论地质灾害防治与地质环境利用

刘传正，刘艳辉

国土资源部地质灾害应急指导中心，北京 100081

论地质灾害防治与地质环境利用

刘传正，刘艳辉

国土资源部地质灾害应急指导中心，北京 100081

分析了中国地质灾害防治现状，概述了地质灾害防治体系，以甘肃舟曲“8.8”特大山洪泥石流灾害为例反思了地质灾害防治理念的不足。从地质环境可持续开发利用视角，构建了区域地质环境可持续利用评价框架和地质安全评价体系。基本结论是：应跳出单纯工程地质评价和地质灾害防治的惯性思维，将保护地质环境和防治地质灾害有机结合，树立持续利用地质环境的科学观，更有效地达到减轻地质灾害的目的。

地质灾害；地质环境；防治体系；评价体系；可持续利用

1 问题的提出

地质灾害（geological hazards）是由于自然或人为作用，多数情况下是二者共同作用引起的，在地球表层比较强烈地危害人类生命、财产和生存环境的岩、土体或岩、土碎屑及其与水的混合体的移动事件［1］。“地质灾害”一词一经被提出，先行者就考虑了地质灾害（危险）防治的地质技术因素、相关立法和社会保险方面的需求［2］。今天，地质灾害（危险）不但是科学界研究的课题，也是公共管理和社会建设共同关注的涉及人类生存与发展的重大问题。

从防灾减灾的宏观视角分析问题，人类面对的正问题是地质灾害危险性，面对的反问题是地质环境的可持续利用。从危险视角看问题，就是寻找地质环境的危险区，并逐步建立起调查区划、监测预警、治理避让和应急处置等防治体系，每个部分也已形成相应的工作体系。例如，调查区划可以采用地质灾害区域“发育度”、“潜势度”、“危险度”和“风险度”（简称“四度”）评价体系作为基本技术路线［3］。从安全视角看问题，就是寻找地质环境的安全区，为此初步架构了区域地质环境质量评价、功能区划、工程容量评价和地质灾害风险评估与风险调控的工作思路，只是研究深度上尚很有限［4］。正反2个角度看问题的结合研究将使科学利用地质环境逐步完善化，也将是工程地质学、岩土工程学和地质工程学的共同任务，是我国经济社会走向可持续发展的客观要求。从灾害风险看问题，没有风险是不可能的，完全消除风险也是不可能的。人类社会应对地质灾害常常表现为科学认识不够、财力不允许、不值得、技术不可行或缺乏可靠性，合适的选择是与一般情况（因素）下与风险共存或有限调控，而超常情况（因素）下能够避险而不致遭受过大的危害。

目前，地质灾害防治的提法可能是比较普遍接受的，但从长期的观点看问题，科学的提法或命题可能是地质环境的安全性，因为后者包括前者的内容，而前者偏于针对性而陷于狭隘。从防灾减灾文化学、管理学和社会学的角度看问题，显然提地质环境的安全性更具有普遍性，因为风险无处不在，无时不在，只是强度大小的问题，是否达到为人感知，是否达到需要注意、防范、避让或提前消除的程度问题。经过1999年以来的努力，我国在广大农村建立了比较完善的地质灾害“群测群防”体系，但在城市和众多的基础工程建设地区，仅仅依靠工程建设用地的地质灾害危险性评估是不能实现地质环境的合理开发利用的。为了避免或减轻“灾后忙”的局面，应认真思考论证是“以灾害论防治”，还是从地质本原出发寻求人居环境与建设工程的地质安全。正确的策略可能是既研究与防灾减灾相关的地质问题，也研究与地质相关的防灾减灾问题，而不止步于仅仅研究“地质科学问题”。从正反2个视角看问题，应把地质灾害防治与地质环境可持续利用并重，将保护地质环境和防治地质灾害有机结合，树立持续利用地质环境的科学观，方能达成避免或减轻地质灾害的目的。

