地質(zhì)災害風(fēng)險評估技術(shù)指南初論

  地質(zhì)災害（這里主要指崩塌、滑坡、泥石流，相當于國際上廣義的滑坡） 風(fēng)險評估與管理在國際上越來(lái)越流行、越來(lái)越普及，已經(jīng)成為國際減災防災戰略的重要成分[1-2]，特別是進(jìn)入21 世紀以來(lái)，國際上滑坡風(fēng)險管理的推廣應用成為熱點(diǎn)， 每年至少召開(kāi)一次相關(guān)的國際專(zhuān)題討論會(huì )和推廣培訓會(huì )議，積極宣傳討論滑坡風(fēng)險評估與管理的成熟經(jīng)驗、技術(shù)方法和熱點(diǎn)問(wèn)題[3-6]。盡管在實(shí)施地質(zhì)災害風(fēng)險評估與管理過(guò)程中還有很多難點(diǎn)問(wèn)題和困惑， 但是世界上許多學(xué)者都在努力研究探索， 不斷改進(jìn)完善這個(gè)過(guò)程[2, 7-14]，其中不斷改進(jìn)完善滑坡風(fēng)險評估指南是主要途徑之一。目前，國際上滑坡風(fēng)險評估指南已經(jīng)出版了3~4 版（代）[11, 14-15]，國內相關(guān)研究也早有開(kāi)展， 在地質(zhì)災害風(fēng)險評估與管理方法的系統研究方面也有大量探索研究[16-21]，但是至今國內沒(méi)有正式出版地質(zhì)災害風(fēng)險評估技術(shù)指南。因此，本文在分析總結近年來(lái)大家潛心研究的基礎上， 從地質(zhì)災害風(fēng)險評估的目的、基本原則、結構層次、主要內容、易發(fā)程度、危險性和風(fēng)險評估定性－定量化工作流程等方面，初步總結了如何編寫(xiě)突發(fā)地質(zhì)災害（崩塌、滑坡、泥石流）風(fēng)險評估技術(shù)指南，試圖為國內地質(zhì)災害風(fēng)險評估技術(shù)指南正式編輯出版提供基礎。

 

  1 地質(zhì)災害風(fēng)險評估技術(shù)指南研究的

 

  目的與基本原則

 

  1.1 地質(zhì)災害風(fēng)險評估指南研究的目的

 

  地質(zhì)災害風(fēng)險評估是在地質(zhì)災害空間預測評價(jià)的基礎上綜合考慮人員、社會(huì )經(jīng)濟要素和抗災能力的綜合預測評價(jià)，不僅需要評價(jià)時(shí)間概率，還需要進(jìn)行空間預測。多年來(lái)，這個(gè)領(lǐng)域中的很多術(shù)語(yǔ)概念、結構層次和工作流程比較模糊， 特別是在與國際接軌又適合中國大陸實(shí)際情況方面還有差距。因此，多年來(lái)致力于研究編寫(xiě)地質(zhì)災害風(fēng)險評估技術(shù)指南，主要是為了闡明突發(fā)地質(zhì)災害（崩塌、滑坡、泥石流）風(fēng)險評估與管理的指導性原則, 促進(jìn)地質(zhì)災害風(fēng)險評估有關(guān)術(shù)語(yǔ)概念、技術(shù)方法、主要內容和結構層次向更規范、更國際化和更適用于中國實(shí)際情況的方向發(fā)展。

 

  1.2 地質(zhì)災害風(fēng)險評估的基本原則

 

  （1）地質(zhì)災害風(fēng)險評估通?；? 種假設

 

  ①過(guò)去對未來(lái)有一定的指示作用， 因此過(guò)去曾經(jīng)發(fā)生過(guò)地質(zhì)災害的地區未來(lái)也有可能發(fā)生地質(zhì)災害， 即基于歷史和現實(shí)資料預測未來(lái)地質(zhì)災害的發(fā)展趨勢和過(guò)程。

 

  ②具有與曾經(jīng)發(fā)生地質(zhì)災害地區相似的地形、地質(zhì)及地貌因素的地區未來(lái)也有可能發(fā)生地質(zhì)災害。在實(shí)際應用過(guò)程中，這種假設一般是合理的，但是也應該注意到可能存在一些例外的情況， 如地質(zhì)歷史時(shí)期形成的古、老滑坡不僅使斜坡地形地貌發(fā)生了變化， 而且滑坡形成時(shí)的不良條件組合亦不再具備。

 

  ③導致地質(zhì)災害發(fā)生的基本要素能夠有效識別。風(fēng)險的構成要素能夠有效識別、表達或量化，風(fēng)險評估中的易發(fā)程度、危險性和風(fēng)險都可以用定性與定量方法來(lái)表征和描述。

 

  （2）地質(zhì)災害風(fēng)險評估工作精度的分級原則

 

  地質(zhì)災害風(fēng)險評估工作精度分級是進(jìn)行規范化和程序化研究的重要步驟， 有利于不同學(xué)者在同一地區進(jìn)行風(fēng)險評估工作的對比分析。長(cháng)期以來(lái)，在地質(zhì)災害預測評價(jià)和風(fēng)險評估方面， 國內對于資料的質(zhì)量和精度分析比較少，大多強調技術(shù)方法的改進(jìn)。

 

  實(shí)際上，基礎資料、數據的質(zhì)量和精度直接影響預測評價(jià)的結果。因此，對基礎資料數據和工作精度進(jìn)行質(zhì)量分級， 有利于風(fēng)險評估精度的提高和成果的推廣應用。參考國際上同行的經(jīng)驗，結合國內目前的實(shí)際情況及有關(guān)的研究基礎， 初步將資料數據準備和評價(jià)工作的精度等級分為3 級：即初（等）級、中等、高等（詳細）精度。

 

