当前位置:首页 » 地质工程 » 地质灾害风险辨识清单

地质灾害风险辨识清单

发布时间: 2021-03-03 22:58:28

1.  地质灾害危险性构成及危险性指标

一、地质灾害危险性的基本含义

如前所述,地质灾害的危险性和灾害区易损性是决定地质灾害灾情的两方面基础条件。其中,地质灾害的危险性主要是地质灾害自然属性特征的体现。它的核心要素是地质灾害的活动程度。

从定性分析看,地质灾害的活动程度越高,危险性越大,灾害的损失越严重。从定量化评价的要求看,地质灾害的危险性需要通过具体的指标予以反映。

地质灾害危险性分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。历史灾害危险性是指已经发生的地质灾害的活动程度,潜在灾害危险性是指具有灾害形成条件,但尚未发生的地质灾害的可能的活动程度。二者的危险性标志不同。

二、历史地质灾害危险性及其指标

历史地质灾害危险性的标志是地质灾害的强度或规模、频次、分布密度等。这些要素决定了地质灾害的发生次数、危害范围、破坏强度,从而进一步影响地质灾害的破坏损失程度。历史地质灾害危险性要素,一般可通过实际调查统计获得。

不同种类的地质灾害,危险性要素指标不完全一致(表5-1)。

在本课题评估的几类地质灾害中,崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂缝、地面沉降、海水入侵灾害是伴随不同地质动力活动而不断发展的具有动态变化特征的灾害现象。所以,在灾害危险性评价中,除灾害体积、数量、幅度等指标外,还有灾害发生频次或发展速率指标。膨胀土灾害是一种客观存在不具动态特征的潜在灾害体。它与其它灾害有明显差异,只有在膨胀土发育区进行某些工程建筑时,才有可能发生灾害。所以,其危险性评价中不存在灾害活动的频次或速率指标。

在各种危险性指标中,危害强度所指示的是灾害活动所具有的破坏能力。灾害危害强度是灾害活动程度的集中反映。危害强度是一种综合性的特征指标,它不能像其它指标那样,用不同量纲的数字反映指标的高低,只能用等级进行相对量度。对于已经出现的地质灾害,它对于各种受灾体所造成的破坏损失情况(破坏损失数量和破坏损失程度)是对灾害危害强度最直接的显示。根据对不同类型地质灾害破坏效应的实际调查分析,将地质灾害危害强度分为强烈破坏(A级)、中等破坏(B级)、轻微破坏(C级)、基本无破坏(D级)4个等级。实践证明,不但不同种类、不同规模的地质灾害的危害强度不同,而且在同一灾害事件中,评价区内不同部位所遭受的危害强度也发生很大的变化。其一般规律是,从灾害活动中心(崩塌-滑坡体及前缘地带、泥石流沟谷及沟口附近、地裂缝中心地带、地面沉降中心区等)向边缘逐渐减弱,直至没有发生破坏的安全区。认识这种规律除了可以深化历史地质灾害灾情分析外,对于在地质灾害预测灾情评估中,划分灾害危险区,进而核定受灾体损毁率和经济损失具有十分重要的意义(表5-2)。

表5-1历史地质灾害危险性构成及指标

表5-2地质灾害危害强度分级特征表

注:表中受灾体损毁程度划分标准参见书易损性评价的有关内容。

三、地质灾害形成条件及潜在危险性指标

(一)地质灾害潜在危险性控制条件

地质灾害潜在危险性指未来时期将在什么地方可能发生什么类型的地质灾害,其灾害活动的强度、规模以及危害的范围、危害强度有多大。地质灾害潜在危险性受多种条件控制,具有很大的不确定性。

历史地质灾害活动对地质灾害潜在危险性具有一定影响。这种影响可能具有双向效应,有可能在地质灾害发生以后,能量得到释放,灾害的潜在危险性削弱或基本消失;也可能具有周期性活动特点,灾害发生后其活动并没有使不平衡状态得到根本解除,新的灾害又在孕育,在一定条件下将继续发生,甚至可能更加频繁、强烈,因而具有比较强烈的潜在危险性。

地质灾害活动条件的充分程度是控制地质灾害潜在危险性的最重要因素。从总体上说,地质条件、地形地貌条件、气候条件、水文条件、植被条件、人为活动条件是控制所有地质灾害活动的基本条件。但这些条件在不同类型地质灾害中的主次地位和具体要素不尽相同;对于有不同精度要求的点评估、面评估、区域评估,对各种条件和要素分析的详略程度也不一致。所以,其评价指标也各异。基于这些差别,对不同种类地质灾害的形成条件和不同类型地质灾害灾情评估对危险性评价的要求,进行深入论述是很有必要的。

(二)不同类型地质灾害形成条件

1.崩塌-滑坡形成条件

崩塌-滑坡是严重的斜坡变形现象,它的发生一方面取决于斜坡自身的基础条件,另一方面与斜坡受到的营力作用有关。因此将崩塌-滑坡形成条件分为基础条件和外界条件两类。

(1)基础条件地貌是形成崩塌-滑坡的最基础条件。从区域地貌条件看,崩塌-滑坡形成于山地、高原地区,通常情况下,海拔高程越大,切割越剧烈,崩塌-滑坡越发育。从局部地形看,要有适宜的斜坡坡度、高度和形态,以及便于形成岩体崩落、滑动的临空面,这些对崩塌-滑坡形成具有最直接的作用。崩塌多发生在坡度大于55°、高度大于30m、坡面凹凸不平的陡峻斜坡上。滑坡多发生在15°以上的斜坡。崩塌-滑坡广泛发育在山区,以山间谷地、江河两岸最发育。

岩土体是崩塌-滑坡的物质基础。它的性质和结构对崩塌-滑坡活动具有决定性作用。一般情况下,性质坚硬、结构完整、抗剪强度大、抗风化能力强的岩石,斜坡整体性好,不容易发生崩塌-滑坡。相反,岩性松软、结构不完整,特别是裂隙发育、斜坡岩土体中存在软弱夹层时,容易失稳变形,发生崩塌-滑坡。

