區域地質災害風險評估
『壹』 下圖為我國西南地區某區域地質災害風險評估略圖。根據相關知識,完成下列問題。 (1)影響圖中地質災害高風
| (1)斷層坡度 (2)崩塌洪災沿垂直於泥石流運動方向,迅速向高處轉移 (3)在易內發地段加強容監測,盡量避免工程項目在該地段選址和施工;建設護坡、排水工程等。 『貳』 地質災害風險評估的表徵 根據Varnes（1984）、（1994），Leroi（1996）以及Lee和Jones（2004）對風險定義，可將風險以如下公式表達： 地質災害風險評估理論與實踐 H為給定參考時期（如年、建築物的設計使用年限）災害發生的概率。災害（H）是空間概率和時間概率的函數。空間概率與坡度、深度等靜環境因素有關；而時間概率與一些坡度、水力傳導系數等靜態環境因素間接相關，與降雨輸入和排水等動態因素直接相關。 V為特定類型承災體在特定類型災害作用下的物理易損性（其值為0～1之間）。 A為特定承災體的數量或價值（如建築物的數量和價值、人員數量等）。 公式（1）兩個加總符號的意思是，對一定類型的災害造成影響的所有承災體的預期損失後果（VA）進行加總，然後再對所有類型的災害造成的預期損失進行加總便可得到總風險。風險公式（1）表面看起來似乎很簡單，但事實並非如此。不僅要考慮災害事件本身發生的空間影響概率和時間概率，還要考慮災害到達建築物的條件概率以及建築物本身受到破壞的條件概率。當考慮建築物中人受到災害的影響時，還必須考慮人當災害發生時是否在建築物中的條件概率以及建築物中人傷亡的條件概率。當考慮區域風險評估與區劃時問題變得更加復雜和不確定性，因為准確地確定承災體與滑坡可能發生地之間的位置非常困難。在使用公式（1）時，需要分析區域中一組承災體受到不同規模和類型的災害撞擊的空間概率和時間概率，在此基礎上估計區域中所有承災體的損失程度。 圖5-1是C.J.van Westen;T.W.J.van Asch,R.Soeters給出的基於GIS的大、中比例尺（1∶10000～50000）區域滑坡風險評估流程圖。流程圖的頂部是需要輸入的四個基礎屬性數據層：環境要素、觸發因素、歷史滑坡信息、承災體。 在這些輸入數據中，歷史滑坡信息是最重要的信息，因為通過分析這些信息，可以確定滑坡發生的頻率以及不同規模的滑坡與滑坡災害影響結果之間的關系。滑坡的空間概率既可通過動態模擬獲得，也可通過分析過去滑坡事件發生的位置與一套環境因素之間的關系，利用啟發式或統計方法預測在相似條件下滑坡發生的空間概率。通過將滑坡發生位置的空間信息與環境因素（其中DEM是最關鍵的因素）的結合，確定滑坡發生地帶，再與滑坡的時空概率和影響帶結合在一起便形成了滑坡災害圖。 易損性分析是地質災害風險評估的另一重要方面。這涉及人口、建築物、岩土工程、經濟活動、公共設施、基礎設施等承災體信息。根據從歷史損害編錄推導的易損性曲線獲得，也可以經驗推導出的關系確定承災體的易損性。風險評估流程圖最後一個環節是將危險性和易損性評估綜合起來。首先是將某一特定類型滑坡的危險性和某一承災體的易損性綜合起來，然後將所有滑坡類型的危險性和所有承災體的易損性綜合起來最後得出總風險。 圖5-1 滑坡空間風險評估框架圖 『叄』 第四章 地質災害的風險評估體系2013
①地質災害來易發性評源判方法及其評判指標體系： 『肆』 （2013浙江）如圖為我國西南地區某區域地質災害風險評估略圖．根據相關知識，完成（1）～（3）題．（1）
（1）從圖中高風險區看到該區域斷層發育，相對高度大，坡陡． 『伍』 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。 『陸』 地質災害評估報告到底是哪個部門需要 按照之前國土部的規定，建設項目預審中，地質災害評估和壓覆礦產資源評估是內必備的申報材料容。。但是目前有些省內規定，土地預審可不提供，但是審批階段必須提供。 『柒』 地區地質災害風險評價與防治對策 一、地質災害風險評價 綜合相關方面專家學者近年的研究成果，密切結合山東半島城市群地區的特點和現有的地質災害發育程度，制定了山東半島城市群地區地質災害風險評價指標(表8－2)。 