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地質災害風險辨識清單

發布時間: 2021-03-03 22:58:28

1.  地質災害危險性構成及危險性指標

一、地質災害危險性的基本含義

如前所述,地質災害的危險性和災害區易損性是決定地質災害災情的兩方面基礎條件。其中,地質災害的危險性主要是地質災害自然屬性特徵的體現。它的核心要素是地質災害的活動程度。

從定性分析看,地質災害的活動程度越高,危險性越大,災害的損失越嚴重。從定量化評價的要求看,地質災害的危險性需要通過具體的指標予以反映。

地質災害危險性分為歷史災害危險性和潛在災害危險性。歷史災害危險性是指已經發生的地質災害的活動程度,潛在災害危險性是指具有災害形成條件,但尚未發生的地質災害的可能的活動程度。二者的危險性標志不同。

二、歷史地質災害危險性及其指標

歷史地質災害危險性的標志是地質災害的強度或規模、頻次、分布密度等。這些要素決定了地質災害的發生次數、危害范圍、破壞強度,從而進一步影響地質災害的破壞損失程度。歷史地質災害危險性要素,一般可通過實際調查統計獲得。

不同種類的地質災害,危險性要素指標不完全一致(表5-1)。

在本課題評估的幾類地質災害中,崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂縫、地面沉降、海水入侵災害是伴隨不同地質動力活動而不斷發展的具有動態變化特徵的災害現象。所以,在災害危險性評價中,除災害體積、數量、幅度等指標外,還有災害發生頻次或發展速率指標。膨脹土災害是一種客觀存在不具動態特徵的潛在災害體。它與其它災害有明顯差異,只有在膨脹土發育區進行某些工程建築時,才有可能發生災害。所以,其危險性評價中不存在災害活動的頻次或速率指標。

在各種危險性指標中,危害強度所指示的是災害活動所具有的破壞能力。災害危害強度是災害活動程度的集中反映。危害強度是一種綜合性的特徵指標,它不能像其它指標那樣,用不同量綱的數字反映指標的高低,只能用等級進行相對量度。對於已經出現的地質災害,它對於各種受災體所造成的破壞損失情況(破壞損失數量和破壞損失程度)是對災害危害強度最直接的顯示。根據對不同類型地質災害破壞效應的實際調查分析,將地質災害危害強度分為強烈破壞(A級)、中等破壞(B級)、輕微破壞(C級)、基本無破壞(D級)4個等級。實踐證明,不但不同種類、不同規模的地質災害的危害強度不同,而且在同一災害事件中,評價區內不同部位所遭受的危害強度也發生很大的變化。其一般規律是,從災害活動中心(崩塌-滑坡體及前緣地帶、泥石流溝谷及溝口附近、地裂縫中心地帶、地面沉降中心區等)向邊緣逐漸減弱,直至沒有發生破壞的安全區。認識這種規律除了可以深化歷史地質災害災情分析外,對於在地質災害預測災情評估中,劃分災害危險區,進而核定受災體損毀率和經濟損失具有十分重要的意義(表5-2)。

表5-1歷史地質災害危險性構成及指標

表5-2地質災害危害強度分級特徵表

註:表中受災體損毀程度劃分標准參見書易損性評價的有關內容。

三、地質災害形成條件及潛在危險性指標

(一)地質災害潛在危險性控制條件

地質災害潛在危險性指未來時期將在什麼地方可能發生什麼類型的地質災害,其災害活動的強度、規模以及危害的范圍、危害強度有多大。地質災害潛在危險性受多種條件控制,具有很大的不確定性。

歷史地質災害活動對地質災害潛在危險性具有一定影響。這種影響可能具有雙向效應,有可能在地質災害發生以後,能量得到釋放,災害的潛在危險性削弱或基本消失;也可能具有周期性活動特點,災害發生後其活動並沒有使不平衡狀態得到根本解除,新的災害又在孕育,在一定條件下將繼續發生,甚至可能更加頻繁、強烈,因而具有比較強烈的潛在危險性。

地質災害活動條件的充分程度是控制地質災害潛在危險性的最重要因素。從總體上說,地質條件、地形地貌條件、氣候條件、水文條件、植被條件、人為活動條件是控制所有地質災害活動的基本條件。但這些條件在不同類型地質災害中的主次地位和具體要素不盡相同;對於有不同精度要求的點評估、面評估、區域評估,對各種條件和要素分析的詳略程度也不一致。所以,其評價指標也各異。基於這些差別,對不同種類地質災害的形成條件和不同類型地質災害災情評估對危險性評價的要求,進行深入論述是很有必要的。

(二)不同類型地質災害形成條件

1.崩塌-滑坡形成條件

崩塌-滑坡是嚴重的斜坡變形現象,它的發生一方面取決於斜坡自身的基礎條件,另一方面與斜坡受到的營力作用有關。因此將崩塌-滑坡形成條件分為基礎條件和外界條件兩類。

(1)基礎條件地貌是形成崩塌-滑坡的最基礎條件。從區域地貌條件看,崩塌-滑坡形成於山地、高原地區,通常情況下,海拔高程越大,切割越劇烈,崩塌-滑坡越發育。從局部地形看,要有適宜的斜坡坡度、高度和形態,以及便於形成岩體崩落、滑動的臨空面,這些對崩塌-滑坡形成具有最直接的作用。崩塌多發生在坡度大於55°、高度大於30m、坡面凹凸不平的陡峻斜坡上。滑坡多發生在15°以上的斜坡。崩塌-滑坡廣泛發育在山區,以山間谷地、江河兩岸最發育。

岩土體是崩塌-滑坡的物質基礎。它的性質和結構對崩塌-滑坡活動具有決定性作用。一般情況下,性質堅硬、結構完整、抗剪強度大、抗風化能力強的岩石,斜坡整體性好,不容易發生崩塌-滑坡。相反,岩性松軟、結構不完整,特別是裂隙發育、斜坡岩土體中存在軟弱夾層時,容易失穩變形,發生崩塌-滑坡。

