安徽省地质灾害时空分布特征及防治成效评价

张新毅，范小露

（阜阳师范大学 历史文化与旅游学院，安徽 阜阳 236037）

伴随全球气候变化，地质灾害的发生在我国渐呈常态化趋势，21世纪人类对于自然环境的最大适应当属灾害适应[1]，而对地质灾害基本特征的认识则是灾害适应的重要前提。根据国务院2004年颁布施行的《地质灾害防治条例》，所称地质灾害，包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。安徽省地处华北腹地，地势南高北低，淮河与长江穿流而过，将安徽省分割为淮北平原区、江淮丘陵区和江南山地区，平原、丘陵和山地面积各占约1/3。以秦岭-淮河为界，淮河以北为温带半湿润季风气候，以南为亚热带湿润季风气候，每年5～9月份为为安徽省梅雨季节，其中以皖南山区降雨量最大，每年集中降雨期亦是地质灾害的易发期[2]。安徽省大地构造归属三个构造单元：北部相对稳定的华北克拉通、中部秦岭褶皱造山带和南部相对活跃的扬子板块[3]。皖北地区地势平坦，皖南地区地形起伏较大，断裂构造发育，地形切割强烈，岩石破碎严重，片状、层状及风化岩石发育，加之雨量充沛，滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发，水土流失严重。本研究以安徽省地质灾害为研究对象，分析其时空分布特征，并利用数据包络分析（data envelopment analysis，DEA）方法进行地质灾害防治成效定量评价，以期对地质灾害防治提供理论支撑和方向参考。

1 数据来源与研究方法

本研究以《安徽统计年鉴》（下文简称“年鉴”）为数据源，选取2004-2017年地质灾害统计资料做地质灾害时间分布特征分析。由于统计资料中针对各市统计资料缺乏系统性，2004-2009年安徽省各市地质灾害统计数据未被收录，故选取2010-2017年安徽省各市地质灾害资料做空间分布特征分析，并以此为根据做区域地质灾害危险性评价及分区。在地质灾害时空分布特征分析的基础上，本研究以安徽省2017年地质灾害为对象，对相关数据进行无量纲化处理，建立BCC（Banker、Charnes and Cooper）模型，运用DEA方法定量评价地质灾害投入防治成效。

DEA被认为最好的效率评价方法，用于多个投入指标和多个产出指标的相对有效性评价[4]。其基本原理是根据现有决策单元（或影响因素）构造前沿效率面，所有决策单元的效率值均处于0～1之间，如果综合产出效率为1，则表示现有决策单元的投入产出组合是有效的，如果综合效率小于1，则表示想要提高效率，需对现有决策单元的投入量进行调整。DEA有点在于不受计量单位的影响，对于含0项可先行无量纲化处理，但不允许有负值出现。DEA包含多种计算模型，基于地质灾害实际情况，本文选择规模收益可变的BCC模型，以投入为导向，研究地质灾害防治成效。

2 安徽省地质灾害时空分布特征

2.1 安徽省地质灾害时间分布特征

地质灾害的发生在时间上具有较大的随机性，2004-2017年安徽省共发生地质灾害13 012起，其中2005年最多，共发生8 320起，占比63.94%；其次是2016年的724起和2015年的616起，分别占比5.56%和4.73%；最少当属2017年，全年近发生58起，为14年中最低，首次跌破三位数如图1，这与近些年安徽省地质灾害防治工作的大力投入密切相关。

图1 安徽省2004～2017年地质灾害时间分布柱状图

根据年鉴统计数据，2004-2017年安徽省共发生地质灾害13 012起，其中崩塌8 786起，滑坡3 621起，泥石流457起，地面塌陷142起，四类地质灾害占比分别为67.52%、27.83%、3.51%和1.09%。可见，崩塌类地质灾害在安徽省居首位，其次是滑坡，泥石流和地面塌陷相对较少发生。2004-2017年 14年中，2005-2009、2013、2014和2017年崩塌类地质灾害占当年地质灾害总数50%以上，其中2005年占比最高，为77.46%；2004、2011、2015及2016年滑坡类地质灾害占主导，其中2011年比例最高，高达58.29%；泥石流发生次数最多的年份为2005年，高达333起，最少的是2004年和2017年，全年仅发生1次；地面塌陷以2007年为最高，全年共发生21起，2017年最少，仅1起。

地质灾害多数情况下作为次生灾害发生，诸如洪涝灾害发生后经常伴随滑坡、泥石流等地质灾害。滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的发生多数情况下与区域降水情况息息相关。比如2005年地质灾害与当年8个强热带风暴和台风带来的强降雨有关，2009年地质灾害主要发生于入梅后第一次强降雨和“莫拉克”台风带来强降雨期间[5]。

