地質災害研究成果

A. 國內外地質災害風險研究開展情況

一、國外地質災害風險研究概述

區域地質災害風險評估是以區域地質災害為研究對象，以地質災害的區域危險性空間分布規律和承災體的易損性評估為主要研究內容，是建立地質災害區域空間預警系統工程的必要環節，主要為制定合理的防災減災決策和區域土地規劃政策及為減災防災管理服務。

自20世紀60年代末或70年代初就開始了以滑坡災害為主體的地質災害危險性區劃研究，如：60年代末，美國西部多滑坡的加利福尼亞州的滑坡敏感性預測區劃及縣行政級別的斜坡土地使用立法研究；70年代法國提出的斜坡地質災害危險性分區系統（ZERMOS）等。進入80年代，世界許多國家和地區都開始了區域地質災害危險性分區及預測問題研究，如義大利、瑞士、美國、法國、澳大利亞、西班牙、紐西蘭、印度等。從90年代起，為了推進廣泛的國際協調與合作，聯合國在1987年通過決議，確定在20世紀最後十年開展「國際減輕自然災害十年」活動。1991年，聯合國國際減災十年（IDNDR）科技委員會提出了《國際減輕自然災害十年的災害預防、減少、減輕和環境保護綱要方案與目標》（PREEMPT），在規劃的三項任務中的第一項就是進行災害評估，提出：「各個國家對自然災害進行評估，即評估危險性和易損性。主要包括：①總體上哪些自然災害具有易損性；②對每一種災害威脅的地理分布和發生間隔及影響程度進行評估；③估計評估最重要的人口和資源集中點的易損性。」把自然災害評估納入實現減災目標的重要措施。圍繞國際減災十年計劃行動，北美及歐洲許多國家在已有地質災害危險性分區研究基礎上，開展了地質災害危險性與土地使用立法的風險評估研究，把原來單純的地質災害危險性研究拓展到了綜合減災的系統研究。

美國於1970年開始，對加利福尼亞州的地震、滑坡等10種自然災害進行了風險評估，1973年完成，得出1970～2000年加利福尼亞州10種自然災害可能造成的損失為550億美元。與此同時，由美國地調局和住房與城市發展部的政策發展與研究辦公室，聯合支持對洪水、地震、台風、風暴潮、海嘯、龍卷風、滑坡、強風、膨脹土等9種自然災害進行預測評估，對美國各縣發生的災害建立了一套預測模型，估算9種災害到2000年的期望損失。美國組成了一個由10位成員組成的專門委員會，制定了減災十年計劃，把自然災害評估列為研究的重要內容，要求開展單類的或者綜合的災害風險評估工作。日本、英國等一些國家近年來也陸續開展了地震、洪水、海嘯、泥石流、滑坡等災害風險分析或災害評估，並把有關成果作為確定減災責任與實施救助的重要依據。

瑞士是世界上開展地質災害風險區劃研究十分成功的國家之一。為了確保農業用地、建築用地的安全，預防自然災害的損失，瑞士聯邦政府1979年從立法的高度提出：「在保障國家土地完整性和協調發展的前提下實現土地的合理使用」，並頒布了聯邦政府土地管理法（Loi Fédéral sur l』Aménagement Territoire），該法律第22條規定：「各州需要調查並確定處於受自然動力嚴重威脅的土地范圍」。以聯邦政府法律為依據，各州政府制定了相應的州政府法律。如沃州（Vaud）1987年制定的土地管理法律第89條規定：「受自然災害，如雪崩、滑坡、崩塌、洪水威脅的土地，在未得到專家評估、充分論證或危險排除之前，禁止在災害危險區進行任何建築活動」。隨後制訂計劃並開展了1∶25000比例尺的斜坡地質災害風險區劃圖和1∶10000比例尺危險性區劃圖的編制和研究工作。瑞士已形成了以國家憲法為指導、州制定具體法、縣級政府必須實施的災害風險評估與預防體系。災害高危險區域內的建築一方面屬於違法，另一方面作為高風險財產范疇，保險公司絕對拒絕接納災害高危險區的財產保險業務，從而保證了瑞士全國范圍內對自然災害的最有效控制。瑞士災害的風險區劃不僅直接服務於建築規劃、政府決策，而且也間接服務於社會保障系統。雖然瑞士是世界上滑坡、崩塌等地質災害最嚴重的國家之一，無論是最後一次冰川作用以來，還是近一、二百年以來，瑞士都發生過較為重大的滑坡災害事件（Flims、Elm、Handa等特大滑坡事件），但由於得益於全國災害風險區劃體系，使其近二、三十年來的災害損失卻是世界上較少的國家之一。

法國是洪水、滑坡、崩塌、雪崩等災害較為嚴重的國家之一，早在20世紀70年代就開始全國范圍的自然災害危險性區劃研究，區劃圖直接服務於減災和防災工作，從而最大限度地減少了自然災害的損失。法國在1977年制定的城市發展規劃法（Code del』Urbanisme）規定：洪水、水土流失、滑坡、雪崩等災害危險區的建築必須受到嚴格限制。1981年該規劃法對自然災害易發區的土地使用方法又作了具體限制，例如，滑坡災害危險區分為兩類，一類是建築活動必須禁止的嚴重危險區，另一類是必須經過充分論證方可從事建築活動的較危險區。1982年，法國又頒布了自然災害防治法，並制定了洪水、雪崩、滑坡和地震四種主要自然災害防治計劃。為了進一步預測和盡可能減少災害所造成的損失，根據該防治計劃編制了災害易發區危險性區劃圖，包括紅色區域（高危險性區）、白色區域（以一種災害為主的危險區）、藍色區域（雖然有災害，但可以預防）。在紅色區域，一切新開工的建築活動是絕對禁止的，而在藍色區域，進行建築需要提供充分的論證及災害後果可靠性評估報告，如果五年之內不採取相關防治措施，財產保險公司可以對建築方因自然災害所造成的人員傷亡和財產損失不予賠償。到1989年，根據全法國的災害危險性區劃結果，法國共有 15600個鄉鎮受到洪水、雪崩、滑坡和地震四種主要自然災害的威脅，約佔全國鄉鎮總數的三分之一。由於採取了災害區劃及相應的防治措施，法國的災害損失得到了有效的控制。

