9月15日23时27分,新疆维吾尔自治区和田地区于田县发生5.5级地震,震源深度6公里。10个小时后,当《小康》记者来到民政部国家减灾中心时,这里的工作人员早已完成了对此次地震灾害的灾情评估报告。
在2011年“国际减灾日”即将来临的时候,民政部国家减灾中心副主任范一大、数据中心副主任张云霞、评估与应急部副主任吴建安等共同接受了《小康》杂志的采访,揭开国家减灾中心的运转流程。
卫星看得全,飞机看得清
《小康》:我们看到国家减灾中心办公楼二楼的综合减灾业务平台,依次被划分为卫星遥感、航空遥感、多媒体、灾害评估、信息管理与服务、综合研判等六大业务区。这些区域的功能分别是什么?
范一大:我们的业务流程与这些区域的走向是一致的。我们在这个大平台上开展工作,走廊西侧是主机房,我们平时是进不去的,里面是支持存储和内、外网的服务器,相当于供血的心脏,接下来的这些区域相当于血管、经络、器官。
遥感业务区包括卫星遥感和航空遥感,没有灾情的时候,这里基本上就处于监控状态,发生灾情后,飞机、卫星就到位了,这里的工作人员就会开始处理数据,之后将分析结果推送到灾害评估业务区,数据中心获得的地面信息,经过分析后也被推送到灾害评估业务区,这就叫天、地、现场三方面信息一体化。
评估与应急部进行各类灾情的评估,评估到一定程度后,有些评估工作如果还需要进一步分析、会商、研究,就推送到综合研判区。
《小康》:飞机和卫星在获取灾害信息方面的作用有何不同?
范一大:卫星更高一些,“站”得高,“看”得远,“看”的范围会更大,但是卫星“看”到的地面信息不如飞机清楚。一般发生大范围灾害,比如说大的洪涝灾害、旱灾、雪灾时,我们就会通过卫星遥感监测的手段,先确定灾区的范围,观察哪个地方可能是重灾区,做出初步的判断。掌握了重灾区的情况后,我们再利用航空遥感的手段,对重灾区进行更为精细的监测,最后利用地面调查统计手段,派出工作组到现场做进一步的核查。也就是说,我们综合利用天(卫星遥感和航空遥感)、地(地面调查统计)、现场(派出的灾区现场工作组)等一体化的业务体系,对自然灾害进行监测、预警和评估。
灾害前后都要进行的“科学评估”
《小康》:灾害评估的范围包括哪些方面?在时间方面,一般是在哪个时间节点对灾害进行评估?
范一大:我们所开展的是灾害综合评估,主要包括灾害范围的界定、划定范围内的实物量评估和直接经济损失评估。灾害评估不仅仅是灾害发生之后的应急快速评估,还包括灾前的风险评估、灾情基本稳定后的损失评估,以及恢复重建过程进度评估、冬春需救助人口评估等等。
吴建安:我们的评估工作主要分为三大类。第一类是灾前评估。一方面是长期的灾害分析、评估,包括不同灾害在全国的分布、各地灾害的形势分析,等等,比方说我们现在要做全国灾害区域的概况,对各个区域的灾害风险有了认识后,就会知道哪个地方的风险高,哪个地方需要加强备灾管理。另一方面是在某些灾害发生前,我们利用一些基础地理数据、气象数据、历史灾情数据等进行灾前风险评估。比如说,在台风登陆前的几天,我们会对台风的影响范围、路径走向以及影响人群、经济损失等进行预评估,为当地的救灾决策提供依据。
第二类是灾后评估。根据《国家自然灾害救助条例》,对于较大的自然灾害,中心一般都要进行快速评估。例如地震灾害发生后,我们通常会在一小时左右对灾害影响作出初步评估,具体包括受灾范围、受影响人口数量、房屋倒损程度等。此外,我们还会根据救灾应急工作的实际需要,对灾害过程进行动态分析与评估。
第三类是针对重特大自然灾害,例如四川汶川特大地震、青海玉树地震、舟曲特大山洪泥石流灾害等进行综合评估。比如,四川汶川特大地震影响范围高达50万平方公里,我们在做范围评估时就划分出了极重灾区、重灾区和一般灾区。除范围评估外,综合评估还包括受灾害影响区域内的实物量评估、直接经济损失评估等等。
范一大:重特大自然灾害发生后,我们一般会在综合分析四套数据的基础上开展综合评估。一是对地观测数据,主要包括卫星遥感、航空遥感等灾区空间观测数据;二是灾区地方政府以统计报表形式上报的数据;三是灾害管理有关部门提供的关于灾区经济、社会等方面的统计数据;四是我们派出的现场评估工作组实地核查数据。这些数据在评估过程中相互比对、分析、验证,最终通过灾害损失模型计算得到综合评估结果。当然,在评估过程中,我们还会听取专家和有关部门的意见。
50万灾害信息员遍布各地
《小康》:我国是灾害多发的国家,国家减灾中心在获取灾情信息方面,除了依靠专业力量外,是否也依靠了普通民众的力量?
张云霞:我们有一支覆盖全国的灾害信息员队伍,目前总人数达到50万人。为了规范灾害信息员队伍的管理,我们在近几年推行了职业资格认证制度,需要通过一定的培训、考核来获取职业资格,之后再从事这项工作。这支队伍真正确保了全国各地的灾情信息能够及时收集、及时报送。
《小康》:灾害信息员主要承担着哪些任务?
张云霞:灾害信息员除了灾害信息收集之外,我们通过与中国气象局共建,也让我们的灾害信息员承担起灾害预警信息的工作,很多省市已经开始了这项工作的试点。这就意味着,在面临重大灾害风险时,灾害信息员要及时传递上级部门的灾害预警信息,组织老百姓进行紧急疏散,甚至在灾害发生后要承担一部分的紧急转移安置和恢复重建工作。
《小康》:在8月15日闭幕的“国家综合防灾减灾战略研讨会”上,有专家呼吁将综合防灾减灾上升为国家战略。请问范主任,在防灾减灾工作中,有哪些是需要综合统筹考虑的?
关键词:风险评估;农业气象灾害;应用;展望
引言
在农业的生产过程中,常常会遇到很多的灾害,这些灾害会对农产品的产量带来严重的影响,而在这些灾害中,由于天气原因引起的灾害占了绝大部分,同时,由于天气对农业带来的灾害会使农业生产的风险增加,使我国农业经济的发展得不到保证。在这种情况下,风险评估在农业气象灾害中的应用就起到了一定的作用,但是我国这项工作相对的还不是很好,还需要进行一定的提高,因此,加强对其进行研究成为了当前社会中的一项重要内容。
1 风险评估在农业气象灾害中的应用
1.1 致灾因子危险性评估
在当前风险评估在农业气象灾害应用中,重要的方式就是致灾因子危险性评估,致灾因子是在灾害形成过程中产生的一些异动因子,而气象灾害的轻重受到致灾因子、孕灾环境、受灾体共同来决定的,致灾因子的强度越强,产生的气象灾害就越重,对农业生产造成的损失就越大。因此,在利用致灾因子危险性评估时,主要就是对致灾因子的强度进行评估。由于气象灾害的发生是不确定事件,因此就可以将其当做是一个随机事件,这就要求在评估的过程中以概率模型为模板,建立相应的评估模型,使用相应的计算方法来对致灾因子的强度进行计算。并且还可以使用相同的方式将致灾因子的出现频率以及出现时间进行计算,根据上述工作得到的结果对农业气象灾害做出最终评估[1]。
1.2 受灾体脆弱性评估
气象灾害在对农业影响的过程中,不仅仅受到致灾因子的影响,同时还要受到受灾体的影响,这样我们就可以对受灾体进行脆弱性评估,以此来对气象灾害进行评估。在出现致灾因子后,会对受灾体造成一定的影响,不同程度的受灾因子会对受灾体产生不同程度的影响,这种不同程度的影响就是受灾体的脆弱性,依据评估出来的致灾因子强度,对受灾体可能遭受的影响进行评估,这一过程就是受灾体脆弱性评估。在进行这项工作时,首先要对评估的区域进行确定,然后对这个区域内的防灾能力进行评估,并且对评估环境的特点进行分析,最后对上述评估进行分析,得出最终的评估结果[2]。在一般的情况下,受灾体的脆弱性越小,防灾能力越强,造成的影响越小,损失越小;受灾体的脆弱性越大,就与此相反。
1.3 灾情期望损失评估
在对气象灾害进行评估时,对灾情期望损失评估也是主要的内容之一,这就要求使用概率的方法来推测未来发生灾害的几率以及产生影响,在进行这项工作时,可以用以下的三个指标来表示:其一为绝对指标,这一指标中包括了遭受灾害的土地面积,灾害对受灾体造成的破坏,对农业生产带来的经济损失等;其二是相对指标,这一指标中包括了减产率以及经济损失比率等;其三是综合性指标,这一指标是对灾害造成的影响进行确定,根据灾害受损的情况,来对其进行等级的确定。通常使用的方法是灾情反演法,对以往发生灾情的数据进行分析,寻找出损失与灾害之间的关系,根据灾情数据建立相应的曲线图像,对将来产生的气象灾害进行推测,并评估出产生灾害会对农业生产带来的损失[3]。
1.4 灾害风险综合评估
在对农业气象灾害评估时,只是对受灾体或者致灾因子进行评估,做出的评估结果有时会出现一些差错,不能对灾害进行准确的推测。因此,进行灾情风险综合性评估也是一项不可缺少的工作。在进行这项评估工作时,首先就要了解灾害形成过程中各因素之间相互联系,将其整合成一个整体,根据灾害的整体建立相应的灾害指数,然后对其进行分析,根据整体灾害指数对气象灾害进行评估。这样得到的评估结果更加的准确,为我国农业生产的发展起到了重要的作用。
2 风险评估在农业气象灾害中应用的展望
2.1 利用科技向动态评估方向发展
在当前阶段中,我国的风险评估在农业气象灾害中已经有了一定的应用,但是,应用的效果不是很好,在这种情况下,对农业气象灾害进行动态评估成为了发展的必然趋势,可以使评估的结果更加的准确,对农业生产起到更大的帮助。在当前的阶段中,科学技术不断的创新,GPS系统以及遥感技术得到了大力的发展,在这种情况下,就可以将其加入到动态评估系统当中,使评估的效率更高,得到的结果更准确,降低气象灾害对农业生产造成的损失[4]。
2.2 加强多种灾害评估方式的研究
在当前农业生产的过程中,对单一灾害的风险评估有了一定的成果,为农业发展起到了一定的作用。但是在农业生产中单一灾害出现的往往会比较少,大多数情况下出现的通常是多种灾害,在这种情况下,单一的评估方式就不能全面的对灾害进行评估,评估出来的结果存在问题,使灾情不能使人们尽早的了解,为农业生产带来了隐患。因此,对多灾种农业气象灾害综合风险评估研究是当前研究的主要目标之一。
2.3 加强气候变化时代的风险评估研究
在当前情况下,随着环境的不断破坏,对全国各地的气候造成了一定的影响,平均温度有了一定的增长,使得气候对农业生产造成了一定的影响。气候的变化不仅对受灾体造成直接的影响,还会对致灾因子、孕灾环境造成影响,使灾害变得更加复杂,出现的频率更高,在这种情况下,就农业气象灾害的风险评估带来了困难。因此,就要根据这种状况来对风险评估进行研究,使其在气候变化的条件下依然能准确的对农业气象灾害进行评估。
3 结束语
随着我国社会的发展,人口的增加,农业在将来的很多年内依然会是我国主要的产业之一,在这种情况下,风险评估在农业气象灾害起到了一定的作用,为我国农业生产做出了重要的贡献。但是由于我国这项工作起步的较晚,其中还有很多的不足,这就要我们加强对其进行研究,使其更好地发展,使其起到更大的作用,为我国农业的发展提供良好的保证。
参考文献
[1]胡亚南,李阔,许吟隆.1951-2010年华北平原农业气象灾害特征分析及粮食减产风险评估[J].中国农业气象,2013,3(2):197.