2.2 安徽省地质灾害空间分布特征

地质灾害的空间分布特征指示了地质灾害发生的区域性和易发性，在一定程度上，地质灾害的空间展布特征可作为地区危险性分级分区的重要依据。本研究以安徽省2010-2017年各市地质灾害资料数据为依据，对安徽省16市年度地质灾害发生情况进行统计分析。为增强数据可对比性，本研究采用2011-2017年安徽省各市地质灾害数据进行危险性级别分区，即易发区和重点防治区的界定分级。

根据2011-2017年安徽省各市地质灾害数据，本研究综合7年地质灾害发生次数将安徽省划分为5个区级：1级安全区（地质灾害发生次数为 0）、2级偶发区（地质灾害发生次数 1～10）、3 级预警区（地质灾害发生次数为10～100）、4级危险区（地质灾害发生次数为100～500）和5级高危区（地质灾害发生次数＞500），5个区级分别对应标识颜色红、橙、黄、蓝和白。其中，1级安全区为阜阳、亳州、淮北和宿州，2级偶发区有淮南、蚌埠、滁州和马鞍山，3级预警区包括合肥、铜陵和五河，4级危险区为池州和宣城，5级高危区包含黄山、安庆和六安3市如图2。可见，安徽省地质灾害在空间展布上呈现高度集中性，集中于皖南地形地貌相对复杂的山地-丘陵区。值得注意的是，图2所示地质灾害分区图仅仅是对2011-2017年间安徽省发生的崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷4种主要突发性地质灾害的统计综合，并未考虑其他地质灾害，如缓变型地质灾害地面沉降（阜阳市地面沉降最为严重）等。

总体而言，安徽省地质灾害的空间分布呈现南多北少的特点，其分布规律可能主要取决于地形地貌、地层岩性、活动构造等因素。就地形地貌而言，皖北主要为平原区，地质条件相对简单，而皖南地貌则以山地、丘陵为主，地形起伏大，地貌条件的多样性导致了皖南地质灾害的多发性和复杂性。地层岩性而言，皖北平原区多以第四纪沙土沉积为主，是地面沉降、塌陷等地质灾害的集中区；皖南地层出露情况良好，以九华山、黄山、天目山等三大山系为例，主要组成岩性为极易风化破碎的花岗岩、灰岩等，为崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的发生创造了有利条件[3]。活动构造而言，中国东部最大活动断裂带——郯庐断裂带以南西—北东走向穿越安徽省南部，由此引发的地震活动时有发生，亦增加了皖南地质灾害发生的可能性。

图2 安徽省地质灾害危险性级别分区图

3 安徽省地质灾害防治成效评价

3.1 安徽省地质灾害防治成效定性评价

安徽省地貌地形复杂，地质灾害频发，针对地质灾害特征，安徽省相继出台了各种政策与措施，在最大程度上予以预警和防治。以2015年为基准，制定《安徽省地质灾害防治“十三五”规划（2016—2020年）》，计划在1∶5万地质灾害调查的基础上，实现全省地质灾害防治网格化全覆盖，提高综合监测和防治能力，营造安全的生活生产环境。2016年3月，安徽省国土资源厅印发《安徽省突发地质灾害应急预案》，《预案》中对地质灾害组织指挥体系、预防检测与预警、应急处理、善后恢复、应急保障、日常管理与责任奖惩等方面做了详细规定与部署。2018年4，月安徽省地质灾害应急技术指导中心正式挂牌。

以2004-2017年为例，安徽省相继投入地质灾害防治专项资金23.66亿元，共建成地质灾害防治项目5 189个。从2004-2017年，安徽省地质灾害防治项目数与资金投入基本上呈逐年增加的趋势，说明对于地质灾害的防治，安徽省一直在加大对地质灾害的防治投入。对于逐年增加的防治投入，成效亦十分显著，2004-2017年安徽省地质灾害伤亡人数呈明显下降趋势，其中2014、2016及2017三年实现“零”伤亡如图3。

图3 安徽省地质灾害伤亡人数与防治项目相关性

3.2 安徽省地质灾害防治成效定量评价

DEA于1978年由美国运筹学家Charnes等人提出，是一种用于多个投入单元和多个产出单元相对有效性的评价方法[6]。DEA评价法由于其算法简化、误差降低且可避免主观因素影响等优点，被诸多学者应用[7-14]，其中不乏对地质灾害防治成效进行DEA定量评价[15-21]。

