地質災害風險評價管控研究綜述及展望

張 巖

研究區位于秦嶺-昆侖緯向構造帶，地質環境條件復雜多變，境內以泥石流數量居多，滑坡、崩塌次之。其中滑坡均為碎石土滑坡，主要易滑地層為第四系松散巖類堆積層；崩塌地層巖性均由變質砂巖、片巖、大理巖等巖體構成，節理裂隙發育，風化強烈，完整性差，受內外動力地質作用后極易使其結構發生變化，致使斜坡失穩變形發生崩塌。因此對該區地災地質環境條件開展風險評價，提出風險管控防治措施，對促進地方經濟發展、保障人民生命財產安全極為重要。

中國橫跨東西經度、南北維度廣，地域分布范圍東起黑龍江至烏蘇里江主航道中心線相交處，西至帕米爾高原，南至南沙群島曾母暗沙，北至漠河以北黑龍江江心，陸域面積約960萬平方公里。海陸位置東臨太平洋，西接亞歐大陸東部，陸地包含高原、山地、丘陵、平原、峽谷等多種地形地貌。復雜的地形地貌和地質結構決定了中國存在較高的地質災害風險。且地質災害具有范圍廣、面積大、類型多、發生比例高、預測難度大、損失嚴重、發生次數和人員傷亡多的特點。就全國各地區地質災害發生次數而言，甘肅、湖南、四川、浙江等地地質災害發生次數較多，主要以滑坡、崩塌、泥石流、塌陷地質災害類型為主。所造成的直接經濟損失金額較大，近幾年整體呈波動性趨勢。因此當下中國地質災害風險評價管控及預警防范工作迫在眉睫。研究地質災害風險評價管控及其展望對提升地質災害風險預警水平有著重要意義。

1 夏河縣地質災害形成機理及成災模式

研究區的突發性地質災害主要有泥石流、滑坡、崩塌共計132處,其中滑坡8處，占總數的6.06%；崩塌25處，占總數的18.94%；泥石流99條，占總數的75.00%。

境內滑坡崩塌形成機理主要受地形地貌、地層巖性、地質構造（斷裂破碎帶）、自然因素（地震、地下水）、人為因素（基建開挖邊坡、礦山開采亂采濫挖）等因素影響。其中境內的8處滑坡成災模式主要屬于滑移型中的軟弱基底順層滑移型、淺表部滑移型、古（老）滑坡復活型三種，成災模式較單一，尤其在汛期7月～9月，受短時間內較為豐沛的降雨影響，境內滑坡發生局部初始變形至蠕滑變形，嚴重影響威脅區內居民生命財產安全，如夏河縣唐尕昂鄉者會滑坡、夏河縣達麥鄉黃茨滑坡、夏河縣唐尕昂鄉唐尕昂鄉政府后山滑坡等。

境內發育的崩塌共25處，多沿洮河兩岸，集中于主要交通干線G213線道路及S312線道路沿線，主要成災模式為風化卸荷型，如夏河縣甘加鎮許烏崩塌、夏河縣甘加鎮八角城崩塌、夏河縣?？奇偢窈细衲冶浪?、夏河縣?？奇傊改救毡浪⑾暮涌h博拉鎮牙日卡崩塌等。

境內泥石流共有99處，主要集中分布洮河、大夏河兩岸，其形成機理主要受地形地貌、松散固體物源、水源等因素影響，成災模式主要為淤埋、沖毀、撞擊和爬高，如佛爺溝泥石流、尕寺溝泥石流、門乃何溝泥石流、塘乃合溝泥石流、灑索瑪溝泥石流等。

2 地質災害風險評價方法

在充分收集前人及已有資料的基礎上，以遙感調查、野外地面調查等工作手段，查明夏河縣地質災害隱患分布特征、發育規律和成因特點，進行風險評價，為地質災害風險管控、防治和經濟社會發展提供基礎資料依據。

