綜合地質災害風險評估方法的研究與應用

摘 要：評估中國皖南地區的地質災害風險，為當地決策制定和災害管理提供科學依據。在數據收集與處理階段，整合了地質、氣象、地形和土壤等數據，并采用現代危險性評估方法，評估結果顯示，該地區存在較高潛在風險的地震、滑坡、泥石流和巖溶塌陷等地質災害，其中地震頻繁發生，滑坡和泥石流受季節性降雨和地形特征的影響顯著。通過GIS技術和地圖展示，明確了高風險區域，以協助決策者更有效地制定防災措施。研究結果還指出了數據持續更新和監測的重要性，以應對因素引發的地質災害風險，為皖南地區的地質災害風險管理奠定了科學基礎。

關鍵詞：地質災害風險評估；危險性評估；數據整合

中圖分類號：P694 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

地質災害是地球自然系統中常見且具有廣泛影響的自然災害之一，包括地震、滑坡、泥石流、巖溶塌陷等類型。這些災害事件不僅威脅著人類社會的安全和經濟發展，也對生態環境造成了無法逆轉的破壞。隨著地質災害風險不斷增加，科學、準確地評估和管理這些風險已成為當今社會亟須面對的重要挑戰之一。探討地質災害風險綜合評估方法，為地質災害防治和應急響應提供科學依據。地質災害的頻發和嚴重性已引起國際社會的廣泛關注，導致許多人員傷亡和財產損失，對社會穩定和可持續發展產生了不可忽視的影響。然而，傳統的地質災害風險評估方法常依賴歷史數據和經驗，忽視了多因素、多層次的復雜性，難以滿足現代社會對高精度、全面評估的需求。因此，迫切需要發展更綜合、科學的地質災害風險評估方法，以提高對地質災害的預警和防范能力[1]。

因此，需要從多角度探討綜合地質災害風險評估方法的研究與應用。首先，回顧地質災害風險評估的歷史發展，梳理各種評估方法和技術，分析它們的優勢和劣勢。其次，提出一種基于多源數據融合和多尺度分析的綜合評估方法，旨在更準確地捕捉地質災害風險的多樣性和時空變化特征。最后，結合實際案例，探討了該方法在地質災害預警、應急響應和風險管理中的應用，以驗證其實用性和可行性[2-4]。

1 文獻綜述

1.1 地質災害的定義與分類

地球內部的地質過程引發的地質災害，作為自然災害的一部分，具有突發性、廣泛性和嚴重性。多個學科領域一直致力于研究地質災害的定義，盡管各有不同，但共同認可的核心特征是地質因素對人類生活和財產構成的威脅與破壞。

地質災害可根據形成機制、影響范圍和危害性質等因素進行分類。地震、滑坡、泥石流、巖溶塌陷、火山噴發等類型是常見的地質災害。地震由地殼內部地震活動引發，具有廣泛的破壞性和影響范圍；滑坡是土石材料沿坡面失穩滑動的現象；泥石流由暴雨、融雪或地震等因素引發，對山區和沿河地區構成威脅；巖溶塌陷是地下溶洞塌陷導致地表崩塌的特殊地質災害；火山噴發則對周邊地區的生態系統和人類社會造成巨大威脅[5]。

地質災害根據影響范圍和危害性質可進行分類。根據影響范圍，地質災害分為局部性和廣泛性兩類。局部性地質災害主要在一定范圍內產生影響，比如滑坡和局部性地震；而廣泛性地質災害則具有更廣泛的危害范圍，如大規模地震、泥石流等[6]。根據危害性質分類，地質災害可分為破壞性和非破壞性兩類。破壞性地質災害會對建筑物、基礎設施和人類生活造成重大破壞，而非破壞性地質災害雖然可能對自然環境造成影響，但對人類社會的影響相對較小。

總體來看，地質災害的定義和分類是地質災害研究的核心基礎。這不僅有助于深入了解各種類型的地質災害，還為地質災害的風險評估和防治提供了重要的理論支持。通過深入研究地質災害的成因和特點，能更好地應對地質災害帶來的挑戰，減少其對人類社會和自然環境的危害[7]。

1.2 地質災害風險評估的研究現狀

地質災害風險評估是至關重要的研究領域，旨在幫助人們更好地理解、預測和管理地質災害的潛在風險。近年來，隨著全球氣候變化、城市化進程和人口增長等因素的影響，地質災害的發生頻率和嚴重性日益突出，這進一步推動了地質災害風險評估的研究和應用。將深入探討地質災害風險評估的最新研究現狀，重點關注方法、技術和應用方面的最新進展。

首先，地質災害風險評估的方法和技術顯著變化。傳統的評估方法主要依賴于歷史數據和經驗性技術，難以滿足現代社會對高精度風險評估的需求。近年來，地質災害風險評估方法正逐漸轉向基于數據和模型的科學方法，遠離傳統的經驗模型。遙感技術、地理信息系統（GIS）和數值模擬等先進技術的出現，為地質災害的監測和評估提供了更多數據和工具支持[8]。

