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地质灾害风险评估综述十篇

发布时间:2024-04-29 04:09:37

地质灾害风险评估综述篇1

[关键字]地质灾害评估程序方法

[中图分类号]p694[文献码]B[文章编号]1000-405X(2013)-3-210-2

诸如滑坡、泥石流等地质灾害,不仅会造成建筑物的破坏,而且还会造成巨大的人员伤亡和经济损失,2010年甘肃舟曲的特大泥石流灾害造成的巨大创伤依旧让我们心头隐隐作痛。所以,如何科学合理地预测地质灾害的风险性、建立完善的灾害评估信息系统是摆在我们面前不容忽视的重大命题。

1地质灾害的内容与分级

地质灾害指的是在地球表层对人类生命财产和生存环境造成强烈破坏的岩土体移动事件,如崩塌、地震、火山、滑坡、泥石流、地裂缝、地面崩塌、地面沉降、土地沙漠化和水土流失等,它往往是由自然或人为作用造成的,且多数情况下由两者共同作用造成。

地质灾害的分级是根据受灾体和灾害体的主要特征指标从而划分级次,以此来反映灾害程度,它主要包括灾变分级和灾度分级两种。灾变分级主要是根据灾害的活动程度来划分,包括灾害规模和活动频次两个方面,其中灾害活动是由自然环境变异所导致的,这种变异程度越高,灾害活动就越强烈,所造成的破坏也就越大。灾度分级则根据灾害活动造成的破坏损失程度来分级,包括死亡人数和经济损失两个方面,这种分级结果反映的是灾害事件发生后可能造成的破坏损失程度。按照上述两种分级方式,地质灾害通常可划分为特大灾害、大灾害、中灾害和小灾害。

2地质灾害评估研究的发展概况

二十世纪六十年代以前,地质灾害的研究仅限于灾害的机理和预测的研究,侧重于调查和分析地质灾害的形成条件等,之后国际上一些发达国家开始进行灾害的评估工作,到了九十年代,针对国际减灾十年计划行动,许多西方国家开始开展灾害危险性的风险评估工作,并开始围绕风险评估问题进行深入研究。GiS问世以后,计算机的制图制印问题得到解决,灾害评估研究得以充分利用空间分析、制图功能和可视技术等先进手段,灾害评估水平得到更进一步的提高。

近年来,灾害评估的科学性更加成熟,评估手段由传统单纯的统计分析和成因机理分析发展到多种结合了社会经济条件的评估方法,评估过程由定性评估发展为定量评估或半定量评估。灾害评估在对灾害的成因机制、发生规律及其影响评估等方面的研究基础上,减灾的理论研究也获得了长足发展。

3地质灾害的评估程序及方法

在地质灾害的评估过程中,应当依据《地质灾害危险性评估技术规范》对地质灾害活动的危险程度以及灾害发生区受灾体的可能破坏程度来进行地质灾害的危险性评价与灾害区易损性评价,由此进一步分析预测地质灾害的预期损失,进行地质灾害的破坏损失评价。其目的是通过地质灾害各项指标来定量化地分析地质灾害的主要特点和破坏损失程度,从而为规划和实施地质灾害防治工作提供更准确的参考依据。

3.1地质灾害风险评估

地质灾害的风险评估应依据《技术规范》首先需要确定相关区域在一定时间段内的特定强度的灾害发生概率或重发期,从而获得灾害发生的超越概率,并获得灾害强度和频率的相对关系,据此确定地址灾害的灾害模型。其次,地质灾害风险评估还要确定可能受灾区域和它所包含的主要建筑、固定设备和内部财产,另外还有该区域的人口数量和分布以及经济发展水平等。再次,风险评估需要进行灾害风险区价值模型的建立和风险损失的估算。最后,根据灾害风险区风险损失的大小来划分风险等级,进而确定不同风险等级的空间分布并绘制风险图。

地质灾害风险主要的评估方法包括资料分析、实验模拟、数学模型和遥感技术等。风险评估相关资料包括自然界资料和历史文献资料两类,在风险评估中主要通过数理统计的方法来整合资料。实验模拟则是在一定的研究基础上模拟地质灾害的发生、演变规律,通过排除混杂因素的干扰来揭示地质灾害更加深刻的演变机理,从而为灾害的风险预测提供依据。地质灾害风险评估还可以通过建立适当的数学模型,如模糊数学、概率模型以及动力学模型等,从而对灾害风险进行评价。而遥感技术主要采用遥感GiS法,通过数据管理和模型预测来服务于灾害的调查以及灾害的动态检测等。

3.2地质灾害损失评估

依据《地质灾害勘察规范》对地质灾害的危害程度进行评估。地质灾害损失评估包括两个方面,即建立灾害损失评估的指标体系和给出灾害损失评估的定量方法,通常根据灾害评估指标来建立适当的评估模型,从而对灾害破坏程度及其造成的损失进行评价。地质灾害损失评估通常依据灾害发生的时间划分为灾害发生前的预评估、灾害发生过程中的监测性评估以及灾害发生后的实测性评估三种。