[2]红英.关于农业气象的灾害评估现状及展望分析[J].中国农业信息,2013,8(17):156.
关键词:雷电灾害;风险评估;研究
中图分类号:P429 文献标识码:A
雷电灾害对我国社会经济各个方面都会产生一定的影响,对我国社会稳定、经济发展起到至关重要的作用,所以本文首先要对研究雷电灾害风险评估工作的必要性进行分析,其次简要了解雷电灾害风险评估的主要方法,以及当前仍然存在的难以解决的问题。
1 雷电灾害风险评估必要性
开展雷电灾害风险评估工作的必要性有以下几种原因:
1.1 关系社会经济、人民生命安全
雷电灾害对整个社会经济的发展、人民生活水平的提高、人民生命财产的安全等都有着直接的影响。
1.2 雷电灾害大量发生
通过专业数据显示,每年在全世界平均会发生10000起雷电造成人死亡的事件,除了直接雷击导致的人死亡之外,比较长发生的事故现象就是雷电引起的爆炸和火灾,从这庞大的数据上就可以看到,雷电对人类造成的灾害是非常大的。对于我国而言,仅就2007年重庆开县的一个校园中一场雷电事故就造成了7个学生死亡,39个学生重伤。
1.3 高层建筑加大了雷电灾害造成了损害
随着建筑工程行业的发展以及我国土地资源利用的紧张状况,高层建筑不但能够通过建筑单位确保质量,而且也是提高土地资源利用效率的一种有效方式,然而,城市中建筑物体的高度越高,其所受到雷电灾害的威胁性就越大,同时,随着自然环境受到的污染越来越严重,各种自然规律也受到了破坏,雷电灾害发生的规律已经超出了我们所掌握的程度。
1.4 降低风险系数
通过对某些地区雷电灾害的风险评估,能够大致判断出整个区域可能遭受到雷电灾害的风险系数,对于当地提高防灾减灾能力具有很大的帮助,对于大型的工程建设项目来说,也能够通过专业的风险预告避免不必要的经济损失。
2 风险评估方式
不同地区、不同风险类型其所选择的风险评估方式都是不同的,同时,选择何种风险评估方法对评估结果有着直接性的影响,所以,在雷电风险评估过程中要想实现保证风险评估实际效果,就要根据很多综合因素选择适当的风险评估方式。在社会上出现的风险评估方式有很多,但是比较正规的,比较长使用的风险评估方式主要有三种,即定量、定性与综合评估等。
2.1 定量风险评估方式
这种评估方式所依据的思想为“对构成风险的各个要素和潜在损失的水平赋以数值或者货币的金额。”那么,如果对风险评估中所涉及到的任何要素都进行了明确的定量,那么整个雷电风险就是一种可测量、可量化的过程。这种风险评估方式在风险量化上存在一定的优势,其能够以数据的形式给出建筑物风险值的大小,从而根据风险值与风险方向制定行之有效的防雷措施。
2.2 定性风险评估方式
这种风险评估方式所选用的评估方法比较宽泛,之所以能够进行雷电风险评估,所依据的就是评估者自身的理论知识、评估经验、历史教训、政策、案例等储备性内容。这种评估方式的资料都是来自于对评估对象范围内生活的大众进行的访谈所获得的资料,但是这些资料需要以科学的系统和方式进行演绎,最终以一种编码的形式把所收集到的资料进行整理,形成调查结论。这种风险评估方式的优点就是对评估对象进行定性相对比较容易,但是评估结果的主观性相对较大。
2.3 IEC 62305评估程序
这种雷电灾害风险评估程序实际上是对量化评估程序的延伸发展,主要是“通过分析各种被评估体的各种潜在的风险因子来计算所有风险分量的大小,进而计算出被评估体遭受雷电灾害的风险值大小。”最后,通过对该建筑物的实际风险承受值与可能出现的风险值进行比对,最终通过比对结果来判断是否需要进行防雷以及采取何种防雷措施。
3 当前雷电灾害风险评估中尚存的问题
虽然,当前对IEC 62305这种评估程序应用比较广泛,但是从实际效果来看,这种评估程序中还有很多问题需要及时解决。例如,这种评估系统在建设过程中的主要依据是欧美地区的防雷资料以及当地的雷电状况而进行的,这样的风险评估程序应用到我国自然环境中,必然会存在很多不适应现象。尤其是在对该系统在应用过程中发现选取风险因子过程中所依据的主要是一些以往的经验,这种数值并没有通过科学系统的验证就被应用,其实际应用效果一定不会收获想要的效果,所以,针对这一问题,我们要积极建立属于我们自己的自然状况数据资料库,通过大量的研究,了解我国雷电灾害发生的规律以及地区适应性,以更好的解决当前雷电灾害风险评估程序中所存在的问题。
应用范围狭窄,目前IEC 62305这种评估程序仅仅对孤立建筑物的雷电风险评估有明显的效果,对整个建筑群或者是一个大型的待测区域进行风险评估与测量就会存在一定的难度,比如,在评估过程中会遇到雷击截面重叠,这种重叠主要是由于建筑群本身就是一种复杂的体系,如果能够通过相似性来进行建筑群的风险评估会收获更好的评估效果,避免单个风险评估之后的简单叠加造成的风险数值无限增大。所以通过以上分析,虽然雷电灾害风险评估方法有很多,最新的方式应用也比较广,但是在实际应用中还是会遇到很多阻碍雷电灾害风险评估长远发展的问题急需解决。
4 结束语
其实,在社会中风险评估已经是经济发展过程中企业所不可缺少的环节,在自然环境中发展的社会也需要对雷电灾害进行风险评估,以确保社会发展过程中能够依据评估数据采取有效的方式进行防范措施的选择。本文就主要对雷电灾害风险评估相关问题进行了研究,主要包括雷电灾害风险评估必要性、风险评估方式、当前雷电灾害风险评估中尚存的问题等。
参考文献
[1] 卢辉麟,林溪猛.雷电风险评估软件的设计与实现[J].中国科技信息,2009(01).
关键词:地质灾害 评估
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)02(a)-0158-02
地质灾害的风险评估相对来说是一个研究起来比较复杂的过程,内容十分丰富,在国内外都属于前言课题,成型的统一理论和方法问题都还没有形成,各个国家都和地区都还使用着自己总结出的理论和方法,都处于探索的阶段。
我国幅员辽阔,地质情况比较复杂,所以也是世界上地质灾害比较严重的几个国家之一。从20世纪90年代以来,我国每年因地质灾害造成的经济损失高达近千亿元,同时每年因为地质灾害死亡的人数有上万人。地质灾害已经严重危害了国家和人民,也是一直制约我国经济发展的几个原因之一。所以,找到一套符合我国国情的地质灾害评估方法与程序迫在眉睫。
1 常见的地质灾害及其影响因素
1.1 地质灾害
所谓的“地质灾害”其实原本是自然界的一种常见自然现象,但是随着人类文明的不断进步,这种常见的自然现象不断对人类造成严重的损害。所以地址灾害也从一种纯自然属性转变为带有社会属性的一种现象,被人类视为不可不防、不可不治的灾害。其具体定义为由于地质变化而对人造成灾害的活动以及造成破坏损失的可能性,反映的是地质灾害的可能性以及破坏损失的程度。地质灾害有两个特点:普遍性和随机性。普遍性是说其是必然存在的一种自然运动的现象,普遍存在;而随机性则是说其出现不可被人们准确预知,具有很大的不确定性。
1.2 作为评估对象的常见自然灾害
目前对于地质灾害的分类标准还不是很统一,但是我国在地质灾害的评估中主要包括的灾种主要有以下几种。
崩塌:崩塌主要是指由于斜坡上的岩土体脱离母体,崩落而堆积于坡脚的现象。崩塌的分类根据活动的强度来分为剥落、坠石以及崩落。
泥石流:泥石流存在于山沟中,指沟谷中含有大量泥沙和石块等固体物的冲击力很大的急速洪流。泥石流很容易对房屋、公路甚至铁路造成严重的破坏。
滑坡:滑坡也是岩石的一种运动,指岩石沿着一定的构面整体下滑的现象。与崩塌的区别是滑坡的岩石没有全部脱离母体,只是下滑了一定的距离。
岩溶塌陷:岩溶塌陷是造成地面塌陷的最主要的原因,是由于可溶岩地区的岩土体在力的作用下发生形变而向下陷落的现象。一般根据发生塌陷的岩石成分而分为不同的塌陷类型。
地面沉降:地面沉降较容易理解,就是地面产生垂直下降的现象。地面沉降产生的原因很多,但是发生地面沉降的原因大都和人类活动有密不可分的联系。值得一提的是,随着各个地区飞速的发展带来的对环境的破坏,我国发生地面沉降的情况越来越严重。
地裂缝:地裂缝是由于岩土体活动而在地面产生裂缝的现象。
2 我国地质灾害理论研究的现状
基于我国是一个地质灾害频发的国家,一直以来国家对于地质灾害的治理和灾害性评估工作都没有停止过。在新中国成立之初,我国开始重视减灾的工作,并且在有效预防地质灾害以及救灾工作中取得了很好的成就。由于我国的地质灾害在早期一直只局限于对灾害的描述以及灾害过后的统计工作上,而且我国的地质灾害评估方法和程序建立得比较晚,所以目前我国的地质灾害评估工作还没有蓬勃发展,也没有形成独体的学科体系,更没有达到国外对于地质灾害评估工作中的先进水平,所以在长远的发展中还有待进一步的提高和改善。
3 地质灾害评估主要内容、方法和程序
