地震災(zāi)區(qū)滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估范文

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摘要:

采用滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估三要素的方法，即:風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃(R3)、風(fēng)險(xiǎn)概率(RP)、風(fēng)險(xiǎn)損失(Rh)，對(duì)汶川大地震極震區(qū)10個(gè)縣市26000km2面積區(qū)的震后滑坡風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果顯示，區(qū)內(nèi)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)僅占9.03%面積，但承擔(dān)42%的滑坡發(fā)生概率和滑坡?lián)p失風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn);較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占14.61%面積，承擔(dān)25%的風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn);中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占22.28.%面積，承擔(dān)19%的風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn);低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占37.93%面積，承擔(dān)11%的風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn);無(wú)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占16.15%面積，承擔(dān)3%的風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)。震后由于采取了有效的避險(xiǎn)措施，滑坡風(fēng)險(xiǎn)明顯降低的結(jié)果。

關(guān)鍵詞:

汶川8.0級(jí)地震;極震區(qū);滑坡;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與常規(guī)滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相比多了“地震”因素條件，在評(píng)估的結(jié)構(gòu)和方法上兩者的不同之處何在?對(duì)于這一問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外可供參考的文獻(xiàn)極少［1－3］。筆者認(rèn)為地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與常規(guī)滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估兩者的區(qū)別主要應(yīng)該體現(xiàn)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)構(gòu)模型(即:風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃=危險(xiǎn)度評(píng)估×易損度評(píng)估)中的危險(xiǎn)度評(píng)估。評(píng)價(jià)地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)只能通過(guò)滑坡危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)因子與地震相關(guān)因子的結(jié)合，才可能反映地震因素的影響作用。地震滑坡是在地震瞬間被地震動(dòng)誘發(fā)的，地震動(dòng)能量通過(guò)震源和發(fā)震斷層釋放，一次地震過(guò)程中距震中或斷層不同距離上分布的滑坡數(shù)量和規(guī)模差異性很大。因此在危險(xiǎn)度評(píng)估中，可以通過(guò)增加地震滑坡震中距和發(fā)震斷層距等與地震相關(guān)的作用因子，來(lái)提高地震滑坡危險(xiǎn)度評(píng)估中地震與滑坡的關(guān)聯(lián)度。而在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，地震因素的直接作用不能被直接反映。如汶川地震發(fā)生后，地震災(zāi)區(qū)的建筑物基本都提高了抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)域空間的建筑承災(zāi)體的易損性都明顯降低。隨著災(zāi)區(qū)建筑物的易損性普遍降低，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)中也難以體現(xiàn)出與常規(guī)易損性指標(biāo)的差別。只要在危險(xiǎn)度評(píng)估中增加了地震因子作用，建立在滑坡危險(xiǎn)度和易損度區(qū)劃基礎(chǔ)之上的地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，就可以反映出地震因素的作用了。因此，地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與常規(guī)滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要差別應(yīng)該體現(xiàn)在危險(xiǎn)度評(píng)估中滑坡與震源相關(guān)性因子選取上。本文選擇汶川地震極震區(qū)(I0≥ⅩⅠ)10縣市(面積26175.77km2)為研究區(qū)域，探索了地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

1地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)分布(Rs)