地质构造是崩塌-滑坡活动的重要影响因素。断裂构造不但使斜坡岩土体发育大量裂隙,甚至使斜坡变得支离破碎,而且促进了斜坡岩土体的风化作用和地下水活动,降低了斜坡的稳定性,加大了崩塌-滑坡活动的可能。

(2)外界条件外界条件是导致崩塌-滑坡活动的诱发因素。主要由于暴雨、洪水、融雪、水库渗漏溃决,以及人工灌溉或排水等原因,使大量地表水或地下水进入斜坡,岩石抗剪强度急剧下降,从而诱发崩塌-滑坡。地震、人为爆破、工程开挖、填弃碴土等原因改变斜坡应力状态,也会引起斜坡失稳,而诱发崩塌-滑坡。

2.泥石流形成条件

泥石流是突发性很强的山地地质灾害。它同崩塌-滑坡一样,也是在一定的基础背景下,由某些突发性的因素激发而形成的。

(1)基础条件泥石流是含有大量泥砂、石块的特殊洪流。急促的水流和充分的松散固体物质是泥石流形成的物质基础。急促水流主要来自暴雨,其次来自冰川积雪融水、河湖水库溃决等。因此,气候条件是影响泥石流发生的重要因素。在降水充沛,暴雨多发地区泥石流最发育。松散固体物质除一部分来自矿山废碴和工程弃土外,主要来源是各种成因的堆积物——断裂破碎物以及岩土风化后形成的残积物、坡积物、崩塌体、滑坡体,洪积碎屑物、冲积碎屑物等。这些碎屑物的形成又与地质条件有一定关系。在断裂构造发育,现今构造运动强烈的地区,由于山坡稳定性差、岩体结构不完整、风化作用强烈、岩石破碎、崩塌-滑坡发育、松散碎屑物质来源充分,因而最容易发生泥石流。

地形地貌条件是形成泥石流的又一个重要基础条件。从区域地貌条件看,在海拔高程较大,切割剧烈的山地高原地区,泥石流最发育。从局部地形条件看,泥石流一般要具有比较充分的汇纳水流和碎屑物的形成区、足够坡度的流通区、比较宽敞的堆积区。因此流域面积越大,地形坡度较大,越有利于泥石流的形成。

此外,植被条件对泥石流形成也有比较重要的作用。实践表明,在天然植被稀少,或由于人类过度放牧、垦殖以至滥砍乱伐等原因使植被严重破坏后,不仅造成严重的水土流失,也为泥石流活动提供比较充分的物质条件,促进泥石流的发生发展。

(2)激发条件泥石流最常见的激发条件是暴雨。在具有充分松散固体物质条件和适宜的地形条件下,只要出现暴雨,就会激发泥石流;暴雨强度越大,泥石流活动规模也越大。除暴雨外,冰川积雪的迅速消融,河堤、水库、冰湖溃决等暴发的急促洪流也会引起泥石流活动。

3.岩溶塌陷的形成条件

同其它地质灾害一样,岩溶塌陷也是多种因素综合作用的结果。其形成条件也归纳为基础条件和诱发因素。

(1)基础条件

①可溶岩及岩溶发育程度岩溶洞隙发育的可溶岩是岩溶塌陷的最根本的基础条件。我国发生塌陷活动的可溶岩除部分地区的晚中生界、第三系、第四系富含膏盐芒硝或钙质的砂泥岩、灰质砾岩及盐岩外,主要是古生界、中生界的石灰岩、白云岩、白云质灰岩等碳酸盐岩。碳酸盐岩的岩溶类型分为裸露型、覆盖型和埋藏型3种。裸露型岩溶的碳酸盐岩基本上直接出露地表,没有或者很少被第四系松散沉积物覆盖。覆盖型岩溶的碳酸盐岩大部分被第四系松散沉积物覆盖。覆盖率一般在7%以上,仅局部出露地表。其覆盖层厚度一般小于30m,最厚不超过100m。埋藏型岩溶的碳酸盐岩被很厚的第四系松散沉积物或其它非可溶岩覆盖,埋藏深度数十米以上。大量实践表明,岩溶塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区,部分分布在埋藏型岩溶分布区。

除可溶岩岩性和岩溶类型外,碳酸盐岩的岩溶发育程度和岩溶洞穴的开启程度是决定岩溶塌陷的直接因素。从岩溶塌陷形成机理看,可溶岩洞隙一方面造成岩体结构的不完整,形成局部不稳定地带;另一方面为容纳溶蚀陷落物质和地下水的强烈活动提供了充分条件。因此,一般情况下,可溶岩的岩溶越发育,岩溶洞隙的开启性越好,岩溶塌陷越严重。

根据碳酸盐岩岩溶发育程度和有关特征,将岩溶发育程度分为强、中、弱三个等级(表5-3)。

可溶岩岩溶发育程度主要受地质构造、水文地质条件和气候条件影响。一般情况下,断裂构造发育、新构造运动强烈、地下水循环交替强烈、雨量充沛的碳酸盐岩分布区,岩石结构比较破碎,节理、裂隙发育,地下水溶蚀、潜蚀作用强烈,最容易形成岩溶塌陷。

②覆盖层厚度、结构、性质岩溶塌陷除发生在裸露型岩溶分布区外,还广泛发生在覆盖型岩溶分布区。这种塌陷不仅仅是覆盖在第四系松散堆积物下面的可溶岩洞穴的陷落,有相当数量的塌陷是由于溶洞和上覆土层中土洞陷落所造成的。除此而外,覆盖层情况还影响了地下水活动,对岩溶塌陷也产生一定的影响。因此覆盖层是影响岩溶塌陷的重要因素。

