地质灾害风险评价方法研究综述

2016-04-14童纪伟

地球 2016年12期

关键词：灾体因子评价

■童纪伟

（广东省地质灾害应急抢险技术中心广东广州510425）

地质灾害风险评价方法研究综述

■童纪伟

（广东省地质灾害应急抢险技术中心广东广州510425）

地质灾害往往具有突发性、多发性和连续性的特点，为了提高对地质灾害的防御能力，需要掌握地质灾害的发育特征和发展规律，估算灾害造成的损失大小，这就是地质灾害风险评价研究的范畴。本文概述了地质灾害风险评价的内容，分析研究了地质灾害风险评价方法及其发展趋势，为合理选用评价方法进行地质灾害风险评价提供参考。

地质灾害风险评价方法

1 地质灾害风险评价的内容

1.1 致灾因子风险分析

致灾因子风险分析即地质灾害危险性分析。地质灾害系统中的不确定性，从属性上来分，有随机不确定性和模糊不确定性两种。地质灾害风险评价涉及的随机不确定性，主要来自致灾因子。因此，致灾因子风险分析的主要任务之一就是掌握致灾因子的统计规律。

1.2 承灾体易损性分析

风险区的划定：即明确发生一定强度地质灾害时的受灾范围。相对滑坡而言，依据滑坡的规模、滑距、滑速等因素确定受灾范围；对于泥石流而言，根据方量大小、流速、物质组成等研究将冲毁多大的范围，程度如何等问题，都属于风险区的划定。由于所研究的区域系统涉及诸多要素（如地质条件、地形、地貌等），不可能准确地认定致灾因子影响的范围。因此，受灾的范围，属于一个风险问题。

承灾体特征分析：对风险区内主要建筑物、固定设备和建筑物内财产，风险区内的人口数量、分布、经济发展水平等进行分析和评价。风险区内人类社会的结构异常复杂，要进行确切地数字化表达几乎不可能。对有关属性进行多种判断，有利于较全面地了解风险区特征。

承灾体抗灾能力分析：即对风险区内承灾体在可能遭受的地质灾害中的破坏的程度进行分析。

1.3 地质灾害风险评价

地质灾害风险评价就是制定决策，给出建议，现有的风险是否能够接受，现有的风险控制措施是否可行等，如果是否定的，那么风险控制措施就需要进行调整和修正。风险评价是风险分析和风险评估的复合体，风险评估是进行因子评定与确定权重过程的阶段，确切地说，它包括对评估风险及其相关的对社会、经济和环境可能造成的后果的重要性的思考，风险评价就是为风险管理提供更多可供选择的方案。

1.4 灾情期望损失评估

评估风险区内一定时段发生的一系列不同强度地质灾害给风险区造成的可能后果。损失包括可用风险财产的损失来计算的直接损失和如通信、交通中断造成的风险区与区外正常的信息、物质交流的困难和失灵而造成的间接损失以及人员伤亡三方面。结果分析包括对生命、财产、环境等承灾体的识别和承灾体价值的定量化分析，以及人的伤亡和物质损失可能性的易损性分析。灾害结果分析通常使用资产价值表来表达或是量化承灾体的价值，或是刻画易损性曲线。

2 地质灾害风险评价方法论

层次分析法法，是以运筹学为基础，对一个包括多方面因子而又难以准确量化的复杂系统进行分析评价时，根据各因子之间以及它们与评价目标的相关性，理顺组合方式和层次，据此建立系统评价的结构模型和数学模型对模型中的各种模糊性因子，根据它们的强度以及对影响对象的控制程度。确定标度指标和作用权重将这些指标作为基本参数，代入评价模型，逐级进行定量分析并最终取得评价目标。根据地质灾害风险系统组成，大致可通过个层次的统计分析完成评价工作以各种要素为主体的基础层统计分析以危险性、易损性为目标的过渡层分析以风险度或风险等级为最终目标的目标层分析。

经验模型法，是建立在专家丰富经验的基础之上，通过专家打分法等途径获取专家的经验知识，然后运用人工智能技术，建立地质灾害风险评价的专家系统。它把多位专家的知识、工程经验、理论分析、物理摸拟等内容有机地结合起来，形成地质灾害的知识库或模型库。

专家评判法也称德尔菲法。在风险评价中主要是判定各风险要素的权重值，然后建立评价模型进行评价。

数理统计模型法，是通过对现有地质灾害的地质环境和作用因素之间的统计规律进行研究，建立相关的评价模型，从而对地质灾害进行风险评价。该类型的方法很多，诸如回归分析、判别分析、聚类分析方法等。适用于区域地质灾害的空间研究与评价。

信息模型法，是利用信息论的理论，用地质灾害发生过程中嫡的减少来表征地质灾害事件发生的可能性。多种因素组合对某地质灾害事件的确定所带来的不肯定性程度的平均减少量等于该地质灾害系统嫡的变化。地质灾害的产生与所获取的信息数量和质量有关，是用信息量来衡量的，信息量越大，地质灾害发生的可能性就越大。

模糊判别模型法，是以模糊数学理论为基础，由于地质灾害复杂性和不确定性，用隶属函数来描述那些边界不清的过渡性问题和受多因素影响的非确定性问题，目前常用的有模糊评判、模糊可靠度分析及其与层次分析相结合而产生的模糊层次综合评判等方法。

灰色模型法，是以灰色系统理论为基础，利用灰色关联分析研究地质灾害各影响因素的影响程度，克服了通常数理统计方法对信息量要求过高的不足。在确定关联度的基础上，进行危险性评价和风险评价。

模式识别模型法，是建立在人工智能技术基础之上的，用计算机代替或帮助人类感知模式，是对人类感知外界功能的摸拟。人工神经网络方法在地质灾害的评价预测领域己开始应用，适用于有可借鉴样本的地质灾害评价或预测。

非线性模型法，是由于地质灾害系统具有复杂性特点，很难用简单的线性方程来表达。因而非线性理论得到广泛发展。分形理论从几何角度探讨系统内各层次间的自相似性，应用在地质灾害预测和评价中，化复杂为简单，化定性来定量。自组织理论探索地质灾害复杂系统如何从无序进化到有序的自组织过程。突变理论主要从定量的角度描述非线性系统在临界失稳时的突变行为，为地质灾害的预报提供了一种新的途径。

模糊聚类综合评价，是根据地质灾害风险构成,建立因素集、综合评价集和权重集，确定隶属函数，得到综合评价结果，并进行解释分析。

灰色聚类综合评价，是确定聚类白化数和白化函数，标定聚类权，求聚类系数，构造类向量，求解聚类灰数。

物元模型综合评价，是确定物元组合，分析评价对象对于综合评价等级的关联度，评定综合等级。

3 地质灾害风险评价方法发展趋势

地质灾害风险评价是当前地质灾害领域研究的重点之一，随着地质灾害理论的不断发展及多学科的交叉融合，地质灾害风险评价方法不断向综合化、定量化和空间化的方向发展。这主要表现在：地质灾害风险评价从单因素分析发展为多因素综合分析；从单个个体灾害研究发展为区域性研究与个体研究相结合；从灾害历史及现状研究发展为与预测研究相结合；从简单定性分析到定性与定量相结合；从传统调查统计评价发展为以地理信息系统空间化技术为支撑的模型化评价；多学科交叉融合，从单纯的风险评价发展为与减灾防灾、社会管理相结合，服务于经济发展。