地质灾害可接受风险水平研究*

陈 伟，许 强

(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059)

地质灾害可接受风险水平研究*

陈 伟，许 强

(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059)

可接受风险水平是地质灾害风险管制方法研究中重要的研究内容之一，其目的是通过估算地质灾害风险评价结果值，确定承灾体的受灾影响，然后将可接受风险水平作为风险评价的判据，评判所估算的风险值是否可以接受。通过对我国2000－2010年因地质灾害而死亡的人数以及每年总人口数据进行分析，针对我国地质灾害可接受风险水平的确定分析展开研究，提出了我国地质灾害可接受风险标准的上限值(可容忍风险线的风险值)为10－6/a，可接受风险标准的下限值(可接受风险线的风险值)为10－7/a，确定了我国地质灾害可接受风险水平FN曲线。

地质灾害;可接受风险水平;风险评价;FN曲线

1 概论

随着我国城镇化和城乡一体化建设进程加快，城镇建设正以空前的速度和规模推进，人类活动不断增强，暴雨、久雨天气频繁，共同导致了我国地质灾害种类繁多、活动强烈及高危险性的现状。不断发生的灾难让人们一次又一次体会到地质灾害的残酷无情，也让我们意识到地质灾害风险管理控制的重要性与紧迫性。在地质灾害风险管制方法研究中其中一项重要的内容是地质灾害可接受风险水平的研究，它是在确定承灾体的受灾影响的基础上，估算地质灾害风险评价结果值，并依此为风险评价的判据，评判所估算的风险值是否可以接受。风险可接受水平是地质灾害风险评价的评判法则，同时也为风险管理控制措施的实施与否的重要决策提供参考，这对地质灾害风险管理决策有重要意义。

通过风险概念可知，它是指在一定条件下和一定时期内可能发生各种结果的变动程度。在涉及风险问题的研究中，风险的定义主要包含两方面:①强调风险的不确定性;②强调风险损失的不确定性。因为风险具有客观性及不可抗拒性，其大小随时间变化而变化。

风险研究中包含有两个重要的概念:①可接受风险(acceptable risk);②可容忍风险(tolerable risk)。英国健康和安全委员会对这两个概念进行了如下的定义(表 1)［1］。

表1 可接受风险与可容忍风险概念

最早有关于风险可接受水平的文献见于1974年，英国在其颁布的法律《The Health and Safety at Work Act1974》中已经明确了风险决策领域中的ALARP(as low as reasonable practicable)准则，并要求风险管理过程要符合这一法规，这对于可接受风险的选择以及合理制定风险减少的方案具有重要的意义［1］。Fell和Hartford等针对滑坡可接受风险准则以及可容忍风险水平的影响因素做了总结性的论述［2－3］。国际地质科学协会IUGS定义了可容忍风险的定义，并且提出了可接受风险准则中的基本原则［4］。

在理论方面，目前被广泛接受的是利用F-N曲线来评价地质灾害风险性。F-N曲线是将地质灾害造成的死亡人数(N)及其累计频率(F)点汇于对数坐标之上，来表达社会可接受风险的标准［5］。

在可接受风险中应用最广泛的一条准则为ALARP准则，ALARP准则将风险划分为不可接受区(不可容忍区)、警报区(ALARP)以及普遍可接受区(图 1)［6］。三个分区所表达的内容包括［7］:

(1)根据系统定量风险评价的结果，如果所评价出的风险值位于不可容忍线之上时，则落入不可容忍区，此时，除特殊情况外，该风险是不能被接受的。

(2)如果所评价除的风险值在普遍接受线之下时，则落入普遍接受区，此时，该风险是可以被接受的，无需再采取安全改进措施。

(3)如果所评价出的风险值在不可容忍线以及普遍接受线之间时，则落入警报区(ALARP)，需要在实际可能的情况下尽量降低该区域内的风险。

图1 累积频率—死亡人数标准

针对ALARP法则中不可接受风险水平以及可接受风险水平，无论划分方式及划分标准，不同国家或部门均有所不同［1］。1989年，英国健康委员会正式发布了社会风险标准值。HSE推荐使用不可容忍线为:斜率n为－1，并通过点(N，lg［F(i)］)=(1，10－2)。认为这样的不可接受线符合英国乃至全世界的化工作业历史经验，也反映了人们正常的风险厌恶模式，香港、荷兰及丹麦均采用了F-N曲线评价方法，但参数值有所相同(图 2)［8］。

从图2可以看出，香港的F-N曲线与其他3个国家区别在于，在FN曲线中设有一个后果限制线(consequence cut-off's)，代表的是当后果超过一定限制(死亡1 000人)之后，任何失事概率都是不容许的。

