地质灾害研究成果

A. 国内外地质灾害风险研究开展情况

一、国外地质灾害风险研究概述

区域地质灾害风险评估是以区域地质灾害为研究对象，以地质灾害的区域危险性空间分布规律和承灾体的易损性评估为主要研究内容，是建立地质灾害区域空间预警系统工程的必要环节，主要为制定合理的防灾减灾决策和区域土地规划政策及为减灾防灾管理服务。

自20世纪60年代末或70年代初就开始了以滑坡灾害为主体的地质灾害危险性区划研究，如：60年代末，美国西部多滑坡的加利福尼亚州的滑坡敏感性预测区划及县行政级别的斜坡土地使用立法研究；70年代法国提出的斜坡地质灾害危险性分区系统（ZERMOS）等。进入80年代，世界许多国家和地区都开始了区域地质灾害危险性分区及预测问题研究，如意大利、瑞士、美国、法国、澳大利亚、西班牙、新西兰、印度等。从90年代起，为了推进广泛的国际协调与合作，联合国在1987年通过决议，确定在20世纪最后十年开展“国际减轻自然灾害十年”活动。1991年，联合国国际减灾十年（IDNDR）科技委员会提出了《国际减轻自然灾害十年的灾害预防、减少、减轻和环境保护纲要方案与目标》（PREEMPT），在规划的三项任务中的第一项就是进行灾害评估，提出：“各个国家对自然灾害进行评估，即评估危险性和易损性。主要包括：①总体上哪些自然灾害具有易损性；②对每一种灾害威胁的地理分布和发生间隔及影响程度进行评估；③估计评估最重要的人口和资源集中点的易损性。”把自然灾害评估纳入实现减灾目标的重要措施。围绕国际减灾十年计划行动，北美及欧洲许多国家在已有地质灾害危险性分区研究基础上，开展了地质灾害危险性与土地使用立法的风险评估研究，把原来单纯的地质灾害危险性研究拓展到了综合减灾的系统研究。

美国于1970年开始，对加利福尼亚州的地震、滑坡等10种自然灾害进行了风险评估，1973年完成，得出1970～2000年加利福尼亚州10种自然灾害可能造成的损失为550亿美元。与此同时，由美国地调局和住房与城市发展部的政策发展与研究办公室，联合支持对洪水、地震、台风、风暴潮、海啸、龙卷风、滑坡、强风、膨胀土等9种自然灾害进行预测评估，对美国各县发生的灾害建立了一套预测模型，估算9种灾害到2000年的期望损失。美国组成了一个由10位成员组成的专门委员会，制定了减灾十年计划，把自然灾害评估列为研究的重要内容，要求开展单类的或者综合的灾害风险评估工作。日本、英国等一些国家近年来也陆续开展了地震、洪水、海啸、泥石流、滑坡等灾害风险分析或灾害评估，并把有关成果作为确定减灾责任与实施救助的重要依据。

瑞士是世界上开展地质灾害风险区划研究十分成功的国家之一。为了确保农业用地、建筑用地的安全，预防自然灾害的损失，瑞士联邦政府1979年从立法的高度提出：“在保障国家土地完整性和协调发展的前提下实现土地的合理使用”，并颁布了联邦政府土地管理法（Loi Fédéral sur l’Aménagement Territoire），该法律第22条规定：“各州需要调查并确定处于受自然动力严重威胁的土地范围”。以联邦政府法律为依据，各州政府制定了相应的州政府法律。如沃州（Vaud）1987年制定的土地管理法律第89条规定：“受自然灾害，如雪崩、滑坡、崩塌、洪水威胁的土地，在未得到专家评估、充分论证或危险排除之前，禁止在灾害危险区进行任何建筑活动”。随后制订计划并开展了1∶25000比例尺的斜坡地质灾害风险区划图和1∶10000比例尺危险性区划图的编制和研究工作。瑞士已形成了以国家宪法为指导、州制定具体法、县级政府必须实施的灾害风险评估与预防体系。灾害高危险区域内的建筑一方面属于违法，另一方面作为高风险财产范畴，保险公司绝对拒绝接纳灾害高危险区的财产保险业务，从而保证了瑞士全国范围内对自然灾害的最有效控制。瑞士灾害的风险区划不仅直接服务于建筑规划、政府决策，而且也间接服务于社会保障系统。虽然瑞士是世界上滑坡、崩塌等地质灾害最严重的国家之一，无论是最后一次冰川作用以来，还是近一、二百年以来，瑞士都发生过较为重大的滑坡灾害事件（Flims、Elm、Handa等特大滑坡事件），但由于得益于全国灾害风险区划体系，使其近二、三十年来的灾害损失却是世界上较少的国家之一。

法国是洪水、滑坡、崩塌、雪崩等灾害较为严重的国家之一，早在20世纪70年代就开始全国范围的自然灾害危险性区划研究，区划图直接服务于减灾和防灾工作，从而最大限度地减少了自然灾害的损失。法国在1977年制定的城市发展规划法（Code del’Urbanisme）规定：洪水、水土流失、滑坡、雪崩等灾害危险区的建筑必须受到严格限制。1981年该规划法对自然灾害易发区的土地使用方法又作了具体限制，例如，滑坡灾害危险区分为两类，一类是建筑活动必须禁止的严重危险区，另一类是必须经过充分论证方可从事建筑活动的较危险区。1982年，法国又颁布了自然灾害防治法，并制定了洪水、雪崩、滑坡和地震四种主要自然灾害防治计划。为了进一步预测和尽可能减少灾害所造成的损失，根据该防治计划编制了灾害易发区危险性区划图，包括红色区域（高危险性区）、白色区域（以一种灾害为主的危险区）、蓝色区域（虽然有灾害，但可以预防）。在红色区域，一切新开工的建筑活动是绝对禁止的，而在蓝色区域，进行建筑需要提供充分的论证及灾害后果可靠性评估报告，如果五年之内不采取相关防治措施，财产保险公司可以对建筑方因自然灾害所造成的人员伤亡和财产损失不予赔偿。到1989年，根据全法国的灾害危险性区划结果，法国共有 15600个乡镇受到洪水、雪崩、滑坡和地震四种主要自然灾害的威胁，约占全国乡镇总数的三分之一。由于采取了灾害区划及相应的防治措施，法国的灾害损失得到了有效的控制。