3.1 地质灾害评估
地址灾害的评估主要是对地质灾害中各种风险进行风险识别、风险估计以及对风险进行评价,在此基础上做出相应的应对风险的处理办法以及决策。主要目的是通过对地质灾害的风险进行评估来有效地对风险实施控制和处理以减少损失。通过最小的成本实现最大限度的安全保障。
3.2 主要内容
目前我国在地质灾害的评估工作中的主要内容包括灾害的生态环境评估、灾害风险性评估和灾害的损失评估等三方面,首先灾害的生态环境评估由更具表现形式和形成机制的不同分为累积过程引起的渐发性事件、突然变化引发的灾难性事件和累积过程引发的灾难性事件等三种,每一种灾害评估都包含着不同的灾害类型。如渐发性事件是指河道长期淤积或者土壤遭受侵蚀等地质灾害,累积引起的灾难性事件是指河流冲刷引起的突然改道或山峦沟壑的坍塌等,突然变化引起的灾难性事件是指由地震、海啸或大雨引发的滑坡事件等。渐发性事件通常只会对生态环境造成破坏或影响,而不会给人类社会的正常生活带来不便,但是其他的两种灾难性事件通常会导致重大的财产损失或人身伤亡,给社会生活带来极大的影响。表1为主要的灾害事件分类表。
其次灾害的风险性评估是地质灾害评估体系中最为重要的组成部分,按照对于风险认识和损失关联程度的不同,灾害的风险性评估分为主观以及客观两种,具体的评估内容包括灾害模型的建立、抗灾性能的模拟、价值模型的建立和风险损失的估算、风险等级划分等。其中灾害模型的建立需要通过科学的分析和对以往地质灾害发生情况与概率的收集等,并在此基础上确定特定时间内的某一区域相关强度灾害性事件发生的重现期或概率,并且建立灾害发生的频率与强度的关系和灾害发生的超越概率等。抗灾性能的模拟是指针对可能受灾区域中的人口分布与数量、主要建筑、经济发展水平和内部财产等因素进行模拟。价值模型的建立是指针对风险区域中的承灾体根据具体的价值计算方法进行价值的计算和确定,同时也可以得出大致的风险损失数据。风险等级的划分是建立在上述风险损失评估的基础上的,通过上面得到的数据不仅可以进行风险等级空间区域的分布,同时也可以进行准确的风险图绘制。
最后对于灾害损失的评估按照时间顺序的不同可以分为预评估、过程监测和灾害现场实测等三种,具体的操作内容包括建立评估的指标体系和定量方法等两方面。通过上述过程不仅可以对受灾区域的破坏程度、损失情况和人员伤亡等数据进行评价,同时还可以帮助建立适当的评估模型为日后的灾难分析提供理论依据,所以该项工作的顺利与准确完成直接关系到整个地质灾害评估体系的正确性与准确性。
3.3 主要方法
灾害生态环境评估的方法根据引用标准的不同可以分为两大类:其中第一大类是指将基本完善的生态环境评估指标体系作为该评估方法的依据,再结合相应的统计分析方法或专家打分进行整体影响的评价;第二类是指将经济损失作为生态环境影响换算的基础,之一标准不仅可以得出具体、直观的评价结果,同时还可以对整体的评价做出定量的分析。对于该项地质灾害评估无论是在我国还是世界范围内均属于较新的课题和研究方向,对于评估模式和方法的确定还有待于进一步的加强。
灾害风险评估的方法包括资料分析、数学模型、实验模拟和遥感GIS等,其中资料分析是指通过数学统计与分析的方法对于历史文献中记载的地质灾害信息进行归类和统计,并对自然界中遗留的数据进行采集和分析等。数学模型的建立按照方式和方法的不同可以分为动力学模型、神经网络模型、灰色系统模型、概率模型和模糊数学模型等多种,但是无论哪种模型的建立都是要通过数学方法对地质灾害的发生与形成进行评价。实验模拟是最为直接的灾害风险评估方法,利用该方法不仅可以对地质灾害的演变规律和发生频率进行直观的分析,同时还可以利用实验数据进行混杂干扰因素的排除以及致灾因子的净化等,通过该方法可以为风险预测、区域划分和灾害形成提供深刻的理论依据。最后遥感GIS技术是指通过动态检测的方法对于灾害风险进行调查和监测,其中GIS技术的主要用途是针对过程中的动态数据进行模型预测和管理。
灾害损失评估的方法在目前的研究中主要有基于灾害损失程度的“灾度”损失划分、基于物元分析的灾情评估模型、基于模糊式识别的模糊灾度概念和采用神经网络模型和遗传算法的灾情评估等,此外还包括一些利用状态转移、时间序列分析和不同灾情灰色关联度的灾害损失评估方法。表2为具体的灾度等级分类表。
3.4 分析的程序
在地质灾害的风险评估工作中所采用的分析程序就是风险识别、风险估计、风险评价、风险处理以及风险决策循环的过程。在风险识别阶段需要确定地质条件存在什么主要的风险,其发生的原因以及造成的结果如何;风险估计中需要解决发生地质灾害的概率大小以及后果的严重性;风险评价中需要通过风险估计得到的结果得出一个风险的等级;风险处理中药解决如何控制地质灾害发生以及如何选择管理技术;最后风险决策环节通过结合风险的级别,项目的效益以及成本,综合考虑得出处理办法:放弃或者是实施。具体操作程序如下。
风险识别:风险识别要求评估工作对可能出现的地质灾害情况以及可能造成的后果进行识别。
(1)初步分析。初步分析的工作要求针对系统的功能,将系统分为若干个子系统,并确定每个子系统可能对整个系统带来的影响以及子系统失效的原因。
(2)确定事故链:通过确定事故链可以得出不同的失事路线,从而建立事故树,可以通过这种方法找出最初事故的原因。
(3)后果分析。通过事故链以及事故树的建立,在后果分析中可以看出每一个事故可能引发的后果以及带来的损失。
风险估计:风险估计是对风险进行测量,通过对大量的资料进行分析,主要运用概率统计学方面的相关知识对发生风险的概率以及发生风险的后果进行估计。
风险评价:风险评价也是运用统计学相关知识,把风险估计得到的概率以及损失综合考虑用一些诸如期望、方差等数学方法表示,再根据国家的有关地质灾害风险的相关指标进行衡量来确定风险的处理方法。
风险处理:根据风险评价得出的结果,通过相应的风险管理来实现风险分析目标。风险管理主要分为控制型技术和财务型技术。控制型是研究如何通过一定措施限制已经发生的损失,消除和避免意外事故发生的机会。财务型技术是在控制后补偿已经产生的一些损失,并恢复正常的状况。
风险决策:风险决策是地质灾害风险评估中的重要步骤,通过分析以上的结果做出相应的决策,即决策出采用的风险处理方法。
4 结语
总体来讲,目前我们研究的地质灾害风险评估主要集中于灾害的自然属性上,在具体的研究中对于灾害造成的直接损失的评估发展地比较成熟,但是对于间接的经济损失以及人员的伤亡等的评价工作还有待进一步地提高。
参考文献
[1] 刘希林.泥石流易损度评价[J].地理研究,2009(5).
[关键词] 城市暴雨积涝灾害;风险评价;指标体系;概念模型
[中图分类号] F230 [文献标识码] A
Abstract: Urban waterlogging caused by excessive rain is a meteorological disaster that happens abruptly with great destructiveness and difficulties for relief, bringing about dangers to the safety of urban residents and infrastructure. The study elaborates the definition of urban waterlogging disaster caused by excessive rain on the basis of risk theory and risk formation system of natural disasters. It also builds a conceptual model for the risk evaluation and an index system from four aspects, including the risk of disaster-inducing factors, the exposure degree and vulnerability of hazard-bearing body, and the ability for preventing disasters and reducing damage. A risk evaluation model is set up by means of weighted-evaluating and analytic hierarchy process, providing a basis for the study of quantitative assessment of risks of urban waterlogging disaster.
