引言

地震属于突发公共事件中的自然灾害，震后需投入大量应急救援物资。应急救援物资按应急过程中物资优先级来看，第一类是生命救助物资，在应急过程中，生命救助永远是第一个步骤，应急救援物资应在第一时间到达应急现场（霍达等，2010）。特别是震后灾民散失家园，衣、食、住等民生方面的物资是最急需的，本文以地震应急救援中用于保障人民基本生活的民生物资为对象进行研究。

应急救援物资配置与灾区物资需求是供与求的关系，二者匹配性决定了地震灾害救援效率（唐林霞，2015）。以往地震应急实践中，难免存在地震应急救援物资供需不合理的情况，2008年5月12日汶川地震灾害应急处置中，处置前期地震应急救援物资供应明显不足。2013年4月20日芦山地震灾害应急处置中，前期大量的应急救援物资配置到灾区，造成了物资过剩。一般而言，造成地震应急救援物资配置不均衡的主要原因，一方面是对于灾区所需应急救援物资需求量的估算不够准确，导致物资供求不准确；另一方面是在应急救援物资分配上缺少有效的决策支持（张民，2015）。由于对地震灾害形势的判断误差，难免造成应急不足和响应过度的情况。特别是在地震应急前期，由于物资储备、运输、需求评估等原因，易造成供不应求，给地震应急救援带来被动局面。在地震应急后期，大量物资配置到灾区，易供过于求，造成物资浪费。因此，构建地震应急救援物资需求模型对震后科学决策应急救援物资具有现实意义。

国内外众多学者对地震应急救援物资进行了研究，大致可分为物资储备与管理研究、物资分类研究、物资分配研究、物资需求研究、全过程机理研究。其中，物资需求研究分为动态预测研究与静态模型研究。动态预测研究是准实时的需求预测研究，具有一定时效性，李丽丽等（2013）进行了基于新陈代谢GM（1，1）的大规模地震应急救援物资需求预测研究；张磊（2018）进行了面向地震灾情时序变化的应急救援物资需求动态预测研究。静态模型研究中，聂高众等（2001）以震后各种灾情要素为变量，提出了定量化快速确定地震灾区可能的救援物资需求的一系列模型关系式；彭岷等（2010）分析了大型地震灾害发生后的救援物资需求量快速估算方法，计算了食品、瓶装水、棉被、帐篷等关键救援物资需求数量；刘舒悦等（2016）进行了基于信息实时更新的黑箱期与灰箱期应急救援物资调配模型研究。动态预测研究的优点是实时性较强，可根据灾情形势发展预测物资需求；静态模型研究的优点是可根据灾情要素快速计算某类或某几类物资需求数量。云南震例较多，部分震例物资投入记录较详实，基于此，通过大样本数据统计分析，采用数值拟合方法对物资需求与灾情要素的关系进行回归，构建物资需求与地震灾情要素函数关系模型。

1.   震后应急救援物资需求分析

1.1   震后应急救援物资需求

应急救援物资品种繁多，对应急救援物资进行科学分类是提高应急救援物资保障能力、科学应对突发事件的重要因素（张永领，2012）。2020年，实行了《应急物资分类及编码》（GB/T 38565—2020）（国家市场监督管理总局等，2020），为应急救援物资分类和储备做出了规定。由于地震救援具有特殊性，本文对云南2007年以来有地震应急救援物资投入记录的25次地震灾害评估报告进行统计，梳理出与地震应急救援密切相关的31种民生保障物资，如表1所示。按照分类标准进行归类，地震应急救援民生保障物资主要涉及2个大类、9个中类、14个小类。

表 1  地震应急救援民生保障物资种类表

Table 1.  Classification of the supplies for earthquake emergency and rescue

大类	中类	小类	物资名称
基本生活保障物资	粮食	大米	大米
	食用油	食用油	食用油
	加工食品	方便食品	方便面、饼干、面包糕点、其他食品
		饮料	饮料、矿泉水、瓶装水
	纺织产品	服装类	衣服
		床上用织物制品	被子、睡袋、床垫、床上用品、棉垫、毛巾被、毛毯
	救灾帐篷	救灾帐篷	帐篷
		其他材质帐篷	活动板房、遮阳篷
	日用品	简易床	折叠床
		雨具	雨衣、彩条布、油毛毡
		桌椅	折叠桌凳
	简易厕所	简易厕所	移动厕所
应急装备及配套物资	医疗及防疫设备及常用应急药品	常用应急药品	药品、应急包
	应急照明设备及用品	手持式照明设备	应急灯、电筒、蜡烛

