地質災害發生概率
❶ 國內有的部門編的地質災害風險評判方法中缺風險概率,為什麼
中國很多學者將國外地質災害風險評價方法引入國內,發表了大量學術論文,造成國內地質災害風險評價方法很多,很亂。
國外各種地質災害風險評價方法的目的?服務對象?適用范圍?怎麼與中國國情相結合?服務於地方各級人民政府地質災害防災減災工作?國內部分地質災害風險評價指南編者沒有分清:①學術論文與生產實踐指南的區別,前者可以任意發表觀點,後者強調成果實用性,方法針對性與可操作性;②沒有與中國國情相結合,中國地質災害防災減災工作均應按國務院地質災害防治條例相關內容要求來辦→職責分明;③閉門造車。
中國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。根據國務院地質災害防治條例相關內容可以推導出其內涵:
①地質災害危險性和風險性評價單元是地質災害危險區。
②地質災害危險性是指地質災害危險區及其可能造成的人員傷亡和財產損失。其危險等級是根據災情大小或險情大小來判定的。
③地質災害風險評價屬預測,應用險情大小進行地質災害危險等級判定。
④險情是通過地質災害危險區內承災體人口密度值或財產密度值X承災體易損系數求和計算得到的。因此,地質災害危險性中包含了地質災害易損性,它們屬包容關系,非獨立變數。
⑤地質災害易損性是指地質災害承災體抵抗地質災害損毀的能力,用承災體易損系數(損毀率)表示,為0一1,0=無毀,1=全毀。中國地質災害承災體易損系數=1。
⑥地質災害風險概率用暴雨頻率代替。
⑦中國地質災害風險性是通過地質災害危險等級與風險概率的對應關系,查圖表獲得地質災害風險級別的。
參見豆丁網一中國地質災害風險評價的理論與方法。
❷ 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。
❸ 為什麼地質災害風險概率用暴雨頻率代替
①地質災害多與暴雨相關;
②地質災害與降雨量的統計關系;
③降雨量(降雨強回度)與暴雨頻率的對應關答系;
④暴雨頻率,5年一遇,10年一遇,2O年一遇……,是概率。
⑤暴雨頻率與地質災害危險性是獨立變數。
地質災害風險概率可用暴雨頻率代替。
❹ 中國地質災害主要成災特點
地質災害是自然災害中的一個重要類型。它與乾旱、洪水、台風、風暴潮、地震等自然災害相比,雖然具有許多共同之處,但由於形成條件、活動過程、破壞方式等的不同,使之具有獨特的成災特點。認識這些特點,對於分析地質災害災情構成,進行災情評估是非常必要的。
一、地質災害數量特別多,但單點災害的危害范圍都比較小,因此是屬於漫布的「星點狀」災害
如前所述,經調查確認,我國大陸發生過活動或具有明顯潛在活動危險的各種地質災害體數以萬計,如果加上那些發育在人口比較稀少的偏僻邊遠地區的地質災害體,則可能達幾十萬,甚至幾百萬處。
這些災害雖然並非每年全都活動,但它們廣泛分布在各個地區,每年至少有幾千或上萬處活動,其中對人類生命財產造成比較嚴重破壞的達幾百處到上千處。同其它自然災害相比,地質災害的數量佔有優勢。
雖然地質災害的數量多,但其影響的范圍和成災規模一般都比較小,在眾多種類的地質災害中,只有地面沉降等少數環境型災害的影響面積可達幾百平方公里以上,其它如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂縫等地質災害的規模都比較小。據一些地區調查結果,最大規模的崩塌、滑坡體體積為幾千萬立方米。它們的破壞范圍一般在1km2以下,最大不超過10km2。一般泥石流主溝長度為幾公里到十幾公里,泥石流總量為幾萬到幾十萬立方米,除大規模群發性泥石流外,一般破壞范圍不超過幾十平方公里。岩溶塌陷和地裂縫災害分布的局限性更大,其破壞范圍一般在1km2以下。從成災的行政范圍看,一般單點災害僅危害幾個村鎮,一般群發性災害危害十幾個鄉鎮,大規模群發性災害危害幾個縣(市)。這與其它自然災害相比,成災范圍要小得多。特別是洪澇、乾旱、台風等災害,一般危害范圍達幾個縣(市),大規模災害危害范圍達幾個省或十幾個省,更是地質災害難以對比的。
基於這一成災特點,在進行災情評估時,深入分析災害活動的危險性,根據災害規模確定危害區是十分重要的。具體途徑是:在對單一的或局部的地質災害災情進行點評估時,在確定災害危害區後,就可以比較准確地調查統計受災體數量和受災體價值,進而核算期望損失;在對一個地區或區域地質災害災情進行面評估或區域評估時,採用抽樣調查方法,根據評估區災害點數量、單點平均危害范圍、平均受災體價值密度以及災害平均活動概率等參數,就可核算地區地質災害的年均期望損失。
