会有很大差异。例如水稻在不同生育阶段，允许最大积水深度在 1020cm 之间，允许积水时间 2l 0d而棉花、大豆、玉米等旱作物则分别在 512cm 之间及 12d。当作物受淹历时或淹没深度超过限值时，作物生长
10、受阻，产量减少;严重时作物死亡、颗粒无收。不同农作物其耐淹特性不同，一般来讲旱作物耐淹能力较差，而水稻则较强;即使同一种农作物，在不同生育期的耐淹能力也各不相同。农作物洪灾淹没损失的大小与作物种类、品种、生育期、淹没水深、淹没历时、水温高低以及水体的浑浊程度的因素有关。洪灾淹没损失估算公式如下： 农 洪灾农作物经济损失（元）第 级淹没水深下，第 类农作物洪灾损失率(%)；第 级淹没水深下，第 类农作物正常年产值（元）农作物种类数； 淹没水深等级数； 被洪水冲走得农作物或因受淹霉变而造成得损失。3.1.2 畜牧业损失的估算 畜牧业损失的评估涉及集体经营饲养场中的牛、猪、羊等，以及私人饲养的耕牛、
11、猪、羊和家畜。畜牧业损失主要来源于牲畜的死亡。计算牲畜死亡损失时，要考虑牲畜死亡的种类数(NA)、活重(GT)和批发价格(VT)： 3.1.3 林果业损失的估算 尽管林果树是多年生植物，但与农作物一样，其受淹损失不仅与淹没程度有关，而且与林果树所处生长期、林果树品种有关。树种不同对洪水淹没的敏感性差异较大。林果业损失基本上由两部分组成，一是树木、果木自身受洪水损害造成的损失，可按林种、林木株数、林木大小以及灾前灾后得价值，分类登记，然后归纳计算其损失值；二是林产品、果实损失，它是一种收入损失，可以减少得产值扣除尚未支出或能节省的经营费用后与正常年份年值计算洪灾损失率。3.1.4 渔业损失的估算
12、渔业洪灾直接经济损失，主要指因洪水灾害致使渔场（塘）遭受破坏，造成鱼、虾等水产品减产所带来的经济损失。需调查洪灾毁坏的鱼塘面积和减少的各种鱼、虾等水产品产量，按当年市场价格求出各种水产品总损失值。3.2 建筑物损失的估算 国内在建筑物损失方面也做了很多工作，陈浩等在黄河滩区及分滞洪区风险分析和减灾对策3中对房屋损失率进行了分析，并从经济价值和实物损失两个角度去考虑，提出了房屋损失率的计算方法。房屋损失率 为 式中： 为房屋的灾前值；为房屋的灾后值；为额外费用，可作为直接损失，但通常的是作为间接损失考虑。该公式运用的关键在于灾后值的确定：单一房屋的灾后价值估算及区域房屋灾后总价值的估算。后者可以
13、通过前者价值的累加求得。房屋的灾后值主要与房屋的原价值及房屋的破坏程度两个因素有关，房屋的灾后值可以表示为灾前值的百分数，即 ，其中 ， 与房屋的破坏程度有关，其值依调查情况按破坏等级确定，如房屋全破坏时， 值为零，当房屋没有遭受任何破坏时， 值为 1，于是房屋的损失率又可以表示为 式中： 为灾后价值占灾前价值的百分比。表 3-1 房屋破坏程度与 值关系房屋破坏程度全部倒塌（A 级）大部倒塌（B 级）小部倒塌（C 级）未到但很危险（D 级）没问题（E 级）00.250,50.751额外费用包括灾后修建临时住房费用，灾后清理淤泥费用等，如果将其纳入直接损失费用中计算，当房屋完全倒塌，则房屋的损失
14、率大于 100。实际计算中，把它计为间接损失，这样单一房屋的直接损失率可以表示为： ，因此，房屋直接损失率与房屋破坏程度的关系，见表 3-2。表 3-2 房屋直接损失率与房屋破坏程度的关系房屋破坏程度全部倒塌（A 级）大部倒塌（B 级）小部倒塌（C 级）未到但很危险（D 级）没问题（E 级）直接损失率1.000.750.500.250.00洪损度计算实例分析一般情况下,洪灾损失可分为有形损失和无形损失无形损失指那些不可用经济指标来度量的损失,如人员伤亡,人对洪水的恐怕感等自然地,有形损失指那些可以用经济指标来度量的损失有形洪灾损失又可分成直接损失与间接损失设某次洪水灾害造成的有形损失为,人员死亡为,人员伤害为,除人员伤亡之外的无形损失为,则表述此次洪灾总损失的指标,即洪损度可表示为:其中： 式中:为直接经济损失,为间接经济损失由于影响因素极其复杂,难以准确估算,加之对其他损失项而言,值差别大小还不足以影响值的相对大小,因而可忽略不计。这样,式可简化为(4一3