地質構造是崩塌-滑坡活動的重要影響因素。斷裂構造不但使斜坡岩土體發育大量裂隙,甚至使斜坡變得支離破碎,而且促進了斜坡岩土體的風化作用和地下水活動,降低了斜坡的穩定性,加大了崩塌-滑坡活動的可能。

(2)外界條件外界條件是導致崩塌-滑坡活動的誘發因素。主要由於暴雨、洪水、融雪、水庫滲漏潰決,以及人工灌溉或排水等原因,使大量地表水或地下水進入斜坡,岩石抗剪強度急劇下降,從而誘發崩塌-滑坡。地震、人為爆破、工程開挖、填棄碴土等原因改變斜坡應力狀態,也會引起斜坡失穩,而誘發崩塌-滑坡。

2.泥石流形成條件

泥石流是突發性很強的山地地質災害。它同崩塌-滑坡一樣,也是在一定的基礎背景下,由某些突發性的因素激發而形成的。

(1)基礎條件泥石流是含有大量泥砂、石塊的特殊洪流。急促的水流和充分的鬆散固體物質是泥石流形成的物質基礎。急促水流主要來自暴雨,其次來自冰川積雪融水、河湖水庫潰決等。因此,氣候條件是影響泥石流發生的重要因素。在降水充沛,暴雨多發地區泥石流最發育。鬆散固體物質除一部分來自礦山廢碴和工程棄土外,主要來源是各種成因的堆積物——斷裂破碎物以及岩土風化後形成的殘積物、坡積物、崩塌體、滑坡體,洪積碎屑物、沖積碎屑物等。這些碎屑物的形成又與地質條件有一定關系。在斷裂構造發育,現今構造運動強烈的地區,由於山坡穩定性差、岩體結構不完整、風化作用強烈、岩石破碎、崩塌-滑坡發育、鬆散碎屑物質來源充分,因而最容易發生泥石流。

地形地貌條件是形成泥石流的又一個重要基礎條件。從區域地貌條件看,在海拔高程較大,切割劇烈的山地高原地區,泥石流最發育。從局部地形條件看,泥石流一般要具有比較充分的匯納水流和碎屑物的形成區、足夠坡度的流通區、比較寬敞的堆積區。因此流域面積越大,地形坡度較大,越有利於泥石流的形成。

此外,植被條件對泥石流形成也有比較重要的作用。實踐表明,在天然植被稀少,或由於人類過度放牧、墾殖以至濫砍亂伐等原因使植被嚴重破壞後,不僅造成嚴重的水土流失,也為泥石流活動提供比較充分的物質條件,促進泥石流的發生發展。

(2)激發條件泥石流最常見的激發條件是暴雨。在具有充分鬆散固體物質條件和適宜的地形條件下,只要出現暴雨,就會激發泥石流;暴雨強度越大,泥石流活動規模也越大。除暴雨外,冰川積雪的迅速消融,河堤、水庫、冰湖潰決等暴發的急促洪流也會引起泥石流活動。

3.岩溶塌陷的形成條件

同其它地質災害一樣,岩溶塌陷也是多種因素綜合作用的結果。其形成條件也歸納為基礎條件和誘發因素。

(1)基礎條件

①可溶岩及岩溶發育程度岩溶洞隙發育的可溶岩是岩溶塌陷的最根本的基礎條件。我國發生塌陷活動的可溶岩除部分地區的晚中生界、第三系、第四系富含膏鹽芒硝或鈣質的砂泥岩、灰質礫岩及鹽岩外,主要是古生界、中生界的石灰岩、白雲岩、白雲質灰岩等碳酸鹽岩。碳酸鹽岩的岩溶類型分為裸露型、覆蓋型和埋藏型3種。裸露型岩溶的碳酸鹽岩基本上直接出露地表,沒有或者很少被第四系鬆散沉積物覆蓋。覆蓋型岩溶的碳酸鹽岩大部分被第四系鬆散沉積物覆蓋。覆蓋率一般在7%以上,僅局部出露地表。其覆蓋層厚度一般小於30m,最厚不超過100m。埋藏型岩溶的碳酸鹽岩被很厚的第四系鬆散沉積物或其它非可溶岩覆蓋,埋藏深度數十米以上。大量實踐表明,岩溶塌陷主要發生在覆蓋型岩溶和裸露型岩溶分布區,部分分布在埋藏型岩溶分布區。

除可溶岩岩性和岩溶類型外,碳酸鹽岩的岩溶發育程度和岩溶洞穴的開啟程度是決定岩溶塌陷的直接因素。從岩溶塌陷形成機理看,可溶岩洞隙一方面造成岩體結構的不完整,形成局部不穩定地帶;另一方面為容納溶蝕陷落物質和地下水的強烈活動提供了充分條件。因此,一般情況下,可溶岩的岩溶越發育,岩溶洞隙的開啟性越好,岩溶塌陷越嚴重。

根據碳酸鹽岩岩溶發育程度和有關特徵,將岩溶發育程度分為強、中、弱三個等級(表5-3)。

可溶岩岩溶發育程度主要受地質構造、水文地質條件和氣候條件影響。一般情況下,斷裂構造發育、新構造運動強烈、地下水循環交替強烈、雨量充沛的碳酸鹽岩分布區,岩石結構比較破碎,節理、裂隙發育,地下水溶蝕、潛蝕作用強烈,最容易形成岩溶塌陷。

②覆蓋層厚度、結構、性質岩溶塌陷除發生在裸露型岩溶分布區外,還廣泛發生在覆蓋型岩溶分布區。這種塌陷不僅僅是覆蓋在第四系鬆散堆積物下面的可溶岩洞穴的陷落,有相當數量的塌陷是由於溶洞和上覆土層中土洞陷落所造成的。除此而外,覆蓋層情況還影響了地下水活動,對岩溶塌陷也產生一定的影響。因此覆蓋層是影響岩溶塌陷的重要因素。