二、在一定條件下,某些地質災害與其它自然災害同時或連續發生,形成破壞比較嚴重的災害群或災害鏈
崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫災害的這一特徵表現得最為突出。這幾種災害的誘發因素主要是地震和暴雨,因此在強烈的地震或暴雨的同時,常常引發大量的崩塌、滑坡、泥石流和地裂縫災害。例如1976年5月29日雲南龍陵7.3級、7.4級地震誘發的大規模滑坡活動,造成了2萬人傷亡,毀壞房屋9間,耕地12000多畝、森林5000多畝。1988年11月6日雲南瀾滄-耿馬7.6級地震導致嚴重的地裂縫、崩塌、滑坡等災害,在極震區出現長達幾十公里,寬幾厘米到幾米的地裂縫和大量的崩塌、滑坡體,因此4.8萬公頃農田和上千畝森林以及大量水利工程被毀壞,175個村莊、5032戶居民因受危岩、滑坡的嚴重威脅而被迫搬遷。1976年7月23日,北京市密雲縣東北部地區因暴雨促使23條溝谷暴發泥石流,造成104人死亡、20491畝耕地和3574間房屋被沖毀。
地質災害除了受地震、暴雨洪水等自然災害控制,與之相聯發生外,不同的地質災害也有時因具有密切的成生聯系而相聯發生。其中比較經常出現的現象是在泥石流溝谷流域內,通常還發育有大量的崩塌(危岩)體、滑坡體,暴雨後首先發生嚴重的崩塌、滑坡活動,而後由此形成的大量碎屑物融入洪流,轉化成泥石流災害。這種類型的災害,在我國西南的川、滇等地區非常普遍。本項目中作為典型實例的四川省漢源縣、重慶市北碚區醪糟坪滑坡-泥石流災害都是這種類型的災害。
在災情評估時注意地質災害的這一特徵是非常必要的。因為首先關繫到災情的界定。例如,我國大部分泥石流災害是由暴雨洪水造成的,所以其活動過程常常和山區洪水同步發生,在絕大多數災情報告中,對洪水災害和泥石流災害沒有界定區分,籠統歸於泥石流災害;甚至還有的把只含有少量泥砂碎屑固體物質,但尚沒有達到泥石流標準的洪水災害也作為泥石流災害。這些偏差,顯然擴大了泥石流災害的災情。此外,在進行地質災害災情評估分析某種地質災害危險性的時候,需要充分分析某一災害在災害鏈中的位置,這對於確定災害的發生概率及規模是十分必要的。
三、地質災害分布廣泛,但不同地區地質災害發育水平和成災規模不同
不同類型、不同規模的地質災害幾乎覆蓋了中國大陸的所有區域。但由於地質自然條件和社會經濟條件的差異,使不同地區地質災害的發育程度和破壞程度顯著不同。
從全國范圍看,地質災害的區域變化具有比較明顯的方向性:從西向東、從北向南——從內陸向沿海,地質災害不斷趨於嚴重。這種變化把中國陸地分成特點顯著不同的兩大地質災害區域,大致以長白山、燕山、賀蘭山、巴顏喀拉山、念青唐古拉山一帶為界,其西北部區域地質災害輕微,東南部區域地質災害嚴重。
我國西北部地區主要由高山、高原和一些大型內陸盆地組成,氣候寒冷乾燥,人類活動微弱。該地區主要地質災害為土地沙漠化、凍融等。雖然地質災害分布十分廣泛,但大部分地區發育種類單一,加上人口密度和經濟密度低,所以破壞程度低。
東南部地區主要由沿海平原、低山丘陵及其與西北部高山、高原過渡的山地組成。區域的氣候冷暖和降水豐枯變化劇烈,歷史時期和近年來人類活動也相對頻繁而強烈,大部分地區發育有三種以上比較嚴重的地質災害。與此同時,該區域人口稠密,城鎮和大型企業及骨幹工程密布,所以地質災害破壞強烈。受地質自然條件的影響,該區內地質災害亦有一定的地區性差異。地質災害特別嚴重的地區除分布在台灣島外,還集中分布在黃淮海平原、黃土高原和川滇山地地區,斜貫中國東南區域,成為中國大陸內地質災害發育種類最多,發生頻度最高,危害最嚴重的地區。
這一特點通過中國區域地質災害風險分析與區劃,得到明顯反映。
四、地質災害時間分布具有不規則的周期性和不斷嚴重化趨向
地質災害的時間分布亦很不均勻,不同類型地質災害時間變化特點不一。
我國崩滑流災害具有比較明顯的周期性變化特點。45年來,形成了1951~1962年、1963~1975年、1976~1987年和1988年以後的4個周期性變化過程。每個周期延續時間為11~13a。前3個周期的災害峰值分別出現在1957~1958年、1971~1972年、1981年。其它類型地質災害的周期性變化不突出。