  初級工作精度：風(fēng)險評估的所有資料、信息主要來(lái)源于室內收集分析、遙感解譯和野外現場(chǎng)線(xiàn)路考察編錄， 沒(méi)有進(jìn)行按比例尺的地質(zhì)災害野外現場(chǎng)調查編錄； 重點(diǎn)關(guān)注地質(zhì)災害點(diǎn)和點(diǎn)密度相關(guān)的資料信息；評估方法采用定性分析、統計分析和簡(jiǎn)單模型計算評估。

 

  中等工作精度：風(fēng)險評估的所有資料、信息主要來(lái)源于室內收集分析、遙感解譯和野外按比例尺調查編錄，只是地質(zhì)災害調查為草測或簡(jiǎn)測；重點(diǎn)關(guān)注地質(zhì)災害形態(tài)和面密度方面的相關(guān)資料信息； 評估方法采用定性分析、統計分析和簡(jiǎn)單的專(zhuān)家系統或層次分析評估。

 

  高等工作精度：風(fēng)險評估的所有資料、信息主要來(lái)源于室內收集分析、遙感解譯和野外按比例尺進(jìn)行地質(zhì)災害正測調查編錄，并配合必要的工程勘查、巖土取樣測試分析和定量化模擬計算， 典型的滑坡位移仿真模擬計算。需要關(guān)注地質(zhì)災害的體積、速度、位移、強度、概率方面的系統資料和信息；評估方法采用定性分析、統計分析和基于GIS 定量化空間分析模型評價(jià)。

 

  （3）地質(zhì)災害風(fēng)險評估結果的分級原則

 

  地質(zhì)災害風(fēng)險評估結果與制圖的等級不宜劃分得太細。為了便于統一和對比，建議不同層次的評價(jià)（易發(fā)程度、危險性、風(fēng)險）與工作精度分級相對應，分3~5 級： 初級工作精度地區的評價(jià)結果分為高、中、低3 級，中等工作精度地區分為極高、高、中、低4 級，高等工作精度地區分為極高、高、中、低、極低5級（表1）。建議不同層次的評價(jià)結果的分級數量保持一致，即如果易發(fā)程度評價(jià)結果分為4 級，相應的危險性和風(fēng)險評價(jià)結果也分為4 級。為了制圖方便、美觀(guān)和統一，不同級別的分區制圖的顏色要統一，從低級到高級顏色逐步加深。

 

  （4）地質(zhì)災害風(fēng)險評估以定性分析為主，以定量計算評估為輔，提倡實(shí)用性的技術(shù)方法區域地質(zhì)災害風(fēng)險評價(jià)需要尋找和利用空間衰減趨勢和規律，然而，崩塌、滑坡、泥石流災害的發(fā)生屬于點(diǎn)到點(diǎn)的災害（不同于地震，地震是點(diǎn)影響面，具有明顯的空間衰減趨勢），沒(méi)有明顯的空間衰減趨勢和漸變規律。一方面，形成崩塌、滑坡、泥石流災害的地形地貌和地質(zhì)背景條件沒(méi)有明顯的衰減趨勢，不同構造地貌單元之間、不同自然邊坡之間、不同工程巖組之間的漸變趨勢不明顯， 一般是相對截然的邊界；另一方面，崩塌、滑坡、泥石流災害一般是孤立的事件過(guò)程，需要一個(gè)一個(gè)地制圖、描述和評價(jià)，每一個(gè)都具有不同的特征。單個(gè)滑坡體及其影響范圍內危險程度沒(méi)有明顯的差異； 相同斜坡上不同滑坡之間、滑坡與崩塌之間、滑坡與泥石流之間也沒(méi)有明顯的衰減趨勢和逐步過(guò)渡的狀態(tài)；不同斜坡、不同流域（沖溝）之間的滑坡分布更沒(méi)有衰減規律。崩塌和泥石流也是如此。這就給區域的風(fēng)險評估和預測評價(jià)帶來(lái)很大的困難， 空間預測評價(jià)總是希望尋找空間上的漸變趨勢， 利用空間衰減規律進(jìn)行預測評價(jià)和分區。地質(zhì)災害沒(méi)有明顯的衰減規律，對崩塌、滑坡、泥石流的預測評價(jià)會(huì )形成有限點(diǎn)群的散點(diǎn)（區帶）分布，完成依賴(lài)于數學(xué)模型的過(guò)渡插值方法，不一定與實(shí)際情況相符；而在定性分析的基礎上，適當歸并散點(diǎn)（區帶）形成評價(jià)分區，會(huì )引起一些誤差和分區的間斷，即從高易發(fā)區直接過(guò)渡到極低易發(fā)區、從高危險區過(guò)渡到極低危險區等。因此，區域地質(zhì)災害風(fēng)險區劃一定要強調以定性分析為主、定量計算為輔的基本原則。地質(zhì)災害的形成條件、主要影響因素、誘發(fā)因素是大家公認的，包括形成機理等是可以認知的，只是不同地區、不同時(shí)間段的主要控制因素有所差異，因此，定性的分析評價(jià)是至關(guān)重要的、是可以得到大家公認的。根據多年的跟蹤研究，提倡地質(zhì)災害風(fēng)險評估需要在定性分析評價(jià)的基礎上，采用簡(jiǎn)單實(shí)用（最好基于GIS）的模型和方法，進(jìn)行定量預測評價(jià)，將定性與定量評價(jià)相結合，獲得不同層次的評價(jià)區劃結果。

 

