淺論地質災害評價方法

（廣東省核工業地質調查院 廣東廣州510800）

（廣東省核工業地質調查院 廣東廣州510800）

根據連南縣地質災害考察和綜合實踐研究，作者對連南縣區域地質災害“地質災害歷史”、“地質災害特征”、“地質災害誘發因素”和“地質災害危害程度”等四個方面進行系統的評價，提出四個影響因子，分別為“歷史因子”“基礎因子”“誘發因子”“損害因子”，并給出計算數學模型，總結出全面有層次的區域地質災害評價方法，為其他地區的地質災害評價提供參考。

地質災害區域地質災害評價影響因子

1 基本問題

為了系統的進行區域地質災害評價，首先從以下四個基本問題著手：

問題1地質災害歷史

評價區域地質災害發育歷史與現狀，明確一個地區地質災害發生的背景，如種類、數量、災害體面積和體積的分布比例等，用歷史因子表示。

問題2地質災害特征

調查區域地質災害發生的內在原因，評價地質環境要素，包括地形地貌特征、地質體成分和結構、區域地殼動力背景、地質構造活動性、植被類型與覆蓋度等因素，用基礎因子表示。

問題3地質災害誘發因素

分析誘發大規模地質災害的影響因素，如大氣降雨、地震和人類活動等，用誘發因子表示。

問題4地質災害危害程度

預測地質災害發生后，對人類、財產、工程設施和生存環境等的危害程度，用損害因子表示。

總之，回答上述問題是一個調查研究現狀—探索內因—分析外因—確定結果(危害性)的漸進式提出防災對策的過程。

2 研究流程

（1）開展區域地質災害綜合調查，獲取第一手資料。

（2）根據調查結果，編制集成基于GIS的區域地質災害信息系統。

（3）全面統計分析區域地質災害的分布特征，分別建立特征指標歷史因子、基礎因子、誘發因子和損害因子等作為計算因子實現因子表達。

（4）創建四階段判定模型和數學模型。

（5）分別計算區域地質災害四因子分布。

（6）編制研究區的四因子區劃圖,并分區評價。

3 地質災害歷史

“地質災害歷史”(F)是代表區域災害頻率(f)、面積(S)和體積(V)等特征的函數，表示為：

3.1 地質災害頻率比

設第i單元內災害頻率為fi，單元面積為Si，單元內災害的頻率密度為ρfi;整個研究區面積為S，災害總數為f，總頻率密度為ρf，則第i單元災害頻數比為:Rfi=ρfi/ρf，式中:ρfi=fi/Si；ρf=f/S。

3.2 地質災害面積模數比

設第i單元內災害體分布面積為si，單元面積為Si，i單元內災害的面積模數ρsi;整個研究區面積為S,災害點總面積為s，總面積模數為ρs，則第i單元面積模數比為：Rsi=ρsi/ρs，式中:ρsi=si/Si；ρs=s/S。

3.3 地質災害體積模數比

設第i單元內災害點總體積為vi，單元體積為Vi，i單元內災害的體積模數ρvi；整個研究區總體積為V，災害點總體積為v，總體積模數ρv，則第i單元體積模數比Rvi為：

Rvi=ρvi/ρv，式中:ρvi=vi/Si；ρv=v/S。

式中Rfi、Rsi和Rvi統稱“歷史因子”。

結合大量的實踐和連南縣地質災害綜合研究,可以建立如下一般公式：

i=1,2,…,m；j=1,2,…,n

式中:Qi—第i單元的“地質災害特征”指數;j—評價因子;

ai—第j評價因子在第i評價單元的賦值;

bj—第j個評價因子的權重;

m—評價單元數;n—評價因子數。

此時,地質環境要素組合為基礎因子,根據地質災害因子分析,選取基礎因子(地形地貌、植被、巖組、構造)等，根據需要和資料詳細程度可提取出二級因子（表1）。

式中:Fi—第i單元的“地質災害歷史”指數

Rfi—第i單元的災害頻數比;

Rsi—第i單元的災害面積模數比;