除一些災害具有周期性變化規律外,大部分地質災害十分突出的共同特點是在不同形式的反復消長變化中不斷發展而日趨嚴重。其具體表現就是災害發生的頻次越來越高,強度越來越大,造成的損失越來越重。
崩滑流災害雖然發生周期性消長,但各周期並不是等強度的交替,而是以一波高於一波的逐期高漲的形式不斷發展。在以10a為單位的不同時段中,自50年代到80年代,其發生頻次以3.3~4.8的速率呈階梯狀增加。地面沉降災害的日益嚴重化趨向更加突出。在中國地面沉降發展歷史中,50年代屬於初始階段,60年代屬於發展階段,70年代以後進入急劇發展階段。全國約70個地面沉降城市中,有80%是70年代中期以後才形成的。地面塌陷和地裂縫也是在70年代以後在我國迅速發展,並成為影響廣泛的重要地質災害;在此之前雖然也有發生,但多屬於局部性活動,並沒有形成嚴重危害。濱海地區的海水入侵也是在70年代以後才迅速發展成災的。
地質災害日趨嚴重的原因除自然條件影響外,主要是由於近年來我國人口不斷增長,資源開發和工程建設等活動迅速發展,對地質自然環境的破壞日益嚴重所造成的。
根據地質災害的這一特點,在進行預測評估時,需要將歷史分析與趨勢分析結合起來,才能得出可靠結論。
五、中國地質災害具有比較嚴重的潛在危險性
今後時期,盡管一些局部地區的地質災害可望得到一定程度的控制和治理,但就全國范圍的地質災害發展趨勢看,將繼續延襲幾十年來的發展勢頭,進一步趨於廣泛化和嚴重化。這種形勢是地質自然條件和社會經濟條件的進一步變化所決定的。從地質自然條件看,國內外許多科學家從不同角度預測了未來全球環境的發展趨勢。大部分專家認為,在今後一個時期,地球以至更大系統的天體運動有可能進入一個更加復雜的變異階段。在這種形勢下,地殼運動可能更加活躍,全球氣候可能出現更加強烈的異常,因此人類面臨著環境進一步惡化的嚴重挑戰。從我國社會經濟條件看,今後一個時期,人口將進一步增長,城市化進程將進一步加劇,更大規模的資源開發和工程建設活動,不僅在沿海地區繼續進行,而且將逐步向中、西部地區發展。在這種情況下,中國大部分地區地質災害的發育程度和破壞程度均將不斷提高,從而使我國地質災害達到前所未有的嚴重程度。
根據控制我國地質災害發展的各方面條件分析,未來幾十年內,在全國性地質災害普遍發展的背景下,一些地區有可能急劇發展。這些地質災害急劇發展地區主要分布在長江、黃河等大江、大河中上游的黃土高原、川滇山地以及海南和閩粵沿海的部分地區,其次在天山、青藏高原的局部地區。目前這些地區的地質災害比較嚴重,但由於人口和經濟密度較低,所以造成的危害尚不十分突出,今後一旦進行大規模經濟開發,就會出現嚴重的地質災害威脅。
根據地質災害的這一特點,在進行地質災害災情評估時,要有充分的前瞻性,就是既要深入認識歷史災害過程,又要充分考慮地質災害的潛在危險。
六、人類活動和社會經濟條件是地質災害系統的重要組成部分
各種地質災害並不是孤立存在的。不同災害之間以及地質災害與其它多種相關因素之間密切相聯,構成復雜的地質災害系統。這個由多方面變數組成的復雜系統,具有相對完整的獨立性。從更廣闊領域看,它是自然災害系統的一個重要組成部分。從地質災害系統的內部組成看,其主體系列由各種地質災害組成;相關系列由有關的地質自然條件和社會經濟條件組成。所有這些內容組成地質災害系統內部的不同子系統或不同層次。
社會經濟條件之所以是地質災害系統中的重要內容,是由於社會經濟條件與地質災害具有十分密切的相互作用機制:一方面人類的各種社會經濟活動,直接或間接地影響了地質環境演化和地質災害的形成與發展;另一方面地質環境和地質災害直接或間接地制約了社會經濟的發展。綜觀中國幾十年地質災害的發育情況,其范圍、頻度、強度和破壞程度等與我國人口和經濟發展具有大致同步消長的正相關關系。因此幾十年來中國地質災害的發展史,實質上是地質自然歷史與社會經濟歷史的綜合反映。未來時期,隨著各項事業的發展,社會經濟條件與地質災害的相互影響還將進一步加強,因此社會經濟條件在地質災害系統中的地位將會顯得更加重要。
基於這一特點,在進行地質災害災情評估時,應充分考慮人類活動和社會經濟條件對災情的影響。具體而言,在分析地質災害活動危險性時,要研究人類資源開發、工程建設和防災活動的作用;在分析地質災害的破壞效應和損失程度時,要研究受災體價值密度和不同受災體對災害的抗禦能力;在地質災害防治分析時,要研究地區防治能力和可能效益。
❺ 地質災害產生的影響因素
環膠州灣地區地質災害的產生受很多因素的影響,總體上可以歸結為內動力地質作用、外動力地質作用和人類工程地質活動三大類。