二、國內地質災害風險研究概述

近20年來，國家十分重視減災工作，如《中國21世紀議程》關於防災減災行動指出：「開展全國自然災害的風險分析，包括風險辨識、風險估算、風險評估三個部分」。這表明我國已把災害風險評估作為防災減災建設的重要內容，並將之納入國家可持續發展體系。大多數地方的21世紀議程都把防災減災作為可持續發展能力建設的重要任務之一，提出了災害風險評估行動方案。在我國研究比較系統深入的災害風險評估是地震災害。其代表性的工作成果是由國家地震局先後完成的三代《中國地震烈度區劃圖及使用規定》。該圖在對全國區域地震危險性評估基礎上，確定了不同地區一般場地條件下在未來一定期限內可能遭遇超越概率為10%的烈度值，即地震基本烈度。綜合性自然災害風險研究也取得了一些研究成果。例如，黃崇福等用模糊集方法建立了城市地震災害風險評估的數學模型。水利、農林、氣象等部門的一些專家分別開展了一些區域性的洪水災害、森林火災、台風災害等風險分析或災情預測評估研究，編制了風險圖，提出了災情評估或風險評估的方法和技術。雖然這些工作還不夠深入和系統，但對指導行業減災、提高災害風險管理水平發揮了積極的作用。

我國地質災害管理工作，自1999年國土資源部發布《地質災害防治管理辦法》，標志著我國地質災害防治工作逐步走向法制化軌道，為進一步貫徹落實好《地質災害防治管理辦法》，從源頭上抓好地質災害防治，國土資源部發布了《關於實行建設用地地質災害危險性評估的通知》。通過幾年的管理實踐，以及適應全社會減災防災的需要，2004年3月1日，國務院正式發布《地質災害防治條例》，使我國地質災害防治工作有了法律保證。該《條例》規定，在地質災害易發區內進行工程建設應當在可行性研究階段進行地質災害危險性評估，並將評估結果作為可行性研究報告的組成部分；明確要求「在編制地質災害易發區內的城市總體規劃、村莊和集鎮規劃時，應當對規劃區進行地質災害危險性評估」。明確了評估的主要地質災害種類，包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面沉降。隨著我國地質災害風險評估和災害防治管理向科學化、法制化方向的逐步發展，我國土地資源的合理與安全使用得到進一步優化，為控制和減少人為誘發的地質災害起到了重要的作用。

我國地質災害的風險評估（價）研究工作自20世紀90年代開始興起，在這一領域的研究中，已經取得了較為豐富的成果，為減災管理發揮了重要作用。例如，蘇經宇（1993）提出了判別泥石流危險性分布的標志和方法。劉希林等（1988）對區域泥石流風險評估進行了研究，給出了區域泥石流危險性評估的8個指標和人與財產的易損性計算公式，並提出了判斷泥石流危險性程度和評估泥石流泛濫堆積范圍的統計模型，對雲南和四川省泥石流災害風險進行了評估。張梁（1994）等根據環境經濟學理論，初步論證了地質災害的屬性特徵和風險評估的經濟分析方法。張業成（1995）對雲南省東川市泥石流災害進行了風險分析。張梁、張業成、羅元華及殷坤龍、晏同珍等對滑坡災害危險性和斜坡不穩定性的空間預測與區劃進行了系統研究，先後提出了定量評估的信息分析模型、多因素回歸分析模型、判別分析模型等，並對秦巴山區和三峽庫區滑坡災害進行了危險性分析與區劃。朱良峰（2002）等研究開發了基於GIS的區域地質災害風險分析系統，對全國范圍的滑坡泥石流災害進行了危險性分析、易損性分析和最終的風險分析。殷坤龍等經過多年研究，開發出MapGIS的滑坡災害風險分析系統（IASLH）。在該系統中，提出了滑坡災害危險性分析的信息量模型。該模型根據滑坡分布信息與各滑坡影響因素之間的關系，計算出產生滑坡的信息量，據此，進行滑坡危險性區劃，並應用IASLH系統對中國漢江流域旬陽地區的滑坡災害以及中國滑坡災害進行了評估。

當前，地質災害風險研究正處於方興未艾之時，今後將得到更加迅速的發展，其研究內容將更加廣泛，理論方法更加豐富、先進。可以預見，不久的將來，它將成為一項具有完善理論和技術方法的新興領域。其基本趨勢是：向著評估定量化、綜合化、管理空間化的方向發展。主要表現為：

（1）從歷史與現狀分析趨向預測與研究相結合；

（2）從個體分析趨向個體與區域研究相結合；

（3）從定性分析趨向定量化評估；

（4）從單項要素分析趨向綜合要素評估；

（5）從單純的風險評估理論研究發展為風險評估與減災管理相結合，風險評估與防治相結合，風險評估的目的是為了服務於社會經濟建設和減災管理；

（6）以GIS空間化技術為支撐的多因素信息模型化評估與空間化管理空前發展，將逐步取代傳統的調查統計和手工制圖，並向網路技術化發展；

（7）研究理論與方法趨向於內容更豐富，形成多學科的融合與交叉，特別是與社會學緊密相結合。

盡管經過20多年的發展，國內外的地質災害風險研究與評估在理論和實踐方面都取得了較為豐富的成果，然而還未形成系統完善的理論與方法體系，也沒有統一的評估標准，國內在這一領域的研究還很薄弱,地質災害的各專業災害評估仍處於日益深入的探討和總結過程。主要存在的問題包括：

（1）目前滑坡泥石流災害破壞損失只考慮了直接的經濟損失，對其間接經濟損失評估方法的研究很少；

（2）現有的滑坡泥石流災害風險評估框架與指標體系的目標和構成都不夠明確，指標體系不夠完整，各分析層面之間的邏輯關系，不同的學者有不同的表述，缺乏普遍共識的評估框架體系；

（3）對於滑坡泥石流災害的風險可接受水平的研究非常薄弱，沒有令人信服的標准體系；

（4）滑坡泥石流災害風險評估理論和方法還不完善；

（5）滑坡泥石流災害風險評估中的易損性分析還是一個相當薄弱的環節。在易損性分析中，一般僅考慮了滑坡泥石流災害的歷史災情中的人員傷亡，而對歷史災情中的經濟財產和資源環境的損失很少予以考慮。