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对各物资在地震投入中出现的频次进行统计，结果如图1所示，可知，在地震应急救援民生保障物资投入中，帐篷、被子、衣服、彩条布、折叠床投入次数较多，为10次以上；大米（面）、食用油、床垫、床上用品、方便面、矿泉水、雨衣、活动板房、饼干、毛毯投入次数次之，为2～10次；其余物资的投入次数均为1次，这些物资在地震中特别是中小地震中投入较少，视地震现场和地域特点投入。投入次数较多的物资为衣物住宿类物资，主要满足灾区群众衣和住的需要，且此类物资在灾区很难自给，需外界补给；其次为粮油食品类物资，主要满足灾区群众食的需要，此类物资在地震较小、灾情较轻的情况下可自救互救，通过抢救物资的形式从自家房中搬出食用，也可居民之间相互接济。因此，在地震应急救援中，基本生活保障物资中的衣物住宿类和粮油食品类是需求最迫切、最关键的物资。

图 1  地震应急救援物资统计频次图

Figure 1.  A histogram of frequencies of kinds of relief supplies allocated to disaster areas in Yunnan

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1.2   震后应急救援物资最低需求标准

2007年6月3日宁洱6.4级地震应急处置中，云南省委省政府采取措施确保灾区群众最低生活要求，对所有重灾户做到有“七个一”，即一顶帐篷、一袋米、一桶油、一箱水、一床被子、一支电筒、一包蜡烛。2014年8月3日鲁甸6.5级地震应急处置中，云南省委省政府在救灾中采取“八包八保”的应急处置措施，即包物资发放、保基本生活，包环境卫生、保疫情防控，包临时住所、保过渡安置，包监测防范、保群众安全，包情绪疏导、保思想稳定，包矛盾化解、保社会和谐，包项目建设、保恢复重建，包纪律监督、保工作规范，以推进抗震救灾各项工作的顺利开展，该措施在当年景谷6.6级地震应急处置中进行了推广应用。确保震后第一时间灾区基本生存生活条件是应急救援的首要任务之一。根据马斯洛需求理论，人第一层次的需求是生理需求，即呼吸、水、食物、睡眠、生理平衡、分泌，如果这些需求任意一项无法满足，人的生命就会受到威胁。震后灾区生产生活秩序被打乱，正常生存所需的衣、食、住等物资严重匮乏。参考聂高众等（2001）关于80余种最少地震应急救援物资需求的简单关系式、李磊（2006）关于地震应急救援现场需求分析及物资保障的研究，以及《城市公共厕所设计标准》（CJJ 14—2016）（中华人民共和国住房和城乡建设部，2016）关于公共厕所的设置标准，结合人们普通生活的实际需求，制定震后应急救援基本民生保障物资最低需求标准（表2）。

表 2  地震应急救援基本民生保障物资最低需求标准

Table 2.  Minimal requirements for relief supplies for earthquake emergency and rescue

物资名称	所需数量	物资类别	马斯洛需求
清洁饮水	2 kg/人/d	粮油食品	水
大米（面）	1 kg/人/d	粮油食品	食物
食用油	0.2 kg/人/d	粮油食品	食物
蔬菜	2 kg/人/d	粮油食品	食物
肉蛋类	0.5 kg/人/d	粮油食品	食物
衣服	1套/人	衣物住宿	睡眠/生理平衡
鞋子	1双/人	衣物住宿	生理平衡
被子	1套/人	衣物住宿	睡眠/生理平衡
帐篷	0.25顶/人	衣物住宿	睡眠/生理平衡
移动厕所	0.02个/人	衣物住宿	分泌

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2.   震后民生保障物资需求模型

2.1   数据统计与处理

自1992年4月23日中缅交界6.7级、6.9级地震开始，云南地区遵循地震行业和国家相关标准规定的原则、方法、工作程序及技术，开展了地震灾害损失评估工作（云南省地震灾害损失评定委员会等，2012），编写了灾评报告，各灾害数据较详实。笔者查阅了历年灾害损失评估报告，自2007年宁洱6.4级地震后，报告中逐渐统计了应急救援物资投入数据。为研究震后应急救援民生保障物资与地震灾害要素的关系，对2007年以来的云南地震灾害和救灾投入数据进行了统计（表3）。由于投入的物资较多，名称较杂，为研究方便，笔者对统计数据进行了处理，衣服、大衣、棉衣按衣服进行统计，被子、棉被、毛巾被、毛毯按被子统计，活动板房按12 m²/个折算计入帐篷个数，遮阳篷个数计入帐篷个数，方便面按一箱（件）12桶统计，每3桶（每人1 d的食用量）相当于1 kg大米（面）折算计入大米（面）的数据，食用油投入单位为t，按照4.7 kg/桶（5 L）折算统计，床垫按床上用品统计。