4.7.1 內動力地質作用
內動力地質作用與地質災害的發育有著密切的關系。內動力地質作用對地質災害發育的控製作用主要表現在兩個方面: 一是地殼的區域升降運動; 二是斷裂構造活動。前者是形成現狀地形特徵的內在因素; 後者則是形成區內構造格局及岩石節理裂隙發育程度的必要條件。
4.7.2 外動力地質作用
外動力地質作用是指地表受重力和太陽能影響而產生的地表變異作用,包括流水、風化等作用及其他作用。其作用的形式可歸結為剝蝕作用和堆積作用,以及連接二者的搬運作用,即不斷地破壞和夷平那些由內動力地質作用產生的隆起部分,並把破壞下來的碎屑物質搬運堆積到低窪地區或海中。因此,外動力地質作用的過程起著改造地表形態的作用,是地貌景觀形成和發展的基本動力。現狀的地貌形態是內、外動力地質作用綜合影響的結果,也是地質災害發育的重要影響因素。
( 1) 流水作用
區內大氣降水相對比較豐富,且多集中在雨季 7 ~9 月份。由於受地形條件控制,河流功能存在較大差異,但其對地表的侵蝕,對泥砂、礫石的搬運作用和堆積作用,以及對地表形態的改造作用是相同的。當地表接受大氣降水形成徑流時,開始降水在重力作用下,以散流方式向下運動,隨著流量及流速的加大,對地表形成片狀侵蝕,對地表風化層或鬆散層進行剝蝕,若匯入溝谷底部或低窪地帶,徑流就會集中,動能增大,並以線狀形式對溝谷底部及兩側進行侵蝕。在此過程中,不僅有流水的直接沖刷作用,而且有水中砂、石塊甚至是巨大漂礫的磨蝕作用。
( 2) 風化作用
風化是外動力地質作用的重要方式,與地質災害的形成和發展有密切關系。由於山區岩石出露,風化形式多為碎屑狀風化、塊狀風化和球狀風化。
4.7.3 人類工程地質活動
人類頻繁的工程地質活動及對地質環境的破壞,是工作區內地質災害及隱患形成的不可忽視的重要因素。改革開放以來,尤其是 1990 年以來,經濟、城市建設、旅遊及第三產業、交通等設施建設得到迅猛發展,建設規模和步伐都是空前的,人類的工程活動及對地質的影響也在不斷增強,由此而產生的不良地質現象明顯呈上升趨勢。人類工程活動分布見圖 4.6。
圖 4.6 環膠州灣地區人類工程活動分布
隨著旅遊業的長足發展,旅遊線路建設發展較快。在修建公路的過程中,由於開挖路基坡腳,破壞了地質體的原有結構特徵,削坡過陡造成邊坡失穩,為地質災害的產生提供了條件,形成災害隱患。新景點的開發大都以地質地貌景觀為主,尤以怪、險、奇、玄的地貌景觀吸引遊客,加大了人類與景觀的接觸程度,也增加了災害發生的概率。
城市或城鎮的工業、民用建築的建設,特別是在丘陵、山區,建築物的建設需要對鄰近山體採取削坡、回填等措施,這些工程對地質環境的破壞,無論是時間上還是空間上,都將更加頻繁和密集,形成的災害隱患也不斷增加。
礦產資源開發、建築石材開采、河道內挖沙等資源開發活動,也是破壞地質環境、形成災害隱患的重要人類工程活動之一。開采活動破壞了山體、植被、耕地,形成的礦坑、陡峻邊坡及大量堆置的礦渣、尾礦等,是誘發或造成崩塌、滑坡等地質災害的重要因素。
近海地區地下水資源的不合理開發,是造成海 ( 咸) 水入侵的主要原因。
❻ 地質災害風險概率用什麼表示
地質災害多與暴雨相關。地質災害風險概率可用暴雨頻率代替。
風險概率一暴雨頻率一降雨強度一地質災害危險源危險區范圍一險情計算一地質災害危險等級判定,可為縣(市)地質災害風險氣象精準預警提供科學依據。
❼ 進入秋冬季,地質災害發生的幾率要小很多了嗎
原因:一是非洲和大洋洲位於板塊內部,地殼較穩定,地震較少;二是降水少,乾旱面積廣大,暴雨、洪澇等氣象水文災害少;三是地形較為單一,滑坡、泥石流等地質災害少。
❽ 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。
❾ 地質環境風險可能性(概率)估算
一、地質環境風險評價內容和關鍵步驟
對於某一特定的地質環境用途,進行地質環境風險評價內容和關鍵步驟如下:
(1)危害識別———判斷要出什麼事故:即識別出要發生什麼樣的環境事故。如要建設一個垃圾處置場,對於廣義的地質環境風險識別來講,一個垃圾填埋場可能出的事故為填埋氣體逃逸進入地層、土壤和地下水,污染空氣、地表水、地下水,傳播疾病;垃圾淋濾液滲漏進入地層、土壤和地下水,污染土壤、地下水、地表水等。危害識別就是要對這些事故進行逐項分析。
(2)危險評估———分析和計算出事故的可能性有多大:即是對上述可能發生的事故進行可能發生的概率進行分析、計算或評估。