Key words: urban waterlogging disaster caused by excessive rain, risk evaluation, index system, conceptual model
随着城市化进程与全球气候变暖日益加剧,导致城市暴雨积涝灾害频发,给城市居民出行安全、交通、地下管线等造成重大威胁,已经严重阻碍了我国城市可持续发展。城市暴雨积涝灾害作为城市灾害的一种,受到气象条件、下垫面条件、排水管网分布等自然和人为因素影响,其发生原因极为复杂,具有一定的随机性和不确定性。由于国际灾害管理发展的趋势已经向风险管理转变,在城市灾害的预防、防备和减灾工作中风险管理是灾害预防的重要工具[1],因此灾害风险评估作为灾害风险管理的核心内容,是现代国际防灾减灾工作中研究普遍关注的热点问题[2]。
目前,城市暴雨积涝灾害风险评价常用方法主要归纳一下三点(1)从风险自身角度,将灾害风险定义为一定概率条件的损失[3-4],该方法利用历史数据拟合出承灾体的损失曲线,实现城市暴雨积涝灾害风险评价。但此方法用到的历史调查数据进行拟合损失曲线,当历史1数据有缺失的情况下,会导致拟合曲线结果误差较大;(2)从致灾因子的角度,认为灾害风险是致灾因子出现的概率[5-6],以积涝数值模型为基础,对城市可能受到的积涝灾害风险进行评价。该方法实际上只是从积涝灾害的危险性进行评价,对承灾体的脆弱性、暴露性及防灾减灾能力并没有考虑;(3)以灾害风险系统理论为基础,定义为灾害风险是致灾因子危险性、暴露性及脆弱性共同作用的结果。但此种方法并没有考虑城市的防灾减灾能力,由于城市的防灾减灾能力大小对城市暴雨积涝灾害发生的可能性及大小都有所影响,因此防灾减灾能力是必不可缺少的因子之一。
近年来,城市暴雨积涝灾害的发生已经给城市居民的生命、财产等造成巨大损失。同时,也给城市发展及经济建设、社会安定带来巨大的负面影响,严重阻碍了城市可持续发展。因此,需对城市暴雨积涝灾害进行风险管理,开展城市暴雨积涝灾害风险管理相关研究,实现我国城市暴雨积涝灾害由危机管理向风险管理的转变,提升我国城市暴雨积涝灾害应急管理能力。
一、城市暴雨积涝灾害风险基本概念与形成机制
城市暴雨积涝灾害风险研究中涉及到城市暴雨积涝、城市暴雨积涝灾害、城市暴雨积涝灾害风险三个基本概念。目前对城市暴雨积涝灾害风险中的基本概念界定不清,尚未得到统一,对后续的一些研究带来不便。因此,在城市暴雨积涝灾害风险研究前要先声明相关概念的相关性与差异性。
暴雨(torrentialrain)是降雨强度很大的雨,雨势很大。一般指每小时降雨量16mm以上,或连续12h降雨量30mm以上,或连续24h降雨量50mm以上的降水。根据国家气象局规定,24h降水量为50mm或以上的雨量称为“暴雨”。按其降水强度大小又分为三个等级,即24h降水量为50-99.9mm称为“暴雨”;100-250mm降水量为“大暴雨”;250mm以上降水量为“特大暴雨”。
(一)城市暴雨积涝的含义
城市积涝是指由于短时强降水或过程雨量偏大造成径流过多,在地势低洼、排水不畅等情况下而形成城市道路积水。目前,城市暴雨积涝形成原因主要包括:(1)随着全球气候变暖与城市化进程加快,城市暴雨发生的强度与频次日益增加,是城市积涝的诱因;(2)城市化进程加快,城市下垫面中的植被、土地由混凝土、沥青、水泥路等所代替,导致地面下渗率降低,地表产汇留时间大大缩短,加剧了城市积涝形成;(3)城市扩展过快,排水管网建设跟不上城市建设,尤其是老城区的排水管网覆盖率较低,不能满足排水需要。
(二)城市暴雨积涝灾害的含义
城市暴雨积涝灾害是指由于城市区域遭受短时强降雨或是过程雨量偏大,在地势低洼、排水不畅等情况下而形成城市道路积水,并对城市居民出行安全、城市基础设施、地下管网等造成严重损失。城市暴雨积涝灾害主要是降雨引起的,尤其是暴雨,其中暴雨发生强度与频次是主要的致灾因子。承灾体为城市居民、建筑物、城市基础设施、地下管网等。孕灾环境为城市特殊的下垫面、地下排水管网及城市局地气候等。
(三)城市暴雨积涝灾害风险内涵
城市暴雨积涝灾害风险是指未来若干年内可能达到的灾害程度及其发生的可能性。城市暴雨积涝灾害具有突发性、随机性、损失性和不确定性特征。当城市暴雨积涝发生后对城市居民、基础设施、地下管网等造成损失时才能称为灾害。而城市暴雨积涝灾害风险则是灾害发生的可能性,只有可能性变为现实才成为灾害。因此城市暴雨积涝、城市暴雨积涝灾害、城市暴雨积涝灾害风险三个概念不能等同。
(四)城市暴雨积涝灾害形成机制与概念框架
城市暴雨积涝灾害风险作为气象灾害风险的一种,是城市人地系统相互作用的产物。城市暴雨积涝灾害风险是城市暴雨积涝灾害危险性及其后果变成现实的可能性的定量特征。据自然灾害风险的形成机理,本研究把城市暴雨积涝灾害风险的形成机理概括为致灾因子的危险性(H),承灾体的暴露性(E)和脆弱性(V),防灾减灾能力(R)相互作用的结果[7](图1)。由于城市暴雨积涝灾害的特殊性,所以城市暴雨积涝灾害风险的各个因素之间关系是区别于其它自然灾害的重要特征。
图1 城市暴雨积涝灾害风险形成机理
城市暴雨积涝灾害积涝灾害危险性是城市区域发生积涝灾害的危险程度,还可理解为发生的可能性。在危险性评价指标体系中包括孕灾环境和积涝灾害暴雨发生因素。根据城市暴雨积涝灾害历史资料发现,其发生的主要致灾因子为暴雨,表示方法用暴雨强度或是频度;孕灾环境为某地区的积涝灾害的环境状况,文中选择不透水面积、地面糙率、高程、坡度、坡向、排水管网密度为孕灾环境因子。
城市暴雨积涝灾害暴露性因子选择主要有生命暴露性和经济暴露性。生命暴露性因子为研究区居民数量、密度;经济暴露性包括建筑物数量、道路基础设施数量、地下管线密度、地铁网络密度等。
城市暴雨积涝灾害脆弱性或易损性包括生命脆弱和经济脆弱性。生命脆弱性因子选择0-14岁、60岁以上年龄居民,经济脆弱性选择平房数量、地下室数量、道路基础设施类型、道路类型、地下网线、电线等材质、积涝灾害等级经济损失额度比等。
城市暴雨积涝灾害防灾减灾能力包括研究区防涝人员数量、排涝设备数量、反应时间、防涝资金投入、人均可支配收入、积涝灾害保险、应急避难所、应急反应时间等。基于上述城市暴雨积涝灾害风险形成机制及四因子分析结果,构建图2城市暴雨积涝灾害风险概念框架。
二、城市暴雨积涝灾害风险评价研究方法与技术流程
(一)研究方法
1.自然灾害风险指数法
自然灾害风险指标未来若干年内可能达到的灾害程度及其发生的可能性。在区域自然灾害风险形成过程中,危险性(H)、暴露性(E)、脆弱性(V)及防灾减灾能力(R)四者综合作用的结果,自然灾害风险度计算公式为[7]:
自然灾害风险度=H×E×V×R
自然灾害危险性是指造成灾害的自然变异的程度,主要是灾变活动规模(强度)和活动频次(概率)决定的[8]。当至灾因子强度越大、频次越高,所造成的破坏损失越严重,灾害风险也就越大。暴露性是指承灾体(人、财产、建筑物等)暴露于灾害危险中的数量与程度。某地区暴露于危险因素的人、财产等越多即受财产价值密度越高,可能遭受潜在损失就越大,灾害风险越大。脆弱性是指在给定危险地区存在的所有任何财产由于潜在的危险因素而造成的伤害或损失程度,综合反映了自然灾害的损失程度。承灾体的脆弱性越低,灾害损失就越小,灾害风险也就越小,反之越大。承灾体脆弱性大小,与其物质成分、结构有关,同时与防灾减灾能力也密切相关。防灾减灾能力则是指灾区在长期或短期内能够从灾害中恢复程度,包括减灾投入、应急能力、资源装备等。防灾减灾能力越高,可能遭受潜在损失就越小,灾害风险越小。
2.层次分析法(AHP)
层次分析法是目前较为常用的一种对指标进行定量分析方法。该方法的思路主要是利用相关领域的多位专家的经验,对每个因子进行两两比较、判断并赋值,得到判断矩阵,经过计算得到评价指标中每一个因子的权重值,并进行一致性检验。通过对指标进行一对一的比较,可以连续进行并能随时进行改进,是比较常见的一种计算方法[9、10]。
3.加权综合评价法
加权综合评分法是假设由于指标i量化值得不同,而使每个指标i对于特定因子j的影响程度存在差别,公式为:
CVj=∑mi=1QVijWCi (1)
式中,CVj是评价因子的总值,QVij是对于因子j的指标i(QVij),WCi是指标i的重值(0≤WCi≤1),通过AHP方法计算得出,m是评价指标个数。
(二)城市暴雨积涝灾害风险评价技术流程
依据上述城市暴雨积涝灾害风险形成机制与概念框架,本文提出了城市暴雨积涝灾害风险评价基本过程。其过程包括基本步骤如下:1)数据收集与处理;2)城市暴雨积涝灾害数据库构建;3)城市暴雨积涝灾害风险辨识与风险模型建立;4)城市暴雨积涝灾害风险评价。
图3 城市暴雨积涝灾害风险评价技术流程
三、城市暴雨积涝灾害风险评价指标体系与评价模型
(一)城市暴雨积涝灾害风险评价体系建立
城市暴雨积涝灾害主要对城市居民出行安全[11]、交通、地下管网及基础设施造成重大威胁。具体表现在当积涝灾害发生时会造成城市道路大量积水,造成交通阻塞,居民无法正常出行,在某些积水较重路段会对居民生命安全造成严重影响;当地下设施进水,会造成地下设施、管网遭受破坏,地铁被淹等。根据上述城市暴雨积涝灾害风险的形成机制与概念框架,并依据指标体系选取原则,利用层次分析法(AHP),综合构建城市暴雨积涝灾害风险评价指标体系(见下表)。
城市暴雨积涝灾害风险评价指标体系表
(二)城市暴雨积涝灾害风险评价指标量化
对于指标体系中无法直接量化的指标,可以采取赋值法对该指标进行赋值。如:受教育程度、地下网线、电线等材质,可根据专家经验赋予相应的值。
(三)城市暴雨积涝灾害风险评价模型构建
式中CRWD是城市暴雨积涝灾害风险指数,用来表示城市暴雨积涝灾害风险程度,其值越大,城市暴雨积涝灾害风险指数越大;H、E、V、R分别表示城市暴雨积涝灾害风险的危险性、暴露性、脆弱性及防灾减灾能力因子指数;WH、WE、WV、WR分别表示危险性、暴露性、脆弱性及防灾减灾能力因子的权重;Xi是指标i量化后的值;Wi为指标i的权重,表示各指标对形成城市暴雨积涝灾害风险的主要因子的相对重要性。变量α是常数(0≤α≤1),用来描述防灾减灾能力对于减少总的CRWD所起的作用。
四、结论
本文依据自然灾害风险理论及城市暴雨积涝灾害风险形成机制,讨论了城市暴雨积涝、城市暴雨积涝灾害及城市暴雨积涝灾害风险三者之间相关性与差异性,并依此为基础,给出了城市暴雨积涝灾害风险评价的基本概念框架,构建了城市暴雨积涝灾害评价指标与模型。城市暴雨积涝灾害是近些年城市常见的一种气象灾害,其评价过程较为复杂,目前针对此项研究的内容较少,至今缺乏统一的程序与范式,尤其是针对城市地区小尺度的暴雨积涝灾害风险评估理论和方法的系统研究尚待深入开展。因此,本文着重对此方面进行了探讨,并提出了一套城市暴雨积涝灾害风险评估的思路与方法,创建了城市暴雨积涝灾害的风险评估模型与范式,以充实、完善城市自然灾害风险评估研究理论与方法,为我国制订城市暴雨积涝灾害风险管理和规划提供依据。
[参 考 文 献]
[1]许世远,王军,石纯,等.沿海城市自然灾害风险研究[J].地理学报,2006,61(2):127-138
[2]DIIJEY M,CHEN R S,DEICHMANN U,et aL Natural Disaster Hotspots:A Global Risk Analysis Synthesis Report[R].Washing-ton DC:Hazard Management Unit,World Bank,2005,1-132
[3]殷杰,尹占娥,王军,等.基于GIS的城市社区暴雨内涝灾害风险评估[J].地理与地理信息科学,2009,25(6):93-95.
