地质灾害风险评价与管理技术方法

地质灾害风险评估有哪些方法，各有什么优缺点~

地质灾害风险性是指地质灾害发生不同险情（危险等级）的概率。
①地质灾害危险性评价指标，根据国务院地质灾害防治条例，其危险等级是根据灾情大小或险情大小来判定的。评价指标为灾情+险情。
②地质灾害风险性评价技术路线：
a）地质灾害风险概率（暴雨频率）→b）预测地质灾害危险区范围→c）地质灾害险情计算，确定其危险等级→d）判定发生该危险等级的概率（风险性）。
③地质灾害风险评估方法：
a）地质灾害危险区范围预测方法：
一一定性分析方法
一一半定量分析方法
一一定量计算预测方法
b）地质灾害险情计算方法：
地质灾害危险区内受威胁人数=？受威胁财产=？
一一统计分析计算法
一一层次叠加计算法
参见中国地质灾害风险评价新方法。

游其军
（山东省地矿工程勘察院，济南250014）
作者简介：游其军（1970—），男，工程师，长期从事环境地质、水文地质等水工环地质工作。
摘要：地质灾害易发性评价是地质灾害调查评价的一项重要内容。 为做到各区地质灾害评价结果有可比性，宜按行政单元的级别划分不同层次的地质灾害易发单元，地质灾害易发程度分区，必须同时注重灾害现状和形成条件两类因素。
关键词：地质灾害；易发性；易发程度；易发单元
1 地质灾害易发区划分中出现的矛盾
地质灾害易发性评价是地质灾害调查评价和建设项目地质灾害危险性评估的重要任务，制定一个地区的地质灾害防治规范，必须根据实际情况划定地质灾害易发区。地质灾害易发区，也可称为地质灾害多发区，是指容易或经常产生地质灾害的地区。由于评价方法、评价理论、评价指标的不同，在同一地区，不同的单位和不同的技术人员可能将某一地区划分为地质灾害易发程度迥异的两类地区。一旦出现此类情况，不仅会影响到地质灾害防治主管部门编制地质灾害防治规划的正确性，对于建设单位，也难以把握是否在该区域进行建设时是否需要对建设用地开展地质危险性评估。此外无论是夸大或缩小地质灾害易发区的范围，都会导致工程建设选址的错误，造成巨大的经济损失。
2 地质灾害易发单元和易发性级别的确定
2.1 按行政单元级别划分
地质灾害易发区是相对不易发区而言，划为地质灾害易发区的通常不会处处都发生地质灾害，未划为易发区的，个别地段仍可能潜伏着较大的地质灾害隐患，这就是相对性的表现。从便于各级地方政府对地质灾害防治工作的管理、防治资金的投入和满足各部门不同的需求，对地质灾害易发区的划分宜尽早制定统一的评价体系和评价方法、标准。为满足不同的需要，可以针对不同的行政单元，划分出不同层次的地质灾害易发单元，并冠以不同级别的名称，即全国以省（市、自治区）为评价单元，为国家的宏观经济建设决策服务；各省（市、自治区）以县（市）为评价单元，作为编制全省地质灾害防治规划和作为重要经济区、重大工程建设区规划的依据之一；县（市）地质灾害易发程度分区图上，应划分出易发程度不同的地段和乡镇。这一成果既是编制县（市）地质灾害防治规划必须的资料，又可直接为各类工程的规划、选址和可行性论证所利用。
2.2 有必要划分地质灾害易发性级别
地质灾害的产生是地质体在地质动力作用下恶化的结果，由于各地质条件、动力地质作用的类型和强度差异很大，地质灾害发生的密度和强度可相差数十倍以上。为了能更可观的反映这种差异性，增强评价结果的实用性，有必要将工作区划分为地质灾害易发程度不同的单元（地段），对不同的单元采取不同的对策。在地质资料缺乏、不完善，不能进行定量评价的情况下，为便于操作和利用，以分为高易发区、中等易发区、低易发区三类为宜。重大工程布设应尽量避开地质灾害高易发区段，对地质灾害高易发区段已存在地质灾害隐患的居民区和各类工程区，应优先安排进行防治或避让措施，新上项目的建设用地，必须开展一级地质灾害危险性评估工作。