B. 地質災害風險評估方法研究進展

一、評估方法的分類及適用性

對基於的滑坡危險性評估方法分類和評述可參見Soeters和Van Westen（1996）、Carrara等（1995，1999）、Guzzetti等（1999），Aleotti和Chowry（1999）和Van Westen（2000）發表的文章。一致認為評估方法可分為4類：

（1）基於滑坡編目的概率方法；

（2）啟發式方法（直接方法——地貌填圖，或間接方法——定性圖的結合）；

（3）統計方法（雙變數或多變數統計）；

（4）確定性方法（Soeters和Van Westen，1996）。有關滑坡風險評估方面的出版物不多，但最近有一些關於滑坡風險評估的綜述出版物值得稱贊，如Cruden和Fell（1997）、Guzzetti（2000）、Dai等（2002）的文章以及Lee和Jone（2004）出版的教科書。根據澳大利亞岩土力學協會滑坡風險管理分委會提出的分類方法是基於定量化水平分為以下三種：

（1）定性方法（以定性術語表示概率和損失）；

（2）半定量方法（指標性概率和定性術語）；

（3）定量方法（概率和損失的定量化）。

總的來說，滑坡空間分析方法可以分為兩大類：一是定性方法，包括滑坡編目和啟發式方法；二是定量方法，包括統計概率預測和基於過程的數值模擬方法。根據Soeters和van Westen（1996）的研究，將不同尺度的滑坡空間分析所適用的方法加以概括（表2-8）。將滑坡危險性的4種方法與3種風險評估方法進行組合，便可以獲得適用於中比例尺（1∶10000～1∶50000）的多種有用的方法（表2-9）。

表2-8 不同尺度滑坡災害空間分析建議方法

表2-9 中比例尺基於GIS滑坡風險區劃的評估方法和特定組合的有用性

註：0：危險性評估方法不適合風險評估方法；1：有用性中等的組合，危險性評估方法不太適合於風險評估方法；2：有用性高的組合，危險性方法可能是用於風險評估的最好方法，但這取決於數據的可得性（如歷史滑坡記錄）；3：最有用的組合，在可得的輸入數據條件下會得出最好的風險評估結果。

如果在滑坡編目中有滑坡發生的時間和規模方面的信息可以利用的話，就可以估計一定地點特定時間給定規模的滑坡發生概率。滑坡編目的另一用途是對滑坡危險性分析的結果進行驗證和校正。因此，最好將滑坡編目數據分成兩組，一組用於滑坡分析，另一組用於驗證（Chung和Fabbri，1999）。這往往是一個最基本的、但往往被忽視的問題。應投入較大的資源進行高質量的滑坡編目，以保證獲得可靠的空間分析數據。

啟發式方法基於對當地有關滑坡的認識和專家的判斷。這種方法還使用空間信息解釋滑坡的發生。通常這樣的信息包括地形、水文、地質、岩土、地貌、植被以及土地利用等信息。通過野外調查和航片的解譯獲得這些信息。不同專家對於環境因子對滑坡的影響判斷是不同的，主要取決於他（們）對滑坡的認識和經驗。這種判斷的主觀性以及沒有確定的標准使得啟發式方法具有明顯的缺陷。然而，如果專家對其所研究的滑坡機制有深入的了解，並對研究區進行過詳細調查研究，使用這種評估方法得出的結果還是比較准確的和適用的，特別是對滑坡敏感性的首次估計。啟發式方法適用於定性和半定量風險評估，可以用有限經費編制出較大面積的可靠的滑坡圖，當然，這些工作要由專家來做才行。

與定性方法不同的是，定量方法主要基於客觀准則進行評估，從理論上來講，使用大致相同的數據會得出比較一致的結果。定量方法中統計方法應用的最普遍。利用多元回歸或判別分析，將環境因子（如地質、地貌、土壤、地形、水文、植被等）分布圖與滑坡編目圖（發生地點）進行空間統計計算，得到滑坡危險性圖。或者通過概率預測模型（如貝葉斯概率法和模糊邏輯法）也可以計算得出滑坡危險性圖。滑坡危險性圖是靜態的，沒有考慮氣象條件的變化、流域匯水條件的變化和人類對環境條件的影響。統計方法非常適用於空間概率的評估，但在評估時間概率或未來環境變化效應時存在問題。如果與不同觸發事件的滑坡編目圖結合，可能是在較大范圍地區進行定量風險評估的最好方法。

另一類定量方法是基於過程的模型方法。這類模型將地形屬性（如坡度、曲度、坡向、距河道的距離、匯水面積等）與水文特徵（土壤飽和度、滲透性和水力傳導性等）相結合，以獲得有關土壤岩土性質（如凝聚力、內摩擦角、比重），從而進行坡體穩定性分析。主要可利用的模型是無限坡法，如由Montgomery和Dietrich（1994）開發的SHALSTAB模型，該模型在美國許多地區和巴西里約熱內盧得到了廣泛的應用。最近由Günther等（2002）開發的數字電影模擬方法也用於滑坡空間分析上。

對於定量風險評估，基於滑坡編目的概率方法通常是最好的方法（假設條件是過去發生的滑坡事件是未來發生滑坡的指示）。然而，這種方法需要相當完整的歷史滑坡記錄。在因氣候變化導致環境發生巨大變化的地區，滑坡頻率將發生顯著變化，該方法不適用於這類地區。一般來講，滑坡風險定量評估的最好選擇是應用確定性滑坡穩定模型，與山坡水文條件動態模型相結合。這需要覆蓋大面積地區的大量數據，並且要對滑坡類型和滑坡深度進行很大程度的簡化。

二、評估方法的進展

1.滑坡編目方法的進展

世界上只有極少數的地方建立了過去50～100年的完整的歷史滑坡記錄。在一些國家建立國家滑坡編目資料庫，有時可以通過互聯網獲取資料庫中的信息。其中最好的資料庫包括義大利、中國香港、瑞士、法國、加拿大和哥倫比亞。可以利用這些數據進行滑坡危險性概率評估，這是定量風險評估的基礎。根據Crovelli（2000），通常利用歷史滑坡數據進行滑坡危險性評估的適用概率模型有兩類：連續時間模型和離散時間模型。例如Coe等（2004a,b）將西雅圖市（1909～1999）歷史滑坡資料庫有關信息輸入到泊松模型中，據此估計出單體滑坡未來發生概率；還利用雙峰概率模型估計了滑坡群年發生概率。這些成果圖顯示出未來可能發生的滑坡密度、平均重現期和超越概率。