表8－2 山東半島城市群地質災害風險評價指標體系 將半島城市群地區劃分為5km×5km共2978個獨立單元，根據分區指標對每個單元的區域地質災害發育程度評價指標進行賦值、評價，將所得數值進行加權。根據上述16個半島城市群地區地質災害發育程度評價指標，確定每個單元內各因素(指標)的特徵值P'i，再乘以其權值，即得到每個單元的地質災害發育程度評價基準值。其數學模型如下: 山東半島城市群地區地質－生態環境與可持續發展研究 式中:SEj為j單元的基準值;i為效應指標數，i=1，2…16;j為各單元數，j=1，2，3…2978;Wi為各效應指標的綜合權重;P'i為各單元內單項指標的性質特徵值(為研究方便，統一在0～1之間)。 根據計算出的各單元基準值的大小，將區域地質災害風險評價分為4級，其結果見圖8－5。 圖8－5 山東半島城市群地質災害風險評價 計算結果表明，山東半島城市群地質災害風險評價分為4個等級，即地質災害風險小(Ⅰ類區)、地質災害風險較小(Ⅱ類區)、地質災害風險中等(Ⅲ類區)、地質災害風險大(Ⅳ類區)，它們所佔的比例分別是22.8%、38.9%、23%和15.3%。 地質災害風險小(Ⅰ類區):分布在威海大部分、青島北部大澤山低山區、濟南中部、濰坊東部平原區，佔全區面積的22.8%。該區自然生態環境優良，植被發育，一般無明顯的環境地質問題，有少量崩塌點，采礦、採石坑少，局部有輕微的水土流失，地下水質量為Ⅲ級，人類工程活動強度不大。 地質災害風險較小(Ⅱ類區)、分布在煙台大部分、濰坊西部、青島市區周圍地區、膠南市東南地區，佔全區面積的38.9%，在各類區中所佔比例最大。該類區自然生態環境良好，植被比較發育，一般有較明顯的環境地質問題，如有少量采礦、採石坑分布，地下水質量為Ⅲ—Ⅳ級，有地表污染源，人類工程活動強度較大。 地質災害風險中等(Ⅲ類區):分布在煙台南部采礦點、日照東部、濰坊中部、青島市中東部，佔全區面積的23%。該區自然生態環境中等，植被不很發育，一般有明顯的環境地質問題，例如，采礦過程中，形成了采礦坑、礦渣堆，並在采礦過程中形成大量廢水，由此引起植被破壞、邊坡失穩、地下水污染等問題。地表水和地下水污染程度較重，平度西南部一般分布由於地下水高氟引起的地方性氟中毒症，地下水污染，地表水資源貧乏，地下水超采引起了地下水降落漏斗。人類工程活動強度大。 地質災害風險大(Ⅳ類區):分布在東營市大部分、日照東部、煙台中部采礦點，佔全區面積的15.3%。該區自然生態環境較差，植被不很發育，一般有很明顯的環境地質問題或地質災害，一是采礦引起比較嚴重的生態環境破壞問題和地質環境破壞問題，二是海鹹水入侵區，三是活斷層或地震災害發育。 二、地質災害防治對策及建議 1.地質災害的防治策略 地質災害的減災防災是一項系統工程，只有將行政、經濟、法律、科技等手段統一協調好，才能達到理想的效果。 1)加強防災減災的法制建設。 2)加強減災防災能力建設。 3)提高公眾減災意識。 2.地區地質災害的防治措施 從上述可見，山東半島城市群地區地質災害包括人類不可避免會遇到的災害如地震或活動性斷裂作用、風暴潮等造成的災害，人類不合理的開發與建設和自然地質作用相互影響造成的災害，以及本來是可以避免但由於不合理規劃造成的潛在地質災害。對於不同災害應採取不同的措施來防止或減少其危害程度: 1)防止、降低地震、活動性斷裂破壞性的措施。 2)地面塌陷的防治對策與建議。 3)崩、滑、流防治對策。 4)流體災害與水土環境變異災害的防治措施。 5)預防城市建設潛在災害的措施。 『捌』 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 『玖』 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）。 『拾』 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 熱點內容
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