表 3  地震灾情要素和救灾投入数据

Table 3.  Parameters of earthquake disasters in Yunnan and related relief input

日期	地震名称	灾情要素							救灾投入
		震级	人员 受伤/人	失去住所 人数/人	灾区面积/ km2	受灾人口/ 人	严重以上房屋 破坏面积/m2		大米 （面）/t	食用 油/桶	衣服/ 套	被子/ 床	帐篷/ 顶	彩条 布/件	折叠 床/张	床上 用品/套
2007-06-03	宁洱6.4级	6.4	419	61780	3890	403128	1511397		1990.30	72777	132000	67036	75383	9960	—	—
2008-08-21	盈江5.9级	5.9	51	99480	4511	355395	1067183		—	—	—	22800	13090	—	—	—
2009-07-09	姚安6.0级	6.0	372	149990	6958	214339	849580		—	—	7000	22580	10220	2500	—	—
2009-11-02	宾川5.0级	5.0	31	17677	945	110736	109501		—	—	3000	2000	1500	500	—	—
2010-02-25	禄丰—元谋5.1级	5.1	35	31687	1563	164521	132440		—	—	2 000	4000	2 000	—	—	—
2011-03-10	盈江5.8级	5.8	314	123729	4190	353435	1350555		94.63	10915	1603	6850	8999	649	—	—
2011-06-20	腾冲5.2级	5.2	6	9419	1165	162720	52192		—	—	200	400	405	—	—	—
2011-08-09	腾冲5.2级	5.2	6	6026	1361	184612	61005		—	—	—	600	488	—	—	—
2012-06-24	宁蒗—盐源5.7级	5.7	394	21325	1365	60286	202123		—	—	5000	5000	4000	1300	—	—
2012-09-07	彝良5.7级	5.7	832	176800	3118	715713	1624163		—	—	13054	13000	13730	4828	5000	4700
2013-03-03	洱源5.5级	5.5	30	22494	2081	141588	112372		20.00	450	12000	10370	3120	—	—	—
2013-04-17	洱源—漾濞5.0级	5.0	14	10681	2388	167468	161919		—	—	2400	1200	4200	—	—	—
2013-08-31	香格里拉— 得荣5.9级	5.9	49	19988	6071	114051	76476		—	—	10000	10000	7429	1500	7260	7000
2014-04-05	永善5.3级	5.3	32	18237	490	134285	39154		—	—	—	—	1000	96	—	—
2014-05-30	盈江6.1级	6.1	60	36589	3150	274419	186431		—	—	—	9000	5700	1750	5000	2000
2014-08-03	鲁甸6.5级	6.5	3143	287809	10350	1800507	4378081		—	—	108797	94500	55113	12000	20000	10000
2014-08-17	永善5.0级	5.0	20	4234	350	113998	30404		23.10	300	9450	4220	10568	650	—	—
2014-10-07	景谷6.6级	6.6	331	78394	11930	575633	396066		—	—	21000	11000	17000	11300	10000	—
2014-12-06	景谷5.9级	5.9	22	16366	11930	575633	561172		—	—	—	5028	2838	600	—	—
2015-03-01	沧源5.5级	5.5	50	17437	2130	150827	134878		40.80	—	404	7000	3100	2592	2000	—
2015-10-30	昌宁5.1级	5.1	0	4877	910	56773	16312		30.00	—	5500	1100	612	800	600	—
2016-05-18	云龙5.0级	5.0	2	3548	790	34590	5723		—	—	6030	4400	355	500	2000	—
2017-03-27	漾濞5.1级	5.1	1	4920	810	47211	8887		1.16	80	1700	1500	500	430	1000	1000
2018-08-13	通海5.0级	5.0	31	11409	650	387158	51830		—	—	—	6000	2553	1200	3600	6600
2018-09-08	墨江5.9级	5.9	28	15731	5180	351643	142784		—	—	2000	3000	2810	2950	2000	2000

