地质灾害风险评价管控研究综述及展望

张 岩

研究区位于秦岭-昆仑纬向构造带，地质环境条件复杂多变，境内以泥石流数量居多，滑坡、崩塌次之。其中滑坡均为碎石土滑坡，主要易滑地层为第四系松散岩类堆积层；崩塌地层岩性均由变质砂岩、片岩、大理岩等岩体构成，节理裂隙发育，风化强烈，完整性差，受内外动力地质作用后极易使其结构发生变化，致使斜坡失稳变形发生崩塌。因此对该区地灾地质环境条件开展风险评价，提出风险管控防治措施，对促进地方经济发展、保障人民生命财产安全极为重要。

中国横跨东西经度、南北维度广，地域分布范围东起黑龙江至乌苏里江主航道中心线相交处，西至帕米尔高原，南至南沙群岛曾母暗沙，北至漠河以北黑龙江江心，陆域面积约960万平方公里。海陆位置东临太平洋，西接亚欧大陆东部，陆地包含高原、山地、丘陵、平原、峡谷等多种地形地貌。复杂的地形地貌和地质结构决定了中国存在较高的地质灾害风险。且地质灾害具有范围广、面积大、类型多、发生比例高、预测难度大、损失严重、发生次数和人员伤亡多的特点。就全国各地区地质灾害发生次数而言，甘肃、湖南、四川、浙江等地地质灾害发生次数较多，主要以滑坡、崩塌、泥石流、塌陷地质灾害类型为主。所造成的直接经济损失金额较大，近几年整体呈波动性趋势。因此当下中国地质灾害风险评价管控及预警防范工作迫在眉睫。研究地质灾害风险评价管控及其展望对提升地质灾害风险预警水平有着重要意义。

1 夏河县地质灾害形成机理及成灾模式

研究区的突发性地质灾害主要有泥石流、滑坡、崩塌共计132处,其中滑坡8处，占总数的6.06%；崩塌25处，占总数的18.94%；泥石流99条，占总数的75.00%。

境内滑坡崩塌形成机理主要受地形地貌、地层岩性、地质构造（断裂破碎带）、自然因素（地震、地下水）、人为因素（基建开挖边坡、矿山开采乱采滥挖）等因素影响。其中境内的8处滑坡成灾模式主要属于滑移型中的软弱基底顺层滑移型、浅表部滑移型、古（老）滑坡复活型三种，成灾模式较单一，尤其在汛期7月～9月，受短时间内较为丰沛的降雨影响，境内滑坡发生局部初始变形至蠕滑变形，严重影响威胁区内居民生命财产安全，如夏河县唐尕昂乡者会滑坡、夏河县达麦乡黄茨滑坡、夏河县唐尕昂乡唐尕昂乡政府后山滑坡等。

境内发育的崩塌共25处，多沿洮河两岸，集中于主要交通干线G213线道路及S312线道路沿线，主要成灾模式为风化卸荷型，如夏河县甘加镇许乌崩塌、夏河县甘加镇八角城崩塌、夏河县桑科镇格合格囊崩塌、夏河县桑科镇指木日崩塌、夏河县博拉镇牙日卡崩塌等。

境内泥石流共有99处，主要集中分布洮河、大夏河两岸，其形成机理主要受地形地貌、松散固体物源、水源等因素影响，成灾模式主要为淤埋、冲毁、撞击和爬高，如佛爷沟泥石流、尕寺沟泥石流、门乃何沟泥石流、塘乃合沟泥石流、洒索玛沟泥石流等。

2 地质灾害风险评价方法

在充分收集前人及已有资料的基础上，以遥感调查、野外地面调查等工作手段，查明夏河县地质灾害隐患分布特征、发育规律和成因特点，进行风险评价，为地质灾害风险管控、防治和经济社会发展提供基础资料依据。

