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城鎮(zhèn)防汛物資應急貯備模式探析

文檔作者：朱曉偉文檔來源：朝陽縣水利勘測設計隊		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年08月09日
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科研管理水利規(guī)劃與設計2017年第4期
DOI：10．3969／j．issn．1672—2469．2017．04．028
城鎮(zhèn)防汛物資應急貯備模式探析
朱曉偉
(朝陽縣水利勘測設計隊，遼寧朝陽122000)
摘要：文章通過實施防洪風險綜合評估，探索企業(yè)合同貯備及政府實物貯備相結合的城鎮(zhèn)防洪應急物資貯備模
式，揭示物資不足或過剩造成的損失值，同時基于層次分析原理定量推求不同等級下洪水災害發(fā)生可能性，構建
城鎮(zhèn)防洪物資貯備量判斷與決策方法。應用實例表明，城鎮(zhèn)防汛物資貯備模式可為防汛物資優(yōu)化管控提供客觀決
策依據(jù)。
關鍵詞：防洪物資；貯備；模式；經(jīng)濟分析
中圖分類號：TV9 文獻標識碼：B 文章編號：1672—2469(2017)04—0079．03
隨著我國城鎮(zhèn)建設不斷推進，洪水災害問題已
經(jīng)成為城鎮(zhèn)防汛體系面臨的重大問題之一?。防洪
堤作為防汛應急體系中重要部分，常常面臨破壞和
漫頂?shù)娘L險。城鎮(zhèn)防汛中需要建立完善的防汛管理
機制，保證有效面對這兩種風險。在防汛應急體系
中包括三個重要要素，分別是防汛人力、防汛工程
和防汛物資舊o。其中防汛物資是應急管理工作的保
證與基礎。防汛物資貯備模式是一種理論性較強的
指導策略，研究防汛物資貯備方法，有助于應急管
理者更好地完成應急決策響應"1。長期以來，政府
提供的實物貯備構成了我國應急物資貯備的主體，
物資數(shù)量和種類都沒有統(tǒng)一的標準，當洪災發(fā)生時
管理者也只能依據(jù)經(jīng)驗進行粗略的估計，城鎮(zhèn)防洪
物資應急評估研究尚須深入H。。本文基于汛期應急
物資貯備量和貯備機制，探究城鎮(zhèn)防汛物資應急貯
備改進模式。
1物資貯備模式改進
在現(xiàn)行的防洪應急機制中，政府是應急救援物
資的核心供應者。目前在全國范圍內形成了應急物
資網(wǎng)絡結構，可實現(xiàn)應急物資的多方位管理和規(guī)
劃¨1。由于應急物資使用期限和洪災的不確定性等
問題，實物貯備往往會占用大量資金。企業(yè)在經(jīng)營
生產(chǎn)時，也會有一定的半成品或成品貯備。將企業(yè)
的協(xié)議貯備與政府的實物貯備相結合的應急貯備機
制，可提高物資和資金的利用率¨。。合同(協(xié)議)
貯備指的是各級政府按照最優(yōu)量原則實物貯備，對
于那些不易貯備、貯備不足的應急救援物品，可與
相應有資質的企業(yè)簽訂合同，出現(xiàn)汛情時可優(yōu)先使
用企業(yè)提供的物資，這樣就能夠實現(xiàn)在滿足應急救
援物資質量與數(shù)量的同時也使貯備成本降低Ⅲ。在
企業(yè)、政府以及協(xié)調中心之間形成應急救援物資供
應鏈，如圖1所示。
簽訂協(xié)議
圖1協(xié)同貯備供應鏈
目前的合同貯備還存在一些問題，需要從以下
兩個方面進行防汛應急救援的改進．
(1)盈利是企業(yè)經(jīng)營的目的．合同貯備占用了