香港是另一個具有相當豐富信息的滑坡資料庫的典範。使用了將概率方法和啟發式調整因素相結合的方法，利用該資料庫的詳細信息，估計了切坡失穩的年概率（Finlay等，1997）。歷史滑坡記錄還被用於計算滑坡觸發事件（如降雨和地震）的概率。紐西蘭是這類分析研究的理想場所，確定了不同降雨強度下降雨臨界值和滑坡概率（Glade，1997；Crozier和Glade，1999）。估計未來滑坡事件的頻率和規模是必不可少的工作，最好在任何重大災難性事件（地震、暴雨和颶風等）發生後，地貌學家應立即開展滑坡現象的編目以及不同承災體損失調查。

2.啟發式方法的進展

許多國家和地區實施的定性風險評估程序採用了啟發式方法。例如美國加州（Blake等，2002）、紐西蘭（Glassey等，2003），澳大利亞（AGSO，2001；Michael—Leiba等，2003）、法國（Flageollet，1989）和瑞士（Lateltin，1997）。在澳大利亞國家地質災害易損性的城市社區項目（或城市項目）是一項有關分析和評估包括滑坡在內的地質災害對城市構成風險的計劃，所使用的方法絕大多數是基於專家或地貌的啟發式方法（AGSO，2001）。大區域的滑坡風險定量評估通常是一項艱巨的任務，因為計算整個地區的滑坡強度和頻率是非常困難的事情，即便是藉助GIS先進手段也是如此。在實踐中，通常使用簡化的定性評估程序，就像瑞士的做法一樣（Lateltin，1997）（圖2-1）。

地質災害風險評估理論與實踐

圖2-1 瑞士水與地質聯邦辦公室採用的滑坡風險評估簡化方案

註：表格中E為動能；V為滑坡速度；M為潛在物源物質的厚度；H為泥石流的高度。在這種方法中，沒有根據滑坡發生的概率對滑坡事件做進一步的劃分。

基於專家經驗的定性方法將評估地區劃分為幾類風險地區：即「非常高」、「高」、「中等」、「低」、「非常低」的不同等級的風險地區。建議要對這些不同等級的風險說明實際應用的含義。例如，在非常高的風險地區，需要物理和非物理治理措施，必須限制更多的基礎設施建設等。澳大利亞岩土力學協會滑坡風險分委會發布了有關財產滑坡風險評估的術語和方法指南，該指南綜合考慮了滑坡發生的可能性及其可能的後果（與圖3-1的方法相似），使用的方法適用於GIS環境的空間分析。

由於GIS技術的普遍應用，越來越多地使用了間接性的敏感性編圖方法，而有關利用GIS的專家啟發式的地貌編圖或指數疊加編圖方法（如Barredo等，2000； Van Westen等，2000）方面的出版物越來越少。 如上所述， 目前有關滑坡的資料庫的不完善和數據標準的不統一，以及滑坡敏感性、危險性和風險性評估中存在的諸多困難，都需要專家的經驗和知識開展滑坡風險評估和區劃研究。特別是將地貌學家的啟發式推理與計算機輔助模擬相結合的專家模型用以滑坡風險評估。美國開發的SMORPH模型便是這類模型的代表。該模型根據地形坡度和曲度將山坡劃分為高、中、低不同的滑坡危險性等級。

風險編圖將會從問題導向方法中受益匪淺，如可以僅選擇那些已知的、造成破壞的滑坡失穩類型來確定風險影響因素。

3.統計方法的進展

地理信息系統（GIS）非常適用於間接的滑坡敏感性編圖。可利用GIS的數據整合技術將使所有可能影響滑坡的地形要素與滑坡編目圖結合起來（Van Westen，1993；Bonham Carte，1996；Chung和Fabbri，1999）。Chung和Fabbri（1999）開發出基於預測模擬的統計程序，將有利函數應用於每個參數上。使用該統計方法，可將地形單元或網格元調整為代表某特定滑坡類型未來發生概率的新數值。

值得注意的是，如何在滑坡敏感性統計評估中確定基礎編圖單元。從DEM中自動生成地形單元分類是主要的挑戰之一。Chuang等（1995）定義了「唯一條件多變形」的概念，以此作為統計分析的基礎單元對參數輸入層進行疊加。M ller等（2001）定義並描述了利用GIS從DEM中生成的「土壤力學響應單元」（SMRU）的概念。以此作為基礎單元，將啟發式方法與土壤力學方法相結合對德國Rheinhessen地區進行了滑坡危險性評估。Juang等（1992）、Davis和Keller（1997）、Binaghi 等（1998）、Ercanoglu和Gokceoglu（2001）以及Gorsevski等（2003）綜合運用了模糊學方法，進行了基於GIS的滑坡危險性評估。

採用實證權重模擬的雙變數統計分析一直被廣泛應用。該方法可以靈活地測試用於滑坡敏感性分析的輸入因素的重要性，並可作為基於專家編圖的輔助工具（Lee等，2002；Suzen和Doyuran，2003；Van Westen等，2003）。多變數統計分析也很重要，也是被廣泛應用的方法（Carrara等，1999；Santacana等，2003）。根據最近的文獻，目前最受歡迎的新的滑坡危險性統計方法是邏輯回歸和人工神經網路（ANN）（如Chung等，1995；Rowbotham和Dudycha，1998；Ohlmacher和Davis，2003；Dai和Lee，2003）。ANN為輸入層和輸出層之間提供了一種轉換機制，需要藉助MATLAB系統完成有關計算。

用於滑坡風險評估的統計方法存在一些缺陷。一是簡化了滑坡影響因素，僅考慮那些容易進行編圖的因素或可以從DEM中生成的參數。二是關繫到使用的統計方法的假設條件——在相似的環境組合條件下發生滑坡的可能性大。實際上環境因素在不斷發生變化。三是不同滑坡類型有著不同的屬性特徵，應單獨進行分析和評估。實踐中因種種困難，難於做到這點。統計模型通常忽視了滑坡的時間方面，不能預測控制條件（如水位波動、土地利用變化和氣候變化）的影響。因此，統計模型不能提供全面的時間概率信息，從而使其應用到定量風險評估變得困難。然而，如果能夠利用特定時間間隔或特定重現期的滑坡編目圖來生成統計關系，就會改進統計方法的評估水平。