表5-3碳酸盐岩岩溶发育程度分级标志

据康彦仁等,1990。*指地表下100m或基岩面下50m以内孔段统计数;对于孔深100m以上全孔岩溶率,指标减半。

覆盖层厚度对岩溶塌陷形成具有决定性作用。据大量调查统计结果,覆盖层厚度小于10m塌陷发生的机会最多;10~30m可发生少量塌陷;30m以上可发生零星塌陷。

覆盖层岩性结构对岩溶塌陷也具有一定作用。一般情况下,覆盖层为比较均一的砂性土最容易产生塌陷;夹砂砾石的层状非均质土、均一的粘性土或者覆盖层底部发育有稳定层状粘性土的非均质土,发育塌陷的机会较少。此外,当覆盖层中有土洞时,容易发生塌陷;土洞越发育,塌陷越严重。

③地下水活动岩溶发育地区,一般地下水活动都比较强烈。强烈的地下水活动,不但促进了可溶岩洞隙的发展,而且是形成岩溶塌陷的重要动力因素。它的作用方式包括:溶蚀作用;改变岩土体物理性质和力学性质,导致土的含水量上升,容重增加,使粘性土塑性状态发生坚硬状态→可塑状态→流塑状态的变化;浮托作用;侵蚀及潜蚀作用;搬运作用等。因此,岩溶塌陷多发育在地下水活动强烈地带,且多发生于地下水动力条件剧烈变化的时候。

(2)动力条件

①水动力条件的急剧变化,使岩土体平衡状态遭到严重破坏,诱发岩溶塌陷。引起水动力条件急剧变化的原因主要有降雨、水库蓄水、井下充水、灌溉渗漏以及严重干旱、井下排水、高强度抽水等。

②天然地震和人为振动。

③附加荷载。

④废液导致的酸碱液溶蚀活动。

4.地裂缝形成条件

如前所述,地裂缝分为构造地裂缝和非构造地裂缝两类,它们具有不同的形成条件。

构造地裂缝主要是伴随地壳构造运动产生的地裂缝。地壳构造运动的方式是极其复杂的,它除了引起突发性地震活动,并形成地震地裂缝外,在更多情况下是在广大地区发生缓慢的构造应力积累作用。伴随这种作用,常常发生构造蠕变活动,因此形成地裂缝。这种地裂缝分布广、规模大,危害最严重。非构造地裂缝的形成原因多样,主要包括:崩塌、滑坡、塌陷引起的地裂缝;黄土湿陷、膨胀土胀缩、松散土渗蚀引起的地裂缝;干旱、冻融引起的地裂缝等。实践表明,许多地裂缝并不是单一成因的地裂缝,而是以一种原因为主,同时又受其它条件影响的综合成因的地裂缝。因此,在分析地裂缝形成条件时,还要具体现象具体分析。就总体情况看,控制地裂缝活动的首要条件是现今构造活动程度,其次是崩塌、滑坡、塌陷等灾害动力活动程度以及水动力活动条件等。

5.地面沉降形成条件

如前所述,地面沉降可由多方面活动引起,主要包括地壳沉降活动、松散沉积物的自然固结压实、人类开采地下水或油气资源引起的土层压缩沉降。从灾害研究角度所说的地面沉降是指人类活动引起的沉降,或者是以人类活动为主,以自然动力为辅助作用引起的沉降活动。基于这种概念,地面沉降的形成条件也主要由两方面构成。一是地面沉降的基础条件。主要是具有一定厚度压缩性较高的松散沉积物。这类沉积物主要发育在沿海平原、内陆盆地及河谷平原地区。这些地区一般都是地壳沉降地区,所以这些地区的地面沉降活动不仅与人类活动密切相关,而且持续的地壳沉降也起到了“雪上加霜”的作用。影响地面沉降的人为动力条件主要是长时期超强度开采地下水,使含水层和临近非含水层中的孔隙水压力减小,土的有效应力增大,发生压缩沉降。

6.海水入侵形成条件

通常情况下,滨海地带地下水水位自陆地向海洋方向倾斜,陆地地下水向海洋补给排泄,二者维持相对稳定的平衡状态。在这种条件下,滨海地带相对密度较小的地下淡水浮托在相对密度较大的海水或咸水之上,二者间形成宽度不等的过渡带或临界面。在咸淡水平衡状态下,这个过渡带或临界面基本稳定。然而,这种平衡状态一旦被破坏,咸淡水临界面就要移动,以建立新的平衡。如果地下淡水蹬压力降低,临界面就要向陆地方向移动,于是就发生了海水入侵。

导致滨海地带咸淡水平衡状态破坏的外因,除气候干旱,地下水天然补给来源减少等自然原因外,主要是人为活动对天然水资源的破坏作用。近年来,我国沿海地区,水资源供需矛盾愈来愈尖锐,许多地区长期超量开采地下水,在滨海地带形成了低于海平面的地下水位负值区。因此,使海水沿含水层侵入淡水区,发生海水入侵。此外,河北、山东一些沿海地区,在发展人工养殖、扩建盐田等经济活动中,常将海水用明渠提引到距离海边5~15km的地方,因此扩大了咸水的分布范围。解放以后,在大小河流上游修建了大量水库、塘坝、使河流入海水量普遍减少;加上经常在河口地区大量挖砂,使河床标高降低,因此造成潮水上溯,使河流两侧发生海水入侵。

导致海水入侵的内因是陆地地下淡水与海水之间存在良好的水力联系:一些滨海平原地区,第四系含水层导水能力强,与海水之间缺乏稳定的隔水层而互相连通;还有一些地区,发育有裂隙岩溶水,含水岩层的裂隙、孔洞与海域直接连通,当陆地地下水水位下降到海平面以下时,海水就通过含水层迅速向内陆入侵。

7.膨胀土灾害影响条件

膨胀土的主要危害是破坏房屋、铁路、公路等工程建筑地基,使之变形,进一步造成建筑物沉陷开裂。这种破坏对于轻型建筑物尤其严重,有时既使加固了基脚或打桩穿过了膨胀土层,但仍能使地基发生位移,因此导致桩基变形或错断。