表5-3碳酸鹽岩岩溶發育程度分級標志

據康彥仁等,1990。*指地表下100m或基岩面下50m以內孔段統計數;對於孔深100m以上全孔岩溶率,指標減半。

覆蓋層厚度對岩溶塌陷形成具有決定性作用。據大量調查統計結果,覆蓋層厚度小於10m塌陷發生的機會最多;10~30m可發生少量塌陷;30m以上可發生零星塌陷。

覆蓋層岩性結構對岩溶塌陷也具有一定作用。一般情況下,覆蓋層為比較均一的砂性土最容易產生塌陷;夾砂礫石的層狀非均質土、均一的粘性土或者覆蓋層底部發育有穩定層狀粘性土的非均質土,發育塌陷的機會較少。此外,當覆蓋層中有土洞時,容易發生塌陷;土洞越發育,塌陷越嚴重。

③地下水活動岩溶發育地區,一般地下水活動都比較強烈。強烈的地下水活動,不但促進了可溶岩洞隙的發展,而且是形成岩溶塌陷的重要動力因素。它的作用方式包括:溶蝕作用;改變岩土體物理性質和力學性質,導致土的含水量上升,容重增加,使粘性土塑性狀態發生堅硬狀態→可塑狀態→流塑狀態的變化;浮托作用;侵蝕及潛蝕作用;搬運作用等。因此,岩溶塌陷多發育在地下水活動強烈地帶,且多發生於地下水動力條件劇烈變化的時候。

(2)動力條件

①水動力條件的急劇變化,使岩土體平衡狀態遭到嚴重破壞,誘發岩溶塌陷。引起水動力條件急劇變化的原因主要有降雨、水庫蓄水、井下充水、灌溉滲漏以及嚴重乾旱、井下排水、高強度抽水等。

②天然地震和人為振動。

③附加荷載。

④廢液導致的酸鹼液溶蝕活動。

4.地裂縫形成條件

如前所述,地裂縫分為構造地裂縫和非構造地裂縫兩類,它們具有不同的形成條件。

構造地裂縫主要是伴隨地殼構造運動產生的地裂縫。地殼構造運動的方式是極其復雜的,它除了引起突發性地震活動,並形成地震地裂縫外,在更多情況下是在廣大地區發生緩慢的構造應力積累作用。伴隨這種作用,常常發生構造蠕變活動,因此形成地裂縫。這種地裂縫分布廣、規模大,危害最嚴重。非構造地裂縫的形成原因多樣,主要包括:崩塌、滑坡、塌陷引起的地裂縫;黃土濕陷、膨脹土脹縮、鬆散土滲蝕引起的地裂縫;乾旱、凍融引起的地裂縫等。實踐表明,許多地裂縫並不是單一成因的地裂縫,而是以一種原因為主,同時又受其它條件影響的綜合成因的地裂縫。因此,在分析地裂縫形成條件時,還要具體現象具體分析。就總體情況看,控制地裂縫活動的首要條件是現今構造活動程度,其次是崩塌、滑坡、塌陷等災害動力活動程度以及水動力活動條件等。

5.地面沉降形成條件

如前所述,地面沉降可由多方面活動引起,主要包括地殼沉降活動、鬆散沉積物的自然固結壓實、人類開采地下水或油氣資源引起的土層壓縮沉降。從災害研究角度所說的地面沉降是指人類活動引起的沉降,或者是以人類活動為主,以自然動力為輔助作用引起的沉降活動。基於這種概念,地面沉降的形成條件也主要由兩方面構成。一是地面沉降的基礎條件。主要是具有一定厚度壓縮性較高的鬆散沉積物。這類沉積物主要發育在沿海平原、內陸盆地及河谷平原地區。這些地區一般都是地殼沉降地區,所以這些地區的地面沉降活動不僅與人類活動密切相關,而且持續的地殼沉降也起到了「雪上加霜」的作用。影響地面沉降的人為動力條件主要是長時期超強度開采地下水,使含水層和臨近非含水層中的孔隙水壓力減小,土的有效應力增大,發生壓縮沉降。

6.海水入侵形成條件

通常情況下,濱海地帶地下水水位自陸地向海洋方向傾斜,陸地地下水向海洋補給排泄,二者維持相對穩定的平衡狀態。在這種條件下,濱海地帶相對密度較小的地下淡水浮托在相對密度較大的海水或鹹水之上,二者間形成寬度不等的過渡帶或臨界面。在鹹淡水平衡狀態下,這個過渡帶或臨界面基本穩定。然而,這種平衡狀態一旦被破壞,鹹淡水臨界面就要移動,以建立新的平衡。如果地下淡水蹬壓力降低,臨界面就要向陸地方向移動,於是就發生了海水入侵。

導致濱海地帶鹹淡水平衡狀態破壞的外因,除氣候乾旱,地下水天然補給來源減少等自然原因外,主要是人為活動對天然水資源的破壞作用。近年來,我國沿海地區,水資源供需矛盾愈來愈尖銳,許多地區長期超量開采地下水,在濱海地帶形成了低於海平面的地下水位負值區。因此,使海水沿含水層侵入淡水區,發生海水入侵。此外,河北、山東一些沿海地區,在發展人工養殖、擴建鹽田等經濟活動中,常將海水用明渠提引到距離海邊5~15km的地方,因此擴大了鹹水的分布范圍。解放以後,在大小河流上游修建了大量水庫、塘壩、使河流入海水量普遍減少;加上經常在河口地區大量挖砂,使河床標高降低,因此造成潮水上溯,使河流兩側發生海水入侵。