如果将地质灾害的灾情等级划分定义为模式识别问题,在地质灾害损失评估过程中就可以应用模式识别的有关方法进行灾情评价。在这方面,我国比较广泛应用的研究有任鲁川的模糊模式识别理论、李祚勇基于物元分析的灾情评估模型和杨仕升的通过不同灾情的灰色关联度给出不同灾情的比较法等。受灾威胁人数少于三人,且经济损失不足100万元的为小危害;威胁人数达到3至10人,经济损失处于100万元至1000万元的为中等危害;大于这两种情况的为大危害。

3.3地质灾害生态环境评估

根据《地质灾害危险性评估技术要求》判定地质环境,生态环境型的地质灾害往往属于累积过程引起的渐发性灾害,比如河道淤积和土壤流失等。目前对地质灾害的生态环境评估还没有形成成熟的模式,这是地质灾害评估方面的一个崭新课题。目前采用的地质灾害生态环境评估方法主要分为两类,其一,将灾害对生态环境的影响转化为经济损失从而计算后给出定量评价结果,其二,建立比较完善的生态环境评估指标体系,利用统计分析方法对灾害生态环境影响作出评价。

3.4地质灾害具体评估方法补充介绍

(1)层次分析法。由于影响地质稳定性的因素众多,其中大多数因素都会对稳定性的评价造成影响,这就影响了对地质灾害的进一步分析。层次分析法不仅能用于单一灾点的稳定性评价,还能用于同一地区多灾点的综合评价,具有因素具体和结果可靠的优点,但这种方法在过程比较复杂,对各因素进行区分判断时比较困难。

(2)工程地质量化评价法。随着工程地质研究中不断引进模糊数学等一些不确定数学方法,工程地质量化评价方法开始成为地质灾害评估方法中的一员,它包含了经验类比和统计思想,但由于这种评价法以定性描述和分析为主,所以在应用时难以建立统一的评价标准。

(3)模糊综合评判模型。模糊综合评判法适用于单灾点的灾情评估,它是综合多个指标后对灾情等级状况进行评判的一种方法,往往对灾情的描述更加深入和客观。实践表明,模糊综合评判模型的评价结果较为可靠合理、模拟效果较好。

(4)遥感和地理信息系统。在地质灾害评估中,通过建立数学模型和数据库,能够借助计算机来实现数据的提取、编辑和更新更加信息化和精确化。但遥感数据并不足以反映灾害的社会经济特征,所以在应用GiS和数学模型对灾害进行评估时,还需要加强地质灾害地区的实地调查工作,使两者紧密结合起来,从而使评估结果更加客观和可靠。

总之,随着地质灾害评估理论和实践的不断发展,评估方法和评估体系也日趋完善。我们应该加强灾害评估系统的建立和完善,组织行之有效的减灾工作,并充分利用计算机技术和GiS技术,推动地质灾害评估向模型化、定量化、现代化方向不断发展。

参考文献

地质灾害风险评估综述篇2

关键词:地质灾害评估方法信息系统

中图分类号:p5文献标识码:a文章编号:1008-925X(2012)o8-0143-01

随着人口的增长及经济的迅速发展,地质灾害日趋加剧,严重破坏了生态环境并危及人类的生存环境。据统计,90年代以来我国每年因灾害造成的直接经济损失高达数百亿元以上,相当于国民生产总值的3%~6%【1】。地质灾害已成为制约我国可持续发展的重要因素之一,故建立完善的灾害评估信息系统已迫在眉睫。

1960年以前,灾害研究主要限于机理及预测研究,重点调查分析灾害形成条件等;70年代,在一些发达国家首先开始进行灾害评估;90年代,围绕国际减灾十年计划行动,北美及欧洲许多国家开展了灾害危险性的风险评估研究;GiS的问世解决了计算机制图制印一体化的问题,空间分析、制图功能及可视化等特点使之在灾害评估研究中得到深入应用【2、3】。

在国内,早期的灾害危险性研究主要是针对大型工程建设的定性评价,虽也引入了定量方法,但单元的划分及数据的获取等大多由手工完成。50年代,为了有效地防灾、救灾,加强了灾害调查评估,并取得显著成绩;70年代,我国灾害评估研究开始兴起;90年代,对灾害的类型及区域发展规律等进行了深入的研究,提出了许多新理论与新观点,如张业成针对我国崩塌、滑坡等灾害建立了地质灾害危险性指数评价模型和危险性评价分析模型。自1999年开始进行建设项目地质灾害危险性评估,已形成一套较完整的评估方法和理论,但仍局限于定性研究,特别在灾害危险性综合评估分区中,定量化程度不高,存在一定的主观性和不确定性。

