区域滑坡地质灾害危险性评价与风险管理

区域滑坡地质灾害危险性评价与风险管理1区域滑坡地质灾害危险性评价研究意义对滑坡的研究是从19世纪后期阿尔卑斯山区开始的，至今已有一百余年的历史。近年随着社会和经济的飞速发展给环境带来的压力不断增加，人们越来越认识到防范和减轻滑坡等地质灾害对社会经济发展的重要性。1979年国际工程地质协会滑坡委员会估计，滑坡引起的灾害损失占到了整个自然灾害损失的14%。在意大利，因其特殊的地质和地貌条件，滑坡造成的死亡人数占所有自然灾害死亡人数的37%。在美国、日本、阿尔卑斯山区国家（奥地利、法国、意大利和瑞士）和印度，滑坡引起的损失大抵都在同一量级（10～50亿美元每年），日本的损失可能是最高的。Hutchinson曾在1995年指出，很多发展中国家自然灾害造成的经济损失大抵占到了国民生产总值的1%～2%（P.Aleotti等，1999），近年来，我国每年因滑坡等地质灾害造成的死亡人数几乎都近千余人（如图1所示，中国地质调查局，2002b）。足见自然灾害将直接影响并造成经济停顿和发展滞后。这一切无不表明，崩塌、滑坡、泥石流这些地质灾害直接关系到经济的发展和社会的稳定，已经受到当今世界的广泛关注，近年来要求政府采取切实措施来有效防治和减轻这些地质灾害的呼声越来越高。然而，由于滑坡地质灾害自身的特点导致认识和管理水平的局限，同时受制于社会和经济发展水平，目前还只能调用有限的资源、采取有限的措施来应对地质灾害的发生。在广大偏远山区，常常只能是灾后由民政部门出面妥善解决善后工作，国土和地质管理部门和科研单位对地质灾害的响应则显滞后，主动防灾和减灾措施不足而且范围狭窄，还不能完全达到社会的期望。同时，虽然民众普遍认识到地质灾害的危害性，但在防灾和减灾实践中民众参与的广泛性仍然相当有限。之所以如此，主要是由于滑坡地质灾害发生的地点、时间、规模和方式带有很大的不确定性，虽然政府和公众都能意识到地质灾害所带来的风险是客观存在的，但是缺乏更进一步的了解，进行地质灾害防灾决策时缺乏必要的依据，不可避免地存在一定的盲目性。可见，要想主动有效地预防和减轻滑坡地质灾害，首先需要对灾害本身有比较全面的认识。具体地讲，一个行政区、一个地区乃至全国，在制定区域性的地质灾害宏观对策时，为了分清轻重缓急区别对待，需要首先弄清楚区内哪些地方易于发生地质灾害，哪些地方发生地质灾害的几率相对小一些，这就要求地质工程师基于对地质灾害因果分析，从区域上对地质灾害进行危险性评价，划分出高危区和一般区，进而评价地质灾害一旦发生之后可能造成的危害的大小。这就需要在考察地质灾害的自然属性的同时，考察其社会属性，围绕地质灾害进行社会经济易损性分析，进而进行风险分析。近二十年来，广大工程地质工作者在区域地质灾害评价与预测方面开展了大量的工作，取得了较为丰硕的成果。这些工作大多数是围绕着诸如水库这样的大型工程进行的专用性评价，研究重点多在地质灾害的自然属性上，对滑坡地质灾害的社会属性关注较少。同时，虽然建国以来与地质灾害展开了艰苦卓越的斗争，但是囿于社会经济发展水平，地质灾害管理体系中仍然存在着一些不足之处。近年来，由中国地质调查局组织实施的县（市）地质灾害调查与区划工作正在开展之中，全国共筛选出地质灾害严重的县（市）700个，分步骤、分阶段开展调查与区划工作，从而第一次开始在大范围内针对县（市）一级行政区开展以人为本的调查与区划工作。在项目实施过程中，大家普遍感觉到缺乏简便易行的危险性区划方法体系，发现惯用多年的专用性调查和区划方法运用到县（市）一级时，不可避免地暴露出一些以前没有引起高度重视的问题。因此迫切需要探索一条适合我国县（市）一级进行区域地质灾害评价和管理的道路。2国内外研究现状2.1区域滑坡地质灾害危险性评价研究现状自上个世纪九十年代以来，国内外研究者针对区域滑坡地质灾害危险性评价这一问题开展了卓有成效的工作。VanDijkeJ.J.