導致海水入侵的內因是陸地地下淡水與海水之間存在良好的水力聯系:一些濱海平原地區,第四系含水層導水能力強,與海水之間缺乏穩定的隔水層而互相連通;還有一些地區,發育有裂隙岩溶水,含水岩層的裂隙、孔洞與海域直接連通,當陸地地下水水位下降到海平面以下時,海水就通過含水層迅速向內陸入侵。

7.膨脹土災害影響條件

膨脹土的主要危害是破壞房屋、鐵路、公路等工程建築地基,使之變形,進一步造成建築物沉陷開裂。這種破壞對於輕型建築物尤其嚴重,有時既使加固了基腳或打樁穿過了膨脹土層,但仍能使地基發生位移,因此導致樁基變形或錯斷。

膨脹土的破壞作用主要源於它的明顯的而且是反復交替的脹縮變化。因此,膨脹土的發育情況和性質是決定膨脹土危害程度的基礎條件。膨脹土的發育情況主要包括膨脹土的發育厚度和深度兩項要素。厚度越大,而且埋藏較淺時,危害越嚴重。膨脹土的性質主要是由自由膨脹率等指標標示的脹縮能力。依此,可以將膨脹土分為強膨脹土、中等膨脹土、弱膨脹土3個等級(表5-4)。

表5-4膨脹土脹縮性等級劃分標准

據褚桂棠,1988。表中一類指分布在丘陵、盆地邊緣的膨脹土;二類指分布在河流階地的膨脹土;三類指分布在岩溶地區準平原谷地的膨脹土。

影響膨脹土危害程度的外部條件主要是降雨、乾旱等氣候變化和排水等人類活動,因此可以使膨脹土飽水或失水而發生脹縮變化,導致災害效應。

(三)地質災害潛在危險性指標

1.地質災害潛在危險性指標的確定原則

上面分析表明,地質災害的形成條件異常復雜,因而在分析地質災害潛在危險性時,所涉及的內容非常廣泛。在這種情況下,如果將所有標示地質災害形成條件的要素都納入潛在危險性分析之中,不但不可能,而且也是不必要的。為了使分析指標適應潛在危險性分析需要,應按下列原則確定分析指標。

(1)分主次原則將那些對地質災害潛在危險性具有重要作用或直接關系的要素指標納入潛在危險性分析,捨去次要的、間接性要素指標。例如:影響滑坡潛在危險性的地質因素很多,但其中最直接、最重要的因素是岩體中的軟弱結構面,其它因素都是次要的因素;在影響岩溶塌陷活動的諸多地質條件中,最重要的因素是可溶岩的岩溶發育程度,其次是斷裂構造及現今構造活動程度,其它因素為次要因素。再如,植被條件對泥石流活動具有一定影響,可作為分析泥石流潛在危險性的指標,但對於其它地質災害的影響不大,可不納入評價指標;以降水為主要標志的氣候條件對泥石流和崩塌、滑坡活動具有重要作用,是評價其潛在危險性的指標,但對地裂縫、膨脹土等影響不大,不納入評價指標。分清主次關系,合理地確定評價指標,可以使潛在危險性分析更加科學,更加明了。

(2)分層次原則潛在危險性分析的目的是評價地質災害的發生概率、可能形成的規模和破壞范圍,為破壞損失評價或風險評價提供基礎。因此,災害活動概率、規模、破壞范圍是潛在危險性分析的終極目標,稱為目標指標。但這些指標是在分析地質災害活動條件充分程度的基礎上才能獲得,因而稱這些對地質災害活動具有直接影響的要素指標為分析指標。地質災害活動條件又是在一定的自然環境和社會經濟條件下出現的,所以將反映區域自然環境和社會經濟條件的指標稱為背景指標,它對於地質災害活動具有區域性控製作用。於是地質災害潛在危險性指標的層次系統為背景指標—分析指標—目標指標。

(3)共性與個性兼顧原則地質災害災情評估涉及不同的災種,而且又有點評估、面評估、區域評估等不同類型。它們既具有許多共同特點,又具有多方面差異。因此,在建立地質災害潛在危險性評價指標時,既要充分反映它們的共性特徵,又要表現出它們的個性差異。從不同種類地質災害潛在危險性評價來說,它們都與地質條件、地形地貌條件、氣候水文條件、人類活動等有關。但這些條件對不同地質災害的作用程度以及具體要素不同,因此,既需要考慮評價指標的統一性,又要照顧各自的特色和差異。對於不同范圍的潛在危險性評價來說,基本指標類型一致,但精度要求不同。例如:在點評估中,滑坡-泥石流災害的地貌條件,採用地形坡度、溝谷長度、比降等指標,在面評估,特別是區域評估中,則採用海拔高程、地貌類型等宏觀指標。

2.地質災害潛在危險性指標

根據上述原則,將評價地質災害潛在危險性指標分為背景指標、分析指標、目標指標和點評估指標、面評估指標、區域評估指標(表5-5)。在三種范圍的災情評估中,背景指標和目標指標基本一致,不同災種稍有差異;分析指標不僅對不同范圍的災情評估有一定差異,而且對不同災種也有顯著不同(表5-6)。

表5-5地質災害潛在危險分析總體指標簡表

表5-6不同地質災害潛在危險性分析指標簡表

這些指標是進行危險性評價和整個災情評估的基礎依據,因此是地質災害災情評估調查和地質災害勘查的重要內容。

2. 地質災害風險基本概念及內涵

一、地質災害定義

地質災害屬於災害的一種類型,目前對災害尚無公認的嚴格定義。聯合國災害管理培訓教材將其定義為:自然或人為環境中,對人類生命、財產或活動等社會功能的嚴重破壞,它引起普遍的人類、物質或環境損失,這些損失超出了受影響的社會只利用其本身的資源所能應對的能力。