企業(yè)的部分流動資金，保障能力較政府低，缺乏有
效管理與監(jiān)督。應加強政府協(xié)同貯備管理．
(2)合同貯備有關信息具有保密性．由于社會
應急救援機制不完善，社會資源沒有得到很好地整
合，汛情發(fā)生以后物資不能得到很好地供應伸1。應
當建立健全防汛保障機制。
收稿日期：2016—07—10
作者簡介：朱曉偉(1981年一)，女，工程師。
·79·
萬方數(shù)據(jù)
2017年第4期水利規(guī)劃與設計科研管理
2貯備量的決策
2．1確定貯備總量
由于洪水災害的不確定性，防汛物資的需求也
是不確定的，而且許多防汛物資都有它的壽命，貯
備的物資過多就會造成浪費，而貯備不足時，也會
因為物資的供應不足延誤了救援的時機，影響救援
效果。所以在應急物資貯備量的決策中需要經(jīng)過科
學合理的計算分析。防汛搶險物資貯備是一種信息
不全的決策問題，可將期望損失降低到最小作為擇
優(yōu)的標準。由于專業(yè)的預報也很難定量的判斷出各
級洪水災害發(fā)生的概率，而進行兩兩比較定性的分
析發(fā)生的概率則相對容易∽1。本文采用層次分析法
描述災情發(fā)生的概率，確定出使期望損失降低到最
小的貯備方案。
可將流域的洪水災害分為四個等級。表1中給
出了理論上發(fā)生各級洪災時所需的物資數(shù)量肘。
表1 某流域洪水災害不同等級物資需求量
洪水災害等級物資需求量肼洪水災害等級物資需求量肘
Ⅳ級(非常嚴重) D Ⅱ級(比較嚴重) b
Ⅲ級(嚴重) C I級(較輕)
針對不同等級洪水的物資需要量，可以制定
出四種貯備方案F，、F：、F，、F。，它們相對應的
實際貯備量E分別為Ⅱ、b、c、d。由此可以得到
不同洪災中四種方案可能發(fā)生的物資貯備不足或
物資過剩的數(shù)量。假定防災物資貯備不足時缺少
單位數(shù)量物資而造成的經(jīng)濟損失為LⅣ；防災的貯
備物資發(fā)生過剩時由于物資過期而造成的經(jīng)濟損
失為￡肼。則物資貯備不足而導致的經(jīng)濟損失為三。
(M．E)；由于物資貯備過多而導致的經(jīng)濟損失為
L肼(E-M)。
由往年抗洪救援資料以及專家調查意見可將
￡。、L。按下式表示：
rJB，P 不發(fā)生事故
“ 【￡。， 發(fā)生事故、’
L村=(a】+n2)_P (2)
其中，蘆，一臨時采購的物資價格上漲費率；P一單
位物資的平均價格；LNl一防洪堤發(fā)生決堤事故造
成的經(jīng)濟損失；理，和n：一過剩物資產(chǎn)生的保管費
用及損失費用分別與過剩物資購買費用的比值。
在此基礎上，如果能夠預測出未來不同等級洪
水發(fā)生的概率，即可得到各種貯備方案所產(chǎn)生的期
·80·
望損失值。依據(jù)層次分析法，用1—9標度法兩兩
比較各個等級情況下洪水災害發(fā)生概率的大小，表
2中給出了比率標度法的比較標度。
由兩兩比較的結果可以構造出能夠代表洪水災
害發(fā)生概率的判斷矩陣：
A=
Ⅱ41 842 n43 a44
表2 比率標度法的比較標度
(3)
標度含義
1 B。與Bi發(fā)生可能性相同
3 B；發(fā)生可能性稍大于B
5 Bi發(fā)生可能性略大于B
7 Bt發(fā)生可能性遠大于毋
9 B。發(fā)生可能性遠遠大于E
2，4，6，8 取以上數(shù)字所表示可能性程度大小的中間數(shù)值
倒數(shù)取以上數(shù)字所表示的可能性程度中結果的倒數(shù)
然后對A．B判斷矩陣中有關參數(shù)的計算，求解
判斷矩陣中每一行中所有元素的幾何平均數(shù)形。(i=