2 中国地质灾害防治体系

2.1 中国地质灾害基本状况

中国地质灾害的活动强度、暴发规模、经济损失和人员伤亡等方面的数据均居世界前列。特别是山地丘陵区突发性的滑坡泥石流等常常摧毁淤埋城镇、危害村寨、冲毁道路桥梁、破坏水电工程和通信设施、淹没农田、堵塞江河、劣化生态环境、危及自然保护区和风景名胜区，严重制约我国山地丘陵区经济社会的发展。

据统计，1995—2011年的17a中，全国因突发性地质灾害累计死亡或失踪17 578人，平均每年1 034人，估计地质灾害造成的直接和间接经济损失年均约120～150亿元。特别是2010年，全国因地质灾害造成2 915人死亡或失踪、534人受伤，其中仅甘肃舟曲县城“8.8”特大山洪泥石流灾害就造成1 765人死亡或失踪。随着我国山地丘陵区社会经济的发展、人口的不断增长，区域经济存量、人口密度、社会财富将大幅度增长，地质灾害风险程度和危害数量也将显著增加。人类减轻灾难是有成效的，但也会出现逆流（2010年，图1）。

图1的长期趋势过程反映出3个方面要素的积累效应：

1）地球表层内外动力作用过程的累积效应，包括持续作用的程度与松散体的积累。

2）多重外动力引发因素的耦合激发，如太阳11 a的周期活动（主要表现为磁场极性倒转及太阳耀斑、太阳黑子活动异常而影响地球）、月球引潮力的迭加作用、局地降雨的激发作用等。如陕西西安市灞桥区白鹿塬黄土斜坡的自然休止角约为30°，20世纪90年代人为取土形成70°的高陡边坡，2011年9月上旬降雨渗透的累积效应和17日42mm局地降雨激发作用终于酿成滑坡灾难，造成32人死亡。

图1 1995—2011年中国地质灾害造成死亡（失踪）人数对比Fig.1 Contrast of death or missing people caused by geo－hazards from 1995to 2011in China

3）人类工程经济活动，包括地质灾害防治行动的正负效应。2010年的重灾事件频频出现，虽然存在局地降雨引发作用的异常，也明显存在建设者无知、不懂地质风险的积累效应，不知避开“河（沟）道、河（沟）漫滩”地质环境的悲憾，而绝非技术层面的监测预警或工程防范问题。同样地，2011年全国只有277人死亡或失踪也不代表地质灾害防治工作很到位，而是与中国大陆全年的降雨量创自1951年以来60年来最少（年均值556.8mm）、局地强降雨事件显著低于2010年、外部激发动力显著弱化相关。从更大视野看问题，由于2011年总降雨量不足，造成或衍生的旱灾、火灾、污染、农业和生态环境退化等损失明显高于常年，或者说财富的生产量也明显降低。

2.2 地质灾害防治体系

地质灾害防治工程体系主要包括地质灾害调查评价、监测预警、避让搬迁与治理、应急体系建设和科学技术研究支撑等。

调查区划体系实施地质灾害调查评价工程是为了建设地质灾害调查评价体系，基本目的是查清地质灾害发生的地质环境条件、评价其危险性，进行地质灾害风险区划，确定重大地质灾害隐患点，为合理开发利用地质环境、实施地质灾害监测预警和防治工程提供依据，为省级和国家层面决策管理提供支持。

监测预警体系地质灾害监测预警体系包括技术和行政2个方面，是防灾减灾成效突出的重要手段。一个运行良好的地质灾害监测预警体系能够在地质环境条件发生变化时及时捕捉前兆信息，针对不同对象及时发出防灾减灾警示信息，为地质灾害避险决策或应急处置提供依据。

搬迁治理工程体系根据地质灾害调查监测结果，对确认危险性大、危害严重的地质灾害隐患点，经过地质勘查评价，采取搬迁避让或工程治理措施，彻底消除地质灾害隐患。在条件具备时，治理工程可以和灾后重建的土地整理或地质环境合理利用结合考虑，以实现防灾减灾与土地资源再开发的双重目的。