近年来,灾害评估的科学性日益增强。评估方法由传统的成因机理分析和统计分析发展为同社会经济条件相结合的多种方法,如层次分析法、信息量模型、模糊综合评判、人工神经网络模型、GiS技术等,评估过程由定性评估转化为半定量评估或定量评估。

由于影响区域稳定性的因素多而复杂,且大多数因素影响对其稳定性的定性评价,这就给进一步分析造成了困难。美国学者t.L.Saaty于20世纪70年代提出了层次分析法(即aHp法)。实例证明,采用aHp法对复杂地质灾害进行评估有以下优点:层次分明、因素具体、结果可靠,不仅可用于单一灾点稳定性的评价,亦可用于同一地区多灾点的综合评价;能对资料综合进行分析,得出明确的定量化结论,因而被广泛应用于复杂系统的分析与决策。该法亦有其局限性,表现在:构建递阶层次结构的过程比较复杂;对评估结果影响的因素较多时,将各因素进行两两判断比较困难以及计算过程极其复杂等。总之,应用该法把灾害评估这样一个复杂的问题分成上下具有支配关系的递阶层次结构,使问题得到简化,这在区域地质灾害评估研究中将得到更广泛的应用。

工程地质评价是一种包含经验类比和统计思想的分析方法,由于它以定性描述和分析为主,因而应用起来难以建立统一的评价准则和标准【4】。近年来,一些不确定性数学方法如模糊数学等不断引入工程地质研究中,工程地质量化评价方法应运而生。

鉴于地质环境与灾害系统的复杂性,灾害评估需要研究的变量关系较多且错综复杂。从逻辑上讲,模糊现象不能用1(真)或0(假)二值来刻划,而是需要一种用区间[0,1]上的多值来描述。模糊综合评判法是从多个指标对被评价事物隶属等级状况进行综合性评判的一种方法,这对事物的描述更加深入和客观。实践已验证:在灾害评估中运用模糊综合评判模型,结果较合理可靠,且建立的模型拟和效果较好。但是由于对复杂事物的评判涉及的因素很多,而每个因素都要赋予一定的权数,应用模糊综合评判存在以下问题:权数难以强当分配。而模糊矩阵的合成运算是先取小而后取大,这样在评判时,很小的权数通过取小运算,便会“淹没”大量因素评判的信息,使评判得不出任何有意义的结果。故模糊综合评判法更适合于单灾点评估。

随着现代科技的发展及学科间的交叉融合等,遥感和地理信息系统被广泛应用于地质灾害评估中,通过建立数据库和数学模型,实现评估的计算机管理,使得数据的编辑、更新和提取极为容易,提高了评估的信息化水平。1990年,印度的GuptaR.p.和JoshiB.C.运用GiS技术,基于多源数据,对喜马拉雅山麓的RamgangaCatchment地区的滑坡进行了分析,使用了空间分析和面积量算功能完成了滑坡灾害危险性分区【5】。但是在GiS集成框架下,应用遥感数据,通过数学模型方法却无法反映灾害的社会经济特征。因此,在利用RS、GiS及数学模型等对灾害进行评估时,应加强实地调查,力求其紧密结合。

总之,地质灾害评估是在地表调查和分析资料的基础上进行的定性–半定量评价工作,如何将评价指标尽可能的定量化,使分析和评价最大限度地符合客观实际,是值得探讨的问题。随着地质灾害研究理论和实践的发展,评估理论体系和手段日趋完善,灾害评估方法日益丰富,计算机技术的广泛应用和GiS技术自身的不断完善使地质灾害评估不断向模型化、定量化、现代化方面发展。

参考文献:

[1]何欣年,阎守.重大自然灾害的遥感实时监测、灾情评估及其预警系统.中国自然灾害灾

情分析及减灾对策[m].武汉:湖北科学技术出版社,1990.

[2]花存宏.地图生产的革命性变革[J].地图,1998,(1):5-7.

[3]殷坤龙.滑坡灾害预测预报[m].武汉:中国地质大学出版,2004:11.