其次，地質災害風險評估的研究范圍正不斷擴大。傳統上，地質災害風險評估主要關注單一類型的災害，如地震或滑坡。然而，實際情況表明，地質災害往往是多種類型相互交織的復合災害。因此，近年來的研究更加注重綜合性評估方法的發展，以更有效地預警和處理多重地質災害風險。這包括不同類型地質災害之間的相互關聯性研究，以及綜合評估方法的構建，旨在全面理解地質災害的整體風險[9-11]。

最后，地質災害風險評估的應用領域正在不斷擴展。除了傳統的風險評估和預警，如今地質災害風險評估也被廣泛應用于城市規劃、土地管理、工程設計和緊急響應等領域。隨著城市化進程的加速，地質災害風險評估變得尤為重要，因此，合理的規劃和管理可以降低地質災害的潛在風險，從而促進城市的可持續發展。

總的來說，地質災害風險評估的研究現狀呈現出方法技術不斷進步、研究范圍不斷擴大和應用領域不斷拓展的趨勢，有助于提高地質災害的預測和管理水平，為減少地質災害對人類社會和自然環境造成的危害提供更為有力的支持。隨著科技的不斷發展和研究的深入，能夠更有效地理解和應對地質災害帶來的挑戰[12]。

2 地質災害風險評估的方法

2.1 數據收集與整理

地質災害風險評估的第一步是收集和整理數據。可靠、全面的數據是風險評估工作的基石，對于各種地質災害，如地震、滑坡、泥石流和巖溶塌陷等，數據的重要性不言而喻。數據的收集包括地質災害事件的歷史記錄、地形數據、氣象氣候數據，以及土壤和巖石特性數據等。歷史記錄包括災害發生時間、地點、規模和影響范圍等關鍵信息，這些數據對于評估災害發生頻率和潛在影響至關重要。地形數據則有助于確定潛在災害發生地點和形態，包括數字高程模型（DEM）、地形圖和衛星遙感數據等。氣象氣候數據用于分析降水、溫度等氣象條件對災害的影響，尤其是對于泥石流和滑坡等災害。而土壤和巖石特性數據則為了解地質材料的穩定性和力學性質，對地震和巖溶塌陷等災害的評估至關重要。

現代技術為數據處理和管理提供了便捷的途徑。地理信息系統（GIS）是一種強大的工具，可用于處理和可視化空間數據，有助于分析地質災害的分布規律。此外，數據庫管理系統可存儲和管理大量數據，使其易于檢索和更新。數據整理過程還包括數據質量的評估和清理，以確保數據的準確性和完整性。數據整理的過程中還需考慮數據的時空分辨率，以滿足不同地質災害的評估需求。數據的持續性收集與整理是必不可少的，隨著時間的推移，數據需要不斷更新。尤其是在氣象數據和地質災害的歷史記錄方面，長期的監測和記錄對準確評估地質災害風險的變化趨勢至關重要。此外，國際合作和數據共享也對數據的完整性和可靠性具有重要影響。

綜上所述，數據的收集和整理是地質災害風險評估的基礎，為評估模型的建立和分析提供了可靠的基礎。隨著科技的不斷進步，數據的收集和整理方法也將不斷改進，有助于提高地質災害風險評估的準確性和可靠性。

2.2 危險性評估

危險性評估在地質災害風險評估中具有重要作用，旨在確定地質災害事件的發生概率、可能性，以及可能造成的危害程度。這一階段的核心任務是分析地質災害事件的可能性和潛在規模，以便進一步評估風險。危險性評估不僅需要依賴可靠的數據和科學模型，更需要深入地了解不同類型地質災害的特點和機制。

第一，危險性評估需要綜合考慮地質災害事件的發生概率。不同類型地質災害的發生概率受到多種因素的綜合影響，涵蓋地質構造、氣象條件、地形特征等方面。例如，地震的發生概率受地殼活動的影響，而滑坡和泥石流則與降雨量和地形特征息息相關。研究者通常利用歷史事件統計、地質構造分析和氣象模型等方法來評估地質災害的發生概率。近年來，隨著大數據和遙感技術的不斷發展，衛星數據和傳感器網絡也被廣泛應用于地質災害事件的實時監測和概率估算，從而提高了評估的精確性。