  （5）地質(zhì)災害風(fēng)險評估區劃制圖比例尺及其應用范圍不同比例尺的地圖、相應的地質(zhì)災害調查編錄和易發(fā)性、危險性及風(fēng)險區劃制圖的類(lèi)型不同，所對應的成果精度、應用范圍也不同。為了能夠顯示特定區劃水平要求的信息， 地質(zhì)災害風(fēng)險評價(jià)分區圖應當以合適的比例尺編繪。所謂合適的比例尺，強調不同的資料底圖對應于不同的評價(jià)分區圖， 應當適用于不同的應用對象（表2）。國內在預測評價(jià)區劃方面還沒(méi)有這方面比較成熟的規范， 故本文參考澳大利亞地質(zhì)力學(xué)學(xué)會(huì )2007 年提出的滑坡風(fēng)險區劃指南[22]，初步提出地質(zhì)災害風(fēng)險區劃結果的應用范圍（表2）。根據目前全國地質(zhì)災害調查的進(jìn)展情況，強調全國或者全省范圍小于1∶20 萬(wàn)比例尺的調查分布和易發(fā)性評價(jià)分區圖是比較適合的， 這樣小比例尺的全國地質(zhì)災害危險性和風(fēng)險區劃圖， 質(zhì)量和精度是難以保證的；1∶20 萬(wàn)和1∶5 萬(wàn)比例尺的調查和初級到中級水平的危險性分區制圖比較適合中國地（地區）市級和縣市級的土地利用和防災減災規劃；而大比例尺的地質(zhì)災害調查、勘查、編錄和危險性、風(fēng)險區劃制圖只適用于重點(diǎn)城鎮和國家重大工程場(chǎng)地。

 

  （6）提倡推廣應用GIS 技術(shù)和RS 技術(shù)

 

  遙感技術(shù)和GIS 技術(shù)在地質(zhì)災害預測評價(jià)中的應用越來(lái)越普及、越來(lái)越重要。這是因為GIS 技術(shù)可以貫穿于地質(zhì)災害調查編錄、數據庫建設、空間預測評價(jià)區劃、監測預警預報、防治和管理的全過(guò)程，特別是其數據更新、信息共享、信息發(fā)布及可視化功能，適合于突發(fā)地質(zhì)災害預測評價(jià)、應急排查評價(jià)和長(cháng)期動(dòng)態(tài)跟蹤，評價(jià)結果有利于為社會(huì )經(jīng)濟服務(wù)、有利于地質(zhì)災害風(fēng)險管理和控制。但是，目前熟練掌握GIS 技術(shù)、又精通工程地質(zhì)和地質(zhì)災害的人才少之又少，還需要長(cháng)期的、扎扎實(shí)實(shí)的努力。

 

  2 地質(zhì)災害風(fēng)險管理的層次結構和主要內容

 

  2.1 地質(zhì)災害風(fēng)險評估與管理的主要內容

 

  突發(fā)地質(zhì)災害風(fēng)險評估的主要內容分為3 個(gè)層次，即地質(zhì)災害易發(fā)程度評價(jià)、危險性評價(jià)和風(fēng)險評價(jià)區劃。評價(jià)結果一般建議分為4 級，即高、中、低、極低，如果工作程度低，可以分為3 級，如果工作程度詳細，則可分為5 級。

 

  （1）地質(zhì)災害易發(fā)程度評價(jià)：相當于國外的滑坡敏感性（Landslide Susceptibility）分析評價(jià)，重點(diǎn)分析評價(jià)一個(gè)地區地質(zhì)災害已經(jīng)發(fā)生的程度， 并預測未來(lái)將要發(fā)生地質(zhì)災害的傾向性； 強調靜態(tài)地質(zhì)災害易發(fā)條件和災害發(fā)生的空間概率統計分析評價(jià)，是進(jìn)行危險性和風(fēng)險評價(jià)的基礎。核心內容包括地質(zhì)災害特征、空間密度、易發(fā)條件和潛在易發(fā)區預測評價(jià)。分析評價(jià)的主要因素和指標包括地形地貌、地質(zhì)構造、工程巖土性質(zhì)、斜坡結構和斜坡水文地質(zhì)條件。

 

  地質(zhì)災害易發(fā)程度預測評價(jià)區劃結果， 可以作為區域土地利用規劃的初步依據和氣象地質(zhì)災害預警預報的基礎。

 

  （2）地質(zhì)災害危險性評價(jià)（Hazard Assessment）：

 

  分析評價(jià)地質(zhì)災害發(fā)生的時(shí)間概率、破壞力（強度）及其擴展和影響范圍， 強調地質(zhì)災害發(fā)生破壞的自然屬性———頻次、強度、速度、距離和擴展范圍的預測評價(jià)。主要包括地質(zhì)災害的分布位置、體積（或面積）、發(fā)生時(shí)間概率、誘發(fā)條件（強降雨、地震和人類(lèi)工程活動(dòng)）、可能的擴展范圍、運動(dòng)速度、運動(dòng)距離及其影響范圍和強度。分析評價(jià)的主要因素指標包括地質(zhì)災害的分布密度（點(diǎn)密度和面密度），運動(dòng)速度、位移距離及其影響范圍，強降雨、地震誘發(fā)概率和強度，發(fā)生頻率和強度。

 

  地質(zhì)災害危險性評價(jià)區劃結果， 可以作為土地利用規劃、地質(zhì)災害防治規劃、地質(zhì)災害防治管理的依據和地質(zhì)災害監測預警系統建設的基礎。

 

  （3）地質(zhì)災害風(fēng)險評價(jià)(Risk Assessment)：重點(diǎn)分析評價(jià)地質(zhì)災害的綜合危險性和后果， 主要包括地質(zhì)災害的時(shí)空概率分析評價(jià)和危險性、危害性、土地利用狀態(tài)、承災體分布特征、強度趨勢、易損性、災情評價(jià)，目前以定性分析為主、定量計算為輔。分析評價(jià)的主要因素和指標包括：危險性、危害性、承災體特征、易損性、災害損失程度和時(shí)空概率。

 

  地質(zhì)災害風(fēng)險評價(jià)結果， 可以作為詳細土地利用規劃、場(chǎng)地土地利用規劃、地質(zhì)災害防治規劃和風(fēng)險管理的依據， 也可以作為地質(zhì)災害監測預警系統建設的基礎。

 

