地質災害風險評估與管理的技術方法

壹.內容概述

(壹)主要成果

在詳細調查地質災害的基礎上，引進了國際上先進的風險管理理論，將地質災害的評價從易發性和危險性擴展到風險性評價，並結合國內實際，形成了相關的技術方法體系。主要包括:

1)結合黃土地區實際情況，采用水文方法劃分評價單元(圖1)，準確獲取了黃土邊坡的坡度、坡高、坡型、坡向等參數，分析了不同坡度、坡高、坡型、坡向的滑坡發生概率。

圖1水文法劃分風險評價單元

2)制定了危險性和危害性分級標準，結合危險性和危害性評價結果，設計了黃土滑坡災害風險分級體系。

3)提出了基於水位控制的滑坡風險分析與控制方法。建立地下水滲流場和邊坡應力場協同耦合模型，確定不同庫水位下的滑坡失穩概率(圖2)，評估不同庫水位下的人身生命風險和財產風險，統籌考慮容許風險和供水需求，確定安全合理的庫水位，提出搬遷避讓、排水和水位控制等綜合風險控制措施。

4)選取典型地質災害作為分析對象，分別研究了不同破壞模式下的風險分析與疊加、容許風險的確定、社會風險的評價、位於斜坡上部的承災體的風險確定、作為風景名勝區的承災體的價值估算，建立了多風險源識別的滑坡風險分析流程和計算方法(圖3)。

圖2不同庫水位下滑坡的破壞概率

圖3基於多風險源的團體壽險風險評估流程圖

5)提出了基於GIS、DEM、RS和地面調查相結合的黃土滑坡調查與風險制圖的工作思路和技術路線(圖4)。

基於GIS、DEM、RS和地面調查相結合的風險制圖技術路線圖。

6)系統研究了不同應用對象的地質災害風險評估的尺度類型和精度類型。提出了不同比例尺、不同精度的地質災害調查與風險評估的內容、方法和技術要點(圖5 ~圖8)，建立了壹套不同比例尺、不同精度的地質災害調查與風險評估技術方法體系。

(2)技術特征和指標

1.風險評估準確性

地質災害調查是地質災害風險管理的基礎。不同的申請對象有不同的管理主體，相應的調查評估精度要求也不同。地質災害調查與風險評估按比例尺可分為小比例尺、中比例尺、大比例尺和詳細比例尺四種類型(表1)。地質災害調查與風險評估的四種比例尺類型可分別采用高精度、中精度和低精度三種精度要求(表2)。

圖5延安市1 ∶ 5萬滑坡風險區劃結果。

圖6延安市大別溝地區1 ∶ 25000風險區劃結果。

圖7基於評分系統的1∶1百萬風險區劃結果。

圖8延安市寶塔山1∶1000滑坡風險區劃結果。

表1地質災害類型調查與評價

表2地質災害風險評估結果分類原則匯總

2.風險評估的技術要點

(1)小型黃土滑坡危險性評估(1 ∶ 5萬)

小尺度(1∶5萬)滑坡評價適用於大面積，易損性評價指標包括災點密度、坡度、坡高、坡型、巖土類型、植被、降雨、工程活動等。從易發到危險需要增加的評價因子是滑坡在壹定時間內發生的可能性(時間概率)、滑動距離、滑動速度；從危險到風險需要增加的評價因素是保險對象的類型、價值和脆弱性。

(2)中型黃土滑坡危險性評價(1 ∶ 25000)

對於幾十到幾百平方公裏範圍內的滑坡危險性評估，適用於1 ∶ 25000的中等比例尺。事先通過高精度DEM和快鳥遙感數據等信息源，識別潛在的易滑坡斜坡，初步劃定滑坡危險區域邊界，解譯投保對象信息。然後通過實地核查對上述信息逐壹進行驗證、修正或取消，最終形成滿足比例尺精度要求的風險評估圖。

表3黃土滑坡災害風險評估指標體系

(3)大型黃土滑坡風險評估(1∶1，000)