应急处置体系坚持以重大突发地质灾害应急管理需求为导向，立足于现有科学技术资源集成整合，逐步建成适应公共管理需要的重大地质灾害应急处置技术支撑机构、信息网络系统平台、技术装备体系和应用技术系统，科学、高效、有序地做好重大地质灾害应急响应服务。

科学技术研究支撑体系开展地质灾害防治科学技术支撑研究，对重大地质灾害成生的典型地质环境、内在机理和成因模式进行研判，开展地质灾害风险区划、监测预警、防控方法和防灾减灾技术标准等研究，建立应急响应与模拟仿真研究体系。

今后10～20a，我国地质灾害频发态势仍将持续，工程建设运营和采矿积淀的环境地质隐患仍将不断出现。例如，长江三峡水库区相当数量的移民工程选在了滑坡堆积体上，建设工程和人民生命财产的地质安全问题频频出现。巴东新县城因黄土坡滑坡、赵树岭滑坡问题曾3次选址、2次变更搬迁。巫山、奉节、云阳和万州等地也遇到复杂的地质安全问题，而绝非是“详细勘察证明库区工程地质问题不大”［5］。2003年三峡水库蓄水以来，大气降水、施工开挖填方、地震活动和水库水位的反复升降与浸润软化作用等孕育的地质安全隐患问题仍会长期存在。

2.3 甘肃舟曲“8.8”特大山洪泥石流灾害事件的反思

2010年8月8日0时12分，甘肃省舟曲县城区及上游村庄遭受特大山洪泥石流灾害，造成1 765人死亡失踪和重大财产损失。造成舟曲灾害的三眼峪和罗家峪2条沟谷的出山口距离县城均约2km，出山后本应是堆积区，实际却是冲刷段，证明这次灾难事件具有山洪和泥石流的双重特征［6］。

三眼峪沟流域面积25.75km2，主沟由大眼峪沟和小眼峪沟组成，三者汇流后平面形态呈“Y”型（图2）。罗家峪沟流域面积12.37km2。舟曲县城北部山区山高沟深，县城高程一般在1 400m以下，北山汇水区最大高程达3 828m，具备形成强大冲击的重力势能条件。历史上多次强烈地震影响本地区，特别是1879年7月1日武都Ms8级地震和“5·12”汶川地震导致北山地区山体松动，岩层破碎。2010年8月7日23：00：00—24：00：00局地过程降水量达96.77mm，0.5h时降雨强度77.3 mm，远远超过历史记载的最大降雨强度47mm／h。

历史大地震（1879年7月1日武都Ms8级地震）引发的大眼峪沟口崩塌体（H2）的跌水作用为本次山洪泥石流灾害提供了较高的初速度。崩塌体前缘受山洪泥石流冲蚀切割，局部形成多级高10m以上的陡坎跌水，整体坡角45°以上，局部地段65°。崩塌体直接堵塞了出山口，其上游基本淤平，下游北侧东端形成跌水，形成类似于黄河“壶口瀑布”一样的景观。小眼峪出山口也有类似的跌水作用。这种跌水形成大、小峪口流体加速段，其效应类似于意大利瓦依昂水库滑坡导致的库水翻坝灾难［7］。

历史上三眼峪就是一条高发山洪泥石流沟谷，有史料记载的清道光三年（1823年）至1993年期间多次发生山洪泥石流灾害。三眼峪沟内在1997—1998年间曾布置建设7座拦挡坝，设防标准为50年一遇的泥石流（最大流量203.03m3／s）。已有防治工程在“8·8”山洪泥石流灾害中均被不同程度地损毁。