[4]尹占娥,许世远,殷杰,等.基于小尺度的城市暴雨内涝灾害情景模拟与风险评估[J].地理学报,2010,65(5):555-559
[5]解以扬,韩素芹,由立宏,等.天津市暴雨内涝灾害风险分析[J].气象科学,2004,24(3):343-348
[6]郑传新,米浦强,陈剑兵,等.柳州市积涝过程模拟及灾害风险评估[J].气象,2007,33(11):73-7
[7]张继权,冈田宪夫,多多纳裕一.综合自然灾害风险管理-全面整合的模式与中国的战略选择[J].自然灾害学报,2006,15(1):29-37
[8]张继权,刘兴朋,佟志军.草原火灾风险评价与分区―以吉林省西部草原为例[J].地理研究,2007,26(4):756-760
[9]曾运清,等.层次分析法(AHP)在民船动员征用中的应用[J].武汉理工大学学报,2005,27(3):195-199
【关键词】防灾减灾 体系建设 综合防御 【中图分类号】X4 【文献标识码】A
河北省是我国受自然灾害影响最为严重的省份之一,自然灾害严重影响人民群众生命财产安全,已成为平安河北、富强河北和美丽河北建设的心腹大患。2016年7月28日在视察唐山时指出,“要总结经验,进一步增强忧患意识、责任意识,坚持以防为主、防抗救相结合,坚持常态减灾和非常态救灾相统一,努力实现从注重灾后救助向注重灾前预防转变,从应对单一灾种向综合减灾转变,从减少灾害损失向减轻灾害风险转变,全面提升全社会抵御自然灾害的综合防范能力”。河北省要深入贯彻落实新时期防灾减灾指导思想,全面提升河北自然灾害综合防范能力。
河北省防灾减灾存在的主要问题
第一,防灾减灾组织和责任体系不健全。县(市、区)、乡(镇、街道办事处)政府及村(社区)等政府性机构防灾减灾职责和责任不健全和不落实;政府机关部门间的防灾减灾职责分工不科学不合理,同一灾种的防抗救不同环节分不同部门监管,同一源头的不同灾种也分不同部门管理,职权交叉重叠、缺位漏项,推诿扯皮、效率不高;政府防灾减灾公共服务事权不清、责任不明,保障不到位,特别是政府承担无限责任;社会法人主体、家庭和公民的防灾减灾主体责任不明确、不落实;社会组织和志愿者的防灾减灾作用没有充分发挥。
第二,防灾减灾法规标准体系不健全。我国尚需制定一部统筹各类自然灾害防范的防灾减灾基本法,亟需颁布《中华人民共和国气象灾害防御法》;现有的法律法规也需要根据新变化新要求加快修订;部分法规规章和规范性文件的内容不具体,缺少实施细则和监督落实机制,致使许多法定职责未能真正依法“落地”;分灾种和分领域的气象灾害防御标准体系尚未建立,与法律法规相配套的防灾减灾技术规程、规范和标准存有大量空白,且强制性和约束力难以保证;基层气象灾害防御应急预案的可操作性不高,宣传演练不够,缺乏跨部门、跨行业、跨区域的综合应急演练。
第三,灾害监测预警和信息等科技支撑能力滞后。现有气象灾害监测系统的探测要素、范围、精度、时空分辨率等方面尚不能满足精细预报、精准防范和风险管理的需要。水文、国土、生态、环境、交通、海洋等领域的气象灾害专业观测能力滞后,标准不统一,数据不能实时共享;灾害预报预警的精细化水平和时效性不够;省、市、县三级相互衔接、规范统一的气象灾害预警信息体系尚不健全,全网和精细灾害落区的“绿色通道”均未完全建立;纵向贯通、横向联动的灾害综合应急决策指挥系统尚未建立;公众自救互救能力不强,全社会气象灾害防御意识和能力亟待提高。
第四,灾害风险管理能力薄弱。各地对气象灾害普查、区划和灾害防御规划编制等基础性工作重视程度不够,灾害基本情况不清,风险不明;气象灾害防御工作尚未实现从重抗灾救灾向重防灾的转变,气象灾害风险评估、气候可行性论证和高风险单位气象灾害防御准备认证等有效的气象灾害风险管理制度尚不健全;应急防范和处置能力不足,各级党政领导干部的灾害防御管理与应急指挥水平有待提高;风险规避和转移机制缺失,气象指数保险和巨灾保险等气象灾害风险转移服务才刚刚起步,其能力和国际先进水平差距还很大。
践行防灾减灾新理念,构建新型气象灾害综合防御体系
树立“综合防灾、全民防御”理念,健全防灾减灾组织和责任体系。一是健全综合协调、科学高效的政府气象灾害防御领导和监督组织以及责任系统。参照水、旱灾害防御领导体制,政府主导在省、市、县三级政府和重点乡镇建立常态化运行的气象灾害防御指挥部和办公室;推进政府气象灾害防御责任向基层延伸,明确行政村、街道和社区居委会防灾减灾具体责任,对高风险隐患点实行安全责任承包制;明确和细化指挥部成员单位的职责分工,建立健全高效信息共享、联防联控、应急联动的综合防范制度。二是依法落实法人、家庭和公民的防灾减灾主体责任,推进全社会防灾和全民防灾。建立气象灾害防御重点单位公告制度,建立社会组织和志愿者参与防灾减灾等配套制度,调动社会力量参与防灾减灾。三是健全省、市、县三级气象灾害防御公共服务机构,明确各级公共服务事权和相应的财政保障机制。
树立“标准先行、依法防御”理念,完善防灾减灾法规标准体系。一是加快国家自然灾害综合防御和气象灾害防御立法,据此修订省级气象灾害防御条例。二是制修订政府分灾种气象灾害防御办法和实施细则。三是制修订各级政府气象灾害应急预案和分灾种应急预案,定期组织综合性气象灾害应急演练,提升气象灾害应急处置水平。四是按风险区划建立气象防灾减灾标准体系,重点加强灾害级别、灾害调查、风险评估、防御要求等领域的标准制修订。
树立“精准防范、科学防御”理念,强化防灾减灾科技支撑体系。一是强化致灾气象条件监测预报预警业务系统建设,与地方共建水文、海洋、交通、农业、环境和生态等专业观测系统,建立多部门实时共享的气象大数据中心。二是强化气象灾害风险评估预警业务系统建设,建立分灾种的风险预报预警业务服务系统。三是强化突发事件预警信息综合系统建设,建立预警信息权威、全网及分区域机制,增强农村等薄弱地区预警接收能力。四是强化气象灾害应急指挥系统建设,建成省市县三级互联互通、部门联动的气象灾害防御指挥系统。五是强化气象灾害防御科普宣传系统建设,强化全民防灾避险科学普及。
树立“关口前移、风险防御”理念,发展防灾减灾风险管理体系。一是建立气象灾害调查、风险排查和区划制度,开展分灾种气象灾害风险普查,建成精细到乡镇的基础信息数据库。二是建立气象灾害防御标准和规划制修订制度,建立标准体系建设规划,明确执行清单和制修订清单。三是建立经济社会发展规划、重大项目气象灾害风险评估和气候可行性论证制度。四是建立重点单位和人员密集场所气象灾害防御准备认证制度,由政府主导开展认证工作。五是建立气象灾害风险分担和转移机制,纳入政府补贴保险和再保险机制发展巨灾保险服务。六是建立防御标准、措施落实检查督查制度,由指挥部成员单位联合开展落实情况检查,实施防灾减灾绩效管理考核,考核结果列入政府实绩、干部评优的参考依据。
加快实施“十三五”防灾减灾工程项目建设,提升气象灾害防御基础设施水平和科技支撑能力
实施“气象灾害监测预警工程”。构建全时空、立体化气象综合监测网络,提高中小尺度突发灾害监测能力;提高分灾种短时临近精细化预报预警业务能力,提高灾害预警的精准度;发展灾害调查、普查、区划和风险评估、预报业务能力,提高气象灾害风险管理能力;更新灾害应急、联动和指挥系统,提升应急处置防范能力;开展气象灾害防御示范工程建设,完善防灾组织、责任体系和法规标准预案机制,提高依法防灾管理能力。
实施“精细化气象预报服务工程”。建成气象大数据资源池,推进气象大数据云平台的社会化共享应用;完善精细化数值天气预报和灾害性天气监测预警系统,建立延伸期、月、季、年的无缝隙客观气候预报业务;建立城乡精细化公众气象服务制作系统,重点建设省市县集约的公众气象云服务平台,发展智慧气象服务支撑智慧城市建设;建设气象科普业务系统、资源共享传播系统和气象科普场馆,打造气象宣传科普资源品牌和基层气象科普示范工程。
实施“云水资源开发利用工程”。建设人影作业条件监测系统,提升对人影作业气象条件的监测识别能力;完善省市人影作业指挥系统,提高人影作业指挥协调能力;加快国家飞机增雨和科学试验石家庄基地和冀东、冀西北飞机人工增雨保障基地建设,在太行山与燕山山区、粮食主产区、黑龙港流域、冀北生态保护区新增山地催化烟炉和火箭发射系统,加强人影作业科技支撑能力建设,提升飞机、火箭、高炮和地面碘化银发生器联合立体作业能力,力争实现年增水50亿立方米目标。
实施“生态环境气象保障工程”。建成覆盖全省区域的环境气象综合观测系统,实现空气污染物扩散气象条件的连续实时监测;升级改造环境气象预报、预警业务服务系统,发展分县空气质量客观预报能力,建立应急减排效果检验评估业务系统,提高科学精准治霾气象保障能力。建立卫星遥感为主的生态监测评估系统,发展气候变化影响评估、气候可行性论证和气候资源监测、评估等业务服务,提升应对气候变化和生态文明建设的气象保障能力。
实施“绿色产业发展气象保障工程”。建设农业、海洋、交通、旅游、能源、商贸物流等重点行业和领域的专业气象监测站网及省市农业气象中心、省市海洋气象预警中心和京津冀交通气象中心,完善省、市、县三级农业气象预警系统和服务平台,完善3个市级海洋气象预警中心业务平台和精细化海洋天气预报预警系统,建立跨区域交通气象综合数据库和京津冀交通气象综合服务体系,建设集旅游气象综合信息数据库、服务产品分发于一体的省市级旅游气象服务平台,基本满足河北经济转型发展对气象服务的需求。
实施“气象‘一流台站’建设工程”。升级改造气象业务保障条件较差、基础配套设施不完善的气象台站,迁址建设气象探测环境不符合标准要求和难以长久保护的气象台站,重新建设不符合现代化气象业务需求的省气象台、影视中心、装备保障中心和资料档案馆等综合业务用房。切实改善基层台站环境,力争“十三五”期间实现全省气象台站100%达到“一流台站”标准,为气象现代化建设提供基础保障。
实施“冬奥会和冰雪经济气象保障工程”。建设冰雪气象综合观测系统、多维度精细化预报业务系统、气候条件预测及风险评估分析系统、冬奥会驻场气象台和冬季运动专项气象信息服务系统等气象保障系统,提高精细化天气预报预测能力、气象灾害预警能力、人工增雪作业能力、气象信息与新闻宣传能力,保障2022年北京冬奥会顺利举办。建设冀西北人工影响天气作业基地,加密布设火箭人工增雪装备和地面碘化银发生器,建成科学高效的冬奥会赛区人工增雪作业保障系统。
落实党政同责,完善气象灾害防御保障机制
强化党委和政府在防灾减灾工作中的主体责任。充分发挥防灾减灾结果导向和减少人员伤亡的刚性约束作用,将防灾减灾工作成效列入各级党委和政府年度目标考核体系,纳入各地安全生产和生态文明建设重点内容,将考核结果作为干部评先评优、选拔任用和问责追责的重要依据。
