浅谈地质灾害风险调查评价——以兴隆县为例

　　浅谈地质灾害风险调查评价——以兴隆县为例

　　    1、前言

　　地质灾害风险评价可定义为在一定区域和时间内对特定影响因子—人类社会产生危害程度的系统过程。地质灾害风险评价可以界定风险、对风险进行排序，从而为降低风险提供一套科学的和系统的方法。1982年，联合国救灾组织(UN-DRO)将自然灾害风险定义为:“风险（Risk）=危险（hazard）×暴露（elementsatrisk）×易损性（vulnerability）”。1984年，美国滑坡专家Varnes提出地质灾害风险就是地质灾害发生后，因其破坏而产生不良后果的可能性，包括两个方面：一是，地质灾害发生破坏的可能性；二是，其产生的损失。国内关于该方面的研究起步稍晚，可以追溯到上世纪90年代，国土资源经济研究院主要致力于地质灾害易损性、风险评价、经济评价等方面的研究。唐亚明等(2015)系统整理了国内外通用滑坡分类体系并提出了基于风险评价的黄土滑坡分类方法[6]。孙冉等(2015)，使用层次分析法-信息量模型基于GIS平台对山东费县开展了地质灾害风险评价。李春燕等（2017）探讨了以县域为单元易损性量化评价方法及其分级标准，在此基础上对全国2869个县域单元进行了地质灾害风险评价。李泽威等（2018）对龙凤镇开展了地质灾害风险评价工作。杨柳等（2020）基于GIS平台，结SBAS-InSAR监测数据,构建了较为完善的、适用于延安地区的评价指标体系,并对其开展了地质灾害风险评价。李冠宇等（2021），基于系统聚类、K平均聚类分析法对韩城市开展了地质灾害风险评价和分级。

　　以往的研究成果大多基于GIS平台，采用数理统计模型、神经网络等来开展风险评价，研究区以大区域、小比例尺居多。针对更小的重点区尺度，由于用来训练的样本数量不够，数理模型等方法往往不适用。鉴于此，本文以兴隆县为例，针对全县开展地质灾害风险评价方法研究，为当地地质灾害防治和国土空间规划提供依据。

　　自1999年以来，河北省已开展全省1:10万地质灾害调查与区划和1:5万地质灾害详细调查，取得了丰富的成果。2021年8月，财政部和自然资源部要求，河北省自然资源厅部署了32个重点山区县1:5万地质灾害风险调查评价工作（崩塌、滑坡、泥石流地等质灾害隐患点30处以上的县），兴隆县属于在32个重点山区县内工作之一。

　　兴隆县位于河北省东北部，承德市最南端，燕山山脉东段，地势呈西北向东南倾斜的塔形，总体可以划分为中山区、低山区和丘陵区三种地貌单元，总面积3123km2，海拔2118～150mm，地形高差大。该区属温暖和半湿润、半干旱的季风型大陆性气候，区内雨量充沛，突发性极强，降水时间分布不均匀等特点成为地质灾害的主要诱发因素。兴隆县是河北省地质灾害（隐患）的高易发区，县内地质灾害种类全、隐患多、灾情重，根据《河北省兴隆县1:5万地质灾害详细调查》及2020～2021年地质灾害核查排查结果，全县分布地质灾害及隐患点共75处。其中，滑坡5处、崩塌27处、地面塌陷2处、泥石流沟41条，已发生地质灾害共计31起，共造成50人死亡，直接经济损失3067余万元。自2000年以来，已开展多次区域性地质灾害调查。特别是近年来，围绕地质灾害调查评价、监测预警、综合治理和应急处置的综合防治体系建设，不断加大了兴隆县地质灾害防治工作力度，进一步完善了群测群防体系，开展了常态化隐患排查和监测预警，实施的工程治理和避让搬迁项目数量显著增加，地质灾害防治工作取得明显成效。但是，面对新形势下对地质灾害防治工作提出的新要求和地质灾害隐患动态变化的实际，地质灾害调查评价中还存在一些问题和挑战。