韋氏字典的定義是:一個突然發生的、造成巨大物質破壞和損失以及危難的不幸事件。

牛津字典定義為:突然發生的巨大災禍或不幸事件。

從以上定義可知,災害是一種自然的或人為因素引起的不幸事件(或過程),它對人

類的生命財產、社會經濟活動和發展的基礎——資源與環境造成了危害和破壞,是自然界的一種災變過程。它的發生往往是不以人的意志為轉移的。也就是說,災害是由危害人類的生命財產以及資源環境損失構成的。危害是自然或人為環境中對生命財產以及資源環境或活動產生不利影響並達到造成災害程度的罕見的或極端的事件。危害是致災因子,只有造成生命財產損失的危害才稱其為災害。

對地質災害的概念有不同的理解,代表性的有:

地質災害是由於地質作用使地質自然環境惡化,並造成人類生命財產毀損或人類賴以生存與發展的資源、環境發生嚴重破壞的事件(或過程)。

地質災害是指各種(天然的和人為的)地質作用對人民生命財產和國家建設事業(人類的生存與發展)造成的災害。

聯合國教科文組織(UNESCO):地質災害活動及其對人類造成破壞的可能性。

中華人民共和國國土資源部行業標准《地質災害分類分級》採用的地質災害的定義,側重於地質災害發生結果的評估等級,其定義為:地質災害(geological disaster)是地球在內動力、外動力或人類工程活動作用下發生的危害人類生命財產、生產生活活動或破壞人類賴以生存與發展的資源與環境的不幸的地質事件。主要包括地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降;其次包括煤層自燃、礦井突水、水土流失、土地沙漠化等。

國務院頒布的《地質災害防治條例》所稱地質災害:「包括自然因素或者人為活動引發的危害人民生命和財產安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質作用有關的災害」。

地質災害內涵應該包括以下兩方面內容:第一,強調致災的動力條件,主要由地質作用形成的災害事件才是地質災害;第二,強調災害事件的後果,即對人類生命財產和生存環境產生損毀的地質事件稱為地質災害,而那些僅僅是地質環境惡化,但並沒有直接破壞人類生命財產和生產、生活環境的地質事件,稱其為環境地質問題。

在上述地質災害定義的各種描述中,國務院頒布的《地質災害防治條例》的有關規定,是具有法律地位的,可作為確定研究內容的依據。

二、地質災害風險定義

「災害」是指在某一特定時間內,一定規模的事件的發生概率。災害具有兩方面的含義:一是具有潛在損害性的物理過程或行為;二是表明其發生可能性的威脅狀態或條件。災害造成的後果有大有小,有的是直接的影響,有的是間接的。這取決於災害發生區內承災體的屬性特徵及其受到影響的程度(即易損性)。因此,就提出了「災害風險」的概念,其通常包含兩層意思,一是災害發生的可能性,二是如果發生災害,可能造成的後果。災害風險水平則是二者作用的綜合結果(圖1-1)。

圖1-1 災害、風險因素、易損性和風險之間的概念關系(據Alexander,2002)

許多學者和機構提出了各種各樣的風險定義,其中最有影響並得到普遍公認和應用的是,聯合國人道主義事務部(UNDHA)於1991年和1992年兩次正式公布的自然災害風險的定義:「風險是在一定區域和給定時段內,由於某一自然災害而引起的人們生命財產和經濟活動的期望損失值」。地質災害風險就是地質災害破壞產生不良後果的可能性,包括地質災害發生破壞的可能性及其所產生的後果(損失)兩個方面。這是當今國際上最具有代表性和權威性的地質災害風險的基本定義,它是1984年在聯合國教科文組織的一項研究計劃中,由美國著名的滑坡專家Varnes提出,隨後得到了國際地質災害研究領域的全面認同,成為對災害風險評估的基本模式。

根據Varnes(1984):「一定地區、一定時期內因特殊毀害性現象造成的生命傷亡、財產損失和經濟活動中斷的預期值」。當考慮物理損失是(特定)風險可以定量表示為承災體的預期損失(易損性乘以承災體的價值或數量)與一定規模/強度的災害事件發生的概率之積。總風險則是所有類型承災體的預期損失綜合乘以一定規模/強度災害發生概率。

根據以上的闡述,可將「地質災害」定義為其特殊的影響特徵及其規模和頻率而造成損害的可能的物理過程;因而,「地質災害風險」則是伴隨著地質災害事件(如滑坡)的預期影響或損害、損失或代價。

根據上述「災害風險」概念的闡述,以及Varnes(1984)、Fell(1994),Leroi(1996),Lee和Jones(2004)等對風險的定義,目前世界上對地質災害風險計算,普遍採用了簡單但功能強大的計算公式:

風險度(risk)=危險度(Hazard)×易損度(Vulnerability)

地質災害具有自然屬性和社會屬性雙重屬性。地質災害風險可以表達為危險性和易損性的乘積。因此,地質災害的風險特徵一方面是自然屬性,表現為地質災害發生、發展內在的隨機性和不確定性。地質災害風險的不確定性,反映了自然界本身固有的不確定性與人類對自然界的認識能力之間的關系。地質災害發生和危害的不確定性是導致地質災害存在風險的主要原因。地質災害的發生受內在不確定性因素影響,使人類無法准確預測和完全控制,這就構成了風險的自然屬性;另一方面是社會屬性,表現為地質災害的危害對象——受災體的承受能力的不確定性,各種防災工程的可變性,人類社會和經濟活動的日益加劇而導致不確定因素增加等,構成了風險的社會屬性。