近年來有一些關於將統計方法與不同時期滑坡圖相結合的研究成果發表。例如，Zêzere等（2004）提出了用於葡萄牙里斯本北部滑坡危險性評估的區域尺度概率統計分析方法。他們基於「唯一條件多變形」這一基礎單元，利用邏輯回歸方法進行了滑坡危險性分析，得出的預測率曲線被用於滑坡敏感性圖的定量解釋和分類。由於滑坡與特定重現期的觸發降雨事件相關，他們還將時間概率值關聯起來。Dai和Lee（2003）在香港的部分地區也開展了類似的研究。然而，上述兩個案例研究只開展了滑坡危險性評估，沒有開展滑坡的風險評估。目前關於應用統計方法開展滑坡風險評估的研究還很少見。Remonodo等（2004）在西班牙北部進行的風險評估（包括使用過去損失數據進行易損性評估）是為數不多的研究案例之一。

4.確定性和動力模型方法的進展

在確定性分析中，根據斜坡穩定性模型計算的安全系數來確定滑坡危險性。確定性模型提供了滑坡危險性最好的定量信息，可直接用於岩土工程設計或定量風險評估。然而，確定性模型需要大量的輸入數據，這些數據需要通過實驗室試驗和野外測量獲得，因此僅能在小范圍內使用確定模型。Dietrich等（2001）、Gritzner等（2001）、Chen和Lee（2003）、Van Beek和Van Asch（2003）等研究人員，將確定性模型與降雨誘發的潛層滑坡聯系起來，開發出了水文動力模型（模擬孔隙水壓力的時間變化）與斜坡穩定性模型耦合的GIS模型，用以定量分析臨界孔隙水壓力值。由美國森林管理局開發的斜坡穩定性模型也是基於無限斜坡方程。Hammond等（1992）使用了該模型並利用蒙特卡羅模擬器得出斜坡失穩的概率值。Davis和Keller（1997）以及Zhou等（2003）還嘗試將蒙特卡羅與模糊方法相結合來確定斜坡失穩概率。

用於地震誘發的滑坡危險分析的確定型方法通常是基於簡化的Newmark斜坡穩定性模型，Miles 和Ho（1999）、Luzi等（2000）、Randall等（2000）、Jibson等（2000）在GIS的每個計算單元上應用Newmark斜坡穩定性模型，得出滑坡危險性預測值。Refice和Capolongo（2002）還開展了將蒙特卡羅模擬方法與Newmark斜坡穩定性模型相結合的研究。

Anderson和Howes（1985）使用了完全不同的方法。他們開發出將水文斜坡穩定性模型耦合在內的2D模型（目前為CHASM），用於道路邊坡滑坡危險性編圖。Van Asch等（1993）和Moon 和Blackstock（2003）也使用了該方法對奧地利西部的Vorarlberg的小型匯水流域以及紐西蘭惠靈頓市分別開展了滑坡危險性評估。Miller和Sias（1998）使用2維有限元模型模擬非承壓地下水的通量，計算了水位高度和大型滑坡不同剖面（採用簡化的Bishop分隔方法）的安全系數。

GIS被廣泛應用於滑坡活動范圍的模擬。Dymond等（1999）開發了不同暴雨事件和土地利用情景下，淺層滑坡及其向河網輸送沉積物的、基於GIS的計算機模擬模型。高解析度的DEM是模型中的主要部分。De Joode和VanSteijn（2003）建立了一個簡單又完整的過程模型，用以模擬降雨誘發的滑坡初始滑動、沿剖面的徑流、物質傳輸、侵蝕以及在主要溝谷中的泥石流擴展。在模擬滑坡的流動速度和影響范圍時，普遍採用了細胞單元自動生成法（Avolio等2000）。

許多研究人員（如Terlien，1996；Montgomery等，1998；Dietrich等，2001；VanBeek，2002）開展了GIS環境下的確定性動態模擬研究。如果輸入氣象數據，確定型模型就能夠預測斜坡失穩的空間和時間頻率。最近研發出的一些模型可以預測斜坡失穩後物質的運移過程並確定出泥石流的影響帶（Chen和Lee，2003）。這些信息將直接用於滑坡易損性和風險評估。確定性模型與統計模型相比，其優勢是可以預測不同的土地利用情景（目前不存在）下的滑坡危險性變化，還可以預測氣候條件變化情景下的滑坡危險性。

然而，確定型模型的參數化方面的限制，使滑坡發生的時空頻率及其影響范圍的預測的准確性具有許多不確定性。在匯水流域尺度上，僅可對誘發機制較為簡單、水文構型簡單的滑坡能進行模擬預測。由於滑坡發生的時間和空間分布數據有限，難於進行模型的矯正和有效性檢驗。在滑坡活動范圍和沉積帶中物質厚度的分布是重要的模型校正與檢驗參數（Van Asch等，2004）。

C. 地質災害調查評價成果

傳統的地質災害調查評價成果的表現形式為調查報告。隨著計算機技術的發展，地質災害調查評價成果逐漸向數字化、信息化方向發展。不同種類、不同階段地質災害調查成果的內容不同，通常包括地質災害歷史、現狀，活動規律與形成條件，危害區范圍、社會經濟條件與受災體分布情況，破壞損失程度，發展趨勢預測，防治對策與措施等。

縣(市)地質災害調查與區劃的主要成果為:①地質災害調查與區劃報告，主要內容為縣(市)社會經濟狀況、地質環境條件、地質災害分布與發展特徵、易發區劃分、主要災害隱患點危險性和危害性評價及監測預警和防治建議;②地質災害區劃圖，成圖比例尺寸一般為1∶10萬，除圈出不同程度的地質災害易發區外，還應用專門符號將潛在的和已發生的地質災害點反映到圖上;③地質災害調查表、有關照片和錄像片;④重要地質災害隱患點防災預案。

地質災害危險性評估成果根據評估對象不同，分為規劃區地質災害危險性評估報告、建設用地地質災害危險性評估報告、礦山地質災害危險性評估報告。成果內容和要求將在第十章中闡述。

針對具體災種的專項地質災害調查評價成果，其內容和要求，由調查評價的目的、階段，災害類型及其特徵而定。

小結

地質災害調查與評價的最終目的是為防治地質災害提供科學依據。應學會根據調查評價的類型、對象、工作程度，選擇配置最適宜的技術方法，以取得符合要求的調查評價成果，為地質災害防治提供切實有效的服務。

復習思考題

1.地質災害調查評價的主要內容是什麼?