根據(jù)文獻(xiàn)［4］中的滑坡風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)方法，不同類(lèi)型滑坡風(fēng)險(xiǎn)的研究深度不同，應(yīng)用范圍也不一樣。因此滑坡風(fēng)險(xiǎn)研究應(yīng)該具有不同的目標(biāo)性和實(shí)用性，可以針對(duì)不同層次需要，采用不同階段的風(fēng)險(xiǎn)研究目標(biāo)和方法解決需求。不同階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法也不相同。按照文獻(xiàn)［4］中的風(fēng)險(xiǎn)層次鏈實(shí)施階段劃分，筆者在完成汶川地震極震區(qū)滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的基礎(chǔ)上［5］，根據(jù)滑坡風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估三要素的原則。式中:RS為風(fēng)險(xiǎn)分布;RP為風(fēng)險(xiǎn)概率;Rh為風(fēng)險(xiǎn)損失。對(duì)汶川地震極震災(zāi)區(qū)(I0≥Ⅹ)的汶川、都江堰、彭州、茂縣、什邡、綿竹、安縣、北川、平武、青川10縣市(面積26175.77km2)進(jìn)行了地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估。其中，地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)分布是采用地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃方法確定;地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)概率，通過(guò)對(duì)震后降雨滑坡發(fā)生概率統(tǒng)計(jì)方法確定;地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)損失，根據(jù)滑坡受災(zāi)面積的損失率方法確定。地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與常規(guī)滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的差別主要體現(xiàn)在滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的要素中，而其它要素中是難以反映出地震因素的作用。汶川地震極震區(qū)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)分布可通過(guò)全區(qū)滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃獲得。采用GIS技術(shù)在研究區(qū)1:5萬(wàn)DEM、DRG、20萬(wàn)地質(zhì)圖、1:5萬(wàn)土地利用圖的基礎(chǔ)上，分別對(duì)滑坡危險(xiǎn)度的10項(xiàng)因子指標(biāo)、承載體易損度的5項(xiàng)因子指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重疊加，按照5級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)區(qū)劃劃分，獲得地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)的分布結(jié)果。

2地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)概率(RP)

地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)概率與滑坡發(fā)生概率成正相關(guān)關(guān)系，滑坡隨機(jī)發(fā)生的次數(shù)越多，存在的風(fēng)險(xiǎn)概率越大。從宏觀(guān)區(qū)域滑坡發(fā)育規(guī)律分析，大地震誘發(fā)的滑坡后期復(fù)活主要受降雨因素的控制。因?yàn)樵俅伟l(fā)生大地震或余震具有不確定性，作為誘發(fā)因素參加滑坡事件概率統(tǒng)計(jì)的難度太大。震區(qū)降雨型滑坡后期活動(dòng)是轉(zhuǎn)化泥石流并造成大面積受損的主要致災(zāi)因素。所以，地震災(zāi)區(qū)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)概率應(yīng)該由震后降雨滑坡的時(shí)間及空間分布概率所決定。

2.1滑坡時(shí)間概率采用文獻(xiàn)［6］中的降雨滑坡概率計(jì)算方法，可以分別得到降雨滑坡的時(shí)間和空間分布概率。時(shí)間概率表示在給定降雨臨界值和時(shí)間的情況下，發(fā)生滑坡的時(shí)間概率。

2.2滑坡空間概率空間概率表示按風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積為單元的滑坡分布概率。式中:P'為空間概率;x為降雨滑坡分布密度系數(shù)(x=md/s、其中m為不同危險(xiǎn)度區(qū)降雨滑坡數(shù);d為樣本分區(qū)區(qū)間;s為不同危險(xiǎn)度區(qū)總面積。采用式(5)，對(duì)極震災(zāi)區(qū)10縣市震后的降雨滑坡與地震滑坡進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，獲得空間概率。

3地震滑坡?lián)p失評(píng)價(jià)(Rh)