二、国内地质灾害风险研究概述

近20年来，国家十分重视减灾工作，如《中国21世纪议程》关于防灾减灾行动指出：“开展全国自然灾害的风险分析，包括风险辨识、风险估算、风险评估三个部分”。这表明我国已把灾害风险评估作为防灾减灾建设的重要内容，并将之纳入国家可持续发展体系。大多数地方的21世纪议程都把防灾减灾作为可持续发展能力建设的重要任务之一，提出了灾害风险评估行动方案。在我国研究比较系统深入的灾害风险评估是地震灾害。其代表性的工作成果是由国家地震局先后完成的三代《中国地震烈度区划图及使用规定》。该图在对全国区域地震危险性评估基础上，确定了不同地区一般场地条件下在未来一定期限内可能遭遇超越概率为10%的烈度值，即地震基本烈度。综合性自然灾害风险研究也取得了一些研究成果。例如，黄崇福等用模糊集方法建立了城市地震灾害风险评估的数学模型。水利、农林、气象等部门的一些专家分别开展了一些区域性的洪水灾害、森林火灾、台风灾害等风险分析或灾情预测评估研究，编制了风险图，提出了灾情评估或风险评估的方法和技术。虽然这些工作还不够深入和系统，但对指导行业减灾、提高灾害风险管理水平发挥了积极的作用。

我国地质灾害管理工作，自1999年国土资源部发布《地质灾害防治管理办法》，标志着我国地质灾害防治工作逐步走向法制化轨道，为进一步贯彻落实好《地质灾害防治管理办法》，从源头上抓好地质灾害防治，国土资源部发布了《关于实行建设用地地质灾害危险性评估的通知》。通过几年的管理实践，以及适应全社会减灾防灾的需要，2004年3月1日，国务院正式发布《地质灾害防治条例》，使我国地质灾害防治工作有了法律保证。该《条例》规定，在地质灾害易发区内进行工程建设应当在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估，并将评估结果作为可行性研究报告的组成部分；明确要求“在编制地质灾害易发区内的城市总体规划、村庄和集镇规划时，应当对规划区进行地质灾害危险性评估”。明确了评估的主要地质灾害种类，包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降。随着我国地质灾害风险评估和灾害防治管理向科学化、法制化方向的逐步发展，我国土地资源的合理与安全使用得到进一步优化，为控制和减少人为诱发的地质灾害起到了重要的作用。

我国地质灾害的风险评估（价）研究工作自20世纪90年代开始兴起，在这一领域的研究中，已经取得了较为丰富的成果，为减灾管理发挥了重要作用。例如，苏经宇（1993）提出了判别泥石流危险性分布的标志和方法。刘希林等（1988）对区域泥石流风险评估进行了研究，给出了区域泥石流危险性评估的8个指标和人与财产的易损性计算公式，并提出了判断泥石流危险性程度和评估泥石流泛滥堆积范围的统计模型，对云南和四川省泥石流灾害风险进行了评估。张梁（1994）等根据环境经济学理论，初步论证了地质灾害的属性特征和风险评估的经济分析方法。张业成（1995）对云南省东川市泥石流灾害进行了风险分析。张梁、张业成、罗元华及殷坤龙、晏同珍等对滑坡灾害危险性和斜坡不稳定性的空间预测与区划进行了系统研究，先后提出了定量评估的信息分析模型、多因素回归分析模型、判别分析模型等，并对秦巴山区和三峡库区滑坡灾害进行了危险性分析与区划。朱良峰（2002）等研究开发了基于GIS的区域地质灾害风险分析系统，对全国范围的滑坡泥石流灾害进行了危险性分析、易损性分析和最终的风险分析。殷坤龙等经过多年研究，开发出MapGIS的滑坡灾害风险分析系统（IASLH）。在该系统中，提出了滑坡灾害危险性分析的信息量模型。该模型根据滑坡分布信息与各滑坡影响因素之间的关系，计算出产生滑坡的信息量，据此，进行滑坡危险性区划，并应用IASLH系统对中国汉江流域旬阳地区的滑坡灾害以及中国滑坡灾害进行了评估。

当前，地质灾害风险研究正处于方兴未艾之时，今后将得到更加迅速的发展，其研究内容将更加广泛，理论方法更加丰富、先进。可以预见，不久的将来，它将成为一项具有完善理论和技术方法的新兴领域。其基本趋势是：向着评估定量化、综合化、管理空间化的方向发展。主要表现为：

（1）从历史与现状分析趋向预测与研究相结合；

（2）从个体分析趋向个体与区域研究相结合；

（3）从定性分析趋向定量化评估；

（4）从单项要素分析趋向综合要素评估；

（5）从单纯的风险评估理论研究发展为风险评估与减灾管理相结合，风险评估与防治相结合，风险评估的目的是为了服务于社会经济建设和减灾管理；

（6）以GIS空间化技术为支撑的多因素信息模型化评估与空间化管理空前发展，将逐步取代传统的调查统计和手工制图，并向网络技术化发展；

（7）研究理论与方法趋向于内容更丰富，形成多学科的融合与交叉，特别是与社会学紧密相结合。

尽管经过20多年的发展，国内外的地质灾害风险研究与评估在理论和实践方面都取得了较为丰富的成果，然而还未形成系统完善的理论与方法体系，也没有统一的评估标准，国内在这一领域的研究还很薄弱,地质灾害的各专业灾害评估仍处于日益深入的探讨和总结过程。主要存在的问题包括：

（1）目前滑坡泥石流灾害破坏损失只考虑了直接的经济损失，对其间接经济损失评估方法的研究很少；

（2）现有的滑坡泥石流灾害风险评估框架与指标体系的目标和构成都不够明确，指标体系不够完整，各分析层面之间的逻辑关系，不同的学者有不同的表述，缺乏普遍共识的评估框架体系；

（3）对于滑坡泥石流灾害的风险可接受水平的研究非常薄弱，没有令人信服的标准体系；

（4）滑坡泥石流灾害风险评估理论和方法还不完善；

（5）滑坡泥石流灾害风险评估中的易损性分析还是一个相当薄弱的环节。在易损性分析中，一般仅考虑了滑坡泥石流灾害的历史灾情中的人员伤亡，而对历史灾情中的经济财产和资源环境的损失很少予以考虑。