  上述3 個(gè)層次的預測評價(jià)內容相互關(guān)聯(lián)、逐步遞進(jìn)， 總體上都是基于現實(shí)資料預測評價(jià)未來(lái)的綜合分析與評估的過(guò)程。其基本屬性各有側重點(diǎn)。地質(zhì)災害易發(fā)程度預測評價(jià)的基本屬性是： 地質(zhì)時(shí)期形成的相對靜態(tài)的地質(zhì)、地形地貌、斜坡結構、工程巖組和水系背景條件分析評價(jià)； 危險性預測評價(jià)的基本屬性是： 地質(zhì)災害形成演化的自然動(dòng)態(tài)過(guò)程———頻次、強度、速度、位移距離、擴展范圍、誘發(fā)條件和概率的預測評價(jià)；風(fēng)險評價(jià)的基本屬性是：地質(zhì)災害形成演化的危險性、危害性、災情、損失、承災體特征及易損性預測評價(jià)。前兩者屬于自然屬性，后者則具有自然和社會(huì )經(jīng)濟雙重屬性。

 

  （4）地質(zhì)災害風(fēng)險管理(Risk Management)：主要根據地質(zhì)災害風(fēng)險評估結果劃分風(fēng)險接受標準與等級，制定風(fēng)險轉移、減緩、避免和控制措施，風(fēng)險動(dòng)態(tài)監測和預警，風(fēng)險教育宣傳和信息發(fā)布。主要包括：

 

  考慮如何減緩風(fēng)險，減小風(fēng)險發(fā)生的可能性，減輕和避免風(fēng)險發(fā)生的危害等；制定撤離預案、防治風(fēng)險預案或轉移風(fēng)險（辦理保險）的方法，制定可以實(shí)施的調整控制措施，并根據需要進(jìn)行風(fēng)險監測、信息反饋和風(fēng)險復查；風(fēng)險教育宣傳、風(fēng)險信息交流和發(fā)布、公共信息服務(wù)與管理（圖1）。

 

  2.2 地質(zhì)災害風(fēng)險管理的層次結構

 

  目前國際上形成了比較統一的滑坡風(fēng)險管理層次結構圖解，但是不一定適合中國大陸的實(shí)際情況。關(guān)鍵是，國際上滑坡風(fēng)險評估與管理推廣應用已有30 多年，比較成熟，因此層次結構圖解很簡(jiǎn)要， 沒(méi)有明確界定不同層次評估的主要參數指標及其差異，而國內這方面易于混淆，故需要強調不同層次評價(jià)的主要參數的差異和不同層次評價(jià)結果的有針對性的應用，結構圖解也就相對復雜一些。

 

  如何使層次結構圖解達到簡(jiǎn)單明了， 高度概括和引領(lǐng)整個(gè)地質(zhì)災害風(fēng)險評估與管理的全過(guò)程， 需要在研究實(shí)踐中不斷修改完善。

 

  3 地質(zhì)災害易發(fā)程度和危險性評價(jià)

 

  3.1 地質(zhì)災害易發(fā)程度分區評價(jià)

 

  3.1.1 地質(zhì)災害易發(fā)程度定性分析評價(jià)

 

  地質(zhì)災害易發(fā)程度定性分析評價(jià)（分區）：主要從一定地區的地質(zhì)背景條件———地形地貌、地質(zhì)構造、工程巖組、斜坡結構和斜坡水文地質(zhì)條件5 個(gè)方面分析地質(zhì)災害從極易發(fā)到不易發(fā)的條件組合特征和分布范圍。由于一定地區地質(zhì)背景條件的變化沒(méi)有明顯的空間衰減規律和趨勢， 難以用定量化模型模擬空間變化趨勢， 因此定性分析空間變化及其與地質(zhì)災害形成發(fā)展的關(guān)系尤為重要。在區域地質(zhì)災害調查編錄和數據庫建設的基礎上， 從地形地貌方面： 分析中高山區易發(fā)還是中低山區或丘陵地區易發(fā)地質(zhì)災害， 一級河流兩岸易發(fā)地質(zhì)災害還是二級或者三級沖溝易發(fā)地質(zhì)災害， 河流高陡岸坡易發(fā)還是中等或緩坡易發(fā)地質(zhì)災害， 并且從高到低排列相對易發(fā)的順序；從工程巖組方面：分析薄層軟弱巖組（泥巖-頁(yè)巖-煤層組合）、中厚層軟硬相間巖組、厚層堅硬巖組與塊狀巖體之間的地質(zhì)災害易發(fā)程度差異；從斜坡結構與類(lèi)型方面：分析松散土坡、巖體邊坡與混合邊坡的地質(zhì)災害易發(fā)程度差異，順向坡、斜向坡和橫反向坡的地質(zhì)災害易發(fā)程度差異?？傊?，從5 個(gè)方面分析列出從極易發(fā)到不易發(fā)的條件和分布的大致范圍（表3），將滿(mǎn)足A 類(lèi)（極易發(fā)）條件2 條以上（含2 條）的地段和滿(mǎn)足A 類(lèi)條件之一同時(shí)滿(mǎn)足B 類(lèi)（易發(fā)）條件2 條以上（含2 條）的地段劃分為高易發(fā)區；類(lèi)似地滿(mǎn)足B 類(lèi)條件2 條以上（含2條）的地段和滿(mǎn)足B 類(lèi)條件之一同時(shí)滿(mǎn)足C 類(lèi)條件2 條以上（含2 條）的地段劃分為中易發(fā)區；類(lèi)似地滿(mǎn)足C 類(lèi)條件2 條以上（含2 條）的地段劃分為低易發(fā)區，不滿(mǎn)足上述任何條件的地段屬于極低（不）易發(fā)區。

 

  3.1.2 地質(zhì)災害易發(fā)程度定量化評價(jià)

 