深化和拓展气象防灾减灾专项政府绩效管理工作。继续推动政府实施气象防灾减灾绩效管理,科学制定绩效考核指标体系,狠抓过程管理,完善督查考核机制,编制绩效评估报告,强化考核结果运用力度、问责力度与公开力度,持续改进工作。通过气象防灾减灾绩效管理,重点加强组织责任、法规标准、科技支撑、风险管理为主要内容的新型气象灾害综合防御体系建设。
健全与气象事权相适应的公共财政保障长效机制。落实气象防灾减灾双重计划财务体制,明确地方气象事权和支出责任,促进中央气象事业与地方气象事业的协调发展。完善财政对社会防灾减灾的支持引导机制,扶植灾害防御社会组织发展;开发政府和社会资本合作(PPP)模式,在防灾减灾基础设施、设备投资等领域,充分利用市场资源,不断扩大全社会对气象灾害防御的资金投入。
(作者为河北省气象局局长)
【参考文献】
关键词 地面沉降;风险指数;风险评估;风险区划
中图分类号 U456.33 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2008)04-0028-07
地面沉降是在自然和人为因素作用下,由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的 一种缓变性地质灾害,是一种不可补偿的永久性环境和资源损失,是地质环境系统破坏所导 致的恶果[1]。国内外对地面沉降的研究主要集中在成因分析、监测方法、经济损 失评估、时空分布、预测、危害及防治对策等领域[2~7]。有些学者对地面沉降危 险性分级标准进行了探讨[8~9];部分学者采用模糊数学层次分析法和相应的指标 体系对广州市地面沉降危险性进行了评价[10];Ki-Dong Kim等运用GIS技术[ 11]评估了废弃地下煤矿的地面沉降危害性;魏风华[12]进行了河北省唐山市地 面沉降危险性区划和地面沉降物质财富风险区划研究。然而,地面沉降灾害风险评估与区划 尚无成熟先例。地面沉降灾害风险是地面沉降对人类社会及其生存环境所造成危害或不利影 响的可能性及不确定性的描述。为了对地面沉降灾害风险进行有效管理,减小损失发生的影 响,必须进行地面沉降灾害风险评估与区划。天津市是我国地面沉降比较严重的区域之一, 地面沉降给天津市造成了多方面的危害,如建筑物下沉变形、开裂乃至破坏;市政给排水管 线的破坏;海水倒灌造成的地下水质破坏;地面标高损失,风暴潮灾害加剧;河流泄洪能力 的丧失;土壤的盐渍化等。研究区人口密集、经济发达,地面沉降严重,并具备比较完整的 监测数据。因此,选择该区域进行地面沉降灾害风险评估与区划具有较大的理论与实践 意义。
1 研究区概况
天津市位于九河下梢,渤海湾西岸。整个天津和邻近地区处于华北断块盘地的东北部,从构 造分区上看西部为沧东隆起的一部分,东部则包括了黄骅凹陷的一大部分,由古近纪以前的 沉积岩层和古老的结晶基底,组成了本区的地质构造基础,长期以来缓慢下降,沉积了巨厚 的松散沉积物。
研究区包括天津市和平、河东、河西、南开、河北和红桥市内六区,以及东丽、西青、津南 和北辰四区,总面积2 054.01km2(见图1)。2005年底,总人口518.96万人 ,地区生产总值760.30亿元[13]。
随着社会经济的快速发展,由于过量开采地下流体资源,地面沉降已经成为研究区最为严重 的灾害之一,该区域1985-2005年累计地面沉降量最大达2.93m;累计地面沉降量超过1 000mm 的面积达623.88km2,占总面积的
30.37%;1985-2005年平均地面沉降速率为29.99mm 天津市控制地面沉降工作办公室.1986-2006天津市地面沉降年报。。
2 研究方法
2.1 自然灾害风险指数法
自然灾害系指自然变异超过一定的程度,对人类和社会经济造成损失的事件。自然灾害风险 指未来若干年内可能达到的灾害程度及其发生的可能性。自然灾害风险评估(Risk Assessm ent of Natural Disaster)是指通过风险分析的手段或观察外表法,对尚未发生的自然灾 害之致灾因子强度、潜在受灾程度,进行评定和估计,是风险分析技术在自然灾害学中的应 用[14]。
胡蓓蓓等:天津市区及近郊区地面沉降灾害风险评估与区划中国人口•资源与环境 2008年 第4期[HT] 一定区域自然灾害风险是由自然灾害危险性(hazard)、承灾体的易损性(vulnerability)两 个因素相互综合作用而形成的[15]。近年来,一些学者认为防灾减灾能力(emergen cy response & recovery capability)也是制约和影响自然灾害风险的因素[16~17] 。
自然灾害危险性,是指造成灾害的自然变异的程度,主要是由灾变活动规模(强度)和活动频 次(概率)决定的。一般灾变强度越大,频次越高,灾害所造成的破坏损失越严重,灾害的风 险也越大。承灾体的易损性,是指在给定危险地区存在的所有任何财产由于潜在的危险因素 而造成的伤害或损失程度,其综合反映了自然灾害的损失程度。一般承灾体易损性愈低,灾 害损失愈小,灾害风险也愈小。防灾减灾能力表示受灾区在长期和短期内能够从灾害中恢复 的程度,包括应急管理能力、减灾投入、资源准备等,一般分为工程性防灾减灾措施和非工 程性防灾减灾措施。防灾减灾能力越高,可能遭受潜在损失就越小,灾害风险越小[18 ]。
基于以上认识,自然灾害风险数学计算公式为:
式中:Dr-灾害风险;H-危险性;V-易损性;R-防灾减灾能力。
2.2 GIS空间分析方法
主要运用ArcGIS空间分析中的内插分析、重分类和栅格运算等。内插分析(Interpolate to
Raster)对矢量点数据进行内插产生栅格数据,每个栅格的值根据其周围(搜索范围)的 点的值计算。ArcGIS栅格分析模块中,通过栅格插值运算生成表面主要有三种实现方式:反 距离权重插值(IDW)、样条函数插值(Spline)和克里克插值(Kriging)。重分类(Recl assify)即基于原有数值,对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出;重分类 一般包括新值替代、旧值合并、重新分类和空值设置四种基本类型。栅格运算(Raster Cal culator)指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数关系作为复合分析的依据进行逐网格 运算,从而得到新的栅格数据系统的过程。对多个栅格数据进行运算,常用于综合评价 [19]。国外学者利用GIS空间分析方法对地面沉降灾害时空变化进行了科学预测[2 0],Ki-Dong Kim等[11]利用该方法对废弃地下煤矿的地面沉降危害进行了可靠 评估,本研究将借鉴他们的成功经验首次对地面沉降灾害风险进行评估与区划。
2.3 加权综合评价法(WCA)
加权综合评价法综合考虑了各个因子对总体对象的影响程度,是把各个具体的指标的优劣综 合起来,用一个数量化指标加以集中,表示整个评价对象的优劣,因此,这种方法特别适合 于对技术、决策或方案,进行综合分析评价和优选,是目前最为常用的计算方法之一[ 17,18],计算公式为:
式中:Vj是评价因子的总值;Wi是指标i的权重;Dij是对于因子j的指标i的归一 化值;n是评价指标个数。
3 地面沉降灾害风险评价指标体系
3.1 地面沉降灾害系统模式的构建
基于自然灾害系统理论[21],区域自然灾害系统是由孕灾环境、致灾因 子和承灾 体共同组成的地球表层异变系统,灾情是这个系统中各子系统相互作用的结果(见图2)。
地面沉降孕灾环境主要受区域地貌类型、含水岩系、
水文地质构造条件和地下流体资源等共同影响,这些环境条件在一定程度上能加强或减弱地面沉降致灾因子,直接影响灾情。
地面沉降灾害影响因素非常复杂,总体可以归纳为自然和人为两大因素。自然因素中, 包括 构造活动引起的沉降、软弱土层形成的沉降以及地震活动等引起的沉降;人为因素中,过量 开采地下流体资源以及大规模的工程建设等均可引起地面沉降。许多研究表明,天津地区地 面沉降最主要的致灾因子是过量开采地下流体资源和现代构造沉降[2,22]。
地面沉降灾害承灾体主要包括地面沉降影响地区的建筑物、地面标高、市政给排水管线等生 命线工程和人口等,他们的数量和质量(脆弱性强度)是地面沉降成灾的重要因素。
地面沉降灾害灾情是地面沉降致灾因子、孕灾环境和承灾体相互综合作用的产物,主要包括 建筑物下沉变形、市政给排水管线受损等生命线工程受损,以及由其间接导致的风暴潮灾害 加剧、土壤盐渍化、地下水质破坏和洪涝加剧等。
3.2 地面沉降灾害风险评价指标体系的建立
从系统论观点出发,根据自然灾害风险指数法的理论,遵循科学性、综合性、主导性、层次 性、动态性和可操作性原则,地面沉降灾害风险指标体系包括危险性、易损性和防灾减灾能 力三个因素,在此基础上根据地面沉降灾害的特点确定因子层。
与地震等突发性灾害不同,地面沉降是缓发性并逐年累积的,因此累计地面沉降量是反映地 面沉降危险性的主要指标。此外,有些学者还用地面沉降速率来划分地面沉降危险性[ 9,12]。1986年以来,天津市通过控制浅层地下水开采量、调整开采层位和人工回灌等措 施,地面沉降趋势得以缓解;因此,年代越近的地面沉降速率越能反映地面沉降发展趋势 。为了反映地面沉降未来发展趋势,我们对1985-1990年、1990-1995年、1995-2000年 和200 0-2005年的地面沉降速率进行加权求和计算出加权算术平均速率,采用特尔斐法确定其权重 依次为0.1、0.2、0.3和0.4。此外,由于地下水开采是研究区地面沉降最主要的致灾因子, 虽然近年来研究区逐年压减地下水开采量,但是由于生产生活需要,在一定时期内研究区仍 将开采地下水,因此,地下水开采强度也是研究区地面沉降危险性的一个重要指标。
一般认为社会经济条件可以定性反映区域的灾损敏度,即易损性的高低。社会经济发达的地 区,人口、城镇密集,产业活动频繁,承灾体的数量多、密度大、价值高,遭受灾害时人员 伤亡和经济损失就大。值得注意的是,社会经济条件较好的地区,区域承灾能力相对较强, 相对损失率较低,但区域绝对损失率和损失密度都不会因此而降低。同样等级的灾害,发生 在经济发达、人口密布的地区可能造成的损失往往要比发生在经济落后、人口稀少的地区大 得多。社会经济易损性分析一般以一定行政单元为基础,从而可直接利用各类统计报表与年 鉴[23]。由地面沉降灾害系统模式可知,地面沉降灾害主要承灾体是建筑物、市政 给排水管线等生命线工程、地面标高等,地面沉降对这些承灾体造成的破坏和损失,会直接 或间接影响到区域社会经济发展和人民生产生活;因此,本文选取了人口密度、单位面积GD P及建设用地比重三个因子来反映地面沉降灾害易损性。