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2.2   模型构建

在地震应急处置实践中，应急救援物资需求量与震级成正相关关系，通过地震应急处置经验的积累，应对和处置地震灾害措施不仅应考虑震级，还需充分掌握不同区域人员分布情况和房屋建筑情况（张彦琪等，2017），在物资调配处置中也是如此。物资数量与地震震级、人口密度、灾区面积、人员伤亡、失去住所人数等灾害要素均存在一定关系，因此，建立物资数量W与各地震灾情要素x的函数关系模型W=f（x）。物资需求受多种灾害要素影响，笔者尝试建立多因子模型，但多因子模型计算结果不太理想，为解决地震发生后物资需求计算的可操作性，假定物资数量受一种主要因子控制，建立单因子模型。采用数值拟合方法，选择线性、幂函数、指数模型分别对表3数据进行单因子拟合，共拟合出336组数学关系式，然后选取拟合优度较大、曲线走势符合客观认知规律的8组关系式作为震后应急救援民生保障物资模型，如式（1）～式（8）所示，并绘制物资需求数量-灾情要素拟合曲线（图2）。

图 2  物资需求数量-灾情要素拟合曲线图

Figure 2.  Fitted curves showing the relation between the requirements and the parameters of earthquake disasters

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震级-大米（面）：

震级-食用油：

受灾人口-衣服：

失去住所人数-被子：

失去住所人数-帐篷：

震级-彩条布：

受灾人口-折叠床：

灾区面积-床上用品：

式中，W₁～W₈分别为因变量大米（面）、食用油、衣服、被子、帐篷、彩条布、折叠床、床上用品数量，x₁，x₃，x₄，x₅分别为自变量震级、失去住所人数，灾区面积、受灾人口。

2.3   模型分析

由式（1）～式（8）可知，大米（面）、食用油、彩条布与震级相关性较高，衣服、折叠床与受灾人口相关性较高，被子、帐篷与失去住所人数相关性较高，这与日常生活中的认知较吻合。震级-大米（面）、震级-食用油、失去住所人数-被子、失去住所人数-帐篷、震级-彩条布、灾区面积-床上用品成指数关系，受灾人口-衣服、受灾人口-折叠床成多项式关系。由图2可知，不同物资需求与震级、失去住所人数、受灾人口等成不同相关性，且统计数学模型不同，有线性、指数型的差异。这与物资使用周期不同有关，如帐篷、衣物在地震应急期为全周期使用；对于食物消耗，震级越大每人的投放天数越长、数量越大。各物资需求数量与灾情要素的严重程度成正相关关系，且曲线随着灾情要素严重程度的增加呈越来越陡的趋势，这说明随着震级的增加，灾情形势越来越严峻，灾害程度呈急剧变化的趋势，所需物资需求数量成倍增加。

3.   模型验证

3.1   计算过程

对表3中的25次地震进行计算，得到模型值和最低标准值。计算模型值时，物资需求量按式（1）～式（8）计算。计算最低标准值时，大米（面）需求量以失去住所人数为变量，参照表2最低需求标准和式（9）计算：

式中，W₁表示某次地震中的大米（面）最低标准需求量；x₃表示失去住所人数；m表示每人每天最低需求的大米（面）质量；d表示震后紧急救助天数；a表示震后救助需求比例，震级为5.0～5.4级时，紧急救助天数按3 d计，a取50%，震级为5.5～5.9级时，紧急救助天数按5 d计，a取80%，震级为6.0～6.4级时，紧急救助天数按8 d计，a取100%，当震级为6.5级以上时，紧急救助天数按10 d计，a取110%。食用油需求量以失去住所人数为变量，参照表2最低需求标准和式（10）计算：

式中，W₂表示某次地震中的食用油最低标准需求量；x₃表示失去住所人数；n表示每人每天最低需求的食用油质量；d表示震后紧急救助天数；a表示震后救助需求比例，取值同大米（面）需求。衣服、被子、帐篷、彩条布、折叠床、床上用品按照失去住所人数等额计算，其中帐篷按4人/顶计算，彩条布按30人/件计算。

通过上述计算得到地震案例救灾物资需求模型值和标准值。为验证需求模型和最低需求标准的科学性，分别采用实际值与模型值及实际值与标准值的偏离值表征需求模型和最低需求标准的符合程度：

式中，P_m为实际值与模型值的偏离值，P_b为实际值与标准值的偏离值，s为实际值，w_i为物资需求模型值，b_i为物资需求标准值。

3.2   结果分析

为研究方便，笔者对震例按震级大小排序，对实际值、模型值、标准值进行分析。根据各物资需求模型偏离值绘制物资实际值-模型偏离值柱状图（图3），根据最低需求标准偏离值绘制物资实际值-标准偏离值柱状图（图4）。