  地質(zhì)災害定量化評價(jià)提倡統計分析評價(jià)與定量模型計算相結合， 其中統計分析評價(jià)是古老而最常用的方法，現代GIS 技術(shù)的快速發(fā)展又賦予其新的活力，特別是其在數據跟蹤、更新、共享、輸出和制圖方面的優(yōu)勢，彌補和克服了以前因人而異、因統計樣本而異的缺陷。因此，基于GIS 系統的定量統計分析評價(jià)是目前國際上地質(zhì)災害區劃的主要途徑之一。其中， 對地質(zhì)災害空間分布的面密度和點(diǎn)密度（小型災害，一般小于1000 m3）的統計計算，是評價(jià)預測地質(zhì)災害易發(fā)程度的重要依據之一。對于具體的研究區，需要統計分析區域上的最大、平均、最小面密度和點(diǎn)密度。需要注意，最大面密度是研究區地質(zhì)災害分布最密集帶的所有災害體的面積與這個(gè)帶斜坡總面積之比。在具體劃分確定高、中易發(fā)區的臨界值時(shí)，可以依據實(shí)際情況，在20％上下有3%~5％的變化。

 

  在定性和統計分析的基礎上， 利用數值或統計模型定量預測評價(jià)地質(zhì)災害的易發(fā)程度， 最終獲得易發(fā)程度分區評價(jià)圖。目前定量化評價(jià)模型比較多[6,11-27]，初步歸納主要有6 類(lèi)：確定性模型、統計模型、灰色模型、人工智能模型、非線(xiàn)性預測預報模型和基于GIS 技術(shù)的信息模型[25]。根據不同模型的對比分析， 預測評價(jià)的主要問(wèn)題不是模型好壞的問(wèn)題，而是資料數據的質(zhì)量問(wèn)題、更新問(wèn)題和參數因子分析選擇問(wèn)題。資料的詳細程度、代表性和差異性分析容易被忽略，GIS 系統在這方面具有良好的性能，因此21 世紀以來(lái)基于GIS 系統的突發(fā)地質(zhì)災害半定量—定量預測評價(jià)逐步成為主流發(fā)展趨勢。以GIS 技術(shù)為主， 虛擬現實(shí)技術(shù)和計算機數值模擬等最新的應用技術(shù)在地質(zhì)災害易發(fā)程度與風(fēng)險評價(jià)研究中的應用， 促進(jìn)了GIS 技術(shù)在地質(zhì)災害編錄、空間數據庫建設、空間分析評價(jià)、風(fēng)險區劃制圖、預測預警及其綜合防災減災決策信息系統建設方面的應用，為地質(zhì)災害易發(fā)程度預測評價(jià)建立了一個(gè)可以對比、共享、交流、更新、發(fā)布的平臺，使地質(zhì)災害易發(fā)程度預測評價(jià)過(guò)程透明、結果更合理、應用面更廣泛。

 

  值得注意的是，所謂的定量預測評價(jià)是相對的，不是絕對的， 因為各種影響因素和因子的定量化都可能存在誤差，從而必然導致計算結果存在誤差，這不是模型能解決的。這也就是本文為什么一再強調定性分析的重要性。

 

  3.2 地質(zhì)災害危險性分區評價(jià)

 

  3.2.1 地質(zhì)災害危險性定性分區評價(jià)

 

  地質(zhì)災害危險性定性分析評價(jià)： 主要在地質(zhì)災害易發(fā)程度分區的基礎上，分析評價(jià)降雨誘發(fā)、地震引發(fā)、人類(lèi)工程活動(dòng)誘發(fā)的地質(zhì)災害的危險程度，即重點(diǎn)評價(jià)由于條件概率變化產(chǎn)生的地質(zhì)災害發(fā)生的時(shí)間概率及其擴展影響范圍。重點(diǎn)進(jìn)行兩方面的分析評估：①分析區域內強震、暴雨和人類(lèi)活動(dòng)誘發(fā)地質(zhì)災害的頻率和強度，重大誘發(fā)事件的年超越概率，特別是注意近場(chǎng)強震（Ms≥7）作用下低易發(fā)區中的高山峽谷地段、強臺風(fēng)暴雨期間中等易發(fā)區地質(zhì)災害的發(fā)生頻率與高易發(fā)區平常降雨發(fā)生頻率的對比分析， 評估研究區強震和強暴雨誘發(fā)地質(zhì)災害的危險性（類(lèi)似于氣象預警）。②分析研究區地質(zhì)災害可能發(fā)生運動(dòng)的速度、強度、最大距離、一般距離、差異位移、最小位移等，評價(jià)地質(zhì)災害的擴展影響范圍。

 

  其中， 擴展范圍重點(diǎn)從滑坡后緣和兩側分析滑坡的破裂發(fā)展趨勢及影響范圍； 而滑坡速度和位移分析，先從地形地貌特征分析位移的限制條件：如狹窄沖溝兩側滑坡位移和影響范圍有限， 斜坡高度小于200 m，滑坡剪出口低（在坡腳）等，滑坡的位移就受到限制。如果不滿(mǎn)足上述地形地貌限制條件，則從滑坡速度定性分析，分為高速、快速、慢速和蠕滑4 類(lèi)（表5）?；录舫隹诟?，（從地形地貌分析）滑動(dòng)（可能）脫離滑面“飛行”，速度大于5 m/s，或者大于人跑步的極限速度，滑動(dòng)的絕對位移大于1 km，稱(chēng)為高速（遠程）滑坡（表5）；滑體沒(méi)有離開(kāi)滑面的塊體快速滑動(dòng)稱(chēng)為快速滑坡，速度大致與人跑步相當；滑體位移速度為0.5~2 m/km·a， 可以稱(chēng)為慢速滑動(dòng)；滑體位移速度小于0.5 m/km·a，可以稱(chēng)為蠕滑（表5）。

 