Rvi—第i單元的災害體積模數比;

r—修正指數,一般取1.5～2.0。

4 地質災害特征

式中:q1，q2，q3，…，qn反映地質災害特征的因素值。

表1 區域地質災害評價基礎因子

判別因子一般分為5級。各指標量值的賦值主要以調查資料的統計分析為基礎,綜合分析地質災害與基礎因子的關系后,對其進行分級。根據本區各因子與災害分布的關系程度研究和專家經驗確定各因子權重,最終形成“地質災害特征”判別因子指標量值及權重表。

5 地質災害誘發因素

“地質災害誘發因素”是指一定時間內某空間區域在某種誘發因素作用下發生地質災害的可能性,是在“地質災害特征”分析基礎上迭加誘發因子進行的,同樣采用綜合指數模型,則:

i=1,2,…,m;j=1,2,…,p

式中:Wi—第i單元的“地質災害誘發”指數;j—評價因子;

ai—第j評價因子在第i評價單元的賦值;

bj—第j個評價因子的權重;m—評價單元數;p—評價因子數。

“地質災害誘發”判別因子選取原則是，從地質環境的角度出發，既要充分考慮地質災害發生形成的內在基本因素(地形地貌、巖組、地質構造、植被)，又要兼顧誘發其發生的外部因素，通常指降雨、人類工程活動、地震烈度等。

根據連南縣內地質災害調查的實際資料及已有的工作經驗，“地質災害誘發因素”計算需要的判別因子分為三大類：基礎因子、響應因子和誘發因子（表2）。

表2 地質災害誘發因素表

誘發因子的賦值依據是，根據研究區的地質災害發生歷史，特別是統計分析不同地段、不同誘發因素的臨界值范圍。賦值范圍也分為5級，最大值為5，最小值取1。如遇多個誘發因子參與計算，權值根據誘發因素的相對重要性確定。當得到一個地區的誘發因子預報數值時，計算出的“地質災害誘發”可以作為預警指標使用。

6 地質災害危害程度

“地質災害危害程度”指地質災害發生后對其影響區內各類承災體的傷害或財產破壞損失程度，它是地質災害社會屬性的表現形式。

重點考慮地質災害的強度與受災區人類生命財產的損害性,并用量化指標表示,表達為:

式中：r1，r2，r3，…，rn—反映地質災害各項危害的因素值。

區域“地質災害誘發因素”與“地質災害危害程度”、承災體的損害性密切相關。研究表明,承災體損害性是一個難以確定的變量,它不僅與承災體類型、結構功能等有關,而且與其所處的空間位置(離災害體遠近、災害體的不同部位)有很大關系。

總體上,地質災害對社會造成的破壞表現為人員傷亡、經濟損失以及無法用貨幣衡量的環境破壞效應。

式中:Ri—單元危害；

Wi—單元危險；

Vi—單元承災體損害性指數。

Vi=ω1V1I+ω2V2I+ω3V3I+…+ωnVnI

式中：V1I，V2I，V3I，…，VnI—各類承災體(共n類)的易損性指標；ω1，ω2，ω3，…，ωn—各類承災體(共n類)的損害性指標所對應的權重。

本項研究選取的損害因子為人口密度、財產、工程設施和生態環境（表3）。

表3

承災體損害因子選取比較困難：

（1）承災體自身分類復雜，目前沒有統一的分類標準，災害評價中承災體的性質難以確定；

（2）承災體損害性不僅與承災體自身結構、功能有關，而且與地質災害的種類、強度和空間位置密切相關；

（3）承災體價值的普查是困難的，很難制定統一的承災體易損性評價分級標準。

實際計算“地質災害危害”時常常很困難，主要是很難得到比較準確的數據。連南縣“地質災害危害”的研究就僅考慮人口密度，沒有進行權重的運算，而是根據人口密度的判別指標量值，從小到大，分別乘以賦值的1/10。

7 結語

本文從地質災害直接相關的四個基本問題出發，提出“歷史因子”，“基礎因子”，“誘發因子”，“損害因子”四個評價因子，并分別給出評價因子的量化數學模型，系統分析總結了如何全面并且有層次性的對一個地區進行“區域地質災害評價”，為其他地區進行“區域地質災害評價”提供參考方法。

淺論地質災害評價方法

■龍滔

P694[文獻碼]C

1000-405X（2016）-10-382-2