[4]向喜琼.地质灾害危险性评价与风险管理[J].地质灾害与环境保护,2000,11(l):38-4l

地质灾害风险评估综述篇3

在过去的20余年中,自然灾害在全球范围内造成日益严重的经济与社会影响。以全球气候变化为主要特征的全球环境变化使得灾害发生的频率与强度均有所提升。与此同时,人口与财富在高风险区的日益增长和集中,无序的资源开发与不合理的土地利用规划均使得社会-生态系统应对自然灾害的脆弱性不断上升。如何有效应对灾害风险的挑战成为了世界各国与社会各界关注的重点话题。当前学术界达成的共识是,灾害风险特别是巨灾风险无法单纯依靠单一部门、单一主体、单个区域的力量来解决,必须依托不同的主体在不同的时间尺度与空间尺度上得以防范,而政府是其中不可或缺的重要角色。而且,政府在区域综合灾害风险防范中发挥着多重作用。从灾前阶段的防灾基础设施建设、应急物资储备、灾害监测体系与预警机制、公众教育,灾中阶段的应急处置与救灾,到灾后恢复重建,均存在大量的工作由政府投入财政资金完成。长期以来,我国政府在灾害风险防范中发挥了十分重要而独特的作用。在过去的十余年中,我国学者集中针对巨灾保险市场失灵与政府介入方式开展了讨论,普遍认为在我国政府应在巨灾风险转移(特别是巨灾保险)中发挥主导作用。2006年6月,我国政府在《关于保险业改革发展的若干意见》中明确表示,中国要建立国家财政支持的巨灾风险保险体系。至此,我国政府开始在国家综合减灾体系中发挥全能型作用:中央与各级地方政府的财政资金被分配到安全设防、救灾救济、应急管理与风险转移等对应的职能部门,用于自然灾害的备灾、应急、恢复与重建等各个环节以有效减轻自然灾害风险。目前,我国公共财政收入早已突破十万亿元大关,但有限的财政资源应如何在不同的防范措施上进行投入、在众多的部门之间合理分配,仍然缺乏相关的研究与讨论。中央与地方各级财政在防灾救灾领域使用的大量财政资金应如何有效整合、优化,才能更好地发挥财政资金的杠杆作用,推动我国自然灾害风险防范事业的有力发展,为社会发展、居民生活提供可靠的风险保障?这是在综合风险防范资金投入中一个亟待讨论的问题。

一、政府综合灾害风险防范优化问题的导出

政府综合灾害风险防范的财政投入必须通过政府机构的设置进行运作,并在风险防范的各个环节体现其功能,最终实现灾害风险的减轻。我国学者曾提出了综合灾害风险防范的“结构优化模式”与“功能优化模型”.其中,结构体系指安全设防、救灾救济、应急管理与风险转移四个维度,其具体构成是政府针对综合灾害风险防范的机构设置。

其中,安全设防机构在我国主要是指进行防灾能力建设与基础设施建设类的相关职能部门,主要使用由国家发改委与财政部安排的计划类项目经费。

救灾救济在我国主要针对国家减灾委和民政部,主要使用由财政部安排的中央救灾资金以及各级地方政府准备的救灾救济资金。应急管理工作主要由国务院应急办综合协调各部委工作,统一部署安排。风险转移工作主要针对金融系统,包括银监会、证监会和保监会,使用各类金融工具实现灾害风险的有效转移。政府综合灾害风险防范财政投入的结构优化需要回答的关键问题是:有限的财政资源应如何在不同的政府部门之间进行分配,而在各个部门内部又如何在灾害风险防范事业与非防范事业之间分配。

政府综合灾害风险防范财政投入的功能体系是指政府在备灾、应急、恢复与重建等灾害风险防范周期的四个环节上分别进行财政投入。功能体系是系统输出的体现,是系统结构决定的结果。功能体系与结构体系之间存在联系,但差异较大。例如,备灾环节就分别涉及安全设防与风险转移(风险转移的灾前安排);应急环节主要对应应急管理;恢复与重建环节至少同时涉及救灾救济和风险转移(风险转移的资金支付).一个系统功能的实现需要一到多个系统模块共同执行,因此在上述综合灾害风险防范的环节与功能中,通常都涉及到一个或若干个政府职能部门。政府综合灾害风险防范财政投入的功能优化需要回答的关键问题是:在备灾、应急、恢复与重建等各项功能(或各个阶段)上,政府有限的财政资源应如何投入方能最大化地减轻灾害风险?

二、政府综合灾害风险防范优化的重点

(一)必须准确评估灾害风险度

从国际先进经验可以看出,开展客观的定量风险评估是优化政府在综合灾害风险防范体系中的资金投入的先决条件,定量估算各种投入措施的效益与成本的基础。由优化目标可知,评估的风险应是一级政府所辖区域和给定时间范围内某种或多种自然灾害造成财产损失与人员伤亡的不确定性,风险评估得到的结果应能够以定量形式(如损失的超越概率曲线)进行表达。必须构建区域综合灾害风险评估模型,特别是考虑多种自然灾害的“多灾种”风险评估模型,完善区域自然灾害承灾体与脆弱性数据库,使模型具备现状评估与情景模拟(预估)的能力。

发展针对防范投资优化的综合灾害风险评估模型首先要重点发展“多灾种”的综合模型,以及对间接经济损失风险的建模。由于政府进行防范投资的规划与预算以区域综合为导向,同时还需要在各种部门与职能之间进行优化,风险评估模型必须是在单灾种基础之上完成的综合风险。而“多灾种”不等于单灾种的简单加和,区域内各自然灾害灾种之间的“群发”与“群聚”等相互关系变得十分重要。这一问题在当前灾害风险评估模型研究中亦是前沿问题。其次,风险评估模型中必须表达灾害事件的间接损失,否则会造成防范投资效益的低估。当前研究者普遍使用投入-产出、可计算一般均衡等模型针对灾害事件估计间接经济损失并取得了一定进展,但考虑间接损失的风险评估模型发展仍然缓慢,尚无法满足防范投资优化研究的需求。