  在對條件概率、擴展影響范圍、速度和位移定性分析的基礎上，結合易發(fā)程度分區，定性地劃分危險性分區（表6）。其中，要注意在近場(chǎng)極強震的作用下， 不易發(fā)地質(zhì)災害地區的高山峽谷地段也可能成為高危險地域（表6）。例如，2008 年汶川8.0 級地震使岷江兩岸一些不易發(fā)地質(zhì)災害的地段也發(fā)生大量崩塌-碎屑流災害。

 

  3.2.2 地質(zhì)災害危險性定量化評價(jià)

 

  地質(zhì)災害危險性定量化評價(jià)可以在易發(fā)程度分

 

  區評價(jià)的基礎上， 結合危險性定性分析評價(jià)和定量化統計分析，考慮條件概率和動(dòng)態(tài)發(fā)生頻率，進(jìn)行模擬計算評價(jià)。危險性評價(jià)相對強調動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，例如某年暴雨頻降，危險性比平時(shí)大；也可能在易發(fā)程度定量化評價(jià)過(guò)程中直接疊加動(dòng)態(tài)參數（地震、暴雨和人類(lèi)活動(dòng)的情況）而直接獲得危險性評價(jià)分區，即預測評價(jià)模擬相同，只是評價(jià)參數有差異，可以在一個(gè)定量化評價(jià)流程的過(guò)程中分別輸出易發(fā)程度和危險性分區評價(jià)圖。

 

  一定區域內， 突發(fā)地質(zhì)災害發(fā)生時(shí)間概率的統計分析計算是預測評價(jià)地質(zhì)災害危險性的重要依據之一，是在空間密度統計計算的基礎上，根據地質(zhì)災害發(fā)生的時(shí)間記錄資料，統計分析時(shí)間概率。由于地質(zhì)災害發(fā)生的時(shí)間記錄比較少，統計樣本少，計算有困難，特別是統計計算最大的時(shí)間概率比較困難。隨著(zhù)全國地質(zhì)災害調查、監測預警和研究程度的提高，情況有所好轉。對于具體的研究區，需要統計分析區域上的最大、平均、最小時(shí)間概率。需要注意，突發(fā)地質(zhì)災害發(fā)生的最大時(shí)間概率一般與暴雨（地震）誘發(fā)相關(guān)。以近年來(lái)陜西省寶雞市隴縣地質(zhì)災害的調查統計分析為例， 概要地說(shuō)明隴縣地質(zhì)災害發(fā)生的最大時(shí)間概率的統計計算過(guò)程。

 

  隴縣全縣表面積為2452 km2， 去掉平坦開(kāi)闊地區（大約7 km2），隴縣斜坡面積為2445 km2。從數據庫統計分析，1965—2006 年間隴縣累計發(fā)生突發(fā)地質(zhì)災害69 次， 其中2005 年雨季暴雨集中誘發(fā)群發(fā)滑坡和泥石流26 處。

 

  利用42 年有時(shí)間記錄的地質(zhì)災害統計計算，基于斜坡面積的地質(zhì)災害發(fā)生頻率為69/(42×24.45)=6.72×102 次/a×100 km2，即隴縣突發(fā)地質(zhì)災害平均時(shí)間概率很低（在寶雞市屬于地質(zhì)災害低危險區）。而2005 年基于全縣斜坡面積的地質(zhì)災害發(fā)生頻率為26/24.45=1.1 次/a×100 km2， 即2005 年的平均概率比42 年的平均概率高很多。但是，這26 次地質(zhì)災害分布范圍大致是隴縣整個(gè)面積的一半，其中，有8 處地質(zhì)災害密集分布在隴縣縣城西南部的天成鎮附近， 利用這2 個(gè)分布區的斜坡面積計算，2005 年的平均概率為2.3 次/a×100 km2， 最大時(shí)間概率為8/9.9=0.81 次/a×km2。參照國際上通用的時(shí)間概率標準，隴縣大部分屬于低危險區，只有2005 年密集發(fā)生災害的天成鎮附近屬于中、高危險區（表7）。

 

  地質(zhì)災害危險性評價(jià)與動(dòng)態(tài)誘發(fā)條件的概率相

 

  關(guān)， 因此強調一定時(shí)期的危險性是一個(gè)相對動(dòng)態(tài)的評價(jià)過(guò)程。如暴雨季節的地質(zhì)災害危險性高于平時(shí)的危險性， 強震期間地質(zhì)災害危險性遠遠大于平時(shí)的危險性，而這種動(dòng)態(tài)的危險性評價(jià)更有意義。

 

  4 風(fēng)險評估

 

  4.1 地質(zhì)災害風(fēng)險定性分析評估

 

  地質(zhì)災害風(fēng)險定性分析評價(jià)， 重點(diǎn)分析評價(jià)地質(zhì)災害發(fā)生并且可能到達受災體的時(shí)空概率， 包括地質(zhì)災害發(fā)生的可能性，災害對人員、財產(chǎn)、城市工程建設可能造成的損失大小和嚴重性， 概括風(fēng)險概率發(fā)生的可能性分析和易損性分析。具體的風(fēng)險概率大小定性分析評估分級主要參考國外的成果和經(jīng)驗，結合國內的實(shí)際情況和研究進(jìn)展，初步提出一個(gè)參考辦法和標準（表8），還需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。其中，易損性定性分析評估尤其重要。

 