2.選擇地質災害調查與評價技術方法的原則是什麼?

3.地質災害調查與評價成果的基本內容是什麼?

D. 中國地質災害防災減災需要那方面的地質災害成果資料

參見網路知道「貴州省地質災害風險評價系列成果有那些？其應用效果與前景？」

E. 地質災害調查與評價成果的基本內容是什麼

內容：
如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、內岩爆、坑道突水、突泥、容突瓦斯、煤層自燃、黃土濕陷、岩土膨脹、砂土液化，土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化，以及地震、火山、地熱害等。

F. 地質災害易發區國內外研究現狀

4.1.1 國外現狀

由於研究的地域范圍不同和對地質環境認識的差異，國內外研究者對地質災害易發區的理解也有不同。

國外對地質災害敏感性評價類似我國的地質災害易發程度評價。美國災害敏感性評價以地質、地形條件和以往發生的災害空間分布情況為依據進行評價（Nilsen，1977；Shek，1977；Carrara，1983，Brabb，1984，Brand，1988；Cross，1998等）。美國地質調查局在《美國國家滑坡減災戰略——減少損失的框架》（2003）中認為，可供規劃和決策使用的滑坡編目和滑坡敏感度圖對全國滑坡多發區是絕對必要的。

歐洲國家在阿爾卑斯山較多地開展了滑坡敏感度和危險性評價，並把評價結果應用於滑坡災害的減災管理。義大利P.Aleollt（2000）採用GIS技術對義大利北部阿爾卑斯山前緣的Piedmont地區的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆積等災害的敏感性、危險性及總的風險進行了區劃性制圖研究。A.Car-rara，M.Cardinali和F.Guzzetti等（1991）利用GIS技術將統計模型應用於義大利中部某小型匯水盆地的滑坡敏感性和危險性評估。亞洲國家，如日本、韓國在一些滑坡地質災害多發區也開展了滑坡敏感度和危險性評價，H.Haruyama和H.Kawakami（1984）利用數學統計理論對日本活火山地區由降雨引起的滑坡災害進行了敏感性和危險性評價，Saro Lee對韓國的一些地區分別應用多元統計和神經元網路模型進行了滑坡災害敏感性和危險性評價。一些國家，如澳大利亞直接開展斜坡地質災害風險評價，其中敏感性和危險性評價是其基礎，如M.Michael-leiba等（2000）在澳大利亞的一項城市發展規劃項目的斜坡地質災害研究中，把斜坡災害的敏感性、危險性、易損性、風險評價作為一體，以GIS軟體為技術平台，分別採用平面和三維評價系統，對Cairns地區進行了斜坡地質災害的敏感性、危險性和風險評價。Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在分析哥倫比亞的Medellin地區滑坡、泥石流等斜坡不穩定性引起的區域地質災害敏感性和土地及生命易損性的基礎上，利用GIS技術將兩者合成製作了風險評價分區圖。

4.1.2 國內現狀

進入21世紀以後，在原有研究的基礎上，我國在全國范圍內有計劃地開展了全面的地質災害調查與防治，積極吸取國際地質災害防治研究的先進方法，並公布實施了《地質災害防治條例》，將地質災害易發區的研究納入了國家法制的軌道。

1）1999年以來，在全國地質災害嚴重區開展了以縣（市）為單元的「縣（市）地質災害調查與區劃」工作。調查災種為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等，截至2005年，共進行了700個縣（市）地質災害的調查與區劃工作。中國地質環境監測院已完成545個縣（市）信息系統的集成和綜合研究。

在各調查縣（市），根據野外調查的結果和地質環境資料，結合災害點和災害隱患點的密度，劃分地質災害易發區並編制「地質災害分布與易發區圖」是其主要任務之一。《縣（市）地質災害調查與區劃實施細則》明確指出「地質災害易發區」是指容易產生地質災害的區域。基於地質災害現狀，地質災害易發區可劃分為高易發區、中易發區、低易發區和不易發區四類。

2）從2002年開始，各省陸續開展了分省地質災害防治規劃工作，主要依據1∶50萬環境地質調查和縣（市）地質災害調查成果，對省內地質災害易發區進行了初步劃分，22個省編制了分省地質災害易發區圖（1∶50萬～1∶200萬）。

3）張梁等（2002）將地質災害易發區表述為地質災害危險性評估，並認為地質災害危險性（易發程度）評估就是研究不同地層單元組合、區域地質構造單元特徵、地形地貌條件下的區域地質災害規律，以及氣象、人類活動方式條件下的區域地質災害誘發規律和時間活動規律。前三類因素是決定地質災害區域分布規律的背景因素組合，這些因素具有空間上的分布規律，而且隨時間的變化性極小，屬於穩定型的控制因素，是地質災害易發程度的背景條件。後兩類因素屬於地質災害的觸發因素，隨時間的動態變化較大，它們與背景條件的組合狀況決定了地質災害的時空規律。

4）岑嘉法（2003）認為，地質災害易發區是指地質環境條件脆弱，具備發生地質災害條件，容易產生地質災害的區域。如在地球內動力作用強烈地區（高地震烈度區、活動斷裂區、區域構造交會處等）、地球外部營力作用強烈帶（如暴雨中心區、河流侵蝕帶、岩土體鬆散分布區等），以及人類工程經濟活動劇烈地區（如人口密度大，工業、農業、城鎮、交通建設強度大區）等。只要有觸發因素，即可產生地質災害。該區的確定，主要通過較大比例尺的環境地質與災害綜合調查後實際圈定，經濟建設與工程安排應盡量避免在易發區內。如果需在易發區內建設，要進行工程項目地質災害危險性評估工作。對工程建設作出地質災害現狀、工程建設可能誘發或加劇地質災害的預測和綜合評估，並提出地質災害防治措施對策。現進行的縣（市）地質災害調查與區劃，就是要實地圈定地質災害易發區范圍。

5）劉傳正等（2003）提出的「潛勢度」是某一地區在沒有任何降雨、地震、人類活動等情況下發生地質災害的潛在條件的量化指標，具體是指地質災害基礎因子（地形地貌、地表植被、地層岩性和地質構造）與響應因子的綜合表現，並編制了三峽庫區地質災害潛勢度、危險度等圖。