对于舟曲灾难性事件，可能存在2个角度的认识。一个惯常的认识就是地质灾害防治问题，但深层次的问题应该是地质环境合理利用问题。

从地质灾害防治角度看问题，早就发现了隐患的存在，也实施了防治工程，又处于一个强调“群测群防”为主的防灾时代，就算充分考虑灾难发生在午夜，公众社会自然会发问，是已有的防治工程失效？还是监测预警水平不够？警报发布不及时？相关部门和人员责任如何界定？

但是，从地质环境合理利用看问题：山洪沟或季节性河流的河床、河漫滩是自然的流水行洪区，是绝对不可以规划为建设工程区或人类居住区的。地貌第四纪地质学告诉我们，各级阶地、夷平面才是不会遭受洪水袭击的地段，才可以建设工程。舟曲劫难反映出当地多年来对三眼峪沟谷泥石流的危害虽然具有一定防范，但对快速城市化过程中地质灾害风险的认知严重不足，以致部分建筑占用了山洪泥石流进入白龙江的通道，增大了人居建筑与山洪泥石流遭遇的可能性和危险性，而绝不是监测预警是否到位或工程标准高低的问题，因为10m多高的洪峰冲击力显然不是一般的浆砌石坝所能阻挡的。

考虑到水源工程在运行过程中自身需要消耗部分原材料、原水、辅助材料以及备品备件等，建议按陶岔渠首出口新增毛供水量适当考虑计算水源工程的燃料材料及动力费。

3 区域地质环境评价体系

生存安全是人类的最基本需求，地质安全是生存安全的最基本层面，实现地质安全就必须研究人居与工程设施的地质环境安全性或地质环境变化的可接受性，包括区域地质安全性、场址地质安全性和工程地基的安全性等。

地质灾害是地质环境急剧变化与人类社会遭遇的一种表现形式。地质环境是与人类社会生存、生产和发展密切相关的地球外部岩石圈层，它的上界面是与起伏的地表面密切相关的大气对流层顶面，它的下界面为地壳莫霍面或浅源地震深度面。大气对流层顶面海拔在高纬度地区约8km，中纬度地区约12km，低纬度地区约18km。风、雨、雷、电、雾、霜、雹、雪、冰、冻等强烈影响地球表面的外动力作用主要发生在此层内。地壳莫霍面深度（厚度）一般为33km，大洋底可出现6km，青藏高原可达70km，浅源地震震源深度一般在60km之内，人类活动影响如水库或核爆炸诱发地震的深度一般不大于20 km。也就是说，比较明显地危害人类生存与发展的地球内动力作用主要限于地壳圈层或浅源地震的深度层。

3.1 区域地质环境利用评价

从区域工程地质工作的基础性、公益性和服务规划的战略性出发，环境地质研究的目标应该是追求地质环境安全和地质灾害风险的可接受程度，工作任务是开展不同尺度的调查评价，包括重大工程区、人类聚集区和搬迁避让集中安置区的地质环境要素及其变化，评价其地质环境质量、容量和考虑地震、气象（候）和人为活动等多种因素影响下的地质灾害风险，划分区域功能，甚至包括提出地震多发区和高烈度影响区预留避震空地或缓冲带的基本要求［4］。

图2 三眼峪流域冲沟流域及分水岭高程Fig.2 Gully system in Sanyanyu debris flow drainage basin and the altitudes of its boundary points

区域地质环境评价要遵循的基本工作原则是保证评价成果不但“有用”，而且“好用”。为了逐步走向可持续利用地质环境，实现地质灾害的风险调控，就需要尽快跳出稳定性研究的狭隘视角，积极探索满足山地丘陵区工程建设规划尺度（1∶10 000～1∶50 000）的地质环境评价体系与方法，为具体实施不同类型区域的地质环境调查评价提供理论先导和工作指南，目的是在宏观上回答地质安全问题。

为此，初步提出区域地质环境评价研究的基本框架：1）区域工程地质环境质量评价；2）区域地质环境工程功能区划；3）区域地质环境工程容量评价；4）地质灾害防治风险调控研究。