  易損性是指：在某一區域內，一定的承災體（主要是人口、建筑和公共基礎設施）在地質(zhì)災害（滑坡、崩塌、泥石流）影響下發(fā)生損失的程度，即承災體抵抗災害的能力， 包括承災體自身固有的特征實(shí)力和地質(zhì)災害強度。在實(shí)際評價(jià)過(guò)程中，更重要的是承災體的分布位置及其與地質(zhì)災害分布之間的關(guān)系。對于人而言，身體抵抗滑坡沖擊的能力是有限的，不同的人不會(huì )有大的差異， 關(guān)鍵在于人所處的位置和時(shí)間。對于建筑物和公共基礎設施而言，固有的特征實(shí)力和抵抗地質(zhì)災害的能力差別比較大， 如三峽大壩工程，任何規模的滑坡都不可能破壞和損害它，即易損性是0；而對于一般民用建筑物（房屋），易損性的量化值在0~1 之間，即用百分率表示，具體地確定數值比較難， 國際上通常采用一定地區過(guò)去損失的百分率（即過(guò)去對未來(lái)有一定的指示作用原則） 來(lái)確定。實(shí)際情況可能差別很大，一方面，人類(lèi)會(huì )根據過(guò)去的損失情況不斷改進(jìn)防災減災措施， 減少災害損失； 另一方面， 地質(zhì)災害發(fā)生發(fā)展的情況也可能變化，因此易損性量化評價(jià)難度大，目前只是依靠統計分析和經(jīng)驗確定相對的定量。

 

  4.2 地質(zhì)災害風(fēng)險定量化評估

 

  區域性的突發(fā)地質(zhì)災害風(fēng)險統計評價(jià)的依據主

 

  要是人員死亡概率和財產(chǎn)損失概率統計分析， 這是目前國內外快速風(fēng)險評估制圖（不需要進(jìn)行易發(fā)性和危險性分析評價(jià)）的主要途徑之一。其中，災害損失現狀評價(jià)嚴格意義上是災情評估， 只是風(fēng)險評估的內容之一；而依據損失現狀預測評估未來(lái)的災情，則含有危險性和危害性評估， 屬于風(fēng)險快速評估途徑之一，國內還處于探索階段。在參考國際上的工作程序和標準的基礎上，結合國內的實(shí)際情況，以前面的定性分析結果為基礎， 初步將每年人員死亡率大于1 人/km2、財產(chǎn)損失每年大于20 萬(wàn)元/km2 的地區確定為高風(fēng)險區，其他等級劃分可以類(lèi)推（表9）。

 

  國際上滑坡風(fēng)險定量評估有統一的計算公式，

 

  突發(fā)地質(zhì)災害風(fēng)險定量評估同樣利用這個(gè)公式計算。根據條件概率原理，當滑坡風(fēng)險定義為每年單個(gè)個(gè)體生命死亡概率時(shí)， 就可以按以下公式進(jìn)行計算（Morgan et al.，1992）：

 

  R(DI)=P(H)×P(S|H)×P(T|S)×V(L|T) (1)式中：R(DI)是風(fēng)險概率（即每年的個(gè)體生命死亡概率）；P(H)是每年滑坡事件發(fā)生的概率；P(S|H)是事件發(fā)生的空間影響概率；P(T|S)是對于空間影響的時(shí)間影響概率；V(L|T)是個(gè)體的脆弱程度（即對于這些影響個(gè)體生命死亡的概率）。

 

  對于財產(chǎn)損失，相應的表達式是：

 

  R(PD)=P(H)×P(S|H)×V(P|S)×E (2)式中：R(PD)指滑坡造成的風(fēng)險（即每年財產(chǎn)損失的價(jià)值）；P(H)指每年滑坡事件發(fā)生的概率；P(S|H)指空間影響的概率；V(P|S)指財產(chǎn)的易損性（即財產(chǎn)價(jià)值損失的比例）；E 指風(fēng)險因素（例如財產(chǎn)評估）。

 

  在實(shí)際評估過(guò)程中， 關(guān)鍵是P—危險性和V—易損性的定量化評估。危險性包括發(fā)生概率、條件誘發(fā)概率、強度和影響范圍（距離/run-out）估算，難度比較大，問(wèn)題比較多，一直是風(fēng)險評估的關(guān)鍵困難問(wèn)題之一； 易損性的量化值在0~1 之間， 用百分率表示， 確定具體的數值比較難， 需要結合定性分析確定。嚴格意義上的易損性是承災體固有的抵抗災害損失的能力，在實(shí)際評估過(guò)程中，承災體的分布位置和災害強度對固有能力變化的影響很大， 因此導致易損性評估難度大。

 

  總體而言， 影響人和財產(chǎn)易損性定量化評估的主要因素包括下述幾項：

 

  （1）承災體的特征、類(lèi)型，例如城市建筑、鄉鎮民用建筑、水庫大壩、鐵路、公路，運行的火車(chē)、汽車(chē)等。

 

  （2）承災體的分布位置，例如是在滑體正下方還是偏離滑坡一定距離， 在露天場(chǎng)地還是在交通工具或建筑物中。

 

  （3）滑坡位移量的大小，滑坡相對位移越大，有關(guān)承災體的易損性值越大、風(fēng)險越高。

 

  （4）災害規模和運動(dòng)速度，規模越大、速度越快，有關(guān)承災體的易損性值越大、風(fēng)險越高，特別是承災體位于高速遠程滑坡體上比位于緩變滑坡上易損性要高很多。

 

  5 討論

 

  國際上滑坡風(fēng)險評估技術(shù)指南經(jīng)過(guò)近30 年的修改和推廣應用，已經(jīng)越來(lái)越完善、細致、具體。對于中國大陸， 由于剛剛開(kāi)始考慮地質(zhì)災害風(fēng)險評估技術(shù)指南的推廣應用，國際上的指南并不完全實(shí)用，甚至有些復雜。因此，本文重點(diǎn)從宏觀(guān)構架、基本原則和內涵、工作流程、簡(jiǎn)單實(shí)用等方面初步提出地質(zhì)災害風(fēng)險評估技術(shù)指南，試圖使其在國際上不失真（有其基本原則和內涵）、符合發(fā)展趨勢（有其精華和前沿性），也適合于國內的實(shí)際情況，有利于推廣應用。

 

  當然， 還有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步討論， 以便修改完善。主要集中在下列幾個(gè)方面。

 