图2 国际上不同国家及地区风险评价F-N曲线的取值

国内相关学者在可接受风险水平研究方面也取得了相当的进展。汪敏等针对滑坡灾害的风险评价理论进行了分析研究，阐述了影响斜坡稳定性的不确定性因素及风险，对国内外的滑坡灾害风险研究作了评述，分析了滑坡灾害的可接受风险水平［9］。谢全敏在总结国内外文献资料研究基础上，给出了单个滑坡灾害可接受失稳风险准则，并分析了滑坡灾害的可接受风险水平［10］。肖义根据事故后果对风险进行分类，对不同类型风险给出风险定量表示方法，应用F-N曲线和ALARP准则研究相应的可接受风险确定方法，并针对大坝安全风险评价进行探讨［11］。刘莉通过对国内外破坏性地震的人员伤亡数据及1985年以来国内其他自然灾害(水灾、台风等)和人为灾害(火灾、交通事故等)引起的非正常死亡的相关资料进行分析，统计分析了各类灾害的可接受生命风险指标，从而建议了地震人员伤亡的风险值［12］。尚志海等总结了国内外可接受风险的相关研究成果，重点探讨了各国的可接受风险标准［13］。尹衍雨等以川渝地区旱灾为例，通过实地调查与访谈，从公众可接受的旱灾损失与频率、假定旱灾风险情景下的避险意愿等角度，对公众旱灾风险可接受性进行了初步探讨［14］。

在地质灾害风险管理控制工作中，地质灾害可接受风险水平评价是一个重要的内容，其评价结果意义重大，将直接影响到政府及相关部门的决策制定，有鉴于此，本文在ALARP法则的基础上，结合F-N曲线分析方法，开展了针对我国地质我国地质灾害可接受风险水平的研究。

2 我国地质灾害可接受风险水平评价的表达

风险可接受水平是一个综合的概念，它不是一成不变的，结合本研究的内容和特点，针对地质灾害的可接受风险水平的研究认为应当从两方面来考虑:一是从人员的伤亡程度来考虑;二是从灾害对于受灾体的破坏所造成的经济损失程度来考虑。在全世界特别是在我国，地质灾害防治工作中主要坚持“以人为本”的基本原则，因此，本次研究主要讨论人口伤亡可接受风险水平。

根据前面章节所论述的可接受风险水平评价基本理论及方法，采用F-N曲线以及ALARP法则来表达地质灾害可接受风险水平。标准的ALARP框架包括两条基本线［2］:可容忍风险水平标准线以及可接受风险水平标准线。通过这两条线的划定，风险被分为三个区域:不可容忍区域、ALARP区(合理可行的最低限度区)，以及可接受区。ALARP框架的基本原则是可接受风险并不是一个单一数值，它是通过确定两条风险线所对应的风险值，然后让风险评价处理的事件风险与其对比，确定风险值落在那个范围区域，然后再进行决策分析。

根据风险评价值，如果落在不可容忍区域，那么该值风险很大，必须采取相关的强制性措施来降低风险;若在可接受区，风险值代表一个很低的标准，是可以完全被接受的，不用采取任何措施;若在ALARP区，则需要在通过对各种风险处理措施方法进行成本效益分析的基础上，在实际可能的情况下尽量降低风险。ALARP准则是建立在F-N曲线基础上的，故也称FN准则［15］，FN准则设定的步骤如下:

(1)确定不可容忍线，在不可容忍线的上面为不可容忍区;

(2)确定可接受线，在可接受线的下面为可接受区;

(3)在不可容忍线与可接受线之间为ALARP区;

(4)F-N曲线可以用下式表示［4］:

限制线为:

式中:FN(x)为年死亡人数的概率分布函数;n为风险水平线的倾斜度，可理解为风险水平线斜率。根据目前的研究，n取值分为两种情况:n=1以及n=2。国际上将斜率n=1的风险接受准则称为中立型风险，斜率n=2时，称之为厌恶型风险，在这种情况下，风险损失后果严重，更受重视，但会增加政府相关部门的财政支出［16］。C为决定风险水平线的位置，可理解为风险水平线截距。

3 我国地质灾害可接受风险水平的确定

在广泛收集2000－2010年我国因地质灾害而死亡的人数、每年人口总数据等相关数据［17－19］的基础上，对我国地质灾害可接受风险水平的确定分析展开研究，相关人口数据如图3和图4所示。