在地质灾害中易发区段，也应限制重大工程的布设，对该类地区段现已存在地质灾害隐患的居民区和工程区，也应按轻重缓急有序地进行防治或避让，新上项目的建设用地，宜根据工程的重要性分别开展不同级别的地质灾害危险性评估。地质灾害不易发区段，是布设各类工程的理想区段，除城市建设、重大工程和可能因建设而引发地质灾害的一般工程必须开展建设项目地质灾害危险性评估，其他工程选址时可以不开展地质灾害危险性评估。
3 地质灾害易发程度评价方法
3.1 提高地质灾害易发程度的可信度
地质灾害易发程度评价的可信度，取决于地质灾害和环境地质调查的精度，并与选定评价因子的合理性和评价模型的实用性密切相关。只有当调查资料满足规定的精度要求和采用的评价因子、评价模型比较合理时，评价结果才会有较高的可信度。有些地区或部门在地质灾害调查中，过多地强调了专门性，忽视了对地质环境特别是潜在不稳定地段的调查，崩塌、滑坡调查点大多是通过访问已形成灾害或已构成隐患的点，对那些当地群众不知晓，但稳定性差的地段很少调查，以至汛期中虽有部分已知的崩塌、滑坡出现新的活动，但大部分是新生的崩塌、滑坡，由于事前无防范，常造成灾害。因此，在对危害居民地和重要工程的地质灾害进行全面调查的同时，还必须注重环境条件和潜在隐患点的调查，提高调查成果的实用性。
3.2 评价方法和评价因子的合理选定
划分地质灾害的易发程度，合理确定评价方法、评价因子是关键。常用的评价方法（模型）有指数法、概率分析、模糊评判、聚类分析、信息量法等，可根据具体条件选定1～2种方法进行评价。评价因子选择的正确与否，直接关系到评价结果的可信度。从服务于地质灾害防治规划和国民经济建设规划的需要出发，评价因子的选择应综合考虑地质灾害现状和形成条件及动力因素。这除了注重地质灾害现状外，还着重考虑了形成条件、动力因素及其随时间而变化的特点，对易发程度赋予了预测概念。
地质灾害发生现状因素，一般包括灾害点密度（个/km2）、灾害点面积系数（m2/km2）、灾害点体积系数（m3/km2）三个因子。地质灾害形成条件和动力因素，通常包括地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水、降雨、河流冲刷、地震、人类活动、植被等，应根据调查比例尺大小、调查区地质特征和主要灾种，选择那些制约本地区地质灾害形成、发展的主要因子参与评价。在以泥石流灾害为主的地区，宜将沟谷的纵坡度、沟谷形状、第四系松散堆积层的分布面积比和厚度、植被覆盖率等作为主要评价因子。以岩溶塌陷为主的地区，选择评价因子应突出岩溶发育强度、深度、可溶岩类型、纯度、上覆土层岩性、厚度、地下水位埋深等。
4 地质灾害易发区划分实例
济南市地质灾害易发程度划分，采用易发程度指数进行分段评价，工作区易发程度分区，是在综合分析影响地质灾害的岩性、构造及致灾动力因素（人类活动、降雨、地震等）的基础上，结合地质灾害发育程度作出的。对滑坡、崩塌、泥石流重点考虑地形、地貌、岩性、降雨及人为因素，对地面塌陷、地裂缝重点考虑矿山采空区的分布、埋深和开采条件。其评价方法、程序如下。
4.1 划分评价单元
利用1∶5万含地形地质内容的地质灾害分布图，将全区1938km2划分成3km×3km单元网络，每个网络作为统计评价因子和计算易发程度的基本单元。
4.2 确定评价因子和评价模型
根据区内地质灾害发生现状和影响因素，将表征地质灾害发生现状和表征致灾作用强度的因子作为评价因子（见图1），利用公式计算地质灾害易发程度指数： 中：A为地质灾害易发程度指数；ai为评价因子权重；bi为评价因子强度指数。