在地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)區(qū)滑坡受損面積與滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積之比，評(píng)估滑坡災(zāi)害可能造成的受損率。受損率不是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)關(guān)系，僅僅代表滑坡破壞范圍的概率。受損率預(yù)測(cè)對(duì)災(zāi)區(qū)人員傷亡情況是難以準(zhǔn)確評(píng)估的［7－13］，因?yàn)檫@與人們防災(zāi)意識(shí)和政府防災(zāi)管理程度密切相關(guān)。根據(jù)文獻(xiàn)［3］中的滑坡受災(zāi)面積統(tǒng)計(jì)模型，可以對(duì)滑坡風(fēng)險(xiǎn)分布區(qū)內(nèi)每一處滑坡受災(zāi)面積與滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積進(jìn)行受損率統(tǒng)計(jì)。在實(shí)際滑坡風(fēng)險(xiǎn)損失評(píng)估中，由于在獲取當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)產(chǎn)量和固定資產(chǎn)資料信息的限制，如，經(jīng)濟(jì)總量、建筑物、基礎(chǔ)建設(shè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)、水利等等，所以得出的經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估結(jié)果往往可信度較低。之前采用各種方法作出的經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估與實(shí)際情況一般差距較大。所以對(duì)區(qū)域滑坡災(zāi)害發(fā)生前的損失預(yù)測(cè)評(píng)估，可以采用滑坡直接受損面積與風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積的比率Rh評(píng)估可能造成的損失范圍。根據(jù)式(6)，可以統(tǒng)計(jì)汶川地震極震區(qū)全區(qū)滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的滑坡受損情況(表7)。以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果，無(wú)論對(duì)極震災(zāi)區(qū)全區(qū)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)受損率，還是極震災(zāi)區(qū)各縣市滑坡風(fēng)險(xiǎn)受損率，都可以看出未來(lái)滑坡風(fēng)險(xiǎn)的受損率一般不是太高。全區(qū)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)受損率僅可能達(dá)到11%，其他風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的損失率更低。

4風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估(R珔)

在完成以上準(zhǔn)備之后，可以對(duì)汶川地震極震區(qū)滑坡風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估。根據(jù)表1、圖1表示的汶川地震極震區(qū)滑坡風(fēng)險(xiǎn)分布，表2、表3表示的汶川地震極震區(qū)滑坡概率，表4表示的汶川地震極震區(qū)滑坡風(fēng)險(xiǎn)受損率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，評(píng)價(jià)5類(lèi)滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)可能分別承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)損失概率。式(8)表示風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估(珔R)是評(píng)價(jià)5類(lèi)滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域面積中(Rs)，將可能(概率Rp)分別對(duì)應(yīng)承擔(dān)滑坡風(fēng)險(xiǎn)損失(受損率Rh)的貢獻(xiàn)率(γ)。采用式(8)，可得到表10、圖3所示的綜合評(píng)估結(jié)論。式(9)說(shuō)明，隨著滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的等級(jí)變化，綜合風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)呈線(xiàn)性函數(shù)發(fā)展關(guān)系，并且相關(guān)性好。采用以上方法，對(duì)汶川地震極震區(qū)各縣市滑坡風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估，也可獲得各自的評(píng)估說(shuō)明和規(guī)律曲線(xiàn)模型。

5結(jié)論

地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估包括三方面的內(nèi)容，即風(fēng)險(xiǎn)分布評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)概率評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)損失評(píng)價(jià)。而單一的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)不能真正代表風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)容。本文根據(jù)評(píng)估的原則對(duì)汶川地震極震區(qū)10個(gè)縣市的滑坡風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了綜合評(píng)估。地震發(fā)生后，由于政府采取了滑坡危險(xiǎn)地帶主動(dòng)搬遷避讓的恢復(fù)重建措施，極震災(zāi)區(qū)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)明顯降低。滑坡風(fēng)險(xiǎn)主要由全區(qū)9.03%面積的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)承擔(dān)。其余區(qū)域的滑坡風(fēng)險(xiǎn)很小，所以極震災(zāi)區(qū)大部分區(qū)域是安全的。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，滑坡風(fēng)險(xiǎn)損失評(píng)價(jià)是一項(xiàng)比較難以確定的指標(biāo)。目前的統(tǒng)計(jì)方法還達(dá)到不到包括人員在內(nèi)的損失評(píng)價(jià)，只能滿(mǎn)足固有資產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)。因此可能使滑坡綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估內(nèi)容有所不足。

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作者：?jiǎn)探ㄆ?王萌 吳彩燕 單位：中國(guó)科學(xué)院地表過(guò)程與山地災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)科學(xué)院·水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所 西南科技大學(xué)