　　当前，兴隆县开展风险调查面临的主要问题：地质灾害孕灾地质条件、诱发因素和发育规律认识不足，极端条件下地质灾害危险性和风险性评价研究不够深入，与我国新形势下防灾减灾工作的新要求存在一定差距。开展以孕灾主控地质条件和地质灾害隐患判识为主1:50000地质灾害风险调查评价，深化地质灾害早期识别、形成机理和规律认识。总结成灾模式，开展不同层次地质灾害风险区划，提出综合防治对策建议及风险管控的措施方案，为地质灾害防治管理、国土空间规划、用途管制、地质灾害风险气象精准预警、地质灾害风险管控、风险管理和风险决策等提供基础依据。

　　    2、工作方法

　　    2.1资料收集

　　资料收集应保障资料的真实性、时效性、权威性、全面性。主要收集：基础图件（1:1万地形图、1:5万区域地质调查成果、遥感影像、DEM高程数据和植被分布图等）；基础数据（国土三调数据、地理国情普查资料、城镇、产业等规划，人员集聚区、交通沿线、重要工程和重要区域等重点调查对象资料）；地质灾害相关资料（已有地质灾害点基本情况、县（区）地质灾害年度核查、排查、巡查资料，1:10万县市地质灾害区划资料，1:5万地质灾害详细调查资料，省厅出资重点地质灾害勘查资料，2021年特大型地质灾害勘查项目，地方出资地灾勘查、治理工程资料，旅游景区、乡村道路和奥运廊道等相关专项调查对象资料以及灾害发育史）；地质环境条件相关资料（气象、水文、地形地貌、地层岩性、地质构造与地震、工程地质条件和人类活动）等。

　　    2.2遥感调查

　　    1:5万一般调查区采用空间分辨率优于2m的多光谱遥感数据，结合三维影像模型和线性构造展布特征，对工作区DEM分析初步成果进行解译。在重点调查区应选用空间分辨率优于1m无人机遥感数据，解译出影像图中图斑面积大于4mm2的地质灾害和长度大于2mm的线状地物，小于解译精度的应用规定符号表示，解译的界线与影像误差不应大于2mm。对识别出的地质灾害隐患进行野外核查，确认后统一纳入地质灾害风险调查数据库。

　　    2.3野外调查方法

　　野外调查以排查出新的地质灾害隐患点为重点。重点围绕地质灾害可能造成损失的地段开展，以区内受地质灾害威胁的人员聚集区、交通沿线、线路工程、重要工程、重要区域等为重点调查对象，开展全方位、拉网式调查，确保全覆盖、不留死角，尽最大可能排查出新的地质灾害隐患点。

　　野外调查的内容：遥感解译验证、地质灾害及隐患点调查、孕灾地质条件调查、一般观测点调查、承灾体调查及历史事件调查。调查工作采用数字化调查方法，以地面调查为主，辅以山地工程、岩矿测试等技术手段，注重遥感、无人机等新技术新方法的应用，应对全部崩滑流地质灾害隐患点进行航拍。

　　（1）孕灾地质条件调查

　　孕灾地质条件调查宜采用追索法及穿越法，按照调查精度要求布设调查线路和控制点，点、线、面相结合，以专业调查为主，群众调查为辅的方式开展，查明调查区孕灾地质条件和地质灾害特征。

　　    孕灾地质条件调查主要从地形地貌、地质构造、工程地质岩组、斜坡结构、岩体结构、人类工程活动等孕灾条件入手，总结工作区不同类型地质灾害发育主控因素及分布规律，分析地质灾害形成机理与成灾模式。重点调查区加密调查点布置，调查工作按斜坡单元为调查单元开展，斜坡单元采用汇水盆地与河网沟谷结合的方法进行剖分，单元尺寸根据地形切割和地质灾害发育程度确定。

　　地质灾害隐患调查期间，应加强高位远程地质灾害隐患和灾害链调查，重点调查微地貌特征、历史变形破坏迹象、控制性边界条件、威胁对象等，分析灾害体变形特征及链生效应、可能的运动路径、潜在影响范围及危害程度。应加强对农村切坡建房形成的边坡演变成地质灾害隐患的调查，重点调查自然坡比、开挖坡比、岩体结构、防治措施修建情况、变形破坏迹象等，分析诱发因素、成灾机理、影响范围及危害程度等。