图 3  物资实际值-模型偏离值柱状图

Figure 3.  The deviation of the model requirements from the actual requirements

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图 4  物资实际值-标准偏离值柱状图

Figure 4.  Deviation of the standard requirements from the actual requirements

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由图3可知，实际值围绕模型值上下波动，在119个模型偏离值中，有97个偏离值位于−1～1，占81.51%，说明物资需求模型较合理；12个偏离值位于1～2，占10.08%，说明部分地震灾情较严重，需较多的地震物资；10个偏离值大于2，占8.41%，最高偏离值为4.59，说明个别地震的某类物资需求量较大，但不排除某些物资过剩的情况。没有小于−1的偏离值，说明地震应急中，基本不存在物资调配严重不足的情况，同时说明政府进行地震应急救援物资调配时充分考虑了灾区物资需求。

由图3可知，实际值围绕需求标准值上下波动，在119个标准偏离值中，100个偏离值位于−1～1，占84.03%，说明最低需求标准是物资调配的重要参考；84个偏离值小于0，占70.59%，说明在地震应急处置中，大部分的实际值小于物资标准值，以目前的经济社会发展水平，物资调配无法完全满足地震现场应急救援物资需求，仍需考虑灾区救灾物资现有数量和震后保全率（聂高众等，2001）；5个偏离值位于1～2，占4.2%，说明部分地震灾情较严重，大于该类物资的平均标准；14个偏离值大于2，占11.76%，最高偏离值为4.63，说明个别地震的某类物资需求量较大，但不排除某些物资过剩的情况。没有小于−1的偏离值，说明地震应急中，基本不存在物资调配无法满足最低标准的情况，同时说明政府进行地震应急救援物资调配时对所遇困难的预测较全面。

4.   结论与讨论

4.1   结论

（1）震后政府调拨的应急救援物资主要为满足灾民衣、食、住的民生保障物资，且该类物资在救援初期显得极其重要。各物资需求量与地震灾害的严重程度成正相关关系，灾害越严重，物资需求有爆发式增长的趋势。

（2）主要的地震应急救援物资投入与灾情要素成一定函数关系，物资投入量围绕需求模型曲线和最低需求标准上下波动。物资调配决策时可将需求模型和最低需求标准作为参考。

（3）最低需求标准为理论需求标准，无论是实际投入还是模型需求，大部分小于最低需求标准，说明以现有经济社会发展水平，仍无法做到灾区居民家家有帐篷、人人有物资，应急救援物资储备、管理、流调等工作仍需完善。

（4）对于云南地区，同一级别的地震应急救援物资投入不同地区时有所差距，部分地区物资投入量与模型计算结果偏差较大，这与云南地震灾害的区域特征差异和个别地震的特殊性有关。物资投入决策时，需充分考虑地域特征、季节性、城乡居民比例等。

4.2   讨论

进行应急救援物资需求决策时，不能完全照搬模型计算结果，模型曲线只是根据物资投入拟合的物资需求均值表现形式，实际物资需求会围绕模型值上下波动；也不能完全按照最低需求标准进行物资配置，最低需求标准计算得出的应急需求数量较地震实际发生时各地可提供的救援数量大，特别是遇到大震巨灾的地震，灾害形势会成井喷式发展，物资需求量会急剧增加，可支配资源难以满足最低需求标准。因此，需以模型计算结果和最低需求标准为参考，结合专家对地震发生所在地人口分布、经济社会发展水平、防震减灾能力、历史震例等情况的经验判断，找到最佳平衡点进行决策。

由于目前可得到的地震应急救援物资投入资料有限，从统计学角度看，25次震例数据量太少。随着经济社会的发展，以往的地震救灾经验与新时代的救灾理念有所不同，加之过去的救援物资投入多凭借经验进行调配，震后缺乏有效的物资投入全过程评估，本研究提取的部分地震震例资料数据不太符合目前的实际情况,需根据经济社会发展进行改进，地震应急救援物资投入统计回溯和效能评估是加强应急救援物资管理工作的方向。

本文基于云南近几年物资配置经验构建模型，其适用范围为云南省域。已有研究表明（张彦琪等，2017；张方浩等，2020），云南地震灾害表现出一定区域差异特征，在今后的研究中，可根据样本的情况，充分考虑季节性、区域性、城乡差异等不同时空范围的物资需求研究。