每个阶段都能服务于该区域的土地开发利用规划和防灾减灾需求，但工作层次和精细程度的要求应根据地区特点和服务对象而确定。如果研究区域的地质环境资料不具备或限于社会发展或政府管理水平尚无法全面实现区域地质环境评价研究，则可考虑直接进行地质环境质量评价或地质灾害危险性区划，作为工程建设规划部署的基本依据。

地质环境安全性主要是指地质环境区域内与工程或人居环境安全相关的地质成分、地质结构、工程性质、外部形态、区域内外动力作用特点和突发超常干扰因素作用的敏感程度（可变性或抗灾变的能力）以及形成灾害的可能性或风险性等。超常外来因素既会破坏工程对象，也会改变原来的区域环境态势，要调查研究其作用范围、强度、持续时间和危害对象的脆弱性或易损性。

图3 建设工程地质安全评价技术路线Fig.3 Route of geological security evaluation to engineering construction

地质环境安全性评价是避免乃至消除工程对象的远程地质灾害风险，指导防洪规划、土地利用规划和城镇建设规划包含有足够的防灾减灾对策的重要依据，是实施地质灾害风险管理和风险控制的指导性技术文件，也是相关法规落到实处的保证。例如，“5·12”汶川地震区充分显示出地质环境安全的不同分布，处于龙门山断裂带分布区是明显的地震灾害异常严重区，而其东成都平原所在的构造地块具有明显的相对稳定性。即使是同在龙门山断裂带上，因断裂带上下盘活动强度和运动方式的差异，地质稳定性或安全性也表现出明显的纵向分段性和横向分带性［8－9］。

地质环境安全包含3个技术层次，即“建设工程区域”、“建设工程场址”和“建设工程单体”地质安全评价。图3给出了每个层次的地质安全评价的基本技术要求。

通过综合集成现有研究的基本认识和工作方法，提炼编制建设工程地质安全评价技术要求，逐步形成建设工程地质安全评价技术指南或规范，推进地质环境的科学化规范化开发利用。

1）从建设工程的地质安全评价入手，追求建设工程在规划选址、设计施工以及竣工运营各阶段的地质安全，或对其可接受的地质灾害风险（包括远程风险）进行评价。

2）建设工程地质安全评价不同于地基基础的岩土工程勘察，而是采用工程地质和地质灾害勘测的方法，整合工程地质评价、建设用地规划地质灾害危险性评估的内容，重点针对因地质环境变化而产生的、对建设工程（规划选址、建设施工和正常运营）有害的地质安全风险开展工作。工作对象限定在山地丘陵区的崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等突发性灾害，不涉及区域地壳稳定性评价和地震危险性区划。

3）工程区域的地质安全评价包括其所在的多个工程地质单元或一个小流域，工作范围至少到一级分水岭，工作精度1∶10 000～1∶25 000；工程场址地质安全评价应包括其所在的整个工程地质单元，工作精度1∶1 000～1∶10 000；工程单体地质安全评价应包括其所在的整个工程地质体，工作精度1∶250～1∶1 000。工程地质单元是指具有相对独立的地貌边界、地表汇水区、地形条件、地质成分、地质结构、地下水流场和构造环境等。

4）地质环境安全性评价的具体工作包括3个层次：一是目标层（A），包括工程区域（A1）、工程场址（A2）和工程地段（A3）3个目标，分别涉及不同层次的工程地质单元；二是方法层（B），包括多元统计（B1）、统计解析结合（B2）和解析方法（B3）3类，分别适用于不同空间尺度、不同时间阶段目标的安全评价需要；三是应用层（C），包括规划选址（C1）、设计施工（C2）和工程运营（C3）3个阶段，每个阶段都涉及自然与人为因素孕育的地质环境变化导致的地质灾害风险。3个层次的工作程序基本表现为3个组合：A1B1C1、A2B2C2和A3B3C3（图4）。

图4 建设工程地质安全评价技术工作层次关系Fig.4 Relationship in different technology plane of geological security evaluation