天津市控沉工作主要围绕监测和压缩地下水开采量展开,因此,每平方公里水准测量公里数 和地下水压采量占开采量的比重是影响防灾减灾能力的两个主要因子;此外,随着一个区域 城市化水平的提高,区域人口素质、文明程度、居民防灾减灾意识、区域科研水平、经济发 展水平以及政府执政管理能力等都会相对提高,区域总体防灾减灾能力也将随之提高,因此 ,在一定程度上城市化水平也能反映区域防灾减灾能力。
具体评价指标体系及其权重见表1,各因子的权重利用特尔斐法确定。
3.3 指标的量化
地面沉降灾害风险评价的目标集分为5级,即低级、较低级、中等级、较高级和高级。评价 指标是数学模型中的变量,必须量化。因此,表1中的指标应进行无量纲处理和定量转化。首先根据对地面沉降灾害风险的贡献率大小,在Spatial Analyst中选择Reclassify进行重 新分类,将每个指标分为1、2、3、4和5五等,分别对应的风险等级为低级、较低级、中等级、较高级和高级(见表2)。如将累计地面沉降量分为<300mm、300~600mm、600~900mm、900~1 200mm和>1 200mm 5个 等级,当某个评价单元累计地面沉降量为<300mm时,即重新分类 后 的取值为1,该指标对应的地面沉降风险性评价目标是低级;当某个评价单元累计地面沉降 量为>1 200mm时,即重新分类后的取值为5,该指标对应的地面沉降风险性评价目标是高级 ;其他依此类推。
3.4 数据来源
天津市自1986年开始实施三年一期的控沉措施,并在国家原有高程控制网的基础上逐年增设 水准测量点,现已形成覆盖全市范围的地面沉降水准测量网。截至2006年11月,全市范围 内共有一等水准测量路线1 520.2km,二等水准测量路线4 855km,共有2 003个水准测 量点①。本文选 取19 85-2005年天津市水准测量点监测数据,计算得到每个监测点的累计地面沉降量和地面沉降 速 率,并利用ArcGIS9.1 中Spline插值法进行空间插值,栅格单元大小为200m×200m,地下水 开采强度由1985-2005年地下水开采量计算整理所得;按区统计的人口、经济数据根据《天 津市统计年鉴》相关数据整理计算所得[13];按区统计的建设用地面积来自《天津 市土地利用变更调查数据汇编》②;防灾减灾能力由截至2005年底水准测量数据和1985-2005年地下水 开采量计算整理所得。为保证良好的空间重合性,各评价因子数据图均在滨海新区地形图的 基础上进行数字化,形成统一的坐标系和投影系统。由于GIS空间分析功能采用栅格数据结 构为基础,实现各种代数和逻辑运算[24],因此本文利用ArcGIS中F eatures to Raster功能将数字化后的矢量数据转化为栅格数据。
4 天津市区及近郊区地面沉降灾害风险评估与区 划
对于地面沉降灾害风险的评估应当遵循地面沉降灾害的形成机制,结合GIS技术分别对 形成 地面沉降风险的3个因子――危险性、易损性和防灾减灾能力进行分析。首先利用ArcGIS的 空间分析方法对各个因素的因子进行叠加分析,得到地面沉降灾害危险性、易损性和防灾减 灾能力分区图(图3~图5);在此基础上,采用加权综合评价法(WCA),通过栅格运算得到 地面沉降灾害风险区划图(见图6)。
4.1 天津市区及近郊区地面沉降灾害危险性、易损性和防灾减灾能力
综合考虑了1985-2005年累计地面沉降量、地面沉降速率和地下水开采强度得到 天津市区及 近郊区地面沉降危险性分区图(见图3),由图3可知:天津市区及近郊区地面沉降高危 险区和较高危险区主要位于津南区和西青区,低危险区和较低危险区主要位于市内六区和东 丽区, 1985年之前地面沉降严重的市内六区情况逐渐好转,市区地面沉降漏斗逐渐消失,初步分析 其原因主要是1986年至今市区采取了大量压缩地下水开采量等措施,多年来中心市区地下水 开采量维持在较低水平,地下水开采量已经低于可开采量;而津南区和西青区地面沉降危险 性大主要原因是地下水开采以及地热大规模的开发利用。目前,津南区主要沉降漏斗分布 于咸水沽镇、津南经济开发区至葛沽镇一带,基本与图中津南区高危险区分布一致;西青区 主要沉降漏斗分布于杨柳青镇、辛口镇、张家窝镇、南河镇和大寺镇,基本与图中西青区 高危险区分布一致。
综合考虑人口密度、地均GDP和建设用地比重得到天津市区及近郊区地面沉降易损性分 布图(见图4),由图4可知:总体来说,市区的易损性比近郊区大,因为市区承灾体的数量 多 、密度大、价值高,一旦地面沉降达到一定程度导致建筑物倒坍、生命线中断等灾难时人员 伤亡和经济损失就大。其中高易损区为市中心的和平区,低易损区为北辰区和西青区。和平 区是天津市经济最发达、人口最密集、商业最繁荣的区,2005年和平区的人口密度达43 845 人/km2,单位面积生产总值59 379.69万元/km2;而北辰区和西青区相对来说人口稀疏 、经济落后 ,西青区是研究区人口最稀疏的区,人口密度为556人/km2,北辰区是研究区建设用地比 重最低的区,其比重为32.87%。
单位面积生产总值综合考虑每平方公里水准测量公里数、地下水压采量占开 采量的比重和城市化水平得到天
津市区及近郊区地面沉降防灾减灾能力分区图(见图5),由图5可知:总体来说市区防灾减灾能 力强于近郊区,这与研究区实际控沉工作相符;此外,随着城市化水平的提高,相对来说, 市区人口素质高、防灾减灾意识强、政府管理能力强,并且财政收入高,防灾减灾有充足的 资金保证。
4.2 天津市区及近郊区地面沉降灾害风险区划
根据自然灾害风险数学计算公式和表1中的指标体系和权重,计算了天津市区及近郊区地面 沉降灾害系统的风险度,应用GIS技术,编制了天津市区及近郊区地面沉降灾害风险区划图 (见图6),并对地面沉降灾害风险进行了分析。综合考虑各因子指数编制的地面沉降灾害 风 险分布有以下特点:津南区咸水沽镇、双河镇和葛沽镇等地遭受地面沉降灾害的风险最 大,应该加强防御;地面沉降灾害风险次高值主要分布在津南区最高值的及西青区的杨 柳青镇、辛口镇、张家窝镇、南河镇,这些区域地面沉降灾害危险性大,防灾减灾能力较弱 ,因此地面沉降灾害风险较大;东丽区东北部和北辰区东北部是研究区地面沉降灾害风险度 最小的区域,这些区域地面沉降危险性较小,人口相对较少、经济相对落后,因此风 险度最小。
5 结 论
综合考虑危险性、易损性和防灾减灾能力,形成了一套基于GIS的从数据采集空间属性数 据库建立指标体系选择评价分析地面沉降灾害风险区划的技术路线和方法体系;构建 了地面沉降灾害系统模式;建立了地面沉降灾害风险区划的基本评价指标体系,并提出了其 数量化方法。以天津市区及近郊区为研究区,构建了与地面沉降灾害相关的1:1 000 000比 例 尺空间图形数据库;以200m×200m的区划单元对地面沉降风险进行了空间分析,最终编制了 研究区的地面沉降灾害风险区划图。
地面沉降危险性评价表明,高危险区主要位于津南区和西青区;易损性评估表明,高易损区 主要位于和平区;防灾减灾能力评价表明,市区防灾减灾能力相对较强,而近郊区相对较弱 ;风险区划表明高风险区主要位于津南区咸水沽镇、双河镇和葛沽镇等地。由研究结果可 以看出,目前津南区和西青区应该成为天津市区及近郊区地面沉降灾害防御的重点。
本研究主要是用来为天津市区及近郊区政府机构制定资源分配、制定高级防御管理计划决策 、提高公众对地面沉降灾害成因和控制方法的认识等提供帮助。但由于资料和水平有限,难 免有考虑不足之处。
参考文献(References)
[1]郑铣鑫,武强,侯艳声等.关于城市地面沉降研究的几个前沿问题[J].地球学报,2002,23(3 ):279~282.[Zheng Xianxin, Wu Qiang, Hou Yansheng et al. Some Frontier Proble ms on Land Subsidence Research[J]. Acta Geoscientia Sinica, 2002,23(3):279~28 2.]
[2]王若柏,周伟,李风林等.天津地区构造沉降及控沉远景问题[J].水文地质工程地质,2 003,(5):12~17.[Wang Ruobai, Zhou Wei, Li Fenglin et al. Tectonic Subsidence
a nd Prospect of Ground Subsidence Control in Tianjin Area[J]. Hydrogeology and
Engineering Geology, 2003,(5):12~17.]
[3]唐益群,严学新,王建秀等.高层建筑群对地面沉降影响的模型试验研究[J].同济大学 学报(自然科学版),2007,35(3):320~325.[Tang Yiqun,Yan Xuexin, Wang Jianxiu et
al. Model Test Study of Influence of HighRise Building on Ground Subsidence[J ]. Journal of Tongji University (Natural Science),2007,35(3):320~325.]
[4]杨建图,姜衍祥,周俊等.GPS测量地面沉降的可靠性及精度分析[J].大地测量与地球 动力学,2006,26(1):70~75.[Yang Jiantu, Jiang Yanxiang, Zhou Jun et al. Analys is on Reliability and Accuracy of Subsidence Measurement with GPS Technique[J] . Journal of Geodesy and Geodynamics,2006,26(1):70~75.]
[5]张维然,段正梁,曾正强等.1921-2000年上海市地面沉降灾害经济损失评估[J].同济 大学学报,2003,31(6):743~748.[Zhang Weiran, Duan Zhengliang, Zeng Zhengqiang
et al. Evaluation on Economic Losses Resulted from Land Subsidence in Shanghai:
1921-2000[J]. Journal of Tongji University, 2003,31(6):743~748.]