　　（2）地质灾害调查

　　    地质灾害调查主要是历史灾害调查，即以区县行政区为单位开展历史地质灾害调查，主要包括灾害基本信息、灾害损失信息、救灾工作信息、致灾因素等。

　　    年度历史灾害调查：调查1978～2020年年度地震发生水平、年度气象要素、年度水文要素、年度灾害发生频次、年度人员受灾、房屋倒损、基础设施损毁、因灾直接经济损失等情况、应对工作情况等。

　　    历史灾害事件调查：调查1978～2020年灾害事件的灾害发生时间、灾害影响范围、致灾因子、人员受灾、房屋倒损、基础设施损毁、因灾直接经济损失等情况、应对工作情况等。

　　    重大灾害事件灾情专项调查：调查1949～2020年重大灾害事件的发生时间、灾害影响范围、致灾因子、人员受灾、房屋倒损、基础设施损毁、因灾直接经济损失情况以及预防准备工作、监测预警工作、处置救援工作、恢复重建工作情况等。

　　    （3）承灾体调查

　　    承灾体调查以资料收集为主，可根据第三次全国国土调查、地理国情数据库等社会经济数据，提取承灾体的特征属性信息，提取内容分为人口、居民财产、建筑物、交通设施和土地资源等。宜挑选受地质灾害（斜坡、地段或区域）威胁的人及物（经济类承灾体）进行实地复核。补充地面调查与野外核查，获取人口、居民财产、建筑物、交通设施和土地资源等数据。

　　    在一般区和重点调查区，主要应调查地质灾害影响范围内危害对象，调查内容包括人员、基础设施和大规模工程活动。其中，人员方面包括居住、工作和旅游等人口数量和人员结构等；基础建设主要是指工业与民用建筑，道路交通、水利设施、生活设施、通讯设施等类别和其他采场；大规模工程活动主要指大规模切坡、加载、开挖，矿产资源开发利用、水利水电开发、交通建设等活动。

　　    对单体地质灾害（隐患）承载体调查，需要补充承载体的特征属性信息。如，人员结构特征、房屋建筑类别等。

　　    2.4新技术及新方法

　　目前主要新技术和新发方法：合成孔径雷达干涉测量（InSAR）、激光雷达测量（LiDAR）、无人机航拍、三维倾斜摄影、机载红外探测、三维激光扫描、地基雷达。

　　在兴隆县野外调查中，崩塌、滑坡采用飞马V100无人机倾斜摄影测量，并形成三维模型，倾斜摄影模型精度应优于0.2m。泥石流采用飞马V100、大疆精灵4RTK等型号无人机拍摄正射影像，影像精度应优于0.8m。

　　    2.5物探

　　应重点布设在典型斜坡区段、地质灾害隐患点、崩塌（危岩体）源区、地面塌陷区、泥石流堆积扇、采空区等位置。结合地形地物条件，合理布置物探测线，重点探测工程地质岩组界线、斜坡结构类型、基覆界面、软弱层、风化程度、塌陷坑、地下空洞、地下水位、节理裂隙、滑面（带）等。

　　    2.6钻探

　　重点布设在具有代表性的斜坡体、工程地质区段及地质灾害隐患点上，以揭露地质结构为目的，重点揭露控制性结构面、软弱层、潜在滑面（带）、覆盖层、风化带、地下水等特征。

　　    2.7山地工程

　　调查探测对象的规模、边界、物质组成、形成条件等，获取现场试验参数等。以探槽、浅井为主，布置在重要的地质灾害（隐患）点、勘查点及重点测绘区段等。浅井、探槽揭露重要地质现象，如工程地质岩组界限、断层破碎带、滑坡边界等。

　　    2.8测试试验

　　测试试验以原位测试与室内试验相结合的方式进行。采用原位测试获取岩土体物理力学参数时，宜选择现场直剪试验、大重度试验、孔内波速测试、岩石声波测试、点荷载试验、渗透试验等方法。室内试验可用于测试岩土体物质成分及物理力学性质等。