(二)应该准确估计防范投资的效益与成本

灾害风险防范投资的效益与成本均有着高度的“机会”本质。我国经济学家于光远曾经提出,灾害的经济学是“减负与加正”的经济学。一笔财政资金若用于某类灾害风险防范措施,则放弃了其用于其他部门或事业从而获得收益的机会,是为防范投资的机会成本;另一方面这笔资金也可挽回或避免一定的损失,是为防范投资的效益。风险防范投资的效益与生态环境服务价值等许多“非使用”或“非市场”价值类似。防范投资的效益与成本均有着高度的“机会”属性,其估计过程依赖于情景假设,即不进行防范投资与进行防范投资的情景对比。

三、政府综合灾害风险防范的难点

在成本方面,政府进行综合灾害风险防范投资时规模较大,防范投资行为对经济结构与运行状态势必造成难以忽略的影响。例如,政府若大规模开展抗震加固工程,其工程需求势必为建筑行业带来大的发展契机;政府若大力扶持灾害保险,投入相当的财政资金用于保费补贴,则相应也会为保险行业的发展形成影响。若要将上述影响在优化模型中充分考虑,则必须使用一般均衡框架,否则难以准确估计防范投资的机会成本。此时,须依赖投入产出模

型或可计算一般均衡模型。然而,当前我国政府在综合灾害风险防范的投资分散于各个部门,对于编制恰当的投入产出表或社会核算矩阵、检验模型参数造成了很大困难。在效益方面,当前研究中多采用可直接计量的如效益、成本(如CatSim和wCRm)或GDp增速与稳定性等指标。事实上,福利经济学讨论社会最优时一般使用社会效用函数,要求防范投资所带来的单位边际社会正效用恰好等于其带来的(因其他事业投资减少而造成的)社会边际负效用。由于公众普遍持有风险嫌恶的偏好,在不减少期望损失的情况下降低灾害损失的不确定性也可带来效用的提升,因此,单纯使用现有研究中使用的可直接计量经济指标会导致防范投资社会效益的低估。

然而,如何准确估计社会效用水平的变化本身是一个难题。当前在资源、生态与环境经济学领域有一些显示偏好与陈述偏好的方法值得借鉴。此外,使用由于投资而减少的人员伤亡、心理伤害等更多非单纯经济维度的收益应如何定量度量,则需要进一步讨论。

地质灾害风险评估综述篇4

1地质灾害评估辅助系统软件架构与功能

1.1系统软件架构本系统包括野外调查数据采集和室内评估两部分,通过arcSDe空间数据库引擎和SQL数据库将二者紧密联系起来。本系统使用eSRi公司的一套产品,不需要数据交换,也不会丢失信息。其中野外数据采集系统采用基于androidmVC架构风格,室内评估系统采用基于C#语言分层架构与插件框架混合架构风格。1)分层架构风格。分层架构各层相对独立[1],从而降低了系统的复杂度,方便了代码的移植和模块复用,同时也提高了系统的灵活性。各层功能如图1所示。2)插件框架技术。包括宿主程序、插件协议和插件3部分。宿主程序可以独立于插件对象存在,通过插件增减方式来添加或是调整功能[2]。插件式GiS能有效解决GiS工程的复杂性与应用需求多变的矛盾,降低GiS软件开发和维护的成本[3]。

1.2系统结构及功能本系统主要是为地质灾害危险性评估提供快速、科学辅助决策,进行野外数据采集、现状评估、预测评估和综合评估,为地质灾害建议和措施提供科学依据。系统结构与功能见图2。1)野外数据采集,参照“数据建模及标准”进行野外数据采集,提供直接在线编辑和离线编辑两种方式。2)室内评估,分为室内数据采集、分析和综合处理。数据采集主要是将已有资料,包括基本地理数据、地质环境数据及文本资料数据入库;数据分析是针对地质灾害数据、野外线路、评估区范围及综合分区进行分析与成图;综合模块提供常用小工具。

2数据建模及标准

地质灾害数据库包含的内容十分广泛,它以矢量数据、栅格数据和属性数据为主要内容,如图3所示。为了准确快速地查询和共享灾害数据,规则的野外编码必不可少。灾害数据野外编号采用统一编码,并作为主键,在其他表中则作为外键,实现表间关联。其编码方式参照“县(市)地质灾害调查与区划空间数据库系统建设要求”,如图4所示,其中前8位标志了灾害体所在行政区的具置,后6位标志了灾害类型和流水号等属性信息[4]。