B. 地质灾害风险评估方法研究进展

一、评估方法的分类及适用性

对基于的滑坡危险性评估方法分类和评述可参见Soeters和Van Westen（1996）、Carrara等（1995，1999）、Guzzetti等（1999），Aleotti和Chowry（1999）和Van Westen（2000）发表的文章。一致认为评估方法可分为4类：

（1）基于滑坡编目的概率方法；

（2）启发式方法（直接方法——地貌填图，或间接方法——定性图的结合）；

（3）统计方法（双变量或多变量统计）；

（4）确定性方法（Soeters和Van Westen，1996）。有关滑坡风险评估方面的出版物不多，但最近有一些关于滑坡风险评估的综述出版物值得称赞，如Cruden和Fell（1997）、Guzzetti（2000）、Dai等（2002）的文章以及Lee和Jone（2004）出版的教科书。根据澳大利亚岩土力学协会滑坡风险管理分委会提出的分类方法是基于定量化水平分为以下三种：

（1）定性方法（以定性术语表示概率和损失）；

（2）半定量方法（指标性概率和定性术语）；

（3）定量方法（概率和损失的定量化）。

总的来说，滑坡空间分析方法可以分为两大类：一是定性方法，包括滑坡编目和启发式方法；二是定量方法，包括统计概率预测和基于过程的数值模拟方法。根据Soeters和van Westen（1996）的研究，将不同尺度的滑坡空间分析所适用的方法加以概括（表2-8）。将滑坡危险性的4种方法与3种风险评估方法进行组合，便可以获得适用于中比例尺（1∶10000～1∶50000）的多种有用的方法（表2-9）。

表2-8 不同尺度滑坡灾害空间分析建议方法

表2-9 中比例尺基于GIS滑坡风险区划的评估方法和特定组合的有用性

注：0：危险性评估方法不适合风险评估方法；1：有用性中等的组合，危险性评估方法不太适合于风险评估方法；2：有用性高的组合，危险性方法可能是用于风险评估的最好方法，但这取决于数据的可得性（如历史滑坡记录）；3：最有用的组合，在可得的输入数据条件下会得出最好的风险评估结果。

如果在滑坡编目中有滑坡发生的时间和规模方面的信息可以利用的话，就可以估计一定地点特定时间给定规模的滑坡发生概率。滑坡编目的另一用途是对滑坡危险性分析的结果进行验证和校正。因此，最好将滑坡编目数据分成两组，一组用于滑坡分析，另一组用于验证（Chung和Fabbri，1999）。这往往是一个最基本的、但往往被忽视的问题。应投入较大的资源进行高质量的滑坡编目，以保证获得可靠的空间分析数据。

启发式方法基于对当地有关滑坡的认识和专家的判断。这种方法还使用空间信息解释滑坡的发生。通常这样的信息包括地形、水文、地质、岩土、地貌、植被以及土地利用等信息。通过野外调查和航片的解译获得这些信息。不同专家对于环境因子对滑坡的影响判断是不同的，主要取决于他（们）对滑坡的认识和经验。这种判断的主观性以及没有确定的标准使得启发式方法具有明显的缺陷。然而，如果专家对其所研究的滑坡机制有深入的了解，并对研究区进行过详细调查研究，使用这种评估方法得出的结果还是比较准确的和适用的，特别是对滑坡敏感性的首次估计。启发式方法适用于定性和半定量风险评估，可以用有限经费编制出较大面积的可靠的滑坡图，当然，这些工作要由专家来做才行。

与定性方法不同的是，定量方法主要基于客观准则进行评估，从理论上来讲，使用大致相同的数据会得出比较一致的结果。定量方法中统计方法应用的最普遍。利用多元回归或判别分析，将环境因子（如地质、地貌、土壤、地形、水文、植被等）分布图与滑坡编目图（发生地点）进行空间统计计算，得到滑坡危险性图。或者通过概率预测模型（如贝叶斯概率法和模糊逻辑法）也可以计算得出滑坡危险性图。滑坡危险性图是静态的，没有考虑气象条件的变化、流域汇水条件的变化和人类对环境条件的影响。统计方法非常适用于空间概率的评估，但在评估时间概率或未来环境变化效应时存在问题。如果与不同触发事件的滑坡编目图结合，可能是在较大范围地区进行定量风险评估的最好方法。

另一类定量方法是基于过程的模型方法。这类模型将地形属性（如坡度、曲度、坡向、距河道的距离、汇水面积等）与水文特征（土壤饱和度、渗透性和水力传导性等）相结合，以获得有关土壤岩土性质（如凝聚力、内摩擦角、比重），从而进行坡体稳定性分析。主要可利用的模型是无限坡法，如由Montgomery和Dietrich（1994）开发的SHALSTAB模型，该模型在美国许多地区和巴西里约热内卢得到了广泛的应用。最近由Günther等（2002）开发的数字电影模拟方法也用于滑坡空间分析上。

对于定量风险评估，基于滑坡编目的概率方法通常是最好的方法（假设条件是过去发生的滑坡事件是未来发生滑坡的指示）。然而，这种方法需要相当完整的历史滑坡记录。在因气候变化导致环境发生巨大变化的地区，滑坡频率将发生显著变化，该方法不适用于这类地区。一般来讲，滑坡风险定量评估的最好选择是应用确定性滑坡稳定模型，与山坡水文条件动态模型相结合。这需要覆盖大面积地区的大量数据，并且要对滑坡类型和滑坡深度进行很大程度的简化。

二、评估方法的进展

1.滑坡编目方法的进展

世界上只有极少数的地方建立了过去50～100年的完整的历史滑坡记录。在一些国家建立国家滑坡编目数据库，有时可以通过互联网获取数据库中的信息。其中最好的数据库包括意大利、中国香港、瑞士、法国、加拿大和哥伦比亚。可以利用这些数据进行滑坡危险性概率评估，这是定量风险评估的基础。根据Crovelli（2000），通常利用历史滑坡数据进行滑坡危险性评估的适用概率模型有两类：连续时间模型和离散时间模型。例如Coe等（2004a,b）将西雅图市（1909～1999）历史滑坡数据库有关信息输入到泊松模型中，据此估计出单体滑坡未来发生概率；还利用双峰概率模型估计了滑坡群年发生概率。这些成果图显示出未来可能发生的滑坡密度、平均重现期和超越概率。