  （1）基本原則討論：本文初步提出地質(zhì)災害風(fēng)險評估需要考慮的6 條基本原則。其中，基本假設、不同比例尺評估應用和GIS 技術(shù)推廣應用3 個(gè)方面的原則基本與國際上一致， 只是強調作為一個(gè)基本原則來(lái)重視。關(guān)于質(zhì)量精度分類(lèi)和評價(jià)等級分類(lèi)，則相對于國際上的指南有很大的簡(jiǎn)化， 在保存其實(shí)質(zhì)內涵的基礎上，突出中國特色和推廣應用的可能性。

 

  在質(zhì)量精度方面： 重點(diǎn)從室內收集資料、野外草測（簡(jiǎn)測）和正測3 個(gè)方面，以點(diǎn)資料、面資料（形態(tài)），體積、有關(guān)的強度和概率3 個(gè)方面作為劃分高級、中級、低級精度的基本依據，可操作性強。在評估分類(lèi)方面：強調4 級劃分原則（高、中、低、極低），不同層次評價(jià)（易發(fā)程度、危險性、風(fēng)險）都一樣4 級劃分，這有利于推廣應用和對比分析。

 

  關(guān)于以定性分析為主、定量評估為輔，提倡簡(jiǎn)單實(shí)用技術(shù)方法的原則， 主要是針對目前國內的實(shí)際情況，風(fēng)險評估指南屬于剛剛起步階段，過(guò)分強調定量評價(jià)模型推廣應用不實(shí)際。不過(guò)，單體和具體邊坡風(fēng)險評估需要以定量估算為主， 這方面香港和國際上有很好的經(jīng)驗。

 

  （2）易發(fā)程度評價(jià)：基本內涵和工作流程國內外基本一致， 本文只是系統提出從定性分析到定量統計、定量化模型評估的基本思路和過(guò)程，操作性和推廣應用性較強，具有引導和示范意義。在實(shí)際評估過(guò)程中，很多人容易將降雨、地震和人類(lèi)活動(dòng)因素考慮為地質(zhì)災害易發(fā)因素，實(shí)際上，它們激化和誘發(fā)了地質(zhì)災害，加大了其滑動(dòng)頻率和強度，屬于危險性評估考慮的因素。這是需要澄清的主要問(wèn)題之一。

 

  （3）危險性分析評價(jià)：這是地質(zhì)災害預測評價(jià)的難點(diǎn)和易于混淆的問(wèn)題之一。國際上重視滑坡擴展范圍分析、產(chǎn)出特征（Run-out）仿真模擬估算，國內則相對重視強降雨、地震和人類(lèi)活動(dòng)誘發(fā)強度分析評價(jià)， 滑動(dòng)概率和強度的定量化評價(jià)是危險性評價(jià)的主要難點(diǎn)。易于混淆的問(wèn)題是，危險性的內涵是地質(zhì)災害強度、頻率的大小，基本不涉及危害（人和財產(chǎn)），但在實(shí)際評價(jià)過(guò)程中，很多人在危險性評價(jià)過(guò)程中就涉及到危害性評價(jià)。這并不是錯誤，因為有些地區不進(jìn)行風(fēng)險評估，把危險性評價(jià)向前進(jìn)半步，作為危險性和風(fēng)險評價(jià)的過(guò)渡狀態(tài)考慮也是一種暫時(shí)可用的辦法，作為技術(shù)指南不提倡這樣的過(guò)渡狀態(tài)。

 

  （4）風(fēng)險評估與評價(jià)（Risk Assessment）：風(fēng)險評估與評價(jià)在概念上有所差別， 后者是把前者的評估結果與一定的參考標準進(jìn)行對比分析， 劃分一定地區可接受的風(fēng)險級別。在實(shí)際應用過(guò)程中，國內外并沒(méi)有特別強調兩者的差異， 而是一個(gè)詞就包含有這兩方面的意義。風(fēng)險評估的難點(diǎn)是危險性和易損性評價(jià)， 危險性評價(jià)的難點(diǎn)是強度和頻率的定量化評價(jià)，而易損性評估的難點(diǎn)則是定性分析評估，易損性的定量值從0~1，總可以確定一個(gè)值，關(guān)鍵是從定性分析的角度如何確定這個(gè)值更合理、更有代表性。從基本含義上分析易損性是承災體固有的抵抗災害的能力， 如果從這個(gè)意義分析評價(jià)易損性是容易定量確定的，每個(gè)人抵抗滑坡的能力差別不大，大致都是1，因為滑坡快速滑動(dòng)，一個(gè)人是不能抵擋而自己不傷亡的。但是，在實(shí)際評價(jià)過(guò)程中，人的位置和防范意識尤其重要。如果一個(gè)人在滑體中部，假如滑坡剛剛啟動(dòng)快速滑動(dòng)時(shí)， 他向兩側或后緣跑比向前緣跑的易損性要??；同樣的原理，位置不同易損性差別更大，這就導致易損性評價(jià)的可能。

 

  （5）關(guān)于地質(zhì)災害風(fēng)險評估制圖：滑坡風(fēng)險評估制圖是國際上滑坡風(fēng)險管理越來(lái)越重視的內容，因此國際上新出版的滑坡風(fēng)險評估指南強調利用GIS和RS 技術(shù)評價(jià)制圖的推廣應用。但是，目前國內在這方面的應用難以全面展開(kāi)， 所以第一版指南沒(méi)有硬性強調制圖技術(shù)的重要性， 而是提倡推廣應用GIS 和RS 技術(shù)。

 

  總之， 目前國內外關(guān)于地質(zhì)災害風(fēng)險評估仍然有很多難點(diǎn)和易于混淆的問(wèn)題。正是這些問(wèn)題的存在，吸引了眾多人努力鉆研，為之奮斗；也正是這些問(wèn)題的存在， 使地質(zhì)災害風(fēng)險評估技術(shù)指南的修改完善更具有吸引力。