3数据采集、管理、处理及表达

地质灾害评估辅助系统是基于一体化技术的数据采集、管理、综合处理与成果表达。1)野外定位。野外定位采用android手机内置GpS,适合在野外无信号的情况下进行精确定位,以获取当前位置经纬度[5]。2)数据字典。在野外,根据调查点的属性特征,将常用的、固定的属性描述定义为字典库。XmL语言简单易懂,建立的文件体积小巧[6],无论在移动端还是pC机中,都是建立数据字典库的首选。3)空间与属互。通过空间与属性的交互可以查询灾害点的信息,根据统计结果查询灾害点的位置及分布情况。4)成果的展示。通过对地质灾害点的查询、分析统计,以图形形式展现,更直观地进行现状评估、预测评估以及综合评估。

4模型研究

1)综合分区模型。评价模型的建立使得对地质灾害的评价研究趋向定量化和客观化[7],而综合分区的基本因素错综复杂且没有界线值,具有不确定性、模糊性[8],模糊综合评判方法是一种以模糊推理为主的定性与定量相结合、精确与非精确相统一的分析评价方法,对于模糊性、不确定性能起很好的作用。模糊综合评判方法评价步骤:首先建立因素集形成3层评判树,如图5所示,依据“地质灾害评估规范”建立模糊评价集U={危险性大(Ⅰ),危险性中等(Ⅱ),危险性小(Ⅲ)},以aHp(层次分析法)确定权重,建立隶属度函数,最后进行综合评价计算。2)赤平面投影模型。赤平面投影可以在投影图中较为简捷地确定它们的夹角和组合关系,从而达到岩质斜坡稳定性判定的目的[9]。3)评估区划定模型。在野外工作完成之后,崩塌、滑坡应以第一斜坡带为限,泥石流以完整的沟道流域面积,地面塌陷、地面沉降推测可能范围,地裂缝推测可能延伸、影响范围,不稳定斜坡推测可能产生的灾种及影响范围为地质灾害评估范围,此外还应包括一些特殊构造部位。根据“就大不就小”的原则,建立影响工程范围与边界上地质灾害评估范围的并集。4)线路画定模型。野外路线布置方法主要有追索法、穿越法和全面踏勘法。穿越法是一种使观察路线垂直或大致垂直主要地质界线、构造线的走向布置方法;追索法是一种将观察线路沿地质界线、风化带及构造线的走向布置方法;全面踏勘法是一种把穿越法和追索法结合起来的方法。野外线路布设一般将追索法和穿越法相结合,首先根据已有资料和工程布置确定区域范围并在遥感影像标出工程位置,叠加已有的地质界线、风化带、构造线、地质灾害等,再利用线路画定模型画出大概的野外线路,进行野外验证和纠正。

5结语

地质灾害风险评估综述篇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:Urbanwaterloggingcausedbyexcessiverainisameteorologicaldisasterthathappensabruptlywithgreatdestructivenessanddifficultiesforrelief,bringingaboutdangerstothesafetyofurbanresidentsandinfrastructure.thestudyelaboratesthedefinitionofurbanwaterloggingdisastercausedbyexcessiverainonthebasisofrisktheoryandriskformationsystemofnaturaldisasters.italsobuildsaconceptualmodelfortheriskevaluationandanindexsystemfromfouraspects,includingtheriskofdisaster-inducingfactors,theexposuredegreeandvulnerabilityofhazard-bearingbody,andtheabilityforpreventingdisastersandreducingdamage.ariskevaluationmodelissetupbymeansofweighted-evaluatingandanalytichierarchyprocess,providingabasisforthestudyofquantitativeassessmentofrisksofurbanwaterloggingdisaster.

Keywords:urbanwaterloggingdisastercausedbyexcessiverain,riskevaluation,indexsystem,conceptualmodel

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。

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[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

地质灾害风险评估综述篇6

[关键词]塔日海德尔斯;查干淖尔矿区;铁路专用线;地质灾害;危险性评估

中图分类号:p642.2文献标识码:a文章编号:1009-914X(2016)10-0115-03

锡林郭勒盟位于内蒙古自治区中部,矿产资源丰富。特别是其所辖的阿巴嘎旗分布有查干淖尔、红格尔庙、白音乌拉、那仁宝力格等煤田,目前,四大煤盆预测储量230亿吨;此外,阿巴嘎旗铁矿、铜矿、萤石等矿产资源也很丰富。煤田煤质大部分为中灰、低硫、低磷褐煤,是优质动力煤和化工用煤。具有分布广、规模大、埋藏浅、煤层厚,赋存稳定,地质结构简单,开采条件好,适合于综合技术的应用和集约化大规模露天开采,并具有低成本开发优势,开采前景十分广阔。

目前,吸引范围内尚无铁路运输通道,本线建设将为上述煤田煤炭运输提供便捷的交通运输方式,对于推动地区资源开发、彰显地区资源优势,加快向经济优势转化等具有重要意义和积极带动作用。