夏河縣境內地形地貌復雜多樣，本次風險評價采用層次分析法、數據疊加法進行定量、定性分析，并應用水桶效應和地理信息系統空間運算功能進行計算。研究過程采取空間分區管控的方式進行數據采集處理、評價及制定管控措施。步驟如下：①建立層次結構模型；②分析地層及巖土體結構、地質構造、水文地質、斜坡結構等內在條件；③層次單排序及一致性檢驗；④層次總排序及一致性檢驗；⑤獲取評價因子權重。數據疊加分析對評價因子權重進行疊加計算，并分析地質災害形成評價結果。根據水桶效應，短板表示該區域發生地質災害的可能性越大。并按照水桶短板的長度由短到長進行分級，采用地理信息系統運算功能進行計算，即可表示出夏河縣綜合地質災害分布情況。

3 地質災害風險評價

本次風險評價建模步驟為：①建立遞階層次結構模型；②構造判斷矩陣；③計算權向量及一致性檢驗。

3.1 建立遞進層次模型

夏河縣地形地貌結構復雜，地表高低起伏較大，主要地貌分為三部分區域。各分區均受河流、雨水沖刷形成強烈的地表侵蝕。地表侵蝕在空間分布上具有規律性。以高程、坡度、坡型、土壤類型、河流分布作為評價因素，根據地形地貌的凹凸高度，將自然地貌分為7個級別。取第一、第七級歸為一類；第二、第六級歸為一類；第三、第五級歸為一類；第四級為一類。坡度＞25°是，判定為存在較高山體滑坡風險。按照坡度＞25°、15°～25°、10°～15°、0°～10°劃分為四個風險等級。設地質災害風險性評價為目標層（A），災害發育因素、災害形成因素為準則層（B），各單因子則為方案層（C），排序見表1。采用1～9標度方法對準則層（B）、方案層（C）的各個因素對比，并賦予對應的分值，構造判斷矩陣。其中A對B判斷矩陣用式3表示，B對C判斷矩陣為B1=1，B2用式4表示。采用層次分析法向量計算公式計算出矩陣A、矩陣B2最大的特征值、置信區間、臨界比值。

本次結合夏河縣境內地質災害的發育特征選取相匹配的評價因子。主要選取人類工程活動、地層巖性、斜坡結構類型、坡度和斜坡變形特征5個方面為措施層。

3.2 構造判斷矩陣

在構造符合夏河縣境內地質災害特征的判斷矩陣時，需對附屬于或影響上一層的每個因素的同一層內各個因素進行對比分析，判斷其對于準則層的權重值，從而構建層次結構。

3.3 計算組合權向量及一致性檢驗

通過線性代數相關公式進行計算所得最大特征根對應的特征向量作為各個評價因子的重要性排序，再進行歸一化處理，即同一層次相應因素對上一層次某因素相對重要性的排序權值。采用和積法進行求解，計算權重并檢驗一致性。

檢驗一致性：

為提高判斷矩陣的準確性，需進行一致性檢驗。若無法通過檢驗，則說明判斷矩陣在邏輯上不合理，后續結果將難以進行分析。對其進行一致性檢驗，根據區內不同程度的人類工程活動、地層巖性、斜坡結構類型、坡度、斜坡變形特征對地質災害發育的影響程度分級進行賦值后柵格化和歸一化處理。

3.4 風險性評價結果

結合遙感解譯及野外綜合調查結果將夏河縣劃分為孕災地質條件復雜、中等和簡單共3大區14個亞區。孕災地質條件復雜區主要分布在曲奧-王格爾塘泥石流崩塌斜坡帶亞區、拉卜楞-達麥泥石流亞區、甘加-麻當泥石流崩塌斜坡帶亞區、唐尕昂-扎油泥石流滑坡亞區、博拉泥石流崩塌亞區，區內地質環境脆弱，地質災害密集發育；孕災地質條件中等區主要分布吉倉泥石流亞區、羌克-拉古赫日泥石流亞區、格合囊崩塌亞區、吾合格直合瑪爾-哈西崩塌亞區，區內單災種均有發育；孕災地質條件簡單區主要分布于切割及淺切割的中高山、盆地、河谷地質災害低易發區，如甘加盆地桑科盆地北部亞區、?？婆璧啬喜?科才北部亞區、阿木去乎-牙利吉亞區，區內地質環境條件差，人口稀少。