6）全國山洪災害防治規劃編寫組和水利部長江水利委員會進行的山洪災害易發程度評價，是利用各省（區、市）1∶50萬或1∶100萬泥石流、滑坡分布圖，以泥石流、滑坡的「線密度」和「規模」所反映的「可能成災點」的多少進行評價，即「可能成災點」越多，災害易發程度越高；「可能成災點」越少，災害易發程度越低。在參考相關部門成果及進行實地調查的基礎上，以小流域為單元，劃分出了泥石流或滑坡災害高易發區以及中易發區和低易發區。各區的劃分具體指標如表4.1所示。

在上述工作的基礎上，編制各省（區、市）1∶50萬或1∶100萬山洪誘發的泥石流、滑坡災害易發程度分布圖。該圖除反映泥石流、滑坡災害的易發程度以外，還通過編繪地形坡度分區和地層岩性分區，標示地貌區劃和區域構造形跡，綜合反映了由山洪誘發的泥石流、滑坡災害易發程度區劃與地形地貌、地層岩性及地質構造的相互關系。從而可以通過圖件，分析出不同區域地質背景與地形地貌條件下，泥石流、滑坡災害高、中、低易發區的分布規律。並以此進行逆向校核、修正，使泥石流、滑坡災害易發程度區劃圖更為科學、合理、可靠。

表4.1 山洪誘發泥石流、滑坡災害易發程度分區標准

7）2003年11月，我國國務院公布了《地質災害防治條例》（中華人民共和國國務院令第394號），並規定2004年3月起施行。該條例要求「實行地質災害調查制度」，並在此基礎上編制地質災害防治規劃，規劃所包括的5項內容之一就有「地質災害易發區、重點防治區」。2004年頒布的《地質災害防治條例釋義》進一步明確指出，地質災害易發區，是指具備地質災害發生的地質構造、地形地貌和氣候條件，容易或者可能發生地質災害的區域。地質災害易發區必須經過地質災害基礎調查才能劃定。易發區是一個相對的概念，並且可按照災害種類劃定，不同災種其易發區范圍不同。

G. 地方各級人民政府地質災害防災減災工作中什麼樣的地質成果資料好用

國務院地質災害抄防治條例中明確了地質災害責任主體是誰？地質災害危險等級劃分標准，中國地質災害防災體系等……
只有提交符合國務院地質災害防治條例相關要求的地質災害成果，地方各級人民政府才好用於地質災害防災減災工作中。
根據國務院地質災害防治條例相關內容要求，中國地質災害責任主體是地方各級人民政府，其防災減災工作需要如下地質災害成果資料：
①工作區地質災害危險源在那裡？
②危險源危險區范圍？
③危險區內受威脅總人數=？受威脅總財產值=？
④地質災害發生不同危險等級的概率，即風險。

H. 地質災害防治效益分析的國內外研究現狀

12.1.1 國際研究現狀

美國是自然災害比較嚴重的國家之一，面臨的災害主要包括洪水、風暴潮、海嘯、地震、膨脹土、滑坡、強風、台風、龍卷風等。為減輕這些災害的損失，開發了很多減災技術，並通過聯邦、州和地方的公共政策付諸實施。保險機構和其他團體的資助，使災區人們的生產和生活得以維持和恢復。現以美國為例說明地質災害效益分析研究現狀。

美國由聯邦應急管理局（FEMA）和保險業牽頭，匯編並評估滑坡災害對經濟影響的信息。雖然滑坡和其他自然災害造成的損失是經常的、廣泛的，但並未經常匯總，很難查到。每逢發生滑坡或其他自然災害之後，不同的機構和組織都可以提出災情評估，但這些評估差異很大，統計的損失范圍不同，而且隨著時間不同而有變化。美國國家研究理事會在其1999年提交的《自然災害的影響：損失評估框架》中得出結論說，目前還沒有一個被廣泛接受的評估自然災害，包括滑坡和其他地面滑動災害損失的框架。由於缺乏這種信息，所以很難制定應對這些災害的政策，也很難衡量決策的成本-效益以及減災措施的效果。災害損失資料庫對於幫助政府機構掌握趨勢和查明滑坡減災的進展，是十分必要的。

現介紹Petak和Atkisson根據美國各州的統計數據建立的一套評估方法：針對以上所列9種自然災害，主要採取5類減災方法，分別為避災、區域防護、建築物加固、建築物搬遷和場地處理，每一措施都可通過制定或修改公共投資、土地利用、災害救濟、建築規范等政策予以實施。然而，對任何人、任何地方、任何情況下採取的任何措施都需要有相應的投入，所以必須對每一策略進行減災效益和費用分析，以評價其綜合效果。

具體做法是對每一種災害選擇一組減災措施，估算可能的減災效果和費用，即可計算出減災率（採取措施後減少的損失值與期望損失值之比），其中損失值是指不採取任何減災措施時估算的損失值。洛杉磯市的經驗表明，推行場地平整和土壤分析規范收到了較滿意的效果（表12.1）。

表12.1 美國洛杉磯市減災率估算舉例

12.1.2 國內研究現狀

我國在一些領域進行的災害評估，已經在減災、防災中發揮了重要作用。例如，我國在一些區域或城市完成的洪水災害評估、地震災害評估等，不但為國家經濟規劃和工程建設提供了重要的依據，而且直接指導了減災工作。然而，在地質災害領域，20世紀80年代以前，地質災害研究主要局限於對災害分布規律、形成機理、趨勢預測等方面的研究，基本依附於水文地質、工程地質和有關的研究工作。20世紀80年代以後，地質災害風險評估才開始起步，而防治效益評估正是地質災害風險評估的一部分。經過20多年的發展，我國地質災害防治效益評估工作在理論和實踐方面都取得了一定的成果，但還存在以下幾方面問題：