(3)危害評估———如事故一旦發生將產生什麼後果:對上述可能發生的事故將造成的後果(環境污染、傳播疾病等等可能導致的經濟損失、健康損失等)進行定性分析和定量評估。
圖8-1-1 城市地質環境風險評介的內容
圖8-1-2 城市地質環境風險評價技術路線圖
(4)風險評判———判斷風險的可接受程度:根據各事故概率、其危害後果、人們或其他受體的承受能力進行綜合判斷,評估人們或其他受體對風險的接受程度。
(5)風險控制———提出迴避或降低風險的對策或措施。
二、常用的環境風險評價方法
風險因素因區域開發性質和類型、區域環保目標和標准、環保敏感目標的不同而異,所以各風險因素的評價和綜合評價的方法有所不同。總的來說,目前區域環境風險評價的方法還是定性和半定量的,難以完全定量化。綜合起來,可歸納為以下幾種[109、110、214、186~206]:
1.概率設計方案的優化
該方法適用於幾個備選方案的比較。把幾個方案可能的後果的相對權值一一列出,根據具體要求和實際情況挑選其中一種方案付諸實施,並對此方案作失敗概率的可能損失分析。
2.商值法
商值法也稱比率法,是生態風險評價最常用最普通的方法。它要求首先為保護受體設立參照濃度指標,然後與估測的環境濃度相比較。修正的商值法用有害指數Hi表示風險量。Hi≤1時,環境受害概率低;1<Hi<10時,環境可能受影響;Hi≥10時,環境受害概率較大,須做現場評價。
3.外推法
外推法是健康風險評價中最常用的方法,它根據流行病學或動物毒理學研究資料,外推到環境水平的毒物暴露時生物體(或人體)所受的風險性。
4.邏輯分析法
將層次分析方法AHP(Analytic Hierarchy Process)和故障樹及事故樹等邏輯分析方法用於區域環境風險評價中,分析事故源項,求取各風險因素的風險「相對大小」,即衡量對區域綜合風險的「貢獻」。
5.統計分析法
收集歷史上的有關數據,利用統計分析的方法求取類似事故發生的概率,即「依舊推新」,如事故時天氣條件的計算、疾病發生率的估計等多用此方法。
6.公式評價法
通過對事故的模擬分析,推導或實驗得出經驗公式,利用公式計算出風險的可能大小,通過進一步實驗和觀測,對公式逐步修正。如有毒氣體的泄漏,利用在類似條件下的大氣擴散模式;污染物在水中的泄漏,利用水體遷移擴散模式;人體健康風險也可採用暴露危害計算公式。
7.模糊數學法
區域環境風險涉及復雜的因果關系,往往用精確的方法難以解決,風險在大與小之間沒有明顯的界限,模糊數學恰恰能夠表達這種差異的中間過渡性,較為客觀地刻劃出風險的大小,其研究和應用逐步深入。
8.圖形疊加法
單因素環境風險評價結果有時採用圖形表示,特別是風險危害後果在用其他方法難以計算時採用圖形表達,如有毒危險性氣體的泄漏擴散一般繪制濃度等值線圖。在風險綜合評價時,將各個環境風險因素的分布圖進行合理疊加,得到整個研究區域中不同功能區的風險相對大小。
9.事件樹分析(ETA)
事件樹分析是從初因事件出發,按照事故發展的時序,分成階段,對後繼事件一步一步地進行分析,每一步都從成功和失敗(可能與不可能)兩種或多種可能的狀態進行考慮(分支),最後直到用水平樹狀圖表示其可能後果的一種分析方法,它可以定性、定量反映整個事故的動態變化過程及其各種狀態的發生概率。
針對所選擇的不同故障事件作為初因事件,簡單的污染源源強分析,可取其事故排放頂事件為事件樹的初因事件。ETA可分析得出相應不同的事件鏈。事故排放故障樹分析所確定的能導致向環境排放污染物的各種事件,由於其故障原因和所導致的污染物排放形態各異,使得事故排放的強度有所差別。因此,都應作為源強事件樹分析的初因事故。應用ETA,我們可以分析出事故源強及其後繼事件與最終結果的概率分布譜。也可用ETA分析污染源事故排放後通過環境介質造成受體安全風險的過程。
10.故障樹評價方法
前面已經介紹,這里不再重復。
值得說明的是,區域內研究的環境風險因素很多,每一種風險都有各自的特點,所以評價時應針對具體的風險問題選擇合適的方法。
11.主觀概率與客觀概率法
進行風險分析必須獲得關於狀態變數的概率分布信息。獲得概率的信息一般有兩種途徑:一是根據大量的試驗進行統計計算;二是根據概率的古典定義,將事件集分解成基本事件,用分析的方法進行計算。由於上述兩種估計是以客觀存在的數據為基礎,故稱為概率的客觀估計。按這種方法得到的概率,稱為客觀概率。