地質災害風險程度主要取決於兩方面條件:一是地質災害活動的動力條件,主要包括地質條件(岩土性質與結構、活動性構造等)、地貌條件(地貌類型、切割程度等)、氣象條件(降水量、暴雨強度等)、人類工程經濟活動(工程建設、采礦、耕植、放牧等)。通常情況下,地質災害活動的動力條件越充分,地質災害活動越強烈,所造成的破壞損失越嚴重,災害風險越高。二是人類社會經濟易損性,即承災區生命財產和各項經濟活動對地質災害的抵禦能力與可恢復能力,主要包括人口密度及人居環境、財產價值密度與財產類型、資源豐度與環境易損性等。通常情況下,承災區(地質災害影響區)的人口密度與工程、財產密度越高,人居環境和工程、財產對地質災害的抗禦能力以及災後重建的可恢復性越差,生態環境越脆弱,遭受地質災害的破壞越嚴重,所造成的損失越大,地質災害的風險也越高。上述兩方面條件分別稱為危險性和易損性,它們共同決定了地質災害的風險程度。基於此,地質災害的風險要素亦由危險性和易損性這兩個要素系列組成。危險性要素系列包括地質條件要素、地貌條件要素、氣象條件要素、人類工程經濟活動要素以及地質災害密度、規模、發生概率(或發展速率)等要素。易損性要素系列包括人口易損性要素、工程設施與社會財產易損性要素、經濟活動與社會易損性要素、資源與環境易損性要素等。

3. 地質災害風險管理內容

風險管理是建立在風險評估的基礎上,選擇地質災害管理措施並加以實施。一般包括以下方面(圖6-1和圖6-2):

(1)風險的鑒別及其范圍劃定。 鑒別風險的來源、范圍、特性及與其行為或現象相關的不確定性,這是風險管理的起點。

(2)風險評估。利用主觀或客觀的概率,評估產生錯誤的可能性,模擬風險源與其可能產生的影響之間的關系,評估出各種可供選擇的風險概率值,風險評估是以上風險分析過程和風險管理之間的銜接步驟,在此之前分析的著眼點主要在於災害自身,此後便轉移到了災害對人類社會危害的可能性上。

(3)風險決策。對風險是選擇接受還是規避進行管理決策,針對每一種決策,要對所有的成本效益和風險進行評估,包括各種決策可能導致的社會經濟、環境或政治影響,即得出風險的可接受程度,相應也可得出風險的不可接受程度。

圖6-1 基於綜合地學信息系統的地質災害風險評估和管理流程圖(據Fell和Hartford, 1997)

圖6-2 滑坡災害風險管理系統(據謝全敏等,2005)

(4)風險管理。這一步代表在風險接受和規避基礎上的「執行」的過程。簡而言之,就是一套用來處理風險的方法。具體地講,風險管理就是當認定風險可接受時,就保持該狀態並力圖獲得最大效益;當認定風險不可接受時,則採取相應措施降低風險,例如規避(滿足效益優先原則前提下的治理、系統功能轉化等),並跟蹤監控措施對於降低風險的效果,反饋信息到風險評估和風險管理系統,實現動態的風險控制。

4. 中國地質災害危險性等級劃分標准它與地質災害風險性的關系

①中國地質災害危險性等級劃分標准
根據國務院地質災害防治條例中危險性等級劃分標准進行危險性評判。
②風險性是概率。地質災害風險性是指地質災害發生不同危險等級的概率。

5. 地質災害風險評估框架

一、地質災害風險評估

地質災害風險評估,即分析不同強度的地質災害發生的概率及其可能造成的損失,是對風險區發生不同強度地質災害活動的可能性及其可能造成的損失進行的定量化分析與評估。地質災害風險評估的目的是清晰地反映評估區地質災害總體風險水平與地區差異,為指導國土資源開發、保護環境、規劃與實施地質災害防治工程提供科學依據。地質災害風險區劃是按計算的地質災害期望損失值分成不同等級風險區,針對不同風險區的特點提出減少風險的各項對策。

根據地質災害風險的構成因素,地質災害風險評估主要應包括兩個方面:一是危險性評估;二是易損性評估。滑坡風險分析(區域尺度)不僅可以識別現有承災體的影響,還可以識別出與未來開發相關的潛在影響,這對未來開發決策具有指導意義。也就是說,地質災害風險分析就是對滑坡災害進行風險識別、風險評估、風險估計,回答「什麼原因」、「在哪發生」、「什麼時候發生」、「強度多大」、「頻率多少」、「影響多大」、「風險水平是否可以接受」這些關鍵問題。並在此基礎上優化組合各種風險管理技術,做出風險決策。對地質災害實施有效的控制和處理風險所致損失的後果,期望以最小的成本換取大的安全保障。滑坡、泥石流等地質災害風險總是與人類社會共存,人類社會所能做的工作,就是要降低滑坡、泥石流等地質災害風險,進行風險分散和轉移,將風險管理到一個可以接受的程度,而風險評估則是實現風險管理的關鍵。

在地質災害風險計算的基礎上進行風險評估,主要是判斷存在的風險是否可接受,並制定風險處理選擇方案或建議。一般將風險分為可接受水平、容忍水平或不可容忍水平。什麼水平的風險是可以接受或容忍的,在很大程度上取決於當地生產力水平和防災能力、心理預期、社會和文化價值取向等因素。比如在比較貧困落後的地區,所能接受的災害風險水平要比相對富裕地區高。在風險高地區生活的人,所能接受的風險水平要比生活在低風險地區的人高。因此,在不同地區和不同人群,可接受的風險水平是不一樣的。可接受的風險水平要綜合考慮各種因素,進行風險-效益分析,最後得出權衡後的風險水平。香港特區政府岩土工程辦公室將新開發坡體的可接受的個人風險定為1×10-5,對於已存在的坡體開發個人風險定為1×10-4。一般使用頻率—死亡人數(FN)圖解法確定可接受的社會風險水平(圖1-2)。

圖1-2 一定規模(死亡人數)的事件發生頻率與死亡人數(FN)圖解(據澳大利亞岩土力學協會,2000)

二、地質災害風險評估框架

地質災害風險管理主要包括風險識別、風險評估和風險處置三個方面。首先是風險識別,然後進行風險評估,在此基礎上通過成本-效益方法以及綜合考慮各方面因素確定減災行動。降低地質災害風險涉及風險的接受、避讓、預防、減輕或共同分擔。減災手段包括「硬」的工程方法,還包括「軟」的立法、教育、保險、援助、應急和規劃。關於滑坡風險管理,目前世界上還沒有一個通用的框架,比較公認的是澳大利亞岩土力學協會(2000)在其滑坡風險管理指南中確定的框架(圖1-3)。