1）沒有形成一套完善的效益評估指標體系。

2）由於我國各地區地質災害特徵不同，經濟發達程度存在差異，造成經濟效益統計標准不同，很難統一。

3）對已經完成的治理工程沒有很好地進行總結分析，很難對今後的規劃和防治工作起指導作用。

由此，應該說我國地質災害防治效益評估工作還處於探索階段。

I. 　地質災害研究新進展

我國地質災害研究工作一直是圍繞著重大工程和重大建設需要而展開的，並且直到解放後才得以迅速發展。50～60年代，重點開展了西南及西北交通干線和三峽等水利樞紐的地質災害調查（重點崩滑流），以及上海地面沉降的勘察工作。70年代，上海地面沉降研究在預測和防治方面取得突破性進展，樹立了我國地面沉降控制規范。進入80年代以來，我國地質災害研究得到了空前的發展，並逐步開展了重點地區的地質災害調查工作，編制了一系列地區性和全國性專門圖件；對海城地震、新灘滑坡、元陽滑坡等進行了成功的預報、對東川和寧南泥石流和天津市區地面沉降實施了有效控制。特別是90年代以來，我國政府積極響應「國際減災十年計劃」，地質災害研究得到進一步重視，開展了如「地震、地質災害及城市減災重大技術方法研究」等一批國家及省部級重點科技攻關項目的研究工作。這些都極大地推動了我國地質災害研究工作的進一步開展。使得我國的地質災害研究在勘察技術、預測預報水平、減災防災手段等方面逐步接近或達到了世界發達國家水平。總結近20年來我國地質災害研究的成果，比較突出的有以下幾個方面：

1.編制了一系列大型地質災害圖件

根據國家經濟建設的需求，由原地礦部組織編制了一些全國性大比例尺的地質災害調查圖件，如1991出版的《中國地質災害類型圖》（1:500萬）（葛中遠主編），1992年出版的《中國地質環境圖系》（中國水文地質工程地質勘察院主持編制），1996年出版的《中國分省地質災害圖集》（1∶60萬～1∶500萬）（段永侯主編）。這些圖件從宏觀上反映了我國地質災害類型、區域分布特點及發生規律。是我國目前部署地質災害勘察研究及制定防災、減災、環境保護政策和規劃的主要科學依據。作為重要成果，在國內外也得到了廣泛交流，在學術界有著重要的影響。

2.地面沉降防治工作取得突破性進展

進入80年代後，我國的地面沉降研究得到了空前的發展，其中以上海、天津的地面沉降研究卓見成效。在動態監測、沉降機理研究、預報模型以及降低地下水開采量和人工回灌等技術方面都取得了顯著成績，特別是在預測預報技術方面，地礦部水文地質工程地質研究所、岩溶地質研究所、上海地礦局和天津地礦局等單位，通過建立擬三維水流和一維地層壓密的耦合模型，模擬地下水的水平垂直運動、含水層內外水量交換、弱透水層中水的壓力變化以及動態過程中的一維固結壓縮。計算評價在最優環境影響狀態下，最大安全可采水資源及優化控制調度方案。對含水層在各種采灌條件下的變化規律及地面沉降幅度進行中長期預報。這些技術的研究與應用使我國地面沉降防治水平跨上了一個新的台階，擠身於世界先進水平之列。

3.地質災害信息系統建設空前繁榮

隨著「3S」技術（地理信息系統、遙感技術和全球定位系統）的發展與成熟，以此為支撐技術的地質災害信息系統和防災決策支持系統建設取得長足進展。一大批各具特色的系統軟體相繼開發出來，使地質災害的研究上升到一個新的水平。其中以由原地礦部水文地質工程地質研究所開發研製的「地質災害預測防治智能決策系統」最具代表性，該系統以地質災害預測防治為目標，將相關的資料庫、圖型庫、模型庫和知識庫融為一個「四庫一體」的耦聯整體，實現了四者技術的有機集成，使系統具有空間數據管理、分析處理、空間建模與知識推理的分析功能。可對地質災害進行時空演化預測、危險性區劃、災害經濟評價以及減災防災對策選擇的任務。在理論和技術上都取得了突破性進展，開創了建設大型地質災害決策支持系統的先例。

4.地質災害防治工程領域得到飛速發展

從1994年以來，國家每年投入了5000萬元專項基金用於地質災害治理，從而掀起了地質災害治理工作的熱潮，相繼實施了對鏈子崖危岩體、黃臘石滑坡、豆芽棚滑坡、雞冠嶺崩塌等專項治理工程，形成了一支集勘察、設計、施工為一體的地質工程隊伍，同時也使地質災害防治工程作為專門的工程技術領域逐漸發展起來，形成了一套相對成熟的技術方法，尤其是由中國水文地質工程地質勘察院開發的「地質災害防治工程設計支持系統」成功地應用於鏈子崖滑坡治理中，切實起到了災害治理的示範作用。

5.一些新理論新方法的發展與應用

隨著地質災害研究工作的不斷深入，一些新的理論與方法不斷涌現，並逐步得到了學術界的認可，比較有代表性的有：

（1）滑坡過程模擬與過程式控制制理論技術。成都理工學院的黃潤秋教授在岩土應力分析的基礎上，對滑坡從其孕育、發展演化、激發成災或防治控制進行全過程的計算機動態模擬。通過將現代數學-力學、非線性科學和計算機圖形圖像技術結合起來，對滑坡系統的全過程模擬模擬，直觀地理性的分析災害發生影響因素及其強度，再現災害發生的全過程。從而將滑坡災害定量化研究向前推進一步。

（2）地質災害風險性評價理論與方法。在我國將風險性評價引入地質災害研究工作中是從90年代開始的。到目前為止，地質災害風險性評價作為一個相對獨立的研究領域不斷地發展和深化。其基本思想是在評價災害自然危險性的同時，還考慮地區人口經濟密度和抗災性能等，即災害區易損性分析，將地質災害自然屬性和社會屬性結合起來，綜合評價災區地質災害發展狀況。經研院張梁等以崩塌滑坡、泥石流和岩溶塌陷為典型災種進行了研究，建立了一套評價指標體系和模型方法，為該領域研究的深入開展提供了範例。

J. 中國地質災害防災減災工作急需什麼樣的地質災害成果資料

我國地質災害的責任主體是地方各級人民政府。地方人民政府地質災害防災減災工版作急需的主要地質災害成果權資料有：
①地質災害危險源在那裡？→編制工作區地質災害危險源分布圖。
②地質災害危險源危險區范圍？
③危險區內受威脅人數=？受威脅財產=？→地質災害危險等級。
④發生地質災害不同危險等級的概率？→編制工作區地質災害風險評價分區圖。
參見中國地質災害風險評價新方法。