本文作者:戴君武 王艳茹 单位:中国地震局工程力学研究所 温州大学
引言
我国作为一个地震频发的国家,应具有完善的灾后应急机制。震后恢复重建是应急工作的重要组成部分,它是救援、灾害损失评估等应急工作的补充和深化,震后恢复重建工作开展首先需要适合于中国行政管理制度的震后恢复重建工程资金评估方法,它对于震后恢复重建工作的统筹安排至关重要。基础设施作为生命线系统,在地震过程中应保证不中断、即使中断也应尽快恢复,基础设施是恢复重建工作中的重中之重,为此本文探讨了基础设施震后恢复重建工程资金评估方法,利用具有代表性的汶川地震数据给出了快速评估方法中所需要的参数,并以宁洱地震为例研究评估方法的可行性。
1基础设施分类
根据汶川地震灾害损失统计资料、灾后恢复重建规划,把基础设施分成交通系统、电力系统、通讯系统、市政公用设施和水利工程5种,具体划分如下:交通系统:高速公路、国省干线公路、农村公路、县乡客运站等相关公路工程;还应包括铁路系统和民航系统。电力系统:发电厂、变电所、输电线、配电系统等与电力相关的设施。通信系统:固定通信、移动通信、传输网络、广播电视、村通和农村信息化等设施。市政公用设施:城市道路(含桥梁)、城市轨道交通、供水、排水、燃气、热力、园林绿化、环境卫生、道路照明等设施及附属设施。水利工程:防洪减灾、供水保障、农村水利、水土保持与水资源检测等基础设施。
2快速评估方法快速评估方法以《地震现场工作第4部分灾害直接损失评估》(GB/T18208.4-2005)确定的各类基础设施地震直接经济损失结果为依据,综合利用震后恢复重建规划,利用统计分析方法,给出了交通系统、电力系统、市政公用设施、通信系统、水利系统等基础设施震后恢复重建工程资金调整系数,可使政府有关部门快速了解各类基础设施震后恢复重建工程资金分布。
2.1评估方法实现过程(1)基础设施震后恢复重建工程资金的确定,应首先以受灾区域为单位,按《地震现场工作第4部分灾害直接损失评估》(GB/T18208.4-2005)调查确定各类基础设施的地震直接经济损失。(2)基础设施震后恢复重建工程资金应按下列步骤计算:①按式(1)计算受灾区域各类基础设施震后恢复重建工程资金额:式中:CRIS(I)为各受灾区域第I类基础设施震后恢复重建工程资金额;LIS(I)为按《地震现场工作第4部分灾害直接损失评估》(GB/T18208.4-2005)确定的该受灾区域第I类基础设施的地震直接经济损失。λIS为该受灾区域第I类基础设施恢复重建工程资金评估分项调整系数。②将所有类型基础设施震后恢复重建工程资金相加,得到该受灾区域基础设施的震后恢复重建工程资金额。③将所有受灾区域各类基础设施震后恢复重建工程资金相加,得出整个地震灾区基础设施震后恢复重建工程资金初步评估的总额。
2.2基础设施恢复重建工程资金评估调整系数确定
2.2.1基础设施震后恢复重建工程资金与损失的比例变化趋势分析(1)交通系统震后恢复重建工程资金与损失比例变化趋势分析利用汶川地震灾后交通系统恢复重建工程资金与相应损失数据①给出的二者比例变化趋势。对数据进行拟合并分析:拟合模型为:y=A1*exp(-x/t1)+y0;拟合公式如式(2)所示,拟合图形如图1所示。由分析结果和图1可知,交通系统恢复重建工程资金与损失比例随烈度影响系数的增大而减小。式中,y为交通系统震后恢复重建工程资金与损失比例;x为烈度影响系数,指统计单元内不同烈度区基于人口的加权平均值,按(3)式计算:式中,I(i,m)为第i个统计单元处于不同区的烈度值,m=6,7,8,9,10,11,12;P(i,m)为第i个统计单元处于烈度值m区内的人口数;P(i)为第i个统计单元内总人口数。(2)电力系统震后恢复重建工程资金与损失比例变化趋势分析利用汶川地震灾后电力系统重建工程资金与相应损失数据①给出二者比例变化趋势。对数据进行拟合分析:拟合模型为:y=A1*exp(-x/t1)+y0;拟合公式如式(4)所示,拟合图形如图2所示。