膨胀土的破坏作用主要源于它的明显的而且是反复交替的胀缩变化。因此,膨胀土的发育情况和性质是决定膨胀土危害程度的基础条件。膨胀土的发育情况主要包括膨胀土的发育厚度和深度两项要素。厚度越大,而且埋藏较浅时,危害越严重。膨胀土的性质主要是由自由膨胀率等指标标示的胀缩能力。依此,可以将膨胀土分为强膨胀土、中等膨胀土、弱膨胀土3个等级(表5-4)。

表5-4膨胀土胀缩性等级划分标准

据褚桂棠,1988。表中一类指分布在丘陵、盆地边缘的膨胀土;二类指分布在河流阶地的膨胀土;三类指分布在岩溶地区准平原谷地的膨胀土。

影响膨胀土危害程度的外部条件主要是降雨、干旱等气候变化和排水等人类活动,因此可以使膨胀土饱水或失水而发生胀缩变化,导致灾害效应。

(三)地质灾害潜在危险性指标

1.地质灾害潜在危险性指标的确定原则

上面分析表明,地质灾害的形成条件异常复杂,因而在分析地质灾害潜在危险性时,所涉及的内容非常广泛。在这种情况下,如果将所有标示地质灾害形成条件的要素都纳入潜在危险性分析之中,不但不可能,而且也是不必要的。为了使分析指标适应潜在危险性分析需要,应按下列原则确定分析指标。

(1)分主次原则将那些对地质灾害潜在危险性具有重要作用或直接关系的要素指标纳入潜在危险性分析,舍去次要的、间接性要素指标。例如:影响滑坡潜在危险性的地质因素很多,但其中最直接、最重要的因素是岩体中的软弱结构面,其它因素都是次要的因素;在影响岩溶塌陷活动的诸多地质条件中,最重要的因素是可溶岩的岩溶发育程度,其次是断裂构造及现今构造活动程度,其它因素为次要因素。再如,植被条件对泥石流活动具有一定影响,可作为分析泥石流潜在危险性的指标,但对于其它地质灾害的影响不大,可不纳入评价指标;以降水为主要标志的气候条件对泥石流和崩塌、滑坡活动具有重要作用,是评价其潜在危险性的指标,但对地裂缝、膨胀土等影响不大,不纳入评价指标。分清主次关系,合理地确定评价指标,可以使潜在危险性分析更加科学,更加明了。

(2)分层次原则潜在危险性分析的目的是评价地质灾害的发生概率、可能形成的规模和破坏范围,为破坏损失评价或风险评价提供基础。因此,灾害活动概率、规模、破坏范围是潜在危险性分析的终极目标,称为目标指标。但这些指标是在分析地质灾害活动条件充分程度的基础上才能获得,因而称这些对地质灾害活动具有直接影响的要素指标为分析指标。地质灾害活动条件又是在一定的自然环境和社会经济条件下出现的,所以将反映区域自然环境和社会经济条件的指标称为背景指标,它对于地质灾害活动具有区域性控制作用。于是地质灾害潜在危险性指标的层次系统为背景指标—分析指标—目标指标。

(3)共性与个性兼顾原则地质灾害灾情评估涉及不同的灾种,而且又有点评估、面评估、区域评估等不同类型。它们既具有许多共同特点,又具有多方面差异。因此,在建立地质灾害潜在危险性评价指标时,既要充分反映它们的共性特征,又要表现出它们的个性差异。从不同种类地质灾害潜在危险性评价来说,它们都与地质条件、地形地貌条件、气候水文条件、人类活动等有关。但这些条件对不同地质灾害的作用程度以及具体要素不同,因此,既需要考虑评价指标的统一性,又要照顾各自的特色和差异。对于不同范围的潜在危险性评价来说,基本指标类型一致,但精度要求不同。例如:在点评估中,滑坡-泥石流灾害的地貌条件,采用地形坡度、沟谷长度、比降等指标,在面评估,特别是区域评估中,则采用海拔高程、地貌类型等宏观指标。

2.地质灾害潜在危险性指标

根据上述原则,将评价地质灾害潜在危险性指标分为背景指标、分析指标、目标指标和点评估指标、面评估指标、区域评估指标(表5-5)。在三种范围的灾情评估中,背景指标和目标指标基本一致,不同灾种稍有差异;分析指标不仅对不同范围的灾情评估有一定差异,而且对不同灾种也有显著不同(表5-6)。

表5-5地质灾害潜在危险分析总体指标简表

表5-6不同地质灾害潜在危险性分析指标简表

这些指标是进行危险性评价和整个灾情评估的基础依据,因此是地质灾害灾情评估调查和地质灾害勘查的重要内容。

2. 地质灾害风险基本概念及内涵

一、地质灾害定义

地质灾害属于灾害的一种类型,目前对灾害尚无公认的严格定义。联合国灾害管理培训教材将其定义为:自然或人为环境中,对人类生命、财产或活动等社会功能的严重破坏,它引起普遍的人类、物质或环境损失,这些损失超出了受影响的社会只利用其本身的资源所能应对的能力。

韦氏字典的定义是:一个突然发生的、造成巨大物质破坏和损失以及危难的不幸事件。

牛津字典定义为:突然发生的巨大灾祸或不幸事件。

从以上定义可知,灾害是一种自然的或人为因素引起的不幸事件(或过程),它对人

类的生命财产、社会经济活动和发展的基础——资源与环境造成了危害和破坏,是自然界的一种灾变过程。它的发生往往是不以人的意志为转移的。也就是说,灾害是由危害人类的生命财产以及资源环境损失构成的。危害是自然或人为环境中对生命财产以及资源环境或活动产生不利影响并达到造成灾害程度的罕见的或极端的事件。危害是致灾因子,只有造成生命财产损失的危害才称其为灾害。