夏河县境内地形地貌复杂多样，本次风险评价采用层次分析法、数据叠加法进行定量、定性分析，并应用水桶效应和地理信息系统空间运算功能进行计算。研究过程采取空间分区管控的方式进行数据采集处理、评价及制定管控措施。步骤如下：①建立层次结构模型；②分析地层及岩土体结构、地质构造、水文地质、斜坡结构等内在条件；③层次单排序及一致性检验；④层次总排序及一致性检验；⑤获取评价因子权重。数据叠加分析对评价因子权重进行叠加计算，并分析地质灾害形成评价结果。根据水桶效应，短板表示该区域发生地质灾害的可能性越大。并按照水桶短板的长度由短到长进行分级，采用地理信息系统运算功能进行计算，即可表示出夏河县综合地质灾害分布情况。

3 地质灾害风险评价

本次风险评价建模步骤为：①建立递阶层次结构模型；②构造判断矩阵；③计算权向量及一致性检验。

3.1 建立递进层次模型

夏河县地形地貌结构复杂，地表高低起伏较大，主要地貌分为三部分区域。各分区均受河流、雨水冲刷形成强烈的地表侵蚀。地表侵蚀在空间分布上具有规律性。以高程、坡度、坡型、土壤类型、河流分布作为评价因素，根据地形地貌的凹凸高度，将自然地貌分为7个级别。取第一、第七级归为一类；第二、第六级归为一类；第三、第五级归为一类；第四级为一类。坡度＞25°是，判定为存在较高山体滑坡风险。按照坡度＞25°、15°～25°、10°～15°、0°～10°划分为四个风险等级。设地质灾害风险性评价为目标层（A），灾害发育因素、灾害形成因素为准则层（B），各单因子则为方案层（C），排序见表1。采用1～9标度方法对准则层（B）、方案层（C）的各个因素对比，并赋予对应的分值，构造判断矩阵。其中A对B判断矩阵用式3表示，B对C判断矩阵为B1=1，B2用式4表示。采用层次分析法向量计算公式计算出矩阵A、矩阵B2最大的特征值、置信区间、临界比值。

本次结合夏河县境内地质灾害的发育特征选取相匹配的评价因子。主要选取人类工程活动、地层岩性、斜坡结构类型、坡度和斜坡变形特征5个方面为措施层。

3.2 构造判断矩阵

在构造符合夏河县境内地质灾害特征的判断矩阵时，需对附属于或影响上一层的每个因素的同一层内各个因素进行对比分析，判断其对于准则层的权重值，从而构建层次结构。

3.3 计算组合权向量及一致性检验

通过线性代数相关公式进行计算所得最大特征根对应的特征向量作为各个评价因子的重要性排序，再进行归一化处理，即同一层次相应因素对上一层次某因素相对重要性的排序权值。采用和积法进行求解，计算权重并检验一致性。

检验一致性：

为提高判断矩阵的准确性，需进行一致性检验。若无法通过检验，则说明判断矩阵在逻辑上不合理，后续结果将难以进行分析。对其进行一致性检验，根据区内不同程度的人类工程活动、地层岩性、斜坡结构类型、坡度、斜坡变形特征对地质灾害发育的影响程度分级进行赋值后栅格化和归一化处理。

3.4 风险性评价结果

结合遥感解译及野外综合调查结果将夏河县划分为孕灾地质条件复杂、中等和简单共3大区14个亚区。孕灾地质条件复杂区主要分布在曲奥-王格尔塘泥石流崩塌斜坡带亚区、拉卜楞-达麦泥石流亚区、甘加-麻当泥石流崩塌斜坡带亚区、唐尕昂-扎油泥石流滑坡亚区、博拉泥石流崩塌亚区，区内地质环境脆弱，地质灾害密集发育；孕灾地质条件中等区主要分布吉仓泥石流亚区、羌克-拉古赫日泥石流亚区、格合囊崩塌亚区、吾合格直合玛尔-哈西崩塌亚区，区内单灾种均有发育；孕灾地质条件简单区主要分布于切割及浅切割的中高山、盆地、河谷地质灾害低易发区，如甘加盆地桑科盆地北部亚区、桑科盆地南部-科才北部亚区、阿木去乎-牙利吉亚区，区内地质环境条件差，人口稀少。