香港是另一个具有相当丰富信息的滑坡数据库的典范。使用了将概率方法和启发式调整因素相结合的方法，利用该数据库的详细信息，估计了切坡失稳的年概率（Finlay等，1997）。历史滑坡记录还被用于计算滑坡触发事件（如降雨和地震）的概率。新西兰是这类分析研究的理想场所，确定了不同降雨强度下降雨临界值和滑坡概率（Glade，1997；Crozier和Glade，1999）。估计未来滑坡事件的频率和规模是必不可少的工作，最好在任何重大灾难性事件（地震、暴雨和飓风等）发生后，地貌学家应立即开展滑坡现象的编目以及不同承灾体损失调查。

2.启发式方法的进展

许多国家和地区实施的定性风险评估程序采用了启发式方法。例如美国加州（Blake等，2002）、新西兰（Glassey等，2003），澳大利亚（AGSO，2001；Michael—Leiba等，2003）、法国（Flageollet，1989）和瑞士（Lateltin，1997）。在澳大利亚国家地质灾害易损性的城市社区项目（或城市项目）是一项有关分析和评估包括滑坡在内的地质灾害对城市构成风险的计划，所使用的方法绝大多数是基于专家或地貌的启发式方法（AGSO，2001）。大区域的滑坡风险定量评估通常是一项艰巨的任务，因为计算整个地区的滑坡强度和频率是非常困难的事情，即便是借助GIS先进手段也是如此。在实践中，通常使用简化的定性评估程序，就像瑞士的做法一样（Lateltin，1997）（图2-1）。

地质灾害风险评估理论与实践

图2-1 瑞士水与地质联邦办公室采用的滑坡风险评估简化方案

注：表格中E为动能；V为滑坡速度；M为潜在物源物质的厚度；H为泥石流的高度。在这种方法中，没有根据滑坡发生的概率对滑坡事件做进一步的划分。

基于专家经验的定性方法将评估地区划分为几类风险地区：即“非常高”、“高”、“中等”、“低”、“非常低”的不同等级的风险地区。建议要对这些不同等级的风险说明实际应用的含义。例如，在非常高的风险地区，需要物理和非物理治理措施，必须限制更多的基础设施建设等。澳大利亚岩土力学协会滑坡风险分委会发布了有关财产滑坡风险评估的术语和方法指南，该指南综合考虑了滑坡发生的可能性及其可能的后果（与图3-1的方法相似），使用的方法适用于GIS环境的空间分析。

由于GIS技术的普遍应用，越来越多地使用了间接性的敏感性编图方法，而有关利用GIS的专家启发式的地貌编图或指数叠加编图方法（如Barredo等，2000； Van Westen等，2000）方面的出版物越来越少。 如上所述， 目前有关滑坡的数据库的不完善和数据标准的不统一，以及滑坡敏感性、危险性和风险性评估中存在的诸多困难，都需要专家的经验和知识开展滑坡风险评估和区划研究。特别是将地貌学家的启发式推理与计算机辅助模拟相结合的专家模型用以滑坡风险评估。美国开发的SMORPH模型便是这类模型的代表。该模型根据地形坡度和曲度将山坡划分为高、中、低不同的滑坡危险性等级。

风险编图将会从问题导向方法中受益匪浅，如可以仅选择那些已知的、造成破坏的滑坡失稳类型来确定风险影响因素。

3.统计方法的进展

地理信息系统（GIS）非常适用于间接的滑坡敏感性编图。可利用GIS的数据整合技术将使所有可能影响滑坡的地形要素与滑坡编目图结合起来（Van Westen，1993；Bonham Carte，1996；Chung和Fabbri，1999）。Chung和Fabbri（1999）开发出基于预测模拟的统计程序，将有利函数应用于每个参数上。使用该统计方法，可将地形单元或网格元调整为代表某特定滑坡类型未来发生概率的新数值。

值得注意的是，如何在滑坡敏感性统计评估中确定基础编图单元。从DEM中自动生成地形单元分类是主要的挑战之一。Chuang等（1995）定义了“唯一条件多变形”的概念，以此作为统计分析的基础单元对参数输入层进行叠加。M ller等（2001）定义并描述了利用GIS从DEM中生成的“土壤力学响应单元”（SMRU）的概念。以此作为基础单元，将启发式方法与土壤力学方法相结合对德国Rheinhessen地区进行了滑坡危险性评估。Juang等（1992）、Davis和Keller（1997）、Binaghi 等（1998）、Ercanoglu和Gokceoglu（2001）以及Gorsevski等（2003）综合运用了模糊学方法，进行了基于GIS的滑坡危险性评估。

采用实证权重模拟的双变量统计分析一直被广泛应用。该方法可以灵活地测试用于滑坡敏感性分析的输入因素的重要性，并可作为基于专家编图的辅助工具（Lee等，2002；Suzen和Doyuran，2003；Van Westen等，2003）。多变量统计分析也很重要，也是被广泛应用的方法（Carrara等，1999；Santacana等，2003）。根据最近的文献，目前最受欢迎的新的滑坡危险性统计方法是逻辑回归和人工神经网络（ANN）（如Chung等，1995；Rowbotham和Dudycha，1998；Ohlmacher和Davis，2003；Dai和Lee，2003）。ANN为输入层和输出层之间提供了一种转换机制，需要借助MATLAB系统完成有关计算。

用于滑坡风险评估的统计方法存在一些缺陷。一是简化了滑坡影响因素，仅考虑那些容易进行编图的因素或可以从DEM中生成的参数。二是关系到使用的统计方法的假设条件——在相似的环境组合条件下发生滑坡的可能性大。实际上环境因素在不断发生变化。三是不同滑坡类型有着不同的属性特征，应单独进行分析和评估。实践中因种种困难，难于做到这点。统计模型通常忽视了滑坡的时间方面，不能预测控制条件（如水位波动、土地利用变化和气候变化）的影响。因此，统计模型不能提供全面的时间概率信息，从而使其应用到定量风险评估变得困难。然而，如果能够利用特定时间间隔或特定重现期的滑坡编目图来生成统计关系，就会改进统计方法的评估水平。