对地质灾害的概念有不同的理解,代表性的有:

地质灾害是由于地质作用使地质自然环境恶化,并造成人类生命财产毁损或人类赖以生存与发展的资源、环境发生严重破坏的事件(或过程)。

地质灾害是指各种(天然的和人为的)地质作用对人民生命财产和国家建设事业(人类的生存与发展)造成的灾害。

联合国教科文组织(UNESCO):地质灾害活动及其对人类造成破坏的可能性。

中华人民共和国国土资源部行业标准《地质灾害分类分级》采用的地质灾害的定义,侧重于地质灾害发生结果的评估等级,其定义为:地质灾害(geological disaster)是地球在内动力、外动力或人类工程活动作用下发生的危害人类生命财产、生产生活活动或破坏人类赖以生存与发展的资源与环境的不幸的地质事件。主要包括地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降;其次包括煤层自燃、矿井突水、水土流失、土地沙漠化等。

国务院颁布的《地质灾害防治条例》所称地质灾害:“包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害”。

地质灾害内涵应该包括以下两方面内容:第一,强调致灾的动力条件,主要由地质作用形成的灾害事件才是地质灾害;第二,强调灾害事件的后果,即对人类生命财产和生存环境产生损毁的地质事件称为地质灾害,而那些仅仅是地质环境恶化,但并没有直接破坏人类生命财产和生产、生活环境的地质事件,称其为环境地质问题。

在上述地质灾害定义的各种描述中,国务院颁布的《地质灾害防治条例》的有关规定,是具有法律地位的,可作为确定研究内容的依据。

二、地质灾害风险定义

“灾害”是指在某一特定时间内,一定规模的事件的发生概率。灾害具有两方面的含义:一是具有潜在损害性的物理过程或行为;二是表明其发生可能性的威胁状态或条件。灾害造成的后果有大有小,有的是直接的影响,有的是间接的。这取决于灾害发生区内承灾体的属性特征及其受到影响的程度(即易损性)。因此,就提出了“灾害风险”的概念,其通常包含两层意思,一是灾害发生的可能性,二是如果发生灾害,可能造成的后果。灾害风险水平则是二者作用的综合结果(图1-1)。

图1-1 灾害、风险因素、易损性和风险之间的概念关系(据Alexander,2002)

许多学者和机构提出了各种各样的风险定义,其中最有影响并得到普遍公认和应用的是,联合国人道主义事务部(UNDHA)于1991年和1992年两次正式公布的自然灾害风险的定义:“风险是在一定区域和给定时段内,由于某一自然灾害而引起的人们生命财产和经济活动的期望损失值”。地质灾害风险就是地质灾害破坏产生不良后果的可能性,包括地质灾害发生破坏的可能性及其所产生的后果(损失)两个方面。这是当今国际上最具有代表性和权威性的地质灾害风险的基本定义,它是1984年在联合国教科文组织的一项研究计划中,由美国著名的滑坡专家Varnes提出,随后得到了国际地质灾害研究领域的全面认同,成为对灾害风险评估的基本模式。

根据Varnes(1984):“一定地区、一定时期内因特殊毁害性现象造成的生命伤亡、财产损失和经济活动中断的预期值”。当考虑物理损失是(特定)风险可以定量表示为承灾体的预期损失(易损性乘以承灾体的价值或数量)与一定规模/强度的灾害事件发生的概率之积。总风险则是所有类型承灾体的预期损失综合乘以一定规模/强度灾害发生概率。

根据以上的阐述,可将“地质灾害”定义为其特殊的影响特征及其规模和频率而造成损害的可能的物理过程;因而,“地质灾害风险”则是伴随着地质灾害事件(如滑坡)的预期影响或损害、损失或代价。

根据上述“灾害风险”概念的阐述,以及Varnes(1984)、Fell(1994),Leroi(1996),Lee和Jones(2004)等对风险的定义,目前世界上对地质灾害风险计算,普遍采用了简单但功能强大的计算公式:

风险度(risk)=危险度(Hazard)×易损度(Vulnerability)

地质灾害具有自然属性和社会属性双重属性。地质灾害风险可以表达为危险性和易损性的乘积。因此,地质灾害的风险特征一方面是自然属性,表现为地质灾害发生、发展内在的随机性和不确定性。地质灾害风险的不确定性,反映了自然界本身固有的不确定性与人类对自然界的认识能力之间的关系。地质灾害发生和危害的不确定性是导致地质灾害存在风险的主要原因。地质灾害的发生受内在不确定性因素影响,使人类无法准确预测和完全控制,这就构成了风险的自然属性;另一方面是社会属性,表现为地质灾害的危害对象——受灾体的承受能力的不确定性,各种防灾工程的可变性,人类社会和经济活动的日益加剧而导致不确定因素增加等,构成了风险的社会属性。

地质灾害风险程度主要取决于两方面条件:一是地质灾害活动的动力条件,主要包括地质条件(岩土性质与结构、活动性构造等)、地貌条件(地貌类型、切割程度等)、气象条件(降水量、暴雨强度等)、人类工程经济活动(工程建设、采矿、耕植、放牧等)。通常情况下,地质灾害活动的动力条件越充分,地质灾害活动越强烈,所造成的破坏损失越严重,灾害风险越高。二是人类社会经济易损性,即承灾区生命财产和各项经济活动对地质灾害的抵御能力与可恢复能力,主要包括人口密度及人居环境、财产价值密度与财产类型、资源丰度与环境易损性等。通常情况下,承灾区(地质灾害影响区)的人口密度与工程、财产密度越高,人居环境和工程、财产对地质灾害的抗御能力以及灾后重建的可恢复性越差,生态环境越脆弱,遭受地质灾害的破坏越严重,所造成的损失越大,地质灾害的风险也越高。上述两方面条件分别称为危险性和易损性,它们共同决定了地质灾害的风险程度。基于此,地质灾害的风险要素亦由危险性和易损性这两个要素系列组成。危险性要素系列包括地质条件要素、地貌条件要素、气象条件要素、人类工程经济活动要素以及地质灾害密度、规模、发生概率(或发展速率)等要素。易损性要素系列包括人口易损性要素、工程设施与社会财产易损性要素、经济活动与社会易损性要素、资源与环境易损性要素等。