图1 地质灾害易发程度评价因子框图

4.3 确定评价因子指数和权重，计算地质灾害易发程度指数
制定了不同灾种评价因子判别标准及权重表，根据各评价单元的主要灾种分别计算地质灾害易发程度指数，表1～表3分别为崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷易发程度判别标志及致灾因子权重表。

表1 崩塌、滑坡易发程度判别标志及因子权重表

4.4 确定地质灾害易发程度级别，划分出易发程度不同的单元
根据各评价单元计算结果，取A＞2为地质灾害高易发单元，A＝1.45～2为地质灾害中等易单元，A＜1.45为地质灾害不易发单元。
4.5 圈定易发区
根据各单元易发性级别，本着同类归并的原则，并参考地貌和地质界线，分别圈定出地质灾害高易区、中易发区和不易发区。并进行分区评价。
4.6 济南市地质灾害易发程度分区评价
根据上述划分原则、标准与方法将工作区划分为高易发区、中易发区和不易发区。

表2 泥石流、岩溶塌陷易发程度判别标志及致灾因子权重表

4.6.1 地质灾害高易发区
该区地质灾害点主要集中于工作区南部山区的西营、高而、柳埠和仲宫四个乡镇，总面积31.66km2，占全区面积2.13%，袭扰系数R值为27～41，地质灾害易发程度指数A＞2。区内地形陡峻，岩（土）体结构差，人类工程活动频繁，在强降雨条件下导致地质体稳定性差，容易导致地质灾害发生，该区共有地质灾害点20个。
4.6.2 地质灾害中易发区
该区地质灾害点主要分布于工作区的西营、柳埠、锦绣川、高而、港沟、郭店、王舍人、马山等9个乡镇。规模相对较小且分散，总面积105.35km2，占全区面积8.11%，共发现地质灾害点26个，袭扰系数R值为17～27，地质灾害易发程度指数A＝1.45～2。松散体结构条件差，人类工程活动较频繁。

表3 岩溶塌陷易发程度判别标志及因子权重表

4.6.3 地质灾害不易发区
本区地质灾害点主要分布在中南部山区的丘陵与剥蚀平原，灾害点较少规模较小，总面积1349.09km2，占全区面积的89.76%，袭扰系数R值为12～17，地质灾害易发程度指数A＜1.45。中南部山区的西营、柳埠、高而、仲宫、锦锈川、港沟、段店、万德镇、张夏等10个乡镇，共发现地质灾害点42处。在工作区的西北部，属山前冲洪积～冲积平原区。该区共涉及10个乡镇，总面积642.685km2，占全区面积的43.25%，发现地质灾害点少；地貌类型为冲洪积平原～冲积平原。
5 结语
地质灾害是在自然或人为条件下，对环境和人类造成危害的地表岩土体变形事件，其发生大多数是两种因素共同作用的结果。本文通过从地质灾害调查和建设项目地质灾害危险性评估实际工作出发对地质灾害易发性评价的方法进行了探讨，认为地质灾害易发性评价的关键在于评价因子的选取，除了考虑地质灾害现状外，还应着重考虑灾害形成条件、动力因素及其随时间而变化的特点。这样评价工作得出的结论，才能贴近实际情况，可信度高。

一、内容概述

（一）主要成果

在地质灾害详细调查的基础上，引进了国际上先进的风险管理理论，使地质灾害评价从易发性、危险性的评价延伸到风险评价，并结合国内实际，形成了相关的技术方法体系。主要包括：

1）结合黄土地区的实际情况，使用水文法进行了评价单元划分（图1），准确地获得了黄土斜坡的坡度、坡高、坡型、坡向等参数，分析了不同坡度、坡高、坡型、坡向发生滑坡的概率。