本文基于安徽省16市2017年地质灾害数据，通过无量纲化处理，利用DEA分析法，建立BCC模型，以地质灾害防治项目数、投入资金为投入变量，以地质灾害起数、经济损失为产出变量，进行防治有效性计算，结果见表1。其中，综合有效性是技术有效性与规模有效性的综合，是成效评价的直观指标；技术有效性是衡量是否存在投入冗余的重要指标，其值越大表示对投入资源的使用效率越高，值达到1表示使用率为100%；规模有效性是评价投入资源规模性的重要指标，规模有效性越大表示需求缺口越小，若值为1，表明现有资源投入规模已达到需求，无需继续增加；规模效益是对规模有效性指标的补充，“—”表示规模不变，“irs”表示投入规模需进一步增加。

根据地质灾害防治总效率由高至低将安徽省16市划分为4个层级：防治成效显著；治成效相对显著、防治成效相对不显著和防治成效不显著见表2。

第1层级，总效率显著，主要包括合肥、淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜阳、淮南、滁州8市，总效率值在0.95以上，地质灾害防治成效十分有效。其中淮北、亳州、蚌埠、阜阳和淮南皖北5市，技术有效性值、规模有效性值和综合有效性值均达到了1，规模效益不变，说明投入与产出相对有效，投入资源使用效率很高，不存在资源冗余，同时现有资源投入规模刚刚好，需求与投入平衡，后期无需追增规模。合肥、宿州和滁州3市，规模有效性值均为1，说明规模有效，后期规模效益不变；技术有效性值相比另外皖北5市略低，说明资源投入未达到最佳效果，后期尚有提高的空间。总体而言，第1层级8市的地质灾害防治实现了技术有效性和规模有效性。从地形地貌条件来看，8市地处安徽中-北部平原-台地区，地质构造相对简单，地质灾害相对单一，地质灾害防治资金和专项整治项目的建设取得了十分有效的防治效果。

表1 2017年安徽省各市地质灾害防治投入DEA效率统计表

表2 安徽省地质灾害防治总效率层级分布结构

第2层级，总效率相对显著，主要包括马鞍山、芜湖和宣城3市。该层级3个城市规模有效性均较高，马鞍山与芜湖为1，规模效益不变，宣城0.93，规模效益为增加。拉低3市总体有效性的指标是技术有效性，3市技术有效性在0.71～0.88之间，投入资源利用率有待提高，存在资源冗余现象。3市在2017年的地质灾害防治中，马鞍山和芜湖实现了“0”起地质灾害和“0”经济损失，而宣城专项资金投入4 691.3万元，防治工程项目建设23个，发生地质灾害2起，经济损失2.5万元，有待进一步加强地质灾害易发点的详查与防治，以实现精确定位精准防治。

第3层级，总效率相对不显著，总效率值在0.4左右，主要包括铜陵和池州2市。铜陵与池州2市技术有效性较高，在0.92～0.94之间，但规模有效性较低，均值在0.4左右，规模效益均为需增长型，规模有效性有大幅的增长空间。总而言之，铜陵和池州2市在2017年地质灾害防治中实现了技术有效性，但规模有效性偏低，需进一步增加防治规模。

第4层级，总效率不显著，总效率值均在0.2以下，主要包括六安、安庆和黄山3市。由图2可知，六安、安庆和黄山3市乃是安徽省地质灾害的易发区和高危区，历年地质灾害频发，人员伤亡和经济损失亦属全省最高序列，是安徽省地质灾害重点防治区。近年来，3市的地质灾害防治资金投入占全省地质灾害防治资金总投入50%以上，防治项目更是占到全省80%以上，但防治成效依然不甚理想。3市无论是技术有效性，还是规模有效性，均为实现高水平，投入资源利用效率不高，规模效益需增加。从地形地貌条件来看，3市位于大别山区和皖南山区，地形起伏大，地质灾害触发因素较多，属于地质灾害易发区和频发区，防治难度较大。

4 小结

2004～2017年间，安徽省地质灾害以2005年最为严重，经济损失最大，人员伤亡最多；2017年地质灾害次数最少，“0”伤亡，且经济损失最小。年度分布具有较大随机性，在很大程度上与当年强降雨情况有关。

安徽省地质灾害主要分布在西南部山区，以黄山、安庆和六安最为严重，其次是池州和宣城，中北部丘陵平原区地质灾害相对较少。空间分布特征归因于安徽省南北部地形地貌、地层岩性、活动构造的差异性。

DEA评价结果显示，安徽身地质灾害防治成效分为4个层级：第1层级，总效率显著，主要包含合肥、淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜阳、淮南、滁州8市，总效率值在0.95以上；第2层级，总效率相对显著，主要包括马鞍山、芜湖和宣城3市；第3层级，总效率相对不显著，总效率值在0.4左右，主要包括铜陵和池州2市；第4层级，总效率不显著，总效率值均在0.2以下，主要包括六安、安庆和黄山3市。