本次風險評價在上述孕災地質環境條件分析的基礎上，依次進行易發性、危險性、易損性評價，最后得出風險性評價結果及數據。

3.4.1 易發性評價

以遙感解譯和野外綜合調查數據為基礎，將夏河縣劃分出1140個評價單元，其中932個斜坡單元，208個溝谷單元。依次對每個評價單元采用單因子加權賦值進行定量計算，作為遙感解譯及野外調查結果定性評價的參考數據，最后綜合定性定量分析計算結果，得出夏河縣易發性分區圖及數據。

3.4.2 危險性評價

以易發程度分區數據及圖件為基礎，將降雨及地震工況下人類工程建設引發地質災害等因素進行綜合考慮，分別計算暴雨、地震工況下評價單元斜坡體失穩的覆蓋范圍并疊加后進行危險程度評價，結合易發性評價共劃分出1140個單元，危險性評價共劃分出1229個評價單元，綜合分析評價后得出夏河縣危險性分區圖及數據。其中極高危險評價單元共263個，面積1593.41km2，占25.17%；高危險評價單元共218個，面積1106.68km2，占17.48%；中危險評價單元共332個，面積1382.92km2，占21.84%；低危險評價單元共419個，面積2247.63km2，占35.5%。

3.4.3 易損性評價

依據夏河縣最新財產數值估價表對各單元內的承災體的人口與財產價值進行數據統計定性分析，結合易發性與危險性評價數據，將人口、經濟易損性指標作為評價因子進行定量計算，最后綜合定性定量計算數據得出夏河縣地質災害易損程度圖件及數據。其中高易損區主要分布在拉卜楞鎮、達麥、王格爾塘、麻當、曲奧、唐尕昂、扎油、博拉等鄉鎮，面積約1036km2,占全區面積的16.5%。該區現有地質災害隱患點96處，地質災害點面密度為0.093點/km2，受地質災害威脅人數17819人，密度為17人/km2；潛在經濟損失預估180651萬元，威脅資產密度為174萬元/km2；中易損區主要分布在吉倉、阿木去乎、?？啤⒖撇诺揉l鎮的河谷區域邊遠地帶，面積約77km2，占全區面積的1.2%，該區現有災害隱患點4處，地質災害點面密度為0.052點/km2，受地質災害威脅人數82人，密度為1.1人/km2；潛在經濟損失預估545萬元，密度為7萬元/km2；低易損區主要分布范圍極為廣泛，分散在中等切割及淺切割的中高山、盆地、河谷區域，總面積4045km2，占調查區總面積的64.5%，行政區劃上涉及夏河縣3鎮10鄉，該區人煙稀少地域較平坦開闊，歷史災害輕微，現無隱患點；不易損區主要分布于甘加、?？萍鞍⒛救ズ跖璧氐鹊?，面積為1116km2，占總面積的17.8%，該區段地貌類型以盆地為主，地勢平坦開闊，山地較少，比高在200m以內，植被覆蓋率高，人類工程活動主要以天然草場放牧為主，地質災害不發育，現無地質災害隱患點。

3.4.4 風險性評價

以危險性評價和易損性評價圖件及數據為基礎，結合危險性指數和易損性指數得出風險評價圖件及數據進行風險評價。其中極高風險區主要分布于大夏河沿岸的拉卜楞鎮、達麥鄉、王格爾塘鎮、曲奧鄉、麻當鄉、唐尕昂鄉、扎油鄉、博拉等鄉鎮，面積共480km2，占調查區總面積的7.65%；高風險區位于夏河縣東南、西南及中部區域，行政區劃涉及吉倉、阿木去乎、科才、?？啤⒀览⒉├l的部分區域，面積共112km2，占調查區總面積的1.8%；中低風險區主要分布在中等切割及淺切割的中高山、盆地、河谷區域，分布范圍極為廣泛，行政區劃上涉及夏河縣3鎮10鄉，面積共5682km2，占調查區總面積的90.6%。

3.4.5 常規地質災害風險評價結果

夏河縣地質災害類型主要以崩塌、泥石流為主。根據災害點數量計算，滑坡、泥石流地質災害發生頻率為78.2%，以大中型規模為主，空間分布上拉卜楞鎮、達麥鄉、王格爾塘鎮、曲奧鄉災害點數量最多，占全縣地質災害總數的56.3%。全縣地質災害高危險區面積占29.6%，中危險區面積占32.9%，低危險區面積占37.5%。