1、地质概况

1.1地理位置

塔日海德尔斯至查干淖尔矿区铁路专用线位于东经114°38′34″-115°10′28″,北纬43°31′37″-43°58′06″。

1.2地貌

评估区根据其不同成因及形态特征可分为低山丘陵、熔岩台地、湖积洼地、风积沙地、河谷五种地貌类型。

1.3构造

评估区在大地构造单元上属于天山―内蒙古地槽褶皱系的一部分,次级单元处于二道井―锡林浩特复背斜的中部地段。构造线方向主要为北东向,构造形式以“多”字形构造为主。形成向东南方向凸出的弧形构造体系。

喜山运动时期,在该区范围内除了产生断裂和凹陷外,火山活动范围也很广,因而有玄武岩喷发,集中在阿巴嘎旗一带形成了大面积玄武岩台地,即阿巴嘎熔岩台地。

1.4地层

(一)侏罗系上统下兴安岭组(J3x)

零星分布于拟建铁路线CK170+567.51北部额尔登陶勒盖附近,向北东东或东西向延伸,在评估区出露面积较小。岩性为灰白、暗紫、浅紫色凝灰岩、粗面安山岩、粗面岩、流纹岩和玄武岩的熔岩,中部夹浅灰色粉砂岩和砂砾岩。凝灰质碎屑岩及粉砂岩中含有植物化石。厚度大于1617m。

(二)第三系上新统(n2)

位于拟建铁路线CK110+000~CK114+500南侧;CK123+000~CK124+400东侧;CK125+750~CK128+000段;CK137+500~CK141+100东侧;CK141+100~CK142+000段;CK142+000~CK144+250东侧;CK148+000~CK150+500东侧。岩性为砖红色-灰白色泥岩、泥质粉砂岩、泥质砂岩,层理发育,产状近水平;其上多有风积沙覆盖。据区域调查及钻孔资料揭示,该层厚15~50m,本次工程勘查未揭穿本层。

(三)第四系(Q)

1、第四系全新统风积层(Q4eol)

评估区沿线地表广泛分布,位于拟建铁路线CK94+850~CK124+400;CK125+350~CK125+750;CK128+000~CK141+100;CK142+000~CK170+567段,覆盖于老地层之上。岩性为浅黄色、黄褐色中细砂、粉细砂,砂砾成份以石英、长石为主,结构松散,分选较好,透水,厚度0.5~20m。

2、第四系全新统冲湖积地层(Q4l+al)

分布于评估区现代湖泊和较大积水洼地周围,位于拟建铁路线CK88+100~CK94+850;CK146+000~CK147+000西侧及CK165+000~CK165+500东侧,岩性为灰黑色、灰白色粉砂、粉砂质粘土及淤泥,含有盐碱等化学成分,淤泥具可塑性和腐臭味,砂粒成分主要为石英、长石,含少量暗色矿物,磨圆度好,分选好。厚度0.5~10m。

3、第四系下更新统火山堆积层(β1)

分布于评估区拟建铁路线CK138+750~CK140+100以东乌兰高及CK126北特格音乌拉一带,岩石主要为橄榄玄武岩和伊丁石玄武岩。橄榄玄武岩为黑色,斑状结构,基质具间粒结构,块状构造。斑晶为橄榄石、角闪石。其中橄榄石占10%,角闪石占5%。基质由基性长石、辉石、方解石组成;伊丁石玄武岩为斑状结构,基质间粒结构,气孔杏仁状构造。斑晶中辉石、橄榄石少量。基质中斜长石约占45%,辉石占25%,不透明矿物占5%,伊丁石占15%。火山口附近堆积厚度大,远离火山口厚度逐渐变小,至玄武岩台地边缘,厚度约30~50米。

1.5工程水文地质条件

拟建铁路所经地区丘陵较少,大部分为地形相对平缓地带,地下水位埋藏相对较浅,对工程施工会产生一定影响。沿线水质变化较大,一般属淡水~微咸水,对钢结构及混凝土具弱~中侵蚀性。综上所述,评估区水文地质条件较差。

1.6岩土体工程地质类型特征

1、较硬质岩

位于拟建铁路线CK170+567.51以北地区,地层岩性主要为侏罗系凝灰岩、粗面安山岩;位于拟建铁路线CK138+750~CK140+100以东及CK126北一带,地层岩性主要为下更新统玄武岩;位于拟建铁路线CK124+400~CK125+350段及东北部,地层岩性为印支期花岗岩,较致密坚硬。全风化呈砂状,弱风化层岩石为短柱状,性脆,质较硬。新鲜岩石的饱和单轴抗压强度大于35mpa,工程地质条件良好。