1，2，?，n)。
一． “廠i—
E 2√Ⅱ《沁l’2，?，D (4)
將職歸一化處理就可以得到矩陣B的特征向
量的分量形i(也稱為相對重要度)。
形．
形；=●—一(5)
Σ阢
再計算出該判斷矩陣B的最大特征值A?。
k。=；n等㈤
最后得到CI值，并對其進行一致性檢驗。
cI：生旱(7)
表3中給出了RI的取值。如果CI／RI<0．1，
則判斷矩陣符合一致性要求，反之則不符合一致性
要求，需要有關專家進行重新評估，得到新的判斷
矩陣。在滿足一致性要求后，就可以將特征向量中
的各分量看作是各等級中洪水災害發(fā)生的可能性大
小值m1。將公式(1)和(2)中得到的不同等級洪災
的經(jīng)濟損失值相結合，可為應急管理部門科學制定
應急物資貯備方案提供參考和依據(jù)。
萬方數(shù)據(jù)
科研管理水利規(guī)劃與設計2017年第4期
表3 RI取值表
RI N RI RI
1 O 4 O．92 7 1．33
2 O 5 1．14 8 1．42
3 0．61 6 1．26 9 1．46
2．2確定合同貯備量與實物貯備量
由2．1可確定出應急物資的貯備總量．在完成
總量的確定后往往還要依據(jù)成本最小的原則進行各
個分量比例的確定，即企業(yè)合同物資貯備量與政府
實物貯備量比例的確定。一般情況下政府的物資單
位貯備成本要高于企業(yè)的單位貯備成本。
3 應用實例
3．1貯備量方案初步確定
以我國某流域為例驗證上述應急貯備模式的適
用性。
假設在四級洪水災害中該流域所需的防汛物資
為沙袋，總量M分別為4、6、8、10萬袋，每個
沙袋均為25×60em，單價為6元／袋(即P=6)。
對于不同級別的洪水災害物資需求情況初步擬定了
四種貯備方案。表4給出了不同級別洪水災害應
急救援物資供應狀況。
表4不同級別洪水災害應急救援物資供應狀況
實際貯物資(沙袋)供應情況
方案號
備量M Ⅳ級Ⅲ級Ⅱ級I級
F4 10 O +3+ +4 +8
F3 8 —3 O +2 +4
F2 6 —5 一l 0 +2
F1 4 —8 —4 —3 O
t表中“一”表示貯備不足情況；“+”表示貯備過剩情況；“0”
表示貯備處理最優(yōu)水平。
假設臨時購買沙袋費用漲了10％，決堤事件
發(fā)生的概率為0．39，缺少每一單位沙袋會造成直
接經(jīng)濟損失60元，所以當貯備不足時缺少一個沙
袋可能造成的所有經(jīng)濟損失LⅣ=弗，P+(1一P)
L。，=0．59 X 10％X 6+0．39×60=23．75；過剩沙袋
的保管費用和過期損失費用分別為沙袋單價的6％
和39％，則沙袋過剩時單位物資的經(jīng)濟損失為
L材=(O／，+a2)P=(0．06+0．39)×6=2．7，所以由
此可知￡。／L村=8．80。
3．2不同規(guī)模洪災發(fā)生可能性判別
表5中給出了依據(jù)1—9標度法計算該流域各
等級洪水災害發(fā)生可能性相對值。
表5 某流域各等級洪水災害發(fā)生可能性相對值
各個等級洪水災害發(fā)生可能性兩兩比較1—9比率標度值
^稍大于P4 3
P2遠大于P4 7
尸：稍大于P3 3
P1遠遠大于P4 9
尸。略大于P3 5
Pl稍大于P2 3
(1)構造出能夠代表洪水災害發(fā)生概率的判斷
矩陣：
A=
l
1／3
1／5
l／9
3
1
1／3
l／7
(8)
(2)判斷矩陣每一行中所有元素平均值：。
(3)將形i歸一化處理可得矩陣B的特征向量的
分量W；(也稱為相對重要度)：W。=0．57，W2=
0．27，W，=0．12，E=0．05。
(4)判斷矩陣B的最大特征值A?計算：A?