　　    3、地质灾害风险评价

　　    3.1数据准备

　　（1）数据准备

　　地形图：1:5万（DRG、DLG、DEM、DOM），1:1万，无人机航测，Lidar；地质图：1:25万，1:20万，1:5万；地质灾害调查成果：风险调查数据、指标、因素等成果；遥感影像：多源、多时相、多精度，植被指数NDVI；降雨：公开全国逐日数据，地方气象局，雨量站实测；地震：中国地震动参数区划图(GB18306-2015)，地震小区划；自然地理与社会经济：公开资源，地方统计；综合野外调查数据、指标、因素等成果，做好风险评价的基础。

　　（2）评估模型

　　信息量法、证据权法、专家系统预测法、灰色系统模型预测法、模式识别模型预测法、非线性模型预测法、人工智能模型预测法[12]。各种方法的共同之处是充分考虑各种地质环境因素的叠加作用来评价某特定地质环境中产生地质灾害的可能性，圈出相对不安全的“危险区段”；不同之处：预测评价过程中所采用的计算方式不同。

　　（3）评估方法

　　采用定性、半定量[13]与定量相结合的方法开展地质灾害风险评价，在易发性、危险性、易损性评价基础上，划分为极高、高、中、低四个等级。一般调查区和重点调查区承灾体易损性宜按半定量的方法确定，单体地质灾害勘查点承灾体易损性宜按定量方法确定，人员易损性应取易损性区间值的高值。

　　定性评价是将危险性区等级和易损性区划等级简单叠加，通过一定的分级标准得到风险评价结果。如高危险区与高易损区叠加即为高风险区，高危险区与中易损区叠加仍为高风险区。半定量评价是将定量评价和定性评价相结合，具体操作是将危险性的不同等级和易损性叠加，得到低精度的风险指数值，重分类得到风险分区图。定量评价是将危险性指数值与易损性指数值进行数学运算，得到风险指数值，通过风险指数值的分类划分得到风险分区图。

　　地质灾害风险评价应分为重点区风险评价和全县域风险评价，县域应开展1:50000比例尺风险评价，重点调查区应开展1:10000比例尺风险评价，典型崩塌、滑坡、地裂缝地质灾害隐患点应开展不小于1:1000风险评价，典型泥石流、地面塌陷地质灾害隐患点应开展不小于1:5000风险评价。

　　    3.2地质灾害易发性评价

　　地质灾害易发性评价是对灾害发生的可能性进行预测，是地质灾害危险性评价的基础，早期主要为定性分析，随着科技的发展，评价方法逐步由定性分析转为定量分析[14]，主要采用层次分析法、证据权法、信息量法进行评价。地质灾害易发性评价因子包括高程、坡度、坡向、斜坡形态、地貌类型、工程岩组、断层、植被覆盖度（NDVI指数）和水系，宜结合实际情况选择其它相关评价因子。

　　根据实际调查的地质环境整体状况，结合《地质灾害风险调查评价编图技术要求》中的易发性评价分级参考建议指标，将易发信息量分布图进行分区，划分极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区，得到最终的地质灾害易发性评价图。

　　    3.3地质灾害危险性评价

　　地质灾害灾害危险性是在某种诱发因素作用下，一定区域内某一时间段发生特定规模和类型地质灾害的可能性。常见的评价方法有模糊综合评价法、多元回归分析法、证据权法、人工神经网络法、层次分析法、灰色关联分析法等[15-20]。地质灾害危险性评价是继承灾害易发性并传递信息至风险评估的纽带要素，其评价结果直接关系到前期易发性成果的体现和后期风险评估结论的表达。

　　    区域地质灾害危险性分析是为防灾减灾提供依据，根据《地质灾害防风险评价技术要求（1:50000试行），评价采用与易发性评价相同的评价模型，对于一般调查区，评价指标中采用历史月累计降雨量（大于5年）或地震动峰值加速度开展危险性评价；对重点调查区，评价指标中需结合10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇的降雨工况或基本地震、多遇地震、罕遇地震工况分别开展地质灾害危险性评价，划分出极高、高、中、低危险区四个等级，综合考虑不同级别危险区的地理位置、地质灾害发生的时空概论、地形地貌等因素，可进一步划分亚区。