3. 地质灾害风险管理内容

风险管理是建立在风险评估的基础上,选择地质灾害管理措施并加以实施。一般包括以下方面(图6-1和图6-2):

(1)风险的鉴别及其范围划定。 鉴别风险的来源、范围、特性及与其行为或现象相关的不确定性,这是风险管理的起点。

(2)风险评估。利用主观或客观的概率,评估产生错误的可能性,模拟风险源与其可能产生的影响之间的关系,评估出各种可供选择的风险概率值,风险评估是以上风险分析过程和风险管理之间的衔接步骤,在此之前分析的着眼点主要在于灾害自身,此后便转移到了灾害对人类社会危害的可能性上。

(3)风险决策。对风险是选择接受还是规避进行管理决策,针对每一种决策,要对所有的成本效益和风险进行评估,包括各种决策可能导致的社会经济、环境或政治影响,即得出风险的可接受程度,相应也可得出风险的不可接受程度。

图6-1 基于综合地学信息系统的地质灾害风险评估和管理流程图(据Fell和Hartford, 1997)

图6-2 滑坡灾害风险管理系统(据谢全敏等,2005)

(4)风险管理。这一步代表在风险接受和规避基础上的“执行”的过程。简而言之,就是一套用来处理风险的方法。具体地讲,风险管理就是当认定风险可接受时,就保持该状态并力图获得最大效益;当认定风险不可接受时,则采取相应措施降低风险,例如规避(满足效益优先原则前提下的治理、系统功能转化等),并跟踪监控措施对于降低风险的效果,反馈信息到风险评估和风险管理系统,实现动态的风险控制。

4. 中国地质灾害危险性等级划分标准它与地质灾害风险性的关系

①中国地质灾害危险性等级划分标准
根据国务院地质灾害防治条例中危险性等级划分标准进行危险性评判。
②风险性是概率。地质灾害风险性是指地质灾害发生不同危险等级的概率。

5. 地质灾害风险评估框架

一、地质灾害风险评估

地质灾害风险评估,即分析不同强度的地质灾害发生的概率及其可能造成的损失,是对风险区发生不同强度地质灾害活动的可能性及其可能造成的损失进行的定量化分析与评估。地质灾害风险评估的目的是清晰地反映评估区地质灾害总体风险水平与地区差异,为指导国土资源开发、保护环境、规划与实施地质灾害防治工程提供科学依据。地质灾害风险区划是按计算的地质灾害期望损失值分成不同等级风险区,针对不同风险区的特点提出减少风险的各项对策。

根据地质灾害风险的构成因素,地质灾害风险评估主要应包括两个方面:一是危险性评估;二是易损性评估。滑坡风险分析(区域尺度)不仅可以识别现有承灾体的影响,还可以识别出与未来开发相关的潜在影响,这对未来开发决策具有指导意义。也就是说,地质灾害风险分析就是对滑坡灾害进行风险识别、风险评估、风险估计,回答“什么原因”、“在哪发生”、“什么时候发生”、“强度多大”、“频率多少”、“影响多大”、“风险水平是否可以接受”这些关键问题。并在此基础上优化组合各种风险管理技术,做出风险决策。对地质灾害实施有效的控制和处理风险所致损失的后果,期望以最小的成本换取大的安全保障。滑坡、泥石流等地质灾害风险总是与人类社会共存,人类社会所能做的工作,就是要降低滑坡、泥石流等地质灾害风险,进行风险分散和转移,将风险管理到一个可以接受的程度,而风险评估则是实现风险管理的关键。

在地质灾害风险计算的基础上进行风险评估,主要是判断存在的风险是否可接受,并制定风险处理选择方案或建议。一般将风险分为可接受水平、容忍水平或不可容忍水平。什么水平的风险是可以接受或容忍的,在很大程度上取决于当地生产力水平和防灾能力、心理预期、社会和文化价值取向等因素。比如在比较贫困落后的地区,所能接受的灾害风险水平要比相对富裕地区高。在风险高地区生活的人,所能接受的风险水平要比生活在低风险地区的人高。因此,在不同地区和不同人群,可接受的风险水平是不一样的。可接受的风险水平要综合考虑各种因素,进行风险-效益分析,最后得出权衡后的风险水平。香港特区政府岩土工程办公室将新开发坡体的可接受的个人风险定为1×10-5,对于已存在的坡体开发个人风险定为1×10-4。一般使用频率—死亡人数(FN)图解法确定可接受的社会风险水平(图1-2)。

图1-2 一定规模(死亡人数)的事件发生频率与死亡人数(FN)图解(据澳大利亚岩土力学协会,2000)

二、地质灾害风险评估框架

地质灾害风险管理主要包括风险识别、风险评估和风险处置三个方面。首先是风险识别,然后进行风险评估,在此基础上通过成本-效益方法以及综合考虑各方面因素确定减灾行动。降低地质灾害风险涉及风险的接受、避让、预防、减轻或共同分担。减灾手段包括“硬”的工程方法,还包括“软”的立法、教育、保险、援助、应急和规划。关于滑坡风险管理,目前世界上还没有一个通用的框架,比较公认的是澳大利亚岩土力学协会(2000)在其滑坡风险管理指南中确定的框架(图1-3)。