本次风险评价在上述孕灾地质环境条件分析的基础上，依次进行易发性、危险性、易损性评价，最后得出风险性评价结果及数据。

3.4.1 易发性评价

以遥感解译和野外综合调查数据为基础，将夏河县划分出1140个评价单元，其中932个斜坡单元，208个沟谷单元。依次对每个评价单元采用单因子加权赋值进行定量计算，作为遥感解译及野外调查结果定性评价的参考数据，最后综合定性定量分析计算结果，得出夏河县易发性分区图及数据。

3.4.2 危险性评价

以易发程度分区数据及图件为基础，将降雨及地震工况下人类工程建设引发地质灾害等因素进行综合考虑，分别计算暴雨、地震工况下评价单元斜坡体失稳的覆盖范围并叠加后进行危险程度评价，结合易发性评价共划分出1140个单元，危险性评价共划分出1229个评价单元，综合分析评价后得出夏河县危险性分区图及数据。其中极高危险评价单元共263个，面积1593.41km2，占25.17%；高危险评价单元共218个，面积1106.68km2，占17.48%；中危险评价单元共332个，面积1382.92km2，占21.84%；低危险评价单元共419个，面积2247.63km2，占35.5%。

3.4.3 易损性评价

依据夏河县最新财产数值估价表对各单元内的承灾体的人口与财产价值进行数据统计定性分析，结合易发性与危险性评价数据，将人口、经济易损性指标作为评价因子进行定量计算，最后综合定性定量计算数据得出夏河县地质灾害易损程度图件及数据。其中高易损区主要分布在拉卜楞镇、达麦、王格尔塘、麻当、曲奥、唐尕昂、扎油、博拉等乡镇，面积约1036km2,占全区面积的16.5%。该区现有地质灾害隐患点96处，地质灾害点面密度为0.093点/km2，受地质灾害威胁人数17819人，密度为17人/km2；潜在经济损失预估180651万元，威胁资产密度为174万元/km2；中易损区主要分布在吉仓、阿木去乎、桑科、科才等乡镇的河谷区域边远地带，面积约77km2，占全区面积的1.2%，该区现有灾害隐患点4处，地质灾害点面密度为0.052点/km2，受地质灾害威胁人数82人，密度为1.1人/km2；潜在经济损失预估545万元，密度为7万元/km2；低易损区主要分布范围极为广泛，分散在中等切割及浅切割的中高山、盆地、河谷区域，总面积4045km2，占调查区总面积的64.5%，行政区划上涉及夏河县3镇10乡，该区人烟稀少地域较平坦开阔，历史灾害轻微，现无隐患点；不易损区主要分布于甘加、桑科及阿木去乎盆地等地，面积为1116km2，占总面积的17.8%，该区段地貌类型以盆地为主，地势平坦开阔，山地较少，比高在200m以内，植被覆盖率高，人类工程活动主要以天然草场放牧为主，地质灾害不发育，现无地质灾害隐患点。

3.4.4 风险性评价

以危险性评价和易损性评价图件及数据为基础，结合危险性指数和易损性指数得出风险评价图件及数据进行风险评价。其中极高风险区主要分布于大夏河沿岸的拉卜楞镇、达麦乡、王格尔塘镇、曲奥乡、麻当乡、唐尕昂乡、扎油乡、博拉等乡镇，面积共480km2，占调查区总面积的7.65%；高风险区位于夏河县东南、西南及中部区域，行政区划涉及吉仓、阿木去乎、科才、桑科、牙利吉、博拉乡的部分区域，面积共112km2，占调查区总面积的1.8%；中低风险区主要分布在中等切割及浅切割的中高山、盆地、河谷区域，分布范围极为广泛，行政区划上涉及夏河县3镇10乡，面积共5682km2，占调查区总面积的90.6%。

3.4.5 常规地质灾害风险评价结果

夏河县地质灾害类型主要以崩塌、泥石流为主。根据灾害点数量计算，滑坡、泥石流地质灾害发生频率为78.2%，以大中型规模为主，空间分布上拉卜楞镇、达麦乡、王格尔塘镇、曲奥乡灾害点数量最多，占全县地质灾害总数的56.3%。全县地质灾害高危险区面积占29.6%，中危险区面积占32.9%，低危险区面积占37.5%。