由分析结果和图2可知,电力系统震后恢复重建工程资金与损失比例随烈度影响系数的增大而减小。式中,x为烈度影响系数,y为电力系统震后恢复重建工程资金与损失比例。(3)通信系统震后恢复重建工程资金与损失比例变化趋势分析利用汶川地震灾后通信系统恢复重建工程资金与相应损失数据①②给出二者比例关系。对数据进行拟合分析:拟合模型为:y=A1*exp(-x/t1)+y0;拟合公式如式(5)所示,拟合图形如图3所示。由分析结果和图3可知,通信系统震后恢复重建工程资金与损失比例随烈度影响系数的增大而减小。式中,x为烈度影响系数,y为通信系统震后恢复重建工程资金与损失比例。(4)市政公用设施震后恢复重建工程资金与损失比例变化趋势分析利用汶川地震灾后市政公用设施恢复重建工程资金与相应损失数据①给出二者比例关系。对数据进行拟合分析:拟合模型为:y=A1*exp(-x/t1)+y0;拟合公式如式(6)所示,拟合图形如图4所示。由分析结果和图4可知,市政公用设施震后恢复重建工程资金与损失比例随烈度影响系数的增大而减小。(5)水利工程震后恢复重建工程资金与损失比例变化趋势分析利用汶川地震灾后水利工程恢复重建工程资金与与相应损失数据①给出二者比例关系。对数据进行拟合分析:拟合模型为:y=A1*exp(-x/t1)+y0;拟合公式如式(7)所示,拟合图形如图5所示,由分析结果和图5可知,水利工程震后恢复重建工程资金与损失比例随烈度影响系数的增大而减小。式中,x为烈度影响系数,y为水利工程震后恢复重建工程资金与损失比例。
2.2.2基础设施震后恢复重建工程资金评估调整系数充分考虑基础设施震后恢复重建工程资金与损失的比例关系及调整系数的实际意义,建议基础设施震后恢复重建工程资金评估调整系数按照表1选取。
3快速评估方法应用
将本文提出的方法应用于宁洱地震。宁洱地震②于2007年6月3日5时34分56.8秒发生在云南省普洱市宁洱县(23°00'N,101°06'E),主震震级6.4级。宏观震中位于宁洱县宁洱镇太达—宁洱—曼连一带,极震区烈度为Ⅷ度。地震临近宁洱县城,属于近城直下型地震,使房屋、基础设施和企业等工程结构、设备设施直接经济损失达189860万元,同时该地震导致3人死亡、28人重伤、391人轻伤和61780人失去住所。把利用汶川地震数据总结出来的灾后恢复重建工程资金评估方法应用到该地震,可验证各方法可行性。各类基础设施震后恢复重建工程资金按快速评估方法进行计算,综合考虑宁洱县、思茅区、景谷县、墨江县和江城县受灾人口和烈度分布②,这三个受灾县所组成的受灾区域烈度影响系数为6.50,交通系统、市政公用设施和水利工程恢复重建工程资金评估调整系数按照表1选取,基础数据和计算结果如表2所示,从实际结果和评估结果对比可以看出,实际值①与评估结果相差相差较大,主要是本文提出的方法主要基于汶川地震数据给出,国家进行恢复重建规划时,四川地区考虑了适当的提高,而宁洱地震仅是原有的恢复重建,二者恢复重建的标准存在一定的差异,同时,该方法采用数据量较少,相对离散比较大。震后恢复重建工程资金与国家政策、区域特点、经济水平等许多因素有关,而本评估方法仅仅考虑行政单元烈度和直接经济损失2个因素,并且烈度与直接经济损失也存在一定的主观因素,所以评估方法还需要进一步扩大数据容量,考虑多种因素,提高计算精度。
4结论
本文提出了基础设施震后恢复重建工程资金评估方法,并以宁洱地震为案例,验证了基于损失的基础设施震后恢复重建工程资金评估方法的合理性和可行性。该方法利用震后恢复重建工程资金与损失的比例统计给出评估调整系数,它考虑了地区受损状况和地震烈度,计算容易,精确度较高。但该方法还存在一定的不足,如评估调整系数确定时采用了统计拟合的方法,拟合过程离散性较大,需要进一步充实数据,使调整系数更加精确合理.
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