图1 使用水文法划分风险评价单元

2）设定了危险性及危害性的评分标准，综合危险性和危害性评定结果，设计了黄土滑坡灾害风险评分系统。

3）提出了基于水位控制的滑坡风险分析和控制方法。建立了地下水渗流场与斜坡应力场协同耦合模型，确定了不同库水位下的滑坡失稳概率（图2），评价了不同库水位下的人员生命风险和财产风险，统筹考虑容许风险和供水需求，确定了安全合理的水库蓄水水位，并提出搬迁避让、疏水排水和水位控制等综合风险控制措施。

4）选择典型地质灾害隐患作为分析对象，分别研究了不同破坏模式下的风险分析和叠加、容许风险的确定、社会风险的评价、位于斜坡体上部的承灾体的风险确定、作为名胜古迹的承灾体的价值估算等问题，建立了多风险源识别的滑坡风险分析流程和计算方法（图3）。

图2 不同库水位条件下滑坡体破坏概率

图3 基于多风险源的群体生命风险评价流程图

5）提出了基于GIS、DEM、RS、地面调查等技术方法相结合的黄土滑坡调查与风险编图的工作思路和技术路线（图4）。

图4 基于GIS、DEM、RS、地面调查等技术方法相结合的风险编图技术路线图

6）系统地研究了面向不同应用对象的地质灾害风险评价的比例尺类型和精度类型。提出了不同比例尺和不同精度下地质灾害调查与风险评价的内容、方法与技术要点（图5至图8），建立了一套针对不同比例尺、不同精度的地质灾害调查与风险评价技术方法体系。

（二）技术特点及指标

1.风险评价精度

地质灾害调查是进行地质灾害风险管理的基础，不同的应用对象其管理主体不同，对应的调查和评价的精度要求也不同。地质灾害调查与风险评估按比例尺可以划分为小比例尺、中比例尺、大比例尺和详细比例尺4种类型（表1）。地质灾害调查与风险评估的4种比例尺类型又可以分别采取高精度、中精度和低精度3种精度要求（表2）。

图5 延安市城区1∶5 万滑坡风险区划结果

图6 延安市大砭沟地区1∶2.5 万风险区划结果

图7 基于评分系统的1∶1 万风险区划结果

图8 延安市宝塔山滑坡1∶1000 风险区划结果

表1 地质灾害调查与评价类型

表2 地质灾害风险评估结果分级原则简表

2.风险评价技术要点

（1）小比例尺黄土滑坡风险评价（1∶5万）

小比例尺（1∶5万）滑坡评价适用于较大的区域面积，其中易发性的评价指标包括灾点密度、坡度、坡高、坡型、岩土类型、植被、降雨、工程活动等；从易发性到危险性需要增加的评价要素为在一定时间内发生滑坡的可能性（时间概率）、滑移距离、滑移速度；从危险性到风险需要增加的评价要素为受险对象类型、价值、易损性。

（2）中比例尺黄土滑坡风险评价（1∶2.5万）

对于面积在几十到上百平方千米之间的区域的滑坡风险评价，适用于1∶2.5万的中比例尺。先期通过高精度DEM和Quick Bird遥感数据等多信息源，识别潜在的滑坡易发坡体，并初步圈画滑坡的危险区界线和进行受险对象信息解译，再逐一通过野外核查对以上信息加以验证、修正或取消，最后形成符合比例尺精度要求的风险评价图。

表3 黄土滑坡灾害风险评价指标体系

（3）大比例尺黄土滑坡风险评价（1∶1万）

对于大比例尺的滑坡风险评价（1∶1万）可以用边坡风险分级系统进行评价。运用滑坡风险管理理论，确定黄土滑坡风险评价的总指标体系；基于野外调查的统计规律，分析黄土滑坡危险性的主要来源和影响危害性的主要因素，从失稳可能性评价指标、滑坡强度评价指标、受险对象评价指标和易损性评价指标4 个方面确定打分评价系统（表3）。

滑坡的风险一般用危险性×危害后果确定，如果分别得到了危险性评价结果和危害性评价结果，则风险大小利用两两比较矩阵即可确定。因此，评分系统的整体设计分为危险性评分表、危害性评分表和风险评价分级表三大部分（表4）。