香港斜坡安全管理是一項持續努力和全方位的長期計劃,其宗旨是最大程度地降低香港的滑坡風險。從20世紀90年代開始,香港將量化風險的理念引入邊坡安全管理政策中,開展了一系列試驗研究,並將試驗研究成果應用到邊坡安全政策中。香港邊坡安全量化風險評估採用了Stewart (2000)提出的香港化學工業界的風險管理框架(圖1-4),內容主要包括風險分析、風險評估和風險管理。風險管理是風險評估、風險控制和實施行動和/或監測計劃的整個過程。風險控制涉及風險處理措施的評估(包括風險減輕、風險接受和風險避讓)。根據風險控制過程的結果實施行動和/或監測計劃。參照英國健康與安全行政官(HSE)風險容忍准則(圖1-5),制定了「滑坡風險准則」。當風險水平介於兩個極限之間(位於「可容忍區」)時,針對這一風險指標要求開始採取行動,將風險降至「切實可行的」水平。這就是所謂的ALARP要求。對每個存在潛在危險性設施都實施了減輕風險計劃,隨後對土地利用規劃實行控制,以避免風險加大,並在可能的情況下降低附近地區的風險。

圖1-3 滑坡風險管理程序(據澳大利亞岩土力學協會AGS,2000)

可以說,香港風險管理理念是在1993年被用於檢查邊坡安全政策的,到1995,風險管理手段開始被認為是有助於邊坡安全的一項不可或缺的政策。利用量化風險評估(QRA)技術,來計算和管理滑坡風險已經逐漸獲得香港岩土工程業界的認同,因而驅使相關技術在近年來得到發展和應用。

圖1-4 香港化學工業界風險管理框架

圖1-5 健康與安全行政官(HSE)的風險容忍度框架

6. 下面兩張地質災害風險評判圖(表),你認為那張是對的

左圖不來是概率,不是風自險,是錯的。
①根據國務院地質災害防治條例,地質災害危險等級是根據地質災害險情大小來判定的。
②險情計算公式:
地質災害危險區內:
受威脅人數=∑人易損系數×計算單元人口密度值×計算單元面積;
受威脅財產=∑物易損系數×計算單元財產密度值×計算單元面積。
易損系數=承災體損毀率=易損性。
地質災害危險性中包含了地質災害易損性,它們是包容關系,非獨立變數。
③圖表中查出的風險性,其實質是地質災害危險性。
右圖是概率,是風險牲,是對的。
地質災害風險性是指地質災害發生不同險情(危險等級)的概率。

7. 地質災害風險區劃

風險評估與自然災害易發地區土地利用和土地管理關系密切。土地管理部門和各級政府官員在土地利用決策時需要風險評估的結果;投資商在購買土地和土地開發時也要考慮災害風險的影響;建設項目場點的選擇、建築物的類型和材料以及購買保險時更要考慮災害風險的因素。

如果決策者在對災害風險一無所知的情況下對災害易發地區的土地利用規劃作出決策,那麼,這樣的決策肯定不可能使土地利用得到可持續發展。在對泥石流易發地區土地利用作出決策時,地方官員應該知道,有多少人可能受到泥石流的危害?有多少房屋可能遭到泥石流的沖毀?有多少基礎設施可能遭到泥石流的破壞?他們也應該懂得,土地利用方式的改變反過來也會影響泥石流的自然過程,這種影響是有利於泥石流的發生還是抑制了泥石流的發生?這些都需要進行風險評估。風險評估能夠提供可用於成本一效益分析的決策基礎。風險評估不僅可以應用於將來的土地利用規劃,而且可以為現存的土地利用再發展評估提供強有力的工具。

滑坡災害風險區劃就是根據以上計算得出的區域滑坡風險度劃分不同風險等級區域單元的方法,為滑坡地區的風險投資、區域開發和災害管理提供決策依據。像其他自然災害風險區劃一樣,滑坡災害風險區劃的一般原則為:相似性原則、區域完整性原則、綜合性原則、主導因子原則。

地質災害危險度(H)和易損度(V)是自變數,風險度(R)是因變數,因此,風險度數值及其分級是由危險度和易損度的數值和分級決定的。一旦危險度和易損度的分級確定下來,風險度分級也就相應地確定下來了。危險度和易損度均採用目前處理數值分級的簡單而常用的方法——布拉德福定律中的區域分析方法,即將一定范圍內的數值作等分劃分,在0~1范圍內等分為0~0.2,0.2~0.4,0.4~0.6,0.6~0.8,0.8~1這5個等分數值區域。根據式(1)生成風險度的5個等級:0.00<R<0.04,極低風險區;0.04<R<0.16,低風險;0.16<R<0.36,中等風險;0.36<R<0.64,高風險;0.64<R<1.00,極高風險(圖5-5)。地質災害風險等級的實際管理意義見表5-1和表5-2。

圖5-5 地質災害風險評估分級(分區)

表5-1 定性風險水平的管理含義

(據澳大利亞岩土工程協會,2000)

表5-2 地質災害風險等級的管理意義

8. 地質災害風險評估有哪些方法,各有什麼優缺點

地質災害風險性是指地質災害發生不同險情(危險等級)的概率。
①地質災害專危險性評價指標,根據國屬務院地質災害防治條例,其危險等級是根據災情大小或險情大小來判定的。評價指標為災情+險情。
②地質災害風險性評價技術路線:
a)地質災害風險概率(暴雨頻率)→b)預測地質災害危險區范圍→c)地質災害險情計算,確定其危險等級→d)判定發生該危險等級的概率(風險性)。
③地質災害風險評估方法:
a)地質災害危險區范圍預測方法:
一一定性分析方法
一一半定量分析方法
一一定量計算預測方法
b)地質災害險情計算方法:
地質災害危險區內受威脅人數=?受威脅財產=?
一一統計分析計演算法
一一層次疊加計演算法
參見中國地質災害風險評價新方法。