　　    3.4地质灾害易损性评价

　　地质灾害易损性评价是指承灾体可能遭受地质灾害破坏的损失程度[21-22]，体现的是当遇到地质灾害时，承灾体的抵抗能力。易损性评价常用方法有易损性计算法、易损性分级法、红绿蓝警示法、数值模拟法和AHP-模糊综合评价法[23-25]等，针对的地灾体主要为泥石流、崩塌、滑坡等突发性地质灾害[26-31]，常选择人口、建筑物、道路、经济、土地类型等作为评价因子，分别评估人员和基础设施易损性，设定权重综合确定承灾体易损性。在承灾体数据收集基础上，进行人员与财产易损性计算。通过统计计算出评价单元内人口数量，将房屋及其它基础设施、社会经济以及资源与环境折合成财产，统计计算出承灾体财产值。

　　根据《地质灾害风险调查评价技术要求（1:50000）》（试行）中要求，分别对一般调查区和重点调查区的各类承载体易损性进行赋值，然后将不同类型承载体易损性进行叠加，获得综合易损性赋值，将承载体综合易损性等级划分为极高易损区、高易损区、中易损区、低易损区四级。

　　（1）人口易损性

　　根据调查获取地质灾害（隐患）点的威胁人口数量，采用核密度算法获得人员易损性，再进行重分类。

　　（2）建筑物易损性

　　建筑物为人口分布的基础载体，同时又具有自身的经济价值，采用对建筑物面积归一化处理的方法，取归一化值作为调查区内的基础易损性。

　　（3）交通设施

　　应按不同设施类型和等级进行易损性赋值。

　　（4）其他生活设施

　　应按不同设施类型进行易损性赋值。将不同类型承载体易损性进行叠加，结合实际调查区的地质情况，采用自然间断法找到4个突变点作为分区界线，对易损性信息量分布图进行分区，划分为极高易损区、高易损区、中易损区、低损发区四级。在定量分区的基础上，综合考虑各种因素进行人工矫正，得到最终地质灾害易损性评价图。

　　    3.5地质灾害风险评价

　　根据调查区的实际情况同前面进行地质灾害危险性、易发性及易损性的评价结果进行叠加计算，从而形成地质灾害风险评价结果与区划，根据结果将调查区内地质灾害风险评价等级划分为极高风险区、高风险区、中风险区、低风险区四个等级，并提出地质灾害风险管控措施。

　　    4、地质灾害风险管控

　　地质灾害风险管控注重事先和事后管理，加大管理的尺度和调查的精度，并列入法制化管理，逐步实现定量化管理。一般调查区风险区划结果应作为国土空间规划的基础依据，原则上极高风险区不应开展大规模城镇和工程建设，有序引导人口、经济向低风险区聚集。重点调查区应编制地质灾害防治区划图件，对风险等级为极高和高的区段，提出工程治理、避险搬迁、排危除险、监测预警等一种或多种风险管控建议。针对极高和高风险单体地质灾害应提出不同工况条件下工程治理措施、安全避让距离、避险搬迁范围、监测预警手段等综合风险管控对策。

　　    5、结语

　　    兴隆县1:5万地质灾害风险调查评价是在充分收集区内相关资料基础上，开展地质灾害与孕灾地质条件、承灾体调查，进一步摸清了全县地质灾害底数，明确责任主体，查明地质灾害发育特征和分布规律，分析地质灾害成灾模式，进行不同层次的地质灾害风险评价与区划，建立地质灾害风险调查空间数据库，根据不同风险等级提出地质灾害风险管控对策建议,从而达到更好地为地质灾害防治管理、国土空间规划、用途管制、地质灾害风险气象精准预警、为地质灾害风险管控、风险管理和风险决策等提供基础依据。

　　                      摘自《河北地质》第3期