近年来有一些关于将统计方法与不同时期滑坡图相结合的研究成果发表。例如，Zêzere等（2004）提出了用于葡萄牙里斯本北部滑坡危险性评估的区域尺度概率统计分析方法。他们基于“唯一条件多变形”这一基础单元，利用逻辑回归方法进行了滑坡危险性分析，得出的预测率曲线被用于滑坡敏感性图的定量解释和分类。由于滑坡与特定重现期的触发降雨事件相关，他们还将时间概率值关联起来。Dai和Lee（2003）在香港的部分地区也开展了类似的研究。然而，上述两个案例研究只开展了滑坡危险性评估，没有开展滑坡的风险评估。目前关于应用统计方法开展滑坡风险评估的研究还很少见。Remonodo等（2004）在西班牙北部进行的风险评估（包括使用过去损失数据进行易损性评估）是为数不多的研究案例之一。

4.确定性和动力模型方法的进展

在确定性分析中，根据斜坡稳定性模型计算的安全系数来确定滑坡危险性。确定性模型提供了滑坡危险性最好的定量信息，可直接用于岩土工程设计或定量风险评估。然而，确定性模型需要大量的输入数据，这些数据需要通过实验室试验和野外测量获得，因此仅能在小范围内使用确定模型。Dietrich等（2001）、Gritzner等（2001）、Chen和Lee（2003）、Van Beek和Van Asch（2003）等研究人员，将确定性模型与降雨诱发的潜层滑坡联系起来，开发出了水文动力模型（模拟孔隙水压力的时间变化）与斜坡稳定性模型耦合的GIS模型，用以定量分析临界孔隙水压力值。由美国森林管理局开发的斜坡稳定性模型也是基于无限斜坡方程。Hammond等（1992）使用了该模型并利用蒙特卡罗模拟器得出斜坡失稳的概率值。Davis和Keller（1997）以及Zhou等（2003）还尝试将蒙特卡罗与模糊方法相结合来确定斜坡失稳概率。

用于地震诱发的滑坡危险分析的确定型方法通常是基于简化的Newmark斜坡稳定性模型，Miles 和Ho（1999）、Luzi等（2000）、Randall等（2000）、Jibson等（2000）在GIS的每个计算单元上应用Newmark斜坡稳定性模型，得出滑坡危险性预测值。Refice和Capolongo（2002）还开展了将蒙特卡罗模拟方法与Newmark斜坡稳定性模型相结合的研究。

Anderson和Howes（1985）使用了完全不同的方法。他们开发出将水文斜坡稳定性模型耦合在内的2D模型（目前为CHASM），用于道路边坡滑坡危险性编图。Van Asch等（1993）和Moon 和Blackstock（2003）也使用了该方法对奥地利西部的Vorarlberg的小型汇水流域以及新西兰惠灵顿市分别开展了滑坡危险性评估。Miller和Sias（1998）使用2维有限元模型模拟非承压地下水的通量，计算了水位高度和大型滑坡不同剖面（采用简化的Bishop分隔方法）的安全系数。

GIS被广泛应用于滑坡活动范围的模拟。Dymond等（1999）开发了不同暴雨事件和土地利用情景下，浅层滑坡及其向河网输送沉积物的、基于GIS的计算机模拟模型。高分辨率的DEM是模型中的主要部分。De Joode和VanSteijn（2003）建立了一个简单又完整的过程模型，用以模拟降雨诱发的滑坡初始滑动、沿剖面的径流、物质传输、侵蚀以及在主要沟谷中的泥石流扩展。在模拟滑坡的流动速度和影响范围时，普遍采用了细胞单元自动生成法（Avolio等2000）。

许多研究人员（如Terlien，1996；Montgomery等，1998；Dietrich等，2001；VanBeek，2002）开展了GIS环境下的确定性动态模拟研究。如果输入气象数据，确定型模型就能够预测斜坡失稳的空间和时间频率。最近研发出的一些模型可以预测斜坡失稳后物质的运移过程并确定出泥石流的影响带（Chen和Lee，2003）。这些信息将直接用于滑坡易损性和风险评估。确定性模型与统计模型相比，其优势是可以预测不同的土地利用情景（目前不存在）下的滑坡危险性变化，还可以预测气候条件变化情景下的滑坡危险性。

然而，确定型模型的参数化方面的限制，使滑坡发生的时空频率及其影响范围的预测的准确性具有许多不确定性。在汇水流域尺度上，仅可对诱发机制较为简单、水文构型简单的滑坡能进行模拟预测。由于滑坡发生的时间和空间分布数据有限，难于进行模型的矫正和有效性检验。在滑坡活动范围和沉积带中物质厚度的分布是重要的模型校正与检验参数（Van Asch等，2004）。

C. 地质灾害调查评价成果

传统的地质灾害调查评价成果的表现形式为调查报告。随着计算机技术的发展，地质灾害调查评价成果逐渐向数字化、信息化方向发展。不同种类、不同阶段地质灾害调查成果的内容不同，通常包括地质灾害历史、现状，活动规律与形成条件，危害区范围、社会经济条件与受灾体分布情况，破坏损失程度，发展趋势预测，防治对策与措施等。

县(市)地质灾害调查与区划的主要成果为:①地质灾害调查与区划报告，主要内容为县(市)社会经济状况、地质环境条件、地质灾害分布与发展特征、易发区划分、主要灾害隐患点危险性和危害性评价及监测预警和防治建议;②地质灾害区划图，成图比例尺寸一般为1∶10万，除圈出不同程度的地质灾害易发区外，还应用专门符号将潜在的和已发生的地质灾害点反映到图上;③地质灾害调查表、有关照片和录像片;④重要地质灾害隐患点防灾预案。

地质灾害危险性评估成果根据评估对象不同，分为规划区地质灾害危险性评估报告、建设用地地质灾害危险性评估报告、矿山地质灾害危险性评估报告。成果内容和要求将在第十章中阐述。

针对具体灾种的专项地质灾害调查评价成果，其内容和要求，由调查评价的目的、阶段，灾害类型及其特征而定。

小结

地质灾害调查与评价的最终目的是为防治地质灾害提供科学依据。应学会根据调查评价的类型、对象、工作程度，选择配置最适宜的技术方法，以取得符合要求的调查评价成果，为地质灾害防治提供切实有效的服务。

复习思考题

1.地质灾害调查评价的主要内容是什么?