表4 风险分级矩阵判定

注：VL级为很低级；L级为低级；M级为中级；H级为高级。

（4）单体黄土滑坡风险评价（＞1∶5000）

单体的滑坡风险评价应达到定量的程度，一般在场址的工程地质勘查阶段进行。利用各种勘探数据分析斜坡的稳定性和失稳模式，并在此基础上分析斜坡破坏后所造成的财产损失风险、个体生命风险和群体生命风险。因此该阶段的风险评价要求有较高的精度，比例尺应该在1∶5000或更高。

3.风险评价需获取的参数和手段

评价需获取的参数应以能满足不同精度风险评价的需要为目的。除常规调查滑坡的形成条件、基本特征、影响因素、稳定性状况外，还应调查某体积规模滑坡的年发生频率、潜在滑坡的滑距和滑速、受险对象及经济价值、受险对象的时空概率和易损性等。上述参数因调查区面积不同、评价结果的用途不同，或调查阶段、调查经费的限制，其获取方法和结果在精度上是不同的。一般而言，低精度的调查适用于小比例尺，采用的方法也是一般性的收集资料、遥感解译、地面调查等；中精度的调查适用于中大比例尺，采用的方法主要有工程地质测绘、经验办法、走访知情者、简单模型、统计技术等；高精度的调查适用于单体滑坡，采用的方法主要有超大比例尺工程地质测绘、钻探、物探、山地工程、测试与试验、受险对象资产评估等。

二、应用范围及应用实例

在延安市宝塔区进行的地质灾害风险评价与管理，对于当地的地质灾害防治具有十分重要的现实意义，取得的主要成果在土地利用规划、地质灾害预警预报和科研活动中得到了广泛应用。

1）在土地利用规划方面，基于政府公众服务需求进行了滑坡调查和风险区划，形成了一套基于县域尺度的地质灾害调查和区划方法，建立了延安市宝塔区地质灾害风险管理示范基地，为政府土地利用规划、减灾防灾、科学管理地质灾害提供了技术方法和示范；合理指导土地开发者、投资商、居民等去认识风险、规避风险、合理进行经济活动决策等，取得了较好的经济效益和社会效益。

2）在地质灾害预警预报方面，基于风险区划结果，将县级地质灾害预警分为小比例尺、中比例尺、大比例尺、单体隐患点预警4种不同的预警精度，部分解决了预警区域过大的问题，对现有的地质灾害监测预警工作是一个推动，起到了应有的示范作用。

3）在科研影响力方面，基于地质灾害风险评价与管理发表了论文多篇，成果被多次引用，其中《地质灾害风险调查的方法与实践》被引频次达30次，同时在中国地质大学（北京）、长安大学等高校培养研究生多名，有力地推进了我国地质灾害风险评价与管理的发展。

我国地质灾害风险评价与管理还处于起步阶段，延安市宝塔区地质灾害风险评价与管理起到了应有的示范作用，应用前景广阔。

三、推广转化方式

1.宣传报道

编制了地质灾害科普宣传画及地质灾害科普宣传手册，向当地群众宣讲地质灾害防治知识及规避风险的方法（图9）；就革命圣地延安市宝塔山滑坡风险接受了新华社记者的采访（图10），并提出了合理的风险规避及工程治理措施。

图9 科普宣传

图10 接受新华社记者采访

图11 会议交流

2.会议交流

在“城市建设与地质灾害防治学术论坛”等学术会议上向与会代表交流了地质灾害风险评价与管理技术方法及其在延安市宝塔区的应用（图11）。

3.人员培训

编写了《滑坡风险分析和风险管理培训班讲义》，并于2008年承办了“滑坡风险分析和风险管理培训班”，来自全国各地高校、科研院所和生产单位的113名代表参加了培训（图12）；于2011年承办了“国际地质灾害高级研讨班”，来自全国各地的共215名代表参加了培训（图13）。

图12 滑坡风险分析和风险管理培训班

图13 国际地质灾害高级研讨班

技术依托单位：中国地质调查局西安地质调查中心

联系人：张茂省

通讯地址：陕西省西安市友谊东路438号

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