9. 中國地質災害危險等級劃分標准

根據國務院地質災害防治條例中地質災害危險等級劃分標准進行地質災害危險等級判定。即根據災情大小或險情大小進行地質災害危險等級評判。

10. 地質災害風險管理措施

自然災害風險管理的途徑主要有兩種:一是通過降低自然災害的危險度,即控制災害的強度和頻度,實施防災減災措施來降低風險;二是通過降低區域易損度,即合理布局和統籌規劃區域內的人口和資產來降低風險。比較而言,通過後者降低區域易損度是目前較易實施的風險管理的主要途徑。此外,購買人身和財產保險,將風險轉移至保險公司,也是自然災害風險管理的行之有效的措施。

風險管理的目的是降低風險或轉移風險。風險無處不在,其中一部分風險是可以接受的,稱之為可接受風險(Acceptable risk),這部分風險不需要降低和轉移;一部分風險是不可以接受的,稱之為不可接受風險(Unacceptable risk),這部分風險需要降低和轉移,屬於需要進行風險管理的范圍。從風險管理的角度,雖然可將風險分為可接受和不可接受兩類,但兩者的區分並沒有嚴格的界線。根據已有的泥石流風險等級的劃分,我們認為可將極低風險理解為可忽略風險,:而可忽略風險即可視為可接受風險。因此,至少極低風險這一等級的風險我們認為是屬於不需要管理的可接受風險的范圍。

針對風險度是由危險度和易損度共同構成的這一基本事實,可將地質災害的減災措施分為三類:一是災害改善,通常使用工程方法,降低災害發生的頻率,讓災害遠離人民;二是行為改善,採取避讓和預警系統等降低災害影響,或通過制訂規劃、教育法規和經濟刺激手段降低易損性。三是損失共享,包括保險系統、災害救助、開發援助和補償。具體說明如下:

(1)降低危險度。有些自然災害,如地震、海嘯、火山、台風(太平洋西部)、颶風(大西洋西部和西印度群島)和龍卷風,可以通過預測預報來避免。目前世界上能夠比較成功預報的自然災害是台風和颶風。由於有全方位、全天候氣象衛星的監測,通過衛星雲圖的分析,已經能夠比較准確地預報台風的規模、路徑、到達時間和登陸點。但從本質上講,預測預報並沒有降低自然災害危險度,因為它既沒有降低自然災害發生的規模,也沒有降低自然災害發生的頻率。但是預測預報可為降低自然災害易損度提供良好基礎,從而為降低自然災害風險度創造有利條件。降低自然災害危險性就是通過人類的強力干預,以此改變自然災害事件的發生過程。對於泥石流災害來說,降低危險度是可能的,我們可以通過土木工程措施,採取攔、擋、排的方式控制鬆散固體物質的供給和輸移,從而達到降低泥石流規模的效果。上游形成區的梯級谷坊壩、中游流通區的攔沙壩群和下游堆積區的排導槽,可以穩定谷坡,攔截部分鬆散固體物質,還可以減緩溝床坡度,延緩鬆散固體物質聚積時間,從而達到降低泥石流發生頻率的效果。此外,通過生物工程措施改變地表徑流狀況,削減洪峰和清水流量,也可以部分地達到降低泥石流災害危險度的目的。當然,在實施工程措施降低滑坡泥石流災害危險性的同時,也隱藏著增加技術事故的危險性。

(2)降低易損度。在更多的情況下,我們總是力圖把風險降低到一個可以接受的程度,而不是完全徹底地消除風險。因此,降低易損度,不失為風險管理的一項行之有效的措施。首先是災害識別,判別泥石流溝,弄清泥石流分布情況,劃定危險范圍,進行危險度分區。然後是控制危險區內財產增長規模和人口發展速度,在危險區內要嚴格控制新建大型項目的審批,控制固定資產的投資規模,限制永久性高層建築的興建。嚴格執行計劃生育政策,降低人口自然增長率,控制流動人口大規模流入,最後的辦法才是撤離疏散。撤離危險區內的人口和轉移危險區內的財產是降低滑坡泥石流風險度的最穩妥的辦法。

(3)風險轉移和災害保險。通過災害保險將風險部分轉移也是風險管理的一種常用方式。然而,災害保險只是對災害損失的轉移,讓災害損失與更多的人分攤,並沒有從實質上減輕或消除災害損失。盡管如此,災害保險的確提高了災害易發區人們的承災能力,大大降低和減緩了災害發生後對災區人們帶來的沖擊和痛苦。因此,災害保險是一項行之有效的措施,在發達國家比發展中國家更為流行。在自然災害風險管理的實際操作中,往往要標本兼治,多管齊下,採取降低風險和轉移風險的綜合措施。

小結

自然災害風險管理的途徑主要有兩種:一是通過降低自然災害的危險度,即控制災害的強度和頻度,實施防災減災措施來降低風險;二是通過降低區域易損度,即合理布局和統籌規劃區域內的人口和資產來降低風險。比較而言,通過後者降低區域易損度是目前較易實施的風險管理的主要途徑。此外,購買人身和財產保險,將風險轉移至保險公司,也是自然災害風險管理的行之有效的措施。

針對風險度是由危險度和易損度共同構成的這一基本事實,可將地質災害的減災措施分為三類:一是災害改善,通常使用工程方法,降低災害發生的頻率,讓災害遠離人民;二是行為改善,採取避讓和預警系統等降低災害影響,或通過制訂規劃、教育法規和經濟刺激手段降低易損性。三是損失共享,包括保險系統、災害救助、開發援助和補償。

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