香港斜坡安全管理是一项持续努力和全方位的长期计划,其宗旨是最大程度地降低香港的滑坡风险。从20世纪90年代开始,香港将量化风险的理念引入边坡安全管理政策中,开展了一系列试验研究,并将试验研究成果应用到边坡安全政策中。香港边坡安全量化风险评估采用了Stewart (2000)提出的香港化学工业界的风险管理框架(图1-4),内容主要包括风险分析、风险评估和风险管理。风险管理是风险评估、风险控制和实施行动和/或监测计划的整个过程。风险控制涉及风险处理措施的评估(包括风险减轻、风险接受和风险避让)。根据风险控制过程的结果实施行动和/或监测计划。参照英国健康与安全行政官(HSE)风险容忍准则(图1-5),制定了“滑坡风险准则”。当风险水平介于两个极限之间(位于“可容忍区”)时,针对这一风险指标要求开始采取行动,将风险降至“切实可行的”水平。这就是所谓的ALARP要求。对每个存在潜在危险性设施都实施了减轻风险计划,随后对土地利用规划实行控制,以避免风险加大,并在可能的情况下降低附近地区的风险。

图1-3 滑坡风险管理程序(据澳大利亚岩土力学协会AGS,2000)

可以说,香港风险管理理念是在1993年被用于检查边坡安全政策的,到1995,风险管理手段开始被认为是有助于边坡安全的一项不可或缺的政策。利用量化风险评估(QRA)技术,来计算和管理滑坡风险已经逐渐获得香港岩土工程业界的认同,因而驱使相关技术在近年来得到发展和应用。

图1-4 香港化学工业界风险管理框架

图1-5 健康与安全行政官(HSE)的风险容忍度框架

6. 下面两张地质灾害风险评判图(表),你认为那张是对的

左图不来是概率,不是风自险,是错的。
①根据国务院地质灾害防治条例,地质灾害危险等级是根据地质灾害险情大小来判定的。
②险情计算公式:
地质灾害危险区内:
受威胁人数=∑人易损系数×计算单元人口密度值×计算单元面积;
受威胁财产=∑物易损系数×计算单元财产密度值×计算单元面积。
易损系数=承灾体损毁率=易损性。
地质灾害危险性中包含了地质灾害易损性,它们是包容关系,非独立变量。
③图表中查出的风险性,其实质是地质灾害危险性。
右图是概率,是风险牲,是对的。
地质灾害风险性是指地质灾害发生不同险情(危险等级)的概率。

7. 地质灾害风险区划

风险评估与自然灾害易发地区土地利用和土地管理关系密切。土地管理部门和各级政府官员在土地利用决策时需要风险评估的结果;投资商在购买土地和土地开发时也要考虑灾害风险的影响;建设项目场点的选择、建筑物的类型和材料以及购买保险时更要考虑灾害风险的因素。

如果决策者在对灾害风险一无所知的情况下对灾害易发地区的土地利用规划作出决策,那么,这样的决策肯定不可能使土地利用得到可持续发展。在对泥石流易发地区土地利用作出决策时,地方官员应该知道,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冲毁?有多少基础设施可能遭到泥石流的破坏?他们也应该懂得,土地利用方式的改变反过来也会影响泥石流的自然过程,这种影响是有利于泥石流的发生还是抑制了泥石流的发生?这些都需要进行风险评估。风险评估能够提供可用于成本一效益分析的决策基础。风险评估不仅可以应用于将来的土地利用规划,而且可以为现存的土地利用再发展评估提供强有力的工具。

滑坡灾害风险区划就是根据以上计算得出的区域滑坡风险度划分不同风险等级区域单元的方法,为滑坡地区的风险投资、区域开发和灾害管理提供决策依据。像其他自然灾害风险区划一样,滑坡灾害风险区划的一般原则为:相似性原则、区域完整性原则、综合性原则、主导因子原则。

地质灾害危险度(H)和易损度(V)是自变量,风险度(R)是因变量,因此,风险度数值及其分级是由危险度和易损度的数值和分级决定的。一旦危险度和易损度的分级确定下来,风险度分级也就相应地确定下来了。危险度和易损度均采用目前处理数值分级的简单而常用的方法——布拉德福定律中的区域分析方法,即将一定范围内的数值作等分划分,在0~1范围内等分为0~0.2,0.2~0.4,0.4~0.6,0.6~0.8,0.8~1这5个等分数值区域。根据式(1)生成风险度的5个等级:0.00<R<0.04,极低风险区;0.04<R<0.16,低风险;0.16<R<0.36,中等风险;0.36<R<0.64,高风险;0.64<R<1.00,极高风险(图5-5)。地质灾害风险等级的实际管理意义见表5-1和表5-2。

图5-5 地质灾害风险评估分级(分区)

表5-1 定性风险水平的管理含义

(据澳大利亚岩土工程协会,2000)

表5-2 地质灾害风险等级的管理意义

8. 地质灾害风险评估有哪些方法,各有什么优缺点

地质灾害风险性是指地质灾害发生不同险情(危险等级)的概率。
①地质灾害专危险性评价指标,根据国属务院地质灾害防治条例,其危险等级是根据灾情大小或险情大小来判定的。评价指标为灾情+险情。
②地质灾害风险性评价技术路线:
a)地质灾害风险概率(暴雨频率)→b)预测地质灾害危险区范围→c)地质灾害险情计算,确定其危险等级→d)判定发生该危险等级的概率(风险性)。
③地质灾害风险评估方法:
a)地质灾害危险区范围预测方法:
一一定性分析方法
一一半定量分析方法
一一定量计算预测方法
b)地质灾害险情计算方法:
地质灾害危险区内受威胁人数=?受威胁财产=?
一一统计分析计算法
一一层次叠加计算法
参见中国地质灾害风险评价新方法。

9. 中国地质灾害危险等级划分标准

根据国务院地质灾害防治条例中地质灾害危险等级划分标准进行地质灾害危险等级判定。即根据灾情大小或险情大小进行地质灾害危险等级评判。

10. 地质灾害风险管理措施

自然灾害风险管理的途径主要有两种:一是通过降低自然灾害的危险度,即控制灾害的强度和频度,实施防灾减灾措施来降低风险;二是通过降低区域易损度,即合理布局和统筹规划区域内的人口和资产来降低风险。比较而言,通过后者降低区域易损度是目前较易实施的风险管理的主要途径。此外,购买人身和财产保险,将风险转移至保险公司,也是自然灾害风险管理的行之有效的措施。