在實際工作中,有時不能獲得充分的信息計算客觀概率,但在風險決策分析時,又必須對概率進行估計。此時,只好由決策者或分析人員對事件發生的概率做出主觀估計。這種既沒有大量的歷史數據作依據,又未通過試驗或精確計算,主要靠個人主觀判斷獲得的概率稱為主觀概率。一般情況下,主觀概率的定義可以描述為:根據對某事件是否發生及該事件發生可能性大小的個人主觀判斷。用一個0~1之間的數來描述事件發生的可能性,此數即為主觀概率。
圖8-2-1 概率轉盤示意圖
主觀概率的概率分布與客觀概率分布一樣,有離散型和連續型兩種。對於連續型分布,常見的是正態分布和均勻分布。獲取主觀概率估計值除了依據分析者的主觀判斷外,可藉助概率轉盤法。概率轉盤是一種具有黑、白兩個扇形的圓盤。圓盤中心有一根可旋轉的指針,該指針可任意旋轉,可位於轉盤內任意扇區內。不同顏色扇區面積大小可根據需要任意調節,如圖8-2-1所示。
三、地質環境事故危險性評估方法
為方便敘述,在此將地質災害與環境地質問題的發生統稱為地質環境事故。正如上述,由於崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等地質災害事故發生的概率定量計算或預測是比較困難的,而只能根據專業知識和地質條件對發生的危險性(度)進行評估,危險性的評估理論方法也比較成熟。這類風險可以表示為
地質環境事故風險度(Risk)=事故發生危險度(Hazard)×造成的損失(Loss)
或數學表達式為
城市地質環境風險經濟學評價
式(8-2-1)中,R為風險度(Risk),它是一個可能包含人員傷亡、經濟財產損失等在內的一個數字,單位可能比較復雜,如人、萬元等;H為事故發生危險度(Hazard),它是一個在0~1之間的數字,沒有量綱;L為事故發生造成的損失(Loss),它是一個與風險度相似的物理量或指標,可能包含人員傷亡、經濟財產損失等在內,單位可能是人、萬元等。
因此,本文將地質環境事故危險性定義為「地質環境事故發生容易程度,即相當於地質災害或環境地質問題易發性」。表示地質環境事故危險性的參數稱為「危險度H」,H是一個在0~1之間的數字,沒有量綱。
下面介紹地質環境事故危險度的評估計算方法。
假設某地區j單元(或某地帶或地段或地塊)的地質環境事故易發性為Ej,而某地質環境事故最不容易發生時的易發性值為Em,則該地區j單元(或某地帶或地段或地塊)的地質環境事故危險度表示為
城市地質環境風險經濟學評價
根據筆者測算,對於滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷這幾種事故,Em值可分別取50、130、40和25。
根據《城市環境地質調查評價規范》(送審稿)[179],地質災害(滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷)易發性E,再結合本文提出的(8-2-2)式,危險度計算方法如下。
1.滑坡危險度計算
根據滑坡形成的地層岩性、斜坡結構類型、坡度、降雨量、新構造活動與地震、坡高、人類工程活動和斜坡變形破壞特徵等8項影響因素(表8-2-1)進行滑坡易發程度綜合評判。
城市地質環境風險經濟學評價
式(8-2-3)中,xi為滑坡易發的影響因素;ai為xi的權重;ai值的大小和xi的得分如表8-2-1所示。
根據(8-2-2)式,滑坡危險度或相對概率為
城市地質環境風險經濟學評價
若要根據E滑值大小進行滑坡易發性分區,可按以下E滑值大小分為四級(區):
城市地質環境風險經濟學評價
表8-2-1 滑坡易發程度量化評分表
2.泥石流危險度計算
根據溝谷泥石流形成的15項影響因素(表8-2-2)對泥石流溝易發程度進行綜合評判。
城市地質環境風險經濟學評價
式(8-2-5)中,xi為泥石流易發的影響因素,xi的得分見表8-2-2。根據(8-2-2)式,泥石流危險度或相對概率為
城市地質環境風險經濟學評價
若要根據E泥值大小進行泥石流易發性分區,可按以下E滑值大小分為四級(區):
E泥≥114:高易發泥石流溝;E泥=84-114:中易發泥石流溝
E泥=40-84:低易發泥石流溝;E泥<40:不易發(非泥石流溝)
表8-2-2 溝谷泥石流易發程度數量化評分表
續表
3.崩塌危險度計算
根據崩塌形成的坡度、地層岩性與岩土體結構、地質構造、新構造活動與地震、人類工程活動、坡高、降雨,崩塌發生規模與發生頻率等8項影響因素(表8-2-3)進行崩塌易發程度綜合評判。