图3 2000－2010年我国人口总数

图4 2000－2010年我国因地质灾害而死亡人数

通过对以上两个图的比较分析，不难看出，随着国家对地质灾害管理控制的逐渐重视，群策群防的体系的建立，以及人们防灾减灾的意识不断提高，除了因汶川特大地震、舟曲特大泥石流等极端事件的影响外，我国因地质地质灾害而死亡的人数以及死亡概率整体呈明显的逐年下降趋势(表2、图5)。

表2 2000－2010年我国地质灾害造成人口死亡概率

图5 2000－2010年我国地质灾害造成人口死亡概率

由于地质灾害的发生具有明显的不确定性以及偶然性，如汶川地震以及舟曲泥石流的发生，地质灾害造成死亡的人数偶然性也更加明显。根据相关文献［7］，在风险可接受标准研究中可以通过利用平均数来体现。平均数可分为5种:算术平均数、调和平均数、几何平均数、众数以及中位数。其中，中位数可以反映出可接受风险标准的基准值平均数。通过采用平均数的计算方法，不仅可以避免某年甚至某几年的异常数据影响到整个标准，同时，也最大限度地保证了数据的平稳性。

计算中位数的主要步骤是:将死亡概率按数值大小顺序排成数列，设数列项数为x，当x为奇数时，第(x+1)/2位即为中位数;当x位偶数时，第(x+1)/2的前后两项的算术平均数即为中位数。

在本例中，从2000－2010年共有11项数据，n为奇数，通过将这11项数据按数值大小顺序排成数列后，取(x+1)/2=7位的前后两项(第6项及第8项)的算术平均数为中位数:(5.700 22×10－7+6.174 24 ×10－7)/2=5.937 23 ×10－7≈6 ×10－7，因此，可将6×10－7作为可接受风险标准的基准值平均数。

求得可接受风险标准的基准值平均数后，还需要计算可接受风险标准的上限值(可容忍风险线的风险值)以及下限值(可接受风险线的风险值)，根据相关文献的研究［2］，可容忍风险线值一般小于可接受风险值1～2个数量级，本文取值1个数量级，根据可接受风险标准的基准值平均数6×10－7，可推断出可接受风险标准的上限值(可容忍风险线的风险值)为1×10－6，可接受风险标准的下限值(可接受风险线的风险值)为1×10－7。

由于厌恶型风险将加大社会风险控制成本，不利于我国经济建设，而且，厌恶型风险将增加标准实际应用中的难度，因此，针对地质灾害可接受风险水平研究采用中立型风险，即公式Pf(x)=1－F(x)≤中斜率C的取值为1，因此，可N得到:

FN曲线上限线(可容忍风险线的风险值)

FN曲线下限线(可接受风险线的风险值):

因此，根据可容忍风险线的风险值以及可接受风险线的风险值，采用香港在F-N曲线中设有后果限制线(死亡1 000人)的形式，确定我国地质灾害可接受风险水平F-N曲线(图6)。

图6 我国地质灾害可接受风险水平F-N曲线

4 结论

(1)在通过大量文献分析的基础上，分析了目前可接受风险水平研究现状，并对确定可接受风险水平的方法及理论进行了研究。

(2)展开我国地质灾害可接受风险水平评价的表达的研究，采用F-N曲线以及ALARP法则来表达地质灾害可接受风险水平。

(3)通过分析我国2000－2010年因地质灾害而死亡的人数以及每年总人口数据，针对我国地质灾害可接受风险水平的确定分析展开研究，在确定我国地质灾害可接受风险标准的上限值(可容忍风险线的风险值)为10－6/a，可接受风险标准的下限值(可接受风险线的风险值)为10－7/a的基础上，最终得出我国地质灾害可接受风险水平FN曲线。

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Study on the Level of Acceptable Risk Level of Geohazards

Chen Wei and Xu Qiang
(State Key Laboratory of Geo-Hazard Prevention and Geo-Environment Protection，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China)

Study on acceptable risk level of geohazards is one of important research contents in the geological disaster risk control．Its goal is to identify the impact on vulnerability through estimating geohazard risk value．The level of acceptable risk is used as the criterion for risk assessment to judge whether the risk value can be accepted or not．Through analysis of the relation between the data of deaths because of geohazard and the total population each year from 2001 to 2010，the upper limitof acceptable risk level as10－6/a(tolerable risk line)and the lower limit as 10－7/a in China are given．Finally，the FN curve for the acceptable risk level in China is plotted．

geohazard;acceptable risk;risk assessment;FN curve

P642.22

A

1000－811X(2012)01－0023－05

2011－08－30

中国地质调查局项目“西南山区城镇建设地质灾害风险管制方法及示范”(1212010814015)

陈伟(1979－)，广东湛江人，博士，主要从事地质灾害评价预测与防治处理研究．E-mail:cwww_com@126.com