2.选择地质灾害调查与评价技术方法的原则是什么?

3.地质灾害调查与评价成果的基本内容是什么?

D. 中国地质灾害防灾减灾需要那方面的地质灾害成果资料

参见网络知道“贵州省地质灾害风险评价系列成果有那些？其应用效果与前景？”

E. 地质灾害调查与评价成果的基本内容是什么

内容：
如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、内岩爆、坑道突水、突泥、容突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化，土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。

F. 地质灾害易发区国内外研究现状

4.1.1 国外现状

由于研究的地域范围不同和对地质环境认识的差异，国内外研究者对地质灾害易发区的理解也有不同。

国外对地质灾害敏感性评价类似我国的地质灾害易发程度评价。美国灾害敏感性评价以地质、地形条件和以往发生的灾害空间分布情况为依据进行评价（Nilsen，1977；Shek，1977；Carrara，1983，Brabb，1984，Brand，1988；Cross，1998等）。美国地质调查局在《美国国家滑坡减灾战略——减少损失的框架》（2003）中认为，可供规划和决策使用的滑坡编目和滑坡敏感度图对全国滑坡多发区是绝对必要的。

欧洲国家在阿尔卑斯山较多地开展了滑坡敏感度和危险性评价，并把评价结果应用于滑坡灾害的减灾管理。意大利P.Aleollt（2000）采用GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘的Piedmont地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的敏感性、危险性及总的风险进行了区划性制图研究。A.Car-rara，M.Cardinali和F.Guzzetti等（1991）利用GIS技术将统计模型应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡敏感性和危险性评估。亚洲国家，如日本、韩国在一些滑坡地质灾害多发区也开展了滑坡敏感度和危险性评价，H.Haruyama和H.Kawakami（1984）利用数学统计理论对日本活火山地区由降雨引起的滑坡灾害进行了敏感性和危险性评价，Saro Lee对韩国的一些地区分别应用多元统计和神经元网络模型进行了滑坡灾害敏感性和危险性评价。一些国家，如澳大利亚直接开展斜坡地质灾害风险评价，其中敏感性和危险性评价是其基础，如M.Michael-leiba等（2000）在澳大利亚的一项城市发展规划项目的斜坡地质灾害研究中，把斜坡灾害的敏感性、危险性、易损性、风险评价作为一体，以GIS软件为技术平台，分别采用平面和三维评价系统，对Cairns地区进行了斜坡地质灾害的敏感性、危险性和风险评价。Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在分析哥伦比亚的Medellin地区滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上，利用GIS技术将两者合成制作了风险评价分区图。

4.1.2 国内现状

进入21世纪以后，在原有研究的基础上，我国在全国范围内有计划地开展了全面的地质灾害调查与防治，积极吸取国际地质灾害防治研究的先进方法，并公布实施了《地质灾害防治条例》，将地质灾害易发区的研究纳入了国家法制的轨道。

1）1999年以来，在全国地质灾害严重区开展了以县（市）为单元的“县（市）地质灾害调查与区划”工作。调查灾种为崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等，截至2005年，共进行了700个县（市）地质灾害的调查与区划工作。中国地质环境监测院已完成545个县（市）信息系统的集成和综合研究。

在各调查县（市），根据野外调查的结果和地质环境资料，结合灾害点和灾害隐患点的密度，划分地质灾害易发区并编制“地质灾害分布与易发区图”是其主要任务之一。《县（市）地质灾害调查与区划实施细则》明确指出“地质灾害易发区”是指容易产生地质灾害的区域。基于地质灾害现状，地质灾害易发区可划分为高易发区、中易发区、低易发区和不易发区四类。

2）从2002年开始，各省陆续开展了分省地质灾害防治规划工作，主要依据1∶50万环境地质调查和县（市）地质灾害调查成果，对省内地质灾害易发区进行了初步划分，22个省编制了分省地质灾害易发区图（1∶50万～1∶200万）。

3）张梁等（2002）将地质灾害易发区表述为地质灾害危险性评估，并认为地质灾害危险性（易发程度）评估就是研究不同地层单元组合、区域地质构造单元特征、地形地貌条件下的区域地质灾害规律，以及气象、人类活动方式条件下的区域地质灾害诱发规律和时间活动规律。前三类因素是决定地质灾害区域分布规律的背景因素组合，这些因素具有空间上的分布规律，而且随时间的变化性极小，属于稳定型的控制因素，是地质灾害易发程度的背景条件。后两类因素属于地质灾害的触发因素，随时间的动态变化较大，它们与背景条件的组合状况决定了地质灾害的时空规律。

4）岑嘉法（2003）认为，地质灾害易发区是指地质环境条件脆弱，具备发生地质灾害条件，容易产生地质灾害的区域。如在地球内动力作用强烈地区（高地震烈度区、活动断裂区、区域构造交会处等）、地球外部营力作用强烈带（如暴雨中心区、河流侵蚀带、岩土体松散分布区等），以及人类工程经济活动剧烈地区（如人口密度大，工业、农业、城镇、交通建设强度大区）等。只要有触发因素，即可产生地质灾害。该区的确定，主要通过较大比例尺的环境地质与灾害综合调查后实际圈定，经济建设与工程安排应尽量避免在易发区内。如果需在易发区内建设，要进行工程项目地质灾害危险性评估工作。对工程建设作出地质灾害现状、工程建设可能诱发或加剧地质灾害的预测和综合评估，并提出地质灾害防治措施对策。现进行的县（市）地质灾害调查与区划，就是要实地圈定地质灾害易发区范围。

5）刘传正等（2003）提出的“潜势度”是某一地区在没有任何降雨、地震、人类活动等情况下发生地质灾害的潜在条件的量化指标，具体是指地质灾害基础因子（地形地貌、地表植被、地层岩性和地质构造）与响应因子的综合表现，并编制了三峡库区地质灾害潜势度、危险度等图。