城市地質環境風險經濟學評價
式(8-2-7)中,xi為崩塌易發的影響因素,ai為xi的權重,ai值的大小和xi的得分見表8-2-3。
表8-2-3 崩塌易發程度數量化評分表
續表
根據(8-2-2)式,崩塌危險度或相對概率為
城市地質環境風險經濟學評價
若要根據E崩值大小進行崩塌易發性分區,可按以下E崩值大小分為四級(區):
E崩>23:崩塌高易發區;E崩=20~23:崩塌中易發區
E崩=13~20:崩塌低易發區;E崩<13:崩塌不易發區
4.岩溶塌陷危險度計算
岩溶塌陷易發程度判別式:
城市地質環境風險經濟學評價
式(8-2-9)中,K為岩溶發育程度;S為覆蓋層岩性結構;H為覆蓋層厚度,m;W為岩溶地下水位,m;F為岩溶地下水徑流條件;G為地貌。
岩溶塌陷形成影響因素K、S、H、W、F、G的賦值大小見表8-2-4和表8-2-5。
根據(8-2-2)式,岩溶塌陷危險度或相對概率為
城市地質環境風險經濟學評價
若要根據E陷值大小進行岩溶塌陷易發性分區,可按以下E陷值大小分為四級(區):
E陷≥17:塌陷高易發區;E陷=13~16:塌陷中易發區
E陷=9-12:塌陷低易發區;E陷≤8:塌陷不易發區
表8-2-4 岩溶塌陷易發程度數量化評分表
表8-2-5 碳酸鹽岩岩溶發育程度分級標志
5.地下水污染危險性評估
地下水污染的危險性,可以用地下水脆弱性或地下水防污性能來評估,評估方法可以根據評價區的實際情況,選擇DRISTIC法或其他方法,當然危險性的表達指標「危險度」的計算要經過適當的變通。在這里推薦一種適合於平原地區的地下水污染危險性的評價方法。
通過對大量國內外資料[110~114、140~149]分析,地下水防污性能主要影響因子主要為地下水埋深、包氣帶岩性及其厚度、含水層厚度。包氣帶土層的防污性能主要表現為包氣帶黏性土層阻隔能力。換句話說,在進行范圍不大的平原地區地下水防污性能評價時,以包氣帶黏性土層污染防護性能為主要控制因素進行評價即可。
根據試驗研究結果[111]及其他研究成果[111~114、116],歸納總結得出粘土、粉砂質粘土和膠泥土等各種土層不同厚度所對應的污染防護性能如表8-2-6所示。
表8-2-6 粘土、粉砂質粘土和膠泥土不同厚度所對應的污染防護性能[111]
表8-2-6表明,如果某地區地下水含水層之上的粘土、粉砂質粘土或膠泥土層累計厚度hm分別達到16.5m、21.0m、5.0m時,如果沒有影響此厚度變化的人類活動(如開挖深坑、鑽井等),則地面的「三廢」不會污染其下的地下水。若厚度小於這些值,其污染的危險性由各類土的具體厚度h決定,污染危險度H計算方法為
式(8-2-11)中,H為地下水受污染危險度;h為地下水含水層之上的粘土、粉砂質粘土或膠泥土層的累計厚度,當其分別等於或超過16.5m、21.0m、5.0m時,H=1;,hm為地下水含水層之上的粘土、粉砂質粘土或膠泥土層累計厚度分別對應的16.5m、21.0m、5.0m值。
如結合地下水的水量和質量,便可以評價地下水的污染風險。結合表8-2-6的參數值,可對地下水污染風險進行評價分區。
❿ 年上半年全國地質災害災情及下半年地質災害趨勢預測
國土資源部通報 2011 年第 40 期
2011 年上半年全國地質災害發生數量大,人員傷亡相對較少,經濟損失較嚴重。6月份地質災害加重,原因是1 ~5月全國大部分地區偏旱,而6月出現旱澇急轉,致使東南、西南、華東地區受災嚴重。2011 年下半年防災形勢嚴峻,7 ~ 9月份是地質災害的高發期,特別是極端天氣事件誘發突發性地質災害的可能性很大;10 ~ 12月雖然是地質災害的低發期,仍然會有突發地質災害。預測下半年地質災害重災地區可能主要在東南、中南、西南等地區。汶川地震影響區、三峽庫區地質災害的危險性較高,需要重視。同時應高度重視台風 (熱帶風暴)帶來的強降雨對東南沿海地區的影響。
一、地質災害災情
(一)2011 年 1 ~6月總體災情
2011 年 1 ~ 6月全國共發生地質災害 10710 起,其中滑坡 8495 起、崩塌 1355起、泥石流608 起、地面塌陷183 起、地裂縫60 起、地面沉降9 起; 造成人員傷亡的地質災害 50 起,97 人死亡、13 人失蹤,49 人受傷; 直接經濟損失 9.39 億元。與去年同期相比,發生數量、造成的死亡失蹤人數和直接經濟損失均減少 (表 1)。
表 1 2011 年 1 ~6月與去年同期地質災害基本情況對比表