4 地质灾害风险管控研究成果

本次研究在空间上采用了分区评价和分区管控的方式。根据夏河县地形地貌形态分布和地质灾害风险等级，在地理空间上划分为三级区域进行管控研究，并针对不同区域地形地貌形态特点提出针对性的城市开发建设保护策略。将空间管控共分为三个区域，其中空间管控一区指不易发生地质灾害或地质灾害影响较低的区域，适合开发城市基础设施、居民房屋建筑及生活活动区。空间管控二区为地势起伏相对较大，高差相对较大，坡度相对较陡，开发难度相对较大，且开发时可能伴随中低地质灾害风险限制的建设区域。这部分区域可用于城市建设用地。在城市建设开发过程中，应与生态环境保护和水土保持工作同步进行，加强用地规模控制，用地性质限制，同时种植林草地，强化地表水土保持功能。空间三区指坡度陡峭，且存在河流侵蚀、沟谷侵蚀等不良地质现象，地质灾害风险等级较高的区域。这部分区域为滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害易发区或高发区，应该禁止大规模开发建设，可开辟为自然环境生态保护用地。在进行地质灾害风险管控上，应严格按照分区采取措施，合理布局城镇建设用地结构，采取开发与生态保护同步进行的方式，加强对空间三区生态的修复与保护，重视对空间二区的生态保护性开发，对空间一区进行高效集约化开发与建设，合理的在空间一区、空间二区安排城镇建设，对散落分布有村庄民居民点的山体，加强坡体护坡建设及生态修复。同时，还应24h全天候加强监测地质灾害中高风险区的天气情况，做好地质灾害风险监测预警和应急预案，以提早采取有效措施预防地质灾害的发生，降低地质灾害发生所造成的直接经济损失。

5 展望

随着空间化管理遥感光谱和空间特征分析、GIS、GPS、航测技术等在地质灾害预警监测体系中的应用与发展，为全面调查基础数据、多因素信息模型构建及评价提供了基础数据支持，丰富了风险评价管控理论及方法。使地质灾害风险调查评价趋向于电子化、数字化、自动化方向发展，进一步提升了多因素信息模型化评价的效率。为定量化、综合化及管理空间化的评价与管控更为准确，使得人类对地质活动范围、频率、密度等有了更清晰的认识和掌握。同时可与城市建设及防灾减灾管理相结合，意味着防治水平及体系建设将进一步提升，防治效果将越来越精准。

6 结语

通过此次风险调查评价，结合区内实际情况，编制了地质灾害风险管控防治规划表，风险管控区详细说明了各区地质灾害现状，风险管控防治规划建议，主要有曲奥—王格尔塘泥石流、崩塌（潜在崩塌）重点防治风险管控亚区、拉卜楞—达麦泥石流重点防风险管控治亚区、甘加—麻当泥石流重点防治风险管控亚区、唐尕昂—扎油泥石流、滑坡重点防治风险管控亚区、博拉泥石流、崩塌（潜在崩塌）重点防治风险管控亚区、吉仓泥石流次重点防治风险管控亚区、羌克—拉古赫日泥石流次重点防治风险管控亚区、桑科格合囊—军牧场崩塌次重点防治风险管控亚区；同时对132处地质灾害隐患点提出了不同的风险防控措施、防治分级、防治分期等。

综上所述，地质灾害的危害程度与城市发展有着紧密的联系，其危害程度与人类活动呈正相关。在矿山建设完善、人口密集地区，地质灾害发生往往伴随着惨重的人员伤亡及经济损失。相反，地区开发程度越低、人口越稀疏，地质灾害发生的危害程度越低。本文研究了地质灾害风险评价及管控的实施，通过对一定区域范围内地质灾害进行风险分级评价，确定地质灾害风险高、中、低发生区，并根据地质灾害易发程度实施城市开发建设与保护，针对性的分区管控，可有效的降低地质灾害发生导致的危害及经济损失。本文研究指出在风险评价管控方面，应该基于全域地质地貌分析确定地质灾害风险等级，实施针对性的风险管控，才能更好的利用水桶效应预防和降低地质灾害给人类造成的损失。