风险管理的目的是降低风险或转移风险。风险无处不在,其中一部分风险是可以接受的,称之为可接受风险(Acceptable risk),这部分风险不需要降低和转移;一部分风险是不可以接受的,称之为不可接受风险(Unacceptable risk),这部分风险需要降低和转移,属于需要进行风险管理的范围。从风险管理的角度,虽然可将风险分为可接受和不可接受两类,但两者的区分并没有严格的界线。根据已有的泥石流风险等级的划分,我们认为可将极低风险理解为可忽略风险,:而可忽略风险即可视为可接受风险。因此,至少极低风险这一等级的风险我们认为是属于不需要管理的可接受风险的范围。

针对风险度是由危险度和易损度共同构成的这一基本事实,可将地质灾害的减灾措施分为三类:一是灾害改善,通常使用工程方法,降低灾害发生的频率,让灾害远离人民;二是行为改善,采取避让和预警系统等降低灾害影响,或通过制订规划、教育法规和经济刺激手段降低易损性。三是损失共享,包括保险系统、灾害救助、开发援助和补偿。具体说明如下:

(1)降低危险度。有些自然灾害,如地震、海啸、火山、台风(太平洋西部)、飓风(大西洋西部和西印度群岛)和龙卷风,可以通过预测预报来避免。目前世界上能够比较成功预报的自然灾害是台风和飓风。由于有全方位、全天候气象卫星的监测,通过卫星云图的分析,已经能够比较准确地预报台风的规模、路径、到达时间和登陆点。但从本质上讲,预测预报并没有降低自然灾害危险度,因为它既没有降低自然灾害发生的规模,也没有降低自然灾害发生的频率。但是预测预报可为降低自然灾害易损度提供良好基础,从而为降低自然灾害风险度创造有利条件。降低自然灾害危险性就是通过人类的强力干预,以此改变自然灾害事件的发生过程。对于泥石流灾害来说,降低危险度是可能的,我们可以通过土木工程措施,采取拦、挡、排的方式控制松散固体物质的供给和输移,从而达到降低泥石流规模的效果。上游形成区的梯级谷坊坝、中游流通区的拦沙坝群和下游堆积区的排导槽,可以稳定谷坡,拦截部分松散固体物质,还可以减缓沟床坡度,延缓松散固体物质聚积时间,从而达到降低泥石流发生频率的效果。此外,通过生物工程措施改变地表径流状况,削减洪峰和清水流量,也可以部分地达到降低泥石流灾害危险度的目的。当然,在实施工程措施降低滑坡泥石流灾害危险性的同时,也隐藏着增加技术事故的危险性。

(2)降低易损度。在更多的情况下,我们总是力图把风险降低到一个可以接受的程度,而不是完全彻底地消除风险。因此,降低易损度,不失为风险管理的一项行之有效的措施。首先是灾害识别,判别泥石流沟,弄清泥石流分布情况,划定危险范围,进行危险度分区。然后是控制危险区内财产增长规模和人口发展速度,在危险区内要严格控制新建大型项目的审批,控制固定资产的投资规模,限制永久性高层建筑的兴建。严格执行计划生育政策,降低人口自然增长率,控制流动人口大规模流入,最后的办法才是撤离疏散。撤离危险区内的人口和转移危险区内的财产是降低滑坡泥石流风险度的最稳妥的办法。

(3)风险转移和灾害保险。通过灾害保险将风险部分转移也是风险管理的一种常用方式。然而,灾害保险只是对灾害损失的转移,让灾害损失与更多的人分摊,并没有从实质上减轻或消除灾害损失。尽管如此,灾害保险的确提高了灾害易发区人们的承灾能力,大大降低和减缓了灾害发生后对灾区人们带来的冲击和痛苦。因此,灾害保险是一项行之有效的措施,在发达国家比发展中国家更为流行。在自然灾害风险管理的实际操作中,往往要标本兼治,多管齐下,采取降低风险和转移风险的综合措施。

小结

自然灾害风险管理的途径主要有两种:一是通过降低自然灾害的危险度,即控制灾害的强度和频度,实施防灾减灾措施来降低风险;二是通过降低区域易损度,即合理布局和统筹规划区域内的人口和资产来降低风险。比较而言,通过后者降低区域易损度是目前较易实施的风险管理的主要途径。此外,购买人身和财产保险,将风险转移至保险公司,也是自然灾害风险管理的行之有效的措施。

针对风险度是由危险度和易损度共同构成的这一基本事实,可将地质灾害的减灾措施分为三类:一是灾害改善,通常使用工程方法,降低灾害发生的频率,让灾害远离人民;二是行为改善,采取避让和预警系统等降低灾害影响,或通过制订规划、教育法规和经济刺激手段降低易损性。三是损失共享,包括保险系统、灾害救助、开发援助和补偿。

热点内容
鹿特丹港国家地理 发布:2021-03-15 14:26:00 浏览:571
地理八年级主要的气候类型 发布:2021-03-15 14:24:09 浏览:219
戴旭龙中国地质大学武汉 发布:2021-03-15 14:19:37 浏览:408
地理因素对中国文化的影响 发布:2021-03-15 14:18:30 浏览:724
高中地理全解世界地理 发布:2021-03-15 14:16:36 浏览:425
工地质检具体干些什么 发布:2021-03-15 14:15:00 浏览:4
东南大学工程地质考试卷 发布:2021-03-15 14:13:41 浏览:840
中国地质大学自动取票机 发布:2021-03-15 14:13:15 浏览:779
曾文武汉地质大学 发布:2021-03-15 14:11:33 浏览:563
中国冶金地质总局地球物理勘察院官网 发布:2021-03-15 14:10:10 浏览:864