地质环境安全管理的核心问题是地质灾害风险管理或风险调控。随着社会经济的快速发展，我国开始实施新的发展战略，通过实施全方位的国家创新工程，逐步构建资源节约型和环境友好型的和谐社会。要达此目的，快速发展的“城市化运动”必然涉及大规模城市公共工程、能源工程和交通工程等对地质环境的广泛利用，也就必然广泛地影响地质环境的自然演化进程，使地质环境变化的范围、方式和强度呈现出新的态势，产生具有深远影响的环境地质问题和地质灾害。

地质灾害风险评价不是基于现有地质灾害点的分布，而是基于考虑地外天体、地震、气象和人为活动等多种因素影响下地质环境变化的可能性及其程度。因此，在国家层面，要组织调查、监测和研究地球表层系统过程的环境和灾害效应、人类活动对地球表层系统的影响机制，甚至包括地质灾害防治的社会学、文化学与伦理学等。

4 结语

可以预见，我国地质环境利用的无序性与有组织的地质灾害减轻行动之交叉与矛盾，即战略层面的被动和战术意义上的主动将持续相当长一段时期，因此非常需要树立更加主动地为人居环境建设的地质安全服务，更加主动地为国家重大工程规划、建设与安全运营提供地质服务，更加主动地为提高社会公众防灾减灾意识，推动和支撑各级政府科学管理地质环境的理念，以实现地质环境利用效益最大化，地质灾害风险最小化。

为避免和减轻地质灾害风险，就必须树立持续利用地质环境的科学观，把人与地质环境和谐共存放在第一位，把规范人类自身的行为融入到顺应与改造自然过程之中，跳出单纯工程地质评价和地质灾害防治的习惯性思维，突出立足地质环境变化研究建设工程地质环境安全，变保护地质环境和防治地质灾害为持续利用地质环境和主动进行地质灾害防治风险管理，从而避免出现地质环境的不可持续利用现象和减轻地质灾害。

老子说：“知足不辱，知止不殆”，警醒我们对地质环境的开发利用应是有节制的。孙子曰：“毋恃其不来，恃己有所备也”，提醒我们“居安思危，思则有备，备则无患”。只要我们对自然地质环境心存畏惧，不断从灾难中学习知识与技能，就能激发我们防灾减灾的智慧，有效地应对突发地质环境变化对人类社会造成的危机，从根本上规避或减轻地质灾害风险。

（References）：

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Some Discussion on Geo－Hazards Control and Geo－Environment Sustainable Development

Liu Chuan－zheng，Liu Yan－hui

Consultative Centre for Geo－Hazard Emergency，Ministry of Land and Resources，PRC.Beijing 100081，China

The situation of geo－hazards is severe in China.The status，trend and problem of geohazards prevention are discussed in this paper.On the one hand，in the view of geo－hazards prevention，the basis status of geo－hazards in China is discussed，and the prevention system of geo－hazards in China is studied.Then，with a typical debris flow，occurring in August 8，2010，in Zhouqu County，Gansu Province，in the southwestern China，some problem and deficiency of geo－hazards prevention are discussed.On the other hand，in the view of geo－environment development，evaluation frame and system of regional geo－environment sustainable development are constructed，and geo－environment safety management is advanced.Finally，conclusions are as following：we should escape from the habitual thought of the single engineering geological evaluation or the single geo－hazards prevention.The protection of geo－environment and prevention of geo－hazards should be organic integrated to ease geo－hazards.

geo－hazards；geo－environment；prevention system；evaluation system；sustainable development

book=2012,ebook=939

X43

A

1671－5888（2012） 05－1469－08

2012－04－17

国家地质调查计划研究项目（1212011220125）

刘传正（1961—），男，博士，研究员，主要从事灾害地质、工程地质与环境地质的研究，Tel：010－62175999，E－mail：liucz＠mail.cigem.gov.cn。