第二，危險性評估需要深入分析地質災害事件的潛在規模和特征。這包括事件的空間分布、規模參數及演化趨勢等方面。地震的規模可以通過震級來描述，而滑坡和泥石流的規模則通常以流量、速度、坡度等參數來刻畫。了解地質災害事件的規模有助于評估其對人類社會和自然環境的潛在影響。為了更全面地了解地質災害的特性，研究者通常運用地質調查、遙感影像分析、數值模擬等方法，以獲取事件的詳盡信息。危險性評估還需要考慮地質災害事件的時間和空間分布特征。不同地域和時間段內地質災害事件的發生概率和規模可能存在差異，這與地質、氣象和氣候等因素相關。因此，危險性評估需要建立空間和時間分布模型，以更準確地評估地質災害的危險性。這些模型通常是基于統計分析、數學模型和地理信息系統（GIS）技術等方法構建的，能夠為風險評估提供有力的支持。

3 皖南地區地質災害風險的評估

3.1 數據的收集與處理

在進行皖南地區地質災害風險評估時，數據的收集與處理是為后續評估提供基礎信息，對準確評估和有效管理地質災害風險至關重要。重點討論數據收集與處理的關鍵步驟，以及相關數據表格的案例。在進行皖南地區地質災害風險評估時，首要考慮的是數據的類型和來源，具體內容如表1所示。

為了確保數據的質量和適用性，需要對所收集的原始數據進行整理。這一過程涵蓋數據清洗、格式轉換及填充缺失數據等操作。此外，還需注意數據的時空分辨率需要與評估要求相匹配，以便進行后續的深入分析（表2）。

通過收集和處理上述數據，可以建立一個可靠的數據庫，為后續的危險性、脆弱性和風險評估提供堅實的基礎。這些數據將被用于分析地質災害發生的概率、規模和影響，從而為制定有效的地質災害風險管理策略提供有力支持。

3.2 危險性評估結果

皖南地區地質災害風險評估的成果是一項至關重要的研究成果，提供了關鍵信息和指導，幫助人們更好地了解和應對該地區潛在的地質災害風險。研究結果顯示，皖南地區地震活動頻繁，潛在地震危險性較高。歷史地震事件的分析指出，在未來幾十年內，發生中強度以上地震的可能性較大。此外，滑坡和泥石流的危險性受季節性降雨和地形特征的影響，某些地區存在較高的風險。在巖溶塌陷方面，盡管塌陷事件的頻率較低，但由于地下溶洞廣泛分布，其潛在危險性不可忽視。

4 結束語

通過GIS技術和地圖展示，清晰地確定了皖南地區不同地理位置的地質災害風險等級，有助于決策者和社區工作人員更好地了解潛在的威脅。對高風險區域的劃定有助于指導土地規劃、城市建設和制定緊急響應措施。地質災害風險受多種因素影響，包括氣候變化、土地利用和人口增長等，因此數據的實時性和準確性對及時應對潛在風險至關重要。建立健全的監測體系和數據共享機制，以及持續開展風險評估工作，這將有助于提高皖南地區地質災害風險的管理水平和社區的安全性。

參考文獻

[1] 曹羅丹，李加林.基于遙感與GIS的浙江省洪澇災害綜合風險評估研究[J].自然災害學報，2015，24（4）：111-119.

[2] 程濤，呂娟，張立忠，等.區域洪災直接經濟損失即時評估模型實現[J].水利發展研究，2002（12）：40-43，47.

[3] 丁文峰，杜俊，陳小平，等.四川省山洪災害風險評估與區劃[J].長江科學院院報，2015，32（12）：41-45，97.

[4] 丁志雄.基于RS與GIS的洪澇災害損失評估技術方法研究[D].北京：中國水利水電科學研究院，2004.

[5] 段光耀，趙文吉，宮輝力.基于遙感數據的區域洪澇風險評估改進模型[J].自然災害學報，2012，21（4）：57-61.

[6] 范一大，和海霞，李博，等.基于HJ-1 CCD數據的洪澇災害范圍動態監測研究：以黑龍江省撫遠縣為例[J].遙感技術與應用，2016，31（1）：102-108.

[7] 韓平，程先富.洪水災害損失評估研究綜述[J].環境科學與管理，2012，37（4）：61-64.

[8] 李戈偉.基于遙感和GIS的洪災監測與評估方法研究[D].北京：中國科學院研究生院（遙感應用研究所），2002.

[9] 李漢浸，王運行，張相梅，等.濮陽高新區洪災城市經濟損失評估[J].氣象，2009，35（1）：97-101.

[10] 李繼清，張玉山，王麗萍，等.洪災綜合風險結構與綜合評價方法（Ⅰ）：宏觀方面[J].武漢大學學報（工學版），2005 （5）：19-23.

[11] 李軍玲，劉忠陽，鄒春輝.基于GIS的河南省洪澇災害風險評估與區劃研究[J].氣象，2010，36（2）：87-92.

[12] 李蘭，周月華，葉麗梅，等.基于GIS淹沒模型的流域暴雨洪澇風險區劃方法[J].氣象，2013，39（1）：112-117.

作者簡介：朱瑞兵（1987—），男，安徽五河人，工程師，主要從事地質災害治理、土地復墾規劃設計等工作。