6）全国山洪灾害防治规划编写组和水利部长江水利委员会进行的山洪灾害易发程度评价，是利用各省（区、市）1∶50万或1∶100万泥石流、滑坡分布图，以泥石流、滑坡的“线密度”和“规模”所反映的“可能成灾点”的多少进行评价，即“可能成灾点”越多，灾害易发程度越高；“可能成灾点”越少，灾害易发程度越低。在参考相关部门成果及进行实地调查的基础上，以小流域为单元，划分出了泥石流或滑坡灾害高易发区以及中易发区和低易发区。各区的划分具体指标如表4.1所示。

在上述工作的基础上，编制各省（区、市）1∶50万或1∶100万山洪诱发的泥石流、滑坡灾害易发程度分布图。该图除反映泥石流、滑坡灾害的易发程度以外，还通过编绘地形坡度分区和地层岩性分区，标示地貌区划和区域构造形迹，综合反映了由山洪诱发的泥石流、滑坡灾害易发程度区划与地形地貌、地层岩性及地质构造的相互关系。从而可以通过图件，分析出不同区域地质背景与地形地貌条件下，泥石流、滑坡灾害高、中、低易发区的分布规律。并以此进行逆向校核、修正，使泥石流、滑坡灾害易发程度区划图更为科学、合理、可靠。

表4.1 山洪诱发泥石流、滑坡灾害易发程度分区标准

7）2003年11月，我国国务院公布了《地质灾害防治条例》（中华人民共和国国务院令第394号），并规定2004年3月起施行。该条例要求“实行地质灾害调查制度”，并在此基础上编制地质灾害防治规划，规划所包括的5项内容之一就有“地质灾害易发区、重点防治区”。2004年颁布的《地质灾害防治条例释义》进一步明确指出，地质灾害易发区，是指具备地质灾害发生的地质构造、地形地貌和气候条件，容易或者可能发生地质灾害的区域。地质灾害易发区必须经过地质灾害基础调查才能划定。易发区是一个相对的概念，并且可按照灾害种类划定，不同灾种其易发区范围不同。

G. 地方各级人民政府地质灾害防灾减灾工作中什么样的地质成果资料好用

国务院地质灾害抄防治条例中明确了地质灾害责任主体是谁？地质灾害危险等级划分标准，中国地质灾害防灾体系等……
只有提交符合国务院地质灾害防治条例相关要求的地质灾害成果，地方各级人民政府才好用于地质灾害防灾减灾工作中。
根据国务院地质灾害防治条例相关内容要求，中国地质灾害责任主体是地方各级人民政府，其防灾减灾工作需要如下地质灾害成果资料：
①工作区地质灾害危险源在那里？
②危险源危险区范围？
③危险区内受威胁总人数=？受威胁总财产值=？
④地质灾害发生不同危险等级的概率，即风险。

H. 地质灾害防治效益分析的国内外研究现状

12.1.1 国际研究现状

美国是自然灾害比较严重的国家之一，面临的灾害主要包括洪水、风暴潮、海啸、地震、膨胀土、滑坡、强风、台风、龙卷风等。为减轻这些灾害的损失，开发了很多减灾技术，并通过联邦、州和地方的公共政策付诸实施。保险机构和其他团体的资助，使灾区人们的生产和生活得以维持和恢复。现以美国为例说明地质灾害效益分析研究现状。

美国由联邦应急管理局（FEMA）和保险业牵头，汇编并评估滑坡灾害对经济影响的信息。虽然滑坡和其他自然灾害造成的损失是经常的、广泛的，但并未经常汇总，很难查到。每逢发生滑坡或其他自然灾害之后，不同的机构和组织都可以提出灾情评估，但这些评估差异很大，统计的损失范围不同，而且随着时间不同而有变化。美国国家研究理事会在其1999年提交的《自然灾害的影响：损失评估框架》中得出结论说，目前还没有一个被广泛接受的评估自然灾害，包括滑坡和其他地面滑动灾害损失的框架。由于缺乏这种信息，所以很难制定应对这些灾害的政策，也很难衡量决策的成本-效益以及减灾措施的效果。灾害损失数据库对于帮助政府机构掌握趋势和查明滑坡减灾的进展，是十分必要的。

现介绍Petak和Atkisson根据美国各州的统计数据建立的一套评估方法：针对以上所列9种自然灾害，主要采取5类减灾方法，分别为避灾、区域防护、建筑物加固、建筑物搬迁和场地处理，每一措施都可通过制定或修改公共投资、土地利用、灾害救济、建筑规范等政策予以实施。然而，对任何人、任何地方、任何情况下采取的任何措施都需要有相应的投入，所以必须对每一策略进行减灾效益和费用分析，以评价其综合效果。

具体做法是对每一种灾害选择一组减灾措施，估算可能的减灾效果和费用，即可计算出减灾率（采取措施后减少的损失值与期望损失值之比），其中损失值是指不采取任何减灾措施时估算的损失值。洛杉矶市的经验表明，推行场地平整和土壤分析规范收到了较满意的效果（表12.1）。

表12.1 美国洛杉矶市减灾率估算举例

12.1.2 国内研究现状

我国在一些领域进行的灾害评估，已经在减灾、防灾中发挥了重要作用。例如，我国在一些区域或城市完成的洪水灾害评估、地震灾害评估等，不但为国家经济规划和工程建设提供了重要的依据，而且直接指导了减灾工作。然而，在地质灾害领域，20世纪80年代以前，地质灾害研究主要局限于对灾害分布规律、形成机理、趋势预测等方面的研究，基本依附于水文地质、工程地质和有关的研究工作。20世纪80年代以后，地质灾害风险评估才开始起步，而防治效益评估正是地质灾害风险评估的一部分。经过20多年的发展，我国地质灾害防治效益评估工作在理论和实践方面都取得了一定的成果，但还存在以下几方面问题：