4 地質災害風險管控研究成果

本次研究在空間上采用了分區評價和分區管控的方式。根據夏河縣地形地貌形態分布和地質災害風險等級，在地理空間上劃分為三級區域進行管控研究，并針對不同區域地形地貌形態特點提出針對性的城市開發建設保護策略。將空間管控共分為三個區域，其中空間管控一區指不易發生地質災害或地質災害影響較低的區域，適合開發城市基礎設施、居民房屋建筑及生活活動區?？臻g管控二區為地勢起伏相對較大，高差相對較大，坡度相對較陡，開發難度相對較大，且開發時可能伴隨中低地質災害風險限制的建設區域。這部分區域可用于城市建設用地。在城市建設開發過程中，應與生態環境保護和水土保持工作同步進行，加強用地規?？刂?，用地性質限制，同時種植林草地，強化地表水土保持功能?？臻g三區指坡度陡峭，且存在河流侵蝕、溝谷侵蝕等不良地質現象，地質災害風險等級較高的區域。這部分區域為滑坡、泥石流、崩塌等地質災害易發區或高發區，應該禁止大規模開發建設，可開辟為自然環境生態保護用地。在進行地質災害風險管控上，應嚴格按照分區采取措施，合理布局城鎮建設用地結構，采取開發與生態保護同步進行的方式，加強對空間三區生態的修復與保護，重視對空間二區的生態保護性開發，對空間一區進行高效集約化開發與建設，合理的在空間一區、空間二區安排城鎮建設，對散落分布有村莊民居民點的山體，加強坡體護坡建設及生態修復。同時，還應24h全天候加強監測地質災害中高風險區的天氣情況，做好地質災害風險監測預警和應急預案，以提早采取有效措施預防地質災害的發生，降低地質災害發生所造成的直接經濟損失。

5 展望

隨著空間化管理遙感光譜和空間特征分析、GIS、GPS、航測技術等在地質災害預警監測體系中的應用與發展，為全面調查基礎數據、多因素信息模型構建及評價提供了基礎數據支持，豐富了風險評價管控理論及方法。使地質災害風險調查評價趨向于電子化、數字化、自動化方向發展，進一步提升了多因素信息模型化評價的效率。為定量化、綜合化及管理空間化的評價與管控更為準確，使得人類對地質活動范圍、頻率、密度等有了更清晰的認識和掌握。同時可與城市建設及防災減災管理相結合，意味著防治水平及體系建設將進一步提升，防治效果將越來越精準。

6 結語

通過此次風險調查評價，結合區內實際情況，編制了地質災害風險管控防治規劃表，風險管控區詳細說明了各區地質災害現狀，風險管控防治規劃建議，主要有曲奧—王格爾塘泥石流、崩塌（潛在崩塌）重點防治風險管控亞區、拉卜楞—達麥泥石流重點防風險管控治亞區、甘加—麻當泥石流重點防治風險管控亞區、唐尕昂—扎油泥石流、滑坡重點防治風險管控亞區、博拉泥石流、崩塌（潛在崩塌）重點防治風險管控亞區、吉倉泥石流次重點防治風險管控亞區、羌克—拉古赫日泥石流次重點防治風險管控亞區、桑科格合囊—軍牧場崩塌次重點防治風險管控亞區；同時對132處地質災害隱患點提出了不同的風險防控措施、防治分級、防治分期等。

綜上所述，地質災害的危害程度與城市發展有著緊密的聯系，其危害程度與人類活動呈正相關。在礦山建設完善、人口密集地區，地質災害發生往往伴隨著慘重的人員傷亡及經濟損失。相反，地區開發程度越低、人口越稀疏，地質災害發生的危害程度越低。本文研究了地質災害風險評價及管控的實施，通過對一定區域范圍內地質災害進行風險分級評價，確定地質災害風險高、中、低發生區，并根據地質災害易發程度實施城市開發建設與保護，針對性的分區管控，可有效的降低地質災害發生導致的危害及經濟損失。本文研究指出在風險評價管控方面，應該基于全域地質地貌分析確定地質災害風險等級，實施針對性的風險管控，才能更好的利用水桶效應預防和降低地質災害給人類造成的損失。