等人基于GIS对山区地质灾害进行分析，在数据采集和整理方面开展了大量工作，建立了一套完整的数据库，并开发了地质灾害分析评价模型（VanDijkeJJ等，1990）。印度Roorkee大学基于多源数据集，引入滑坡危险性系数（LNRF），对喜马拉雅山麓RamgangaCatchment地区进行了滑坡灾害危险性分带，得到了滑坡灾害危险性分区图（GuptaRP等，1990；GuptaRP等，1997）。A.K.Pachauri等人对喜马拉雅Garhwal地区进行滑坡分区制图时，尝试在地形分类的基础上进行滑坡易发性制图，提供了一个基于地质学和地形学的滑坡制图实例（A.K.Pachauri等，1998）。A.Uromeihy等人在对伊朗Khorshrostam地区滑坡灾害进行危险性分区时，基于简单的格网单元，考虑影响滑坡的一系列因素，包括岩性、坡度、构造运动、土地利用以及地下水作用，每一个格网单元的滑坡发生概率及其对影响因素的评价结果以SPI表示，然后用模糊综合评判计算潜在灾害指数（HPI），所得结果用来绘制滑坡灾害分区图（A.Uromeihy等，2001）。随后，CandanGokceoglu就斜坡破坏模式、影响因素选取等问题与之展开过颇具启发性的讨论（CandanGokceoglu，2001；A.Uromeihy等，2001）。P.Aleotti和R.Chowdhury撰文总结回顾了近年来滑坡地质灾害危险性评价和风险评价领域的研究进展，对主要的危险性评价方法进行了分类，并特别论及了可接受风险水平等有关问题（P.Aleotti，1999）。同期，国内也有不少学者在这一领域开展了深入全面的研究工作。上世纪九十年代初，针对长江三峡库区库岸稳定性问题展开的专用性调查和评价，研究者在细致的野外调查基础上，运用多种数学模型进行了库区岸坡稳定性分区制图（黄润秋等，1992；陈喜昌等，1993）。刘汉超、陈明东等人针对金沙江向家坝水电站库区运用专家打分等多种方法进行了岸坡危险性分区制图（刘汉超等，1993）。赵强等人在对铜川市区斜坡稳定性进行评价制图时，较好地运用了信息量法（赵强等，1996）。柴贺军等人结合岷江实例，对滑坡堵江危险性评价与预测进行了系统研究（柴贺军等，1997）。自1997年，以成都理工大学为代表的科研院所积极倡导在区域地质环境评价与地质灾害预测领域全面引入GIS技术，结合国土资源部“山区小流域地质环境评价与地质灾害预测的GIS系统”、“长江三峡地质灾害监测试验（示范）工程”等科研项目，构建了基于GIS的地质灾害综合数据库，建立了一套适合山区流域和水库区岸坡危险性评价的指标体系，采用多元统计、信息量法、模糊综合评判、神经网络等数学模型进行危险性评价和预测，并基于GIS开发了“地质灾害区域评价与预测的GIS系统（GHGIS）”（沈芳等，1999；沈芳等，2000a；沈芳，2000b；许强等，2000b；向喜琼等，2000b；向喜琼，2000c；阮沈勇等，2001；向喜琼等，2002a；王文俊等，2003a；王文俊等，2003b）。程凌鹏在对重庆市渝北区进行的地质灾害空间预警研究中，提出了“地质灾害综合预警指标”的概念和模型，认为该指标比地质灾害危险性更为准确合理，初步形成了以地质灾害空间发育度F、危险度W、综合预警指标D为核心的区域地质灾害预警指标和模型体系（程凌鹏，2001）。宋光齐在进行四川省地质灾害危险性评价研究时，运用测度理论，以地（市）为单位进行了地质灾害危险性宏观统计分析，并讨论了暴雨型滑坡预警等问题（宋光齐，2002）。同期，其他不少学者也从不同的角度分别对区域滑坡地质灾害危险性评价进行过研究（唐川等，1998；张业成等，199；唐川等，2001；李雪梅，2001；胡新丽等，2002；张春山等，2003b；马志江等，2003）。另外，针对岩溶塌陷等其他类型的地质灾害进行的区域评价也有不少创见性的研究，比如雷明堂等人在分析影响岩溶塌陷的因素（如岩溶化程度、断裂分布、土层厚度、水动力条件及已有塌陷分布）的基础上，运用GIS距离分析、标量分析、网格叠加分析、分级分组分析等功能，进行了塌陷危险性评价及分区（雷明堂等，1997；雷明堂，1998；蒋小珍等，2001）。