=4．09。(5)CI計算，并進行一致性檢驗：CI：雩： ／7,一上
4],0丁9-4：0．03。查表3可知RI值為0．92，所以CI／
RI=0．03／0．92=0．033<1。所以A—B層判斷矩陣符
合一致性要求。
3．3期望損失值判別
用判斷矩陣A的四個特征向量的分量代表各等
級洪水災害發(fā)生的可能性大小，可知P，=0．57、
P2=0．27、P3=0．12、P。=0．05。參考￡Ⅳ／L肘=
8．80，可以把四種物資(沙袋)貯備方案的預期損
失值表示如下：M(F。)=14。12L肘，M(F2)=
6．01LM2、肘(F3)=4．29L孫M(F。)=5．71L塒。比
較可知方案3即見中的預期損失最小，可以作為
物資貯備的最優(yōu)選擇。
4 結語
在我國城鎮(zhèn)化建設快速推進實施的同時，應強
化城鎮(zhèn)防汛應急體系，有效防控應對城鎮(zhèn)洪澇災
害。實施防洪應急響應，應綜合物資、人員及管理
之間的協(xié)調統(tǒng)一，有效提升城鎮(zhèn)防汛應急水平。本
文圍繞城鎮(zhèn)應急救援物資貯備，由(下轉第87頁)
．8】·
9
7
3
L 1J 1
5
3
1／
萬方數(shù)據(jù)
科研管理水利規(guī)劃與設計2017年第4期
表4加固方案比選結果
動應力最大值(Npa) 動應力均方根最大值(Mpa) 動位移最大值(mm) 動位移均方根最大值(mm)
加固方案
左閘墩右閘墩左閘墩右閘墩左閘墩右閘墩左閘墩右閘墩
d=20cm 0．557 0．493 0．104 0．142 4．770 3．240 0．879 1．272
1 D=50em d=30em 0．560 0．495 0．104 0．143 4．816 3．276 0．896 1．293
d=40era 0．569 0．501 0．106 0．145 4．938 3．35l 0．942 1．338
d=20em 0．292 0．248 0．047 O．073 1．778 1．376 0．390 0．682
D=50cm d=30cm 0．306 0，257 O．051 0，077 1．864 1．499 0。409 0．737
2
d=40em 0．342 0．280 0．057 0．080 2．086 1．753 0．465 0．857
D=1m d=70cm 0．261 0．210 0．034 0．065 1．578 0．989 0．336 O．515
梁厚5cm 0．268 0．221 0．046 0．056 1．627 1．234 0．387 0．685
梁寬70em， 梁厚10era 0．254 0．195 0．042 0．053 1．479 0．956 0．348 0．563
2
梁高100cm 梁厚15era O．250 0．183 0．040 0．058 1．413 0．822 0．331 0．507
梁厚20cm 0．248 0．177 0．039 0．058 1．375 0．744 O．321 0．475
(2)基于有限元分析理論對觀音閣水庫泄流閘
閘墩的流激振動問題進行研究，數(shù)值計算結果顯示
需要對泄流閘閘墩進行加固，避免或減少流激振動
對泄流閘造成的損害。
(3)閘首、尾同時加固優(yōu)于只在閘首加固，箱
梁加固方式優(yōu)于鋼管加固方式。
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零秘祭秘零零祭秘零祭彎她孓零祭譽溺滓秘零；孓祭零零秘祭琴撰祭譽屯零秘祭笞啦莽杰器牙啦莽蟠濰a器g譬莽塌嵴苔沁莽瘩峪；零{；邕
(上接第81頁)貯備量、貯備機制等方面實施綜
合探究，基于層次分析法判別不同等級洪水災
害發(fā)生概率，闡述各等級下因物資貯備問題引
發(fā)損失，揭示多種貯備方案下的預期損失值，
從而為城鎮(zhèn)防汛應急救援決策提供技術支撐。
應用實例表明城鎮(zhèn)防汛物資貯備模式具備較強
適用性與科學性。
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