1 ~ 6月全國共成功預報地質災害 156 起,避免人員傷亡 4674 人,避免直接經濟損失 2.69 億元。
1 ~ 6月地質災害分布在 26 個省 (區、市)。按發生數量由多到少依次是湖南、江西和浙江等 (表2); 按造成的人員死亡失蹤人數依次由多到少是廣西、湖北和山西等 (表3); 按造成的直接經濟損失由大到小依次是甘肅、湖南和湖北等 (表 4)。
表 2 2011 年 1 ~6月各省地質災害發生數量統計表 單位: 起
表 3 2011 年 1 ~6月地質災害造成死亡失蹤人數統計表 單位: 人
表 4 2011 年 1 ~6月地質災害造成直接經濟損失統計表 單位: 萬元
(二)6月災情
6月全國共發生地質災害 10268 起,其中滑坡 8327 起、崩塌 1208 起、泥石流588 起、地面塌陷 86 起、地裂縫 53 起、地面沉降 6 起; 造成人員傷亡的地質災害32 起,49 人死亡、10 人失蹤、24 人受傷; 直接經濟損失 4.22 億元。與去年同期相比,發生數量、造成的死亡失蹤人數和直接經濟損失均減少 (表 5)。受災較重的省份是湖南、湖北、福建、江西、安徽、浙江等。
6月全國共成功預報地質災害 140 起,避免人員傷亡 3007 人,避免直接經濟損失 6369 萬元。
表 5 2011 年 6月與去年同期地質災害基本情況對比表
二、1 ~6月地質災害特點
(一)多年同期相比人員傷亡最少、經濟損失較嚴重
與 2005 年以來多年同期相比,2011 年 1 ~6月地質災害發生數量排第二位,低於 2010 年 (19563 起); 因災造成死亡失蹤人數為歷年最少 (108 人); 因災造成直接經濟損失排第四位,低於 2010 年 (18.7 億元)、2006 年 (16.7 億元)、2005年 (15.7 億元)。2011 年 1 ~6月,全國地質災害發生數量大,人員傷亡相對較少,這得力於地方黨委、政府高度的重視,採取了各種有效措施落實地質災害防治責任和加強監測預警等工作,其中地質災害應急演練起到了重要的作用。
(二)年內相比,1 ~5月災情偏輕,6月加重
1 ~ 5月全國發 生 地質災害 442 起、死 亡 失 蹤 人數 51 人、直接 經 濟 損失51719.8 萬元。而 6月發 生 地質災害 10268 起、死 亡 失 蹤 59 人、直接 經 濟 損失42229.8 萬元,分別占上半年發生數量的 96% 、死亡失蹤人數的 54% 和直接經濟損失的 45%。原因是 1 ~5月全國大部分地區偏旱,造成地表土體開裂,一旦遇水極易引發地質災害; 而 6月出現旱澇急轉,南方遭遇幾次強降雨,致使湖南、湖北、福建、江西、安徽、浙江受災嚴重。尤其是湖南,發生地質災害 8727 起,占當月全國總數的 85%。
三、重大地質災害實例
(一)2011 年 3月2日,甘肅省臨夏州東鄉縣縣城撒爾塔廣場發生一起滑坡,滑坡體規模 18 萬立方米,造成直接經濟損失達 44300 萬元。
(二)2011 年 5月9日,桂林市全州縣鹹水鄉洛家村委廣坑漕採石場降雨引發大型滑坡,規模 20 萬立方米,造成 22 人死亡、1 人受傷、直接經濟損失 350 萬元。
(三)2011 年 6月10日,湖南省桃江縣馬跡堂鎮月形灣村張公塘組發生滑坡,造成 8 人死亡。
(四)2011 年 6月26日,山西省代縣新高鄉白峪里村小東溝發生滑坡,規模52200 立方米,造成 9 人死亡,4 人受傷。
四、下半年地質災害趨勢預測
根據地質災害多年發生規律,7 ~ 9月份是地質災害的高發期,防災減災形勢將更加嚴峻,特別是極端天氣事件誘發滑坡、泥石流等突發性地質災害的可能性很大,需要嚴加防範群死群傷災害事件; 10 ~ 12月雖然是地質災害的低發期,仍要重視做好地質災害防治工作,不可掉以輕心。遭遇數十年一遇旱災的南方地區,持續乾旱造成岩土體鬆散開裂,一旦遭遇強降雨,發生崩塌、滑坡和泥石流地質災害的概率將會明顯增加。另外,要十分注意防範水利水電、鐵路公路等在建工程以及采礦、削坡建房等人類工程活動引發的地質災害。
預測下半年地質災害重災地區可能主要在四川、雲南、貴州、重慶、湖南等省(市)部分山地丘陵區,尤其要注意汶川地震強烈影響區,其次是福建、浙江、江西、安徽、廣東、廣西、陝西、甘肅和山西等山區。要進一步加強三峽庫區由於水位消漲、降雨等因素所引發地質災害的防範,高度重視台風 (熱帶風暴)帶來的強降雨對東南沿海地區的影響。
國土資源部
二〇一一年七月六日