1）没有形成一套完善的效益评估指标体系。

2）由于我国各地区地质灾害特征不同，经济发达程度存在差异，造成经济效益统计标准不同，很难统一。

3）对已经完成的治理工程没有很好地进行总结分析，很难对今后的规划和防治工作起指导作用。

由此，应该说我国地质灾害防治效益评估工作还处于探索阶段。

I. 　地质灾害研究新进展

我国地质灾害研究工作一直是围绕着重大工程和重大建设需要而展开的，并且直到解放后才得以迅速发展。50～60年代，重点开展了西南及西北交通干线和三峡等水利枢纽的地质灾害调查（重点崩滑流），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预测和防治方面取得突破性进展，树立了我国地面沉降控制规范。进入80年代以来，我国地质灾害研究得到了空前的发展，并逐步开展了重点地区的地质灾害调查工作，编制了一系列地区性和全国性专门图件；对海城地震、新滩滑坡、元阳滑坡等进行了成功的预报、对东川和宁南泥石流和天津市区地面沉降实施了有效控制。特别是90年代以来，我国政府积极响应“国际减灾十年计划”，地质灾害研究得到进一步重视，开展了如“地震、地质灾害及城市减灾重大技术方法研究”等一批国家及省部级重点科技攻关项目的研究工作。这些都极大地推动了我国地质灾害研究工作的进一步开展。使得我国的地质灾害研究在勘察技术、预测预报水平、减灾防灾手段等方面逐步接近或达到了世界发达国家水平。总结近20年来我国地质灾害研究的成果，比较突出的有以下几个方面：

1.编制了一系列大型地质灾害图件

根据国家经济建设的需求，由原地矿部组织编制了一些全国性大比例尺的地质灾害调查图件，如1991出版的《中国地质灾害类型图》（1:500万）（葛中远主编），1992年出版的《中国地质环境图系》（中国水文地质工程地质勘察院主持编制），1996年出版的《中国分省地质灾害图集》（1∶60万～1∶500万）（段永侯主编）。这些图件从宏观上反映了我国地质灾害类型、区域分布特点及发生规律。是我国目前部署地质灾害勘察研究及制定防灾、减灾、环境保护政策和规划的主要科学依据。作为重要成果，在国内外也得到了广泛交流，在学术界有着重要的影响。

2.地面沉降防治工作取得突破性进展

进入80年代后，我国的地面沉降研究得到了空前的发展，其中以上海、天津的地面沉降研究卓见成效。在动态监测、沉降机理研究、预报模型以及降低地下水开采量和人工回灌等技术方面都取得了显著成绩，特别是在预测预报技术方面，地矿部水文地质工程地质研究所、岩溶地质研究所、上海地矿局和天津地矿局等单位，通过建立拟三维水流和一维地层压密的耦合模型，模拟地下水的水平垂直运动、含水层内外水量交换、弱透水层中水的压力变化以及动态过程中的一维固结压缩。计算评价在最优环境影响状态下，最大安全可采水资源及优化控制调度方案。对含水层在各种采灌条件下的变化规律及地面沉降幅度进行中长期预报。这些技术的研究与应用使我国地面沉降防治水平跨上了一个新的台阶，挤身于世界先进水平之列。

3.地质灾害信息系统建设空前繁荣

随着“3S”技术（地理信息系统、遥感技术和全球定位系统）的发展与成熟，以此为支撑技术的地质灾害信息系统和防灾决策支持系统建设取得长足进展。一大批各具特色的系统软件相继开发出来，使地质灾害的研究上升到一个新的水平。其中以由原地矿部水文地质工程地质研究所开发研制的“地质灾害预测防治智能决策系统”最具代表性，该系统以地质灾害预测防治为目标，将相关的数据库、图型库、模型库和知识库融为一个“四库一体”的耦联整体，实现了四者技术的有机集成，使系统具有空间数据管理、分析处理、空间建模与知识推理的分析功能。可对地质灾害进行时空演化预测、危险性区划、灾害经济评价以及减灾防灾对策选择的任务。在理论和技术上都取得了突破性进展，开创了建设大型地质灾害决策支持系统的先例。

4.地质灾害防治工程领域得到飞速发展

从1994年以来，国家每年投入了5000万元专项基金用于地质灾害治理，从而掀起了地质灾害治理工作的热潮，相继实施了对链子崖危岩体、黄腊石滑坡、豆芽棚滑坡、鸡冠岭崩塌等专项治理工程，形成了一支集勘察、设计、施工为一体的地质工程队伍，同时也使地质灾害防治工程作为专门的工程技术领域逐渐发展起来，形成了一套相对成熟的技术方法，尤其是由中国水文地质工程地质勘察院开发的“地质灾害防治工程设计支持系统”成功地应用于链子崖滑坡治理中，切实起到了灾害治理的示范作用。

5.一些新理论新方法的发展与应用

随着地质灾害研究工作的不断深入，一些新的理论与方法不断涌现，并逐步得到了学术界的认可，比较有代表性的有：

（1）滑坡过程模拟与过程控制理论技术。成都理工学院的黄润秋教授在岩土应力分析的基础上，对滑坡从其孕育、发展演化、激发成灾或防治控制进行全过程的计算机动态模拟。通过将现代数学-力学、非线性科学和计算机图形图像技术结合起来，对滑坡系统的全过程仿真模拟，直观地理性的分析灾害发生影响因素及其强度，再现灾害发生的全过程。从而将滑坡灾害定量化研究向前推进一步。

（2）地质灾害风险性评价理论与方法。在我国将风险性评价引入地质灾害研究工作中是从90年代开始的。到目前为止，地质灾害风险性评价作为一个相对独立的研究领域不断地发展和深化。其基本思想是在评价灾害自然危险性的同时，还考虑地区人口经济密度和抗灾性能等，即灾害区易损性分析，将地质灾害自然属性和社会属性结合起来，综合评价灾区地质灾害发展状况。经研院张梁等以崩塌滑坡、泥石流和岩溶塌陷为典型灾种进行了研究，建立了一套评价指标体系和模型方法，为该领域研究的深入开展提供了范例。

J. 中国地质灾害防灾减灾工作急需什么样的地质灾害成果资料

我国地质灾害的责任主体是地方各级人民政府。地方人民政府地质灾害防灾减灾工版作急需的主要地质灾害成果权资料有：
①地质灾害危险源在那里？→编制工作区地质灾害危险源分布图。
②地质灾害危险源危险区范围？
③危险区内受威胁人数=？受威胁财产=？→地质灾害危险等级。
④发生地质灾害不同危险等级的概率？→编制工作区地质灾害风险评价分区图。
参见中国地质灾害风险评价新方法。