[6]吴振祥,樊秀峰,简文彬.福州温泉区地面沉降灰色系统预测模型[J].自然灾害学报,2 004,13(6):59~62.[Wu Zhenxiang, Fan Xiufeng, Jian Wenbin. Gray System Model Us ed in Forecasting Land Subsidence of Geothermal Area in Fuzhou[J]. Journal of
Natural Disaster, 2004,13(6):59~62.]
[7]董克刚,周俊,于强等.天津市地面沉降的特征及其危害[J].地质灾害与环境保护,200 7,18(1):67~70.[Dong Kegang, Zhou Jun, Yu Qiang et al. Feature of the Land Su bsidence and Its Damage in Tianjin City[J]. Journal of Geological Hazards and
Environment Preservation, 2007,18(1):67~70.]
[8]罗元华,张梁,张业成.地质灾害风险评估方法[M].北京:地质出版社,1998.[Luo Yua nhua, Zhang Liang, Zhang Yecheng. Methods of Risk Assessment of Geological Hazar ds[M]. Beijing: Geology Press, 1998.]
[9]王国良.地面沉降危险性分级标准初探[J].上海地质, 2006,(4):39~43.[Wang Guo l iang. Preliminary Studies on Dangerous Grading Standard of Land Subsidence[J].
Shanghai Geology, 2006,(4):39~43.]
[10]刘会平,王艳丽.广州市地面沉降危险性评价[J].海洋地质动态,2006,22(1 ):1~4.[Liu Huiping, Wang Yanli. An Appraisement of Ground Subsidence Fatalnes s in Pearl Delta: A Case Study of Guang Zhou City[J]. Marine Geology Letters,
2006,22(1):1~4.]
[11]KiDong Kim, Saro Lee, HyunJoo Oh et al. Assessment of Ground Subsiden ce Hazard Near an Abandoned Underground Coal Mine Using GIS[J]. Environmental
Geology, 2006,(50):1183~1191.
[12]魏风华.河北省唐山市地质灾害风险区划研究[D].北京:中国地质大学,200 6. [Wei Fenghua. Researches on Geological Hazard and Risk Zonation in Tangshan
Hebei[D]. China University of Geosciences,2006.]
[13]天津市统计局.天津统计年鉴-2006[M].北京:中国统计出版社,2006.[Tianjin M unicipal Bureau of Statistics. 2006 Tianjin Statistical Yearbook[M]. Beijing:
China Statistics Press, 2006.]
[14]黄崇福.自然灾害风险评价理论与实践[M].北京:科学出版社,2005:5~6.[Huang C hongfu. The Theory and Practice of Natural Disaster Risk Assessment[M]. Beijin g: Science Press,2005:5~6.]
[15]United Nations, Department of Humanitarian Affairs. Mitigating Natural Dis asters: Phenomena, Effects and Options: A Manual for Policy Makers and Planners [M]. New York: United Nations, 1991:1~164.
[16]Zhang Jiquan. Risk Assessment of Drought Disaster in the Maizegrowing Re gion of Songliao Plain, China[J]. Agriculture Ecosystems & Environment, 2004,1 02(2):133~153.
[17]陈香.福建省台风灾害风险评估与区划[J].生态学杂志, 2007,26(6):961~966.[C hen Xiang. Risk Assessment and Zonation of Typhoon Disasters in Fujian Province [J]. Chinese Journal Ecology, 2007,26(6):961~966.]
[18]张会,张继权,韩俊山.基于技术的洪涝灾害风险评估与区划研究――以辽河中下游地 区为例[J].自然灾害学报,2005,14(6):141~146.[Zhang Hui, Zhang Jiquan, Han Juns han. GISbased Assessment and Zoning of Flood/Waterlogging Disaster Risk: A Cas e Study on Middle and Lower Reaches of Liaohe River[J]. Journal of Natural Dis asters, 2005,14(6):141~146.]
[19]汤国安,杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京:科学出版社,2006. [Tang guo’an,Yang Xin. Experiment Guide of ArcGIS Spatial Analyst[M]. Beiji ng: Science Press,2006.]
[20]Guoyun Zhou, Tetsuro Esaki, Jiro Mori. GISbased Spatial and Tempo ral Pre diction System Development for Regional Land Subsidence Hazard Mitigation[J].
Environmental Geology, 2003,(44):665~678.
[21]史培军.三论灾害研究的理论与实践[J].自然灾害学报,2002,11(3):1~9.[Shi Pe ijun. Theory on Disaster Science and Disaster Dynamics[J]. Journal of Natural
Disasters,2002,11(3):1~9.]
[22]林黎,赵苏民,李丹等.深层地热水开采与地面沉降的关系研究[J].水文地质工程地 质,2006,(3):34~37.[Lin Li, Zhao Sumin, Li Dan et al. A Study of the Relations hip Between Exploitation of Geothermal Water in Deepseated Aquifers and Land S ubsidence[J]. Hydrogeology and Engineering Geology,2006,(3):34~37.]
就目前来看,我国公路边坡工程地质灾害危险性的评估方法比较多,有些在实践的过程中也逐渐发展成熟,但是对一些综合影响因素的研究还不够深入,基于此,本文从公路边坡工程地质灾害危险性影响因素着手,简单分析了其评估方法,以便于实现对公路边坡工程地质灾害危险性更准确的评估。
一、公路边坡工程地质灾害危险性影响因素
(一)地形条件
①坡高坡角:边坡的高度对边坡变性特性和虚拟力都有着一定的影响,当边坡增高时会增加边坡的侧向位移,从而对边坡的稳定性造成影响,增大了边坡的地质灾害危险性,坡角增大则边坡的应力越集中,最大剪应力随之增大,从而影响边坡的稳定性,同时边坡坡度增加也会导致滑坡的出现;②坡面:不利的边坡坡面形态会引起坡顶出现张裂缝,同时在坡脚产生强大的剪应力,对坡脚形成剪切破坏,这些都会对边坡的稳定性造成影响。
(二)地质条件
地质条件对公路边坡工程地质灾害危险性的影响主要体现在以下三个方面:①岩体性质:地层中的岩体是组成公路边坡的主要物质基础,岩体的岩性能够决定岩石的强度以及抗风化能力,由于自然环境的复杂,岩体的岩性通常是以组合形式存在的,多变的岩性会对边坡造成不同程度的破坏,而组合岩性的岩体对公路边坡的破坏也具有多样性;②岩体中的软弱夹层:地质内部的结构是及其复杂的,在岩体内会有一个薄弱带,这个薄弱带就是岩体中形成的软弱夹层,软弱夹层不稳定、容易破裂,大大降低了边坡的稳定性,从而会引发公路边坡地质灾害的发生;③岩体结构面的影响:岩体在长期的地质作用下会形成许多的结构界面,这些结构面会将岩体分割成一个个结构体,不同岩体结构面的地质类型对公路边坡的影响不同,岩体结构面的力学特性对公路边坡地质灾害的影响是十分严重的;④地下水的影响:地下水的不规则活动也是影响公路边坡工程地质灾害稳定性的重要因素,地下水对岩体有软化和泥化的作用,从而对边坡形成水解作用,影响公路边坡的稳定性。
(三)气象条件
气候条件主要是通过降雨、风化等气候形式改变边坡岩体、土体的性质以及内部结构,间接的影响着边坡的公路边坡的稳定性:①降雨:降雨是导致公路边坡工程出现地质灾害的重要原因之一,降雨的影响是多方面的,综合的,首先降雨能够形成在边坡上的冲击沟,一些雨水留在边坡的岩体、土体中降低了岩体土体的稳定性,从而可能引起边坡岩体、土体膨胀,泥石流、水土流失等现象,其次,降雨能够渗入地下,提高地下水的水位,增加地下水的剧烈运动,产生较大的运动水压力,使得地下水对边坡岩体、土体软化、泥化作用更加明显,从而增加了公路边坡工程地质灾害的危险性;②:风化:长时间的风化作用能够改变岩体的内部结构,扩张岩体结构面,其内部容易产生一定的风化裂隙和节理,岩体内部结构的改变还间接影响地下水的流动,这些都会导致其抗剪强度的下降,严重时引起公路边坡岩体土体的滑落和坍塌,增加了公路边坡工程地质灾害的危险性。
(四)工程工艺
公路边坡的工程工艺也是影响公路边坡地质灾害危险性的主要因素之一,在进行公路边坡建设的过程当中,对边坡开挖的时候会破坏边坡原本的应力状态,这些人力活动因素都会对公路边坡的稳定性造成影响,所以在施工的时候要选用合理的施工方法和施工工艺,并且注意施工顺序,尽量避免对公路边坡稳定性造成破坏。
二、公路边坡工程地质灾害危险性的评估方法
(一)评估指标体系的建立
要进行公路边坡工程地质灾害危险性的评估首先要建立合理的评估指标体系,在建立评估指标体系的时候要正确选取公路边坡工程地质灾害的影响因素,要根据边坡具体所处的环境选择对其地质灾害影响较大的因素,影响因素的选取不宜过多,这样评估结果的误差会增大,也不宜过少,因素过少会造成评估结果的失真。评估指标体系的建立原则主要有:①系统性:公路边坡工程地质灾害危险性评估是一个系统工程,因此在建立评估指标体系的时候也要遵循系统性原则,对不同的影响因素进行系统的、层次性的分析;②灵活性:在建立评估指标体系的过程中要针对不同的区域、不同工程特点合理的选择评价因素,制定科学的评估指标,做到灵活多变并且具有针对性;③综合性:评估指标体系的建立要遵循综合性原则,对公路边坡工程地质灾害的各项影响因素进行综合分析。危险性评估指标体系的建立要遵循以上几点原则,充分考虑其影响因素,建立合理的公路边坡工程地质灾害危险性评估体系。
(二)评估方法分析
就目前来看,公路边坡工程地质灾害危险性的评估方法有很多,但是由于影响因素众多且复杂多变,还没有一种方法能够真正完满的解决边坡工程中的实际问题,但是每一种方法都有着自身的特点和优势,并且不同方法之间没有排他性,也就是说在实际应用的过程中可以将两种或两种以上的方法进行叠加使用,这样就可以达到取长补短的目的,增加了公路边坡工程地质灾害危险性评估的准确性和全面性,常见的评估方法有:模糊数学评价法、聚类分析法、遗传算法等等,将不同的分析方法结合到一起也是未来公路边坡工程地质灾害危险性评估的发展趋势。
三、结论
免责声明以上文章内容均来源于本站老师原创或网友上传,不代表本站观点,与本站立场无关,仅供学习和参考。本站不是任何杂志的官方网站,直投稿件和出版请联系出版社。