2.2区域滑坡地质灾害风险评价与管理研究现状虽然风险评估和风险管理的概念的提出由来已久，但真正应用到岩土工程和边坡灾害管理上只是近一二十年的事情，目前在香港、美国、加拿大等地已经有不少较为成功的应用实例。比较典型的例子是香港的边坡安全管理体系。为适应香港地区防灾减灾的需要，香港政府于1977年7月成立了土力控制处，并开始介入香港的滑坡问题。到今天，香港已建立起了完善的边坡安全管理体系，称为“边坡安全系统”。土力工程处（GeotechnicalEngineeringOffice,GEO）负责管理这个系统的运作。它担负有政策制定、研究和有关教育的功能，同时也开展一些专项工程。边坡安全系统的目的有两个方面：降低滑坡风险和提高公众的风险意识。GEO作为边坡安全的主管，一起参与的还有私人业主和政府其他有关部门，他们直接负责边坡的建造和稳定性的维护；另外还有一些参与伙伴，包括风险的承担者、资源分配者和媒体等。除了对各个单体滑坡进行风险评价和管理之外，GEO还用产生一定数量的人员伤亡和其他损失的年度概率来表达香港地区的总体风险度。同时，在如何提高公众对滑坡的承受能力方面，GEO提出了可承受原理，认为滑坡风险的承受能力的提高取决于边坡安全系统中各个关键部门的配合，在此原理指导下，GEO做了大量卓有成效的工作。在风险分析方法上，GEO主要是采取定量风险评价（QRA）方法。QRA和风险管理初步应用的成果表明，原则上风险管理这套方法应用于香港滑坡问题是可行的（A.W.Malone等，2000；GeotechnicalEngineeringOffice，2002）。我国大陆地区地质灾害风险管理方面的工作起步稍晚一些，但仍然已有不少学者对此予以了充分的关注。姜云、王兰生等人在重庆市中区危岩稳定性研究中，第一次明确尝试运用地理信息系统技术来进行数据管理，并首次提出了岩体稳定性管理与控制的概念（姜云等，1994）。以国土资源经济研究院（原中国地质矿产经济研究院）为代表的科研院所，十余年来一直致力于探求地质灾害易损性分析、风险评估、经济评价的理论与方法。1992～1994年由国家计委国土地区司和原地矿部环境司共同组织的全国地质灾害现状调查，对全国地质灾害损失程度和分布情况进行了估算评价。张业成、张梁等在地质灾害灾情分析的基础上，运用AHP法分析评价了我国地质灾害的危害程度，进行了全国范围的危险性区划。罗元华等在借鉴国外和国内其他领域研究成果的基础上，根据环境经济理论对地质灾害评估和经济损失分析的理论基础进行了探讨（张业成等，1994；向缉熙，1994；向缉熙等，1996；张梁等，1998；罗元华等，1998；张业成等，1999；张梁等，2000；张春山等，2003a）。罗元华等所著《地质灾害风险评估方法》则较为系统全面地阐述了我国各类地质灾害风险评估理论和方法体系（罗元华等，1998）。黄润秋教授等人在充分借鉴发达国家和地区、特别是香港地区的边坡安全管理经验的基础上，首次提出尝试从区域上对滑坡地质灾害进行风险评价和风险管理的基本构想（黄润秋等，2000；向喜琼等，2000a；黄润秋等，2002）。此后，国内其他学者也纷纷提出各式各样的滑坡风险评价和风险管理体系和框架（吴益平等，2001；汪敏等，2001；彭满华等，2001；朱良峰等，2002a；朱良峰等，2002b；胡新丽等，2002；殷坤龙等，2003）。3区域滑坡地质灾害评价与管理研究评述3.1研究发展阶段评述二十世纪六十年代以前，自然灾害研究主要局限于灾害机理研究，重点分析灾害形成条件和活动过程。二十世纪七十年代以后，一些发达国家首先拓宽了灾害研究领域，在继续深入研究灾害机理的同时，开始进行灾害评估工作。具体到滑坡地质灾害，情况大体相似，从最初单纯地质意义上的稳定性评价逐渐发展到兼具易发性评价、危险性评价、风险评价，从而形成一个完整的体系。回顾国内外、特别