對於大規模的滑坡風險評價(1 ∶ 10000)，可以采用邊坡風險分級系統進行評價。運用滑坡風險管理理論，確定了黃土滑坡風險評價的總體指標體系。基於野外調查的統計規律，分析了黃土滑坡災害的主要來源和影響災害的主要因素，從失穩可能性評價指標、滑坡強度評價指標、保險對象評價指標和易損性評價指標四個方面確定了評分評價體系(表3)。

滑坡的風險壹般由危害×危害後果決定。如果分別得到危害評價結果和危害評價結果，則可以通過兩兩比較矩陣來確定風險。因此，評分系統的總體設計分為三個部分:風險評分表、危害評分表和風險評估分級表(表4)。

表4風險分類矩陣的確定

註意:VL水平很低；l電平低；m級是中級；h類高級。

(4)單壹黃土滑坡危險性評估(> 1 ∶ 5000)

單個實體的滑坡危險性評估應達到壹個量化的水平，壹般在場地的工程地質勘探階段進行。利用各種勘探資料分析了邊坡的穩定性和失穩模式，並在此基礎上分析了邊坡失穩造成的財產損失風險、個人生命風險和群體生命風險。因此，現階段的風險評估要求精度較高，尺度應為1: 5000或更高。

3.風險評估所需的參數和方法。

評估所要獲得的參數應旨在滿足不同準確度的風險評估的需要。除對滑坡的形成條件、基本特征、影響因素和穩定性進行常規調查外，還應調查壹定體積規模的滑坡年發生頻率、潛在滑坡的滑動距離和速度、處於危險中的物體及其經濟價值、處於危險中的物體的時空概率和脆弱性。由於調查區域不同，評價結果用途不同，或受調查階段和調查經費的限制，獲得上述參數的方法和結果在精度上有所不同。壹般來說，低精度調查適用於小範圍，使用的方法也是壹般的資料收集、遙感解譯、地面調查等。中精度調查適用於中、大比例尺，主要采用的方法有工程地質填圖、經驗方法、采訪業內人士、簡單模型、統計技術等。高精度調查適用於單個滑坡，主要采用的方法有超大規模工程地質測繪、鉆探、物探、山地工程、檢測實驗、保險對象資產評估等。

二、適用範圍及應用實例

延安市寶塔區地質災害風險評估與管理對當地地質災害防治具有重要的現實意義，主要成果已廣泛應用於土地利用規劃、地質災害預警預報和科學研究活動中。

1)在土地利用規劃方面，基於政府公共服務需求開展了滑坡調查和風險區劃，形成了壹套基於縣域尺度的地質災害調查和區劃方法，建立了延安市寶塔區地質災害風險管理示範基地，為政府土地利用規劃、減災防災、地質災害科學管理提供了技術方法和示範；合理引導土地開發商、投資者、居民等。認識風險，規避風險，對經濟活動進行理性決策，取得了良好的經濟效益和社會效益。

2)在地質災害預警預報方面，基於風險區劃結果，將縣級地質災害預警分為小尺度、中尺度、大尺度、單隱患點預警四種不同的預警精度，部分解決了預警面積過大的問題，對現有的地質災害監測預警工作起到了應有的推動和示範作用。

3)在科研影響力方面，基於地質災害風險評估與管理發表了多篇論文，成果被多次引用，其中《地質災害風險調查方法與實踐》被引用30次，同時在中國地質大學(北京)、長安大學等高校培養了多名研究生，有力地推動了我國地質災害風險評估與管理的發展。

我國地質災害風險評估與管理尚處於起步階段，延安市寶塔區地質災害風險評估與管理起到了示範作用，具有廣闊的應用前景。

第三，促進轉變方式

1.宣傳和報道

編制了地質災害科普海報和手冊，向當地群眾宣傳地質災害防治知識和避險方法(圖9)；革命聖地延安市寶塔山滑坡風險接受新華社采訪(圖10)，提出合理的避險和工程治理措施。

圖9科普宣傳

照片10新華社采訪

圖11會議交流

2.會議交流

在“城市建設與地質災害防治學術論壇”等學術會議上，與與會人員交流了地質災害風險評估與管理的技術方法及其在延安市寶塔區的應用(圖11)。

3.人員培訓