2、软质岩

位于拟建铁路线CK110+000~CK114+500南侧;CK123+000~CK124+400东侧;CK125+750~CK128+000段;CK137+500~CK141+100东侧;CK141+100~CK142+000段;CK142+000~CK144+250东侧;CK148+000~CK150+500东侧。地层岩性为第三系砖红色、灰白色泥岩、泥质粉砂岩、泥质砂岩、砂砾岩,层理发育。自由膨胀率一般为Fs=60%~125%,具中-强膨胀性,硬塑,饱和单轴抗压强度大于8mpa。

3、砂土

①第四系全新统风积砂位于拟建铁路线CK94+850~CK124+400;CK125+350~CK125+750;CK128+000~CK141+100;CK142+000~CK170+567段,岩性为风积细砂、粉砂,松散~稍密,强度中等~低,变形量中等~高,地基承载力标准值一般80~100kpa。

②第四系全新统冲湖积层,位于拟建铁路线CK88+100~CK94+850;CK146~CK147西侧及CK165~CK165+500东侧,岩性为灰白色、灰黑色粉细砂、粉砂、粉砂质粘土及淤泥。稍湿,松散,土层承载力标准值一般100~120kpa。

1.7人类工程活动

评估区铁路沿线,无工矿企业及规模性建筑,也无矿山采掘活动,大部分为荒地和旱草地,以牧业生产活动为主,地质环境条件保持良好。人类工程活动强度较弱,破坏地质环境的人类工程活动一般。

2地质灾害类型及危险性现状评估

2.1风蚀沙埋

风蚀沙埋分布于拟建铁路线CK119+300~CK124+100段,现状危险表现为土壤沙漠化,影响农牧业生产、生态环境及空气质量。评估区内人口较少,无工矿企业及规模建筑,人类工程活动弱。现状条件风蚀沙埋造成的直接经济损失较小,对拟建铁路危害程度小,其危险性小。

2.2冻胀融陷

冻胀融陷地质灾害分布于评估区CK87+100~CK94+850段,现状条件下表现为冬季寒冷使道路发生变形和冻裂,春季地表冻土融化就易产生道路翻浆,既有公路采取了加高路基、换土、填方等措施,公路一直正常运行。现状条件下危害程度小,危险性小。

3地质灾害危险性预测评估

3.1铁路工程建设引发的地质灾害

根据《塔日海德尔斯至查干淖尔矿区铁路专用线可行性研究报告》,拟建铁路主要工程内容为修建桥梁、站场及路基铺设等。在进行这些工程建设时,可能会引发风蚀沙埋地质灾害。

评估区CK94+850~CK95+600;CK96+250~CK103+400;CK104+600~CK109+600;CK117+700~CK119+300;CK128+000~CK133+100;CK138+200~CK140+100段,为固定、半固定沙地,现状条件下生态植被较稳定,风蚀沙埋不发育。拟建工程在建设过程中,通常会改变原来的地质环境,形成路堑、路堤及取土、弃土等工程现象。工程建设取土和弃土会使地表土质不同程度外露,破坏原有植被环境,加剧水土流失,引发风蚀沙埋灾害。风蚀沙埋段沿线长21.50km,占拟建铁路线的24.94%。预测评估认为引发的风蚀沙埋地质灾害,承灾对象主要为路基、桥梁、车站及行车运营安全。造成的直接经济损失较小,对拟建铁路危害程度小,其危险性小。

塔日海德尔斯至查干淖尔矿区铁路专用线铁路建设要进行挖方和填方工程,全线挖方33处,填方34处。由前述的拟建铁路切坡、填方地段调查表(1-6、1-7)可知,线路沿线填埋深度大部分小于10m,只在CK88+100~CK94+600、CK118+600~CK120+320、CK121+660~CK124+530段最大填埋深度大于10m。填方段工程地质条件较好,地层稳定,不会引发滑坡地质灾害;挖方地段高度大部分小于8m,且地表全为风积砂层,因此不会产生崩塌地质灾害。只在CK124+620~CK124+850段最大切坡高度大于8m。且为岩质坡,岩性以细粒花岗岩为主,风化严重,易形成不稳定边坡,在建设过程中和建成后,边坡可能失稳,引发崩塌地质灾害。(该段崩塌编号为Bt)

Bt崩塌位于拟建铁路CK124+620~CK124+850段,岩性为细粒花岗岩,风化严重,风化裂隙发育。切坡后形成陡立岩坡最高8.2m,切坡长度230m。在自重卸荷、机械振动、风蚀雨蚀等外部因素作用下,可能产生崩塌地质灾害,崩塌量约500m3。(见剖面a―a′,B―B′)危害对象为人员、施工机械设备及行车运营安全。其危害程度小,危险性小。

3.2工程建设加剧地质灾害预测

通过收集资料和野外实地调查,分析得出在评估区CK87+100~CK94+850段存在冻胀融陷地质灾害,在工程建设过程中,冻胀融陷地质灾害区,挖除路基基底范围内冻胀土并换填非冻胀性土,对路基不会产生影响。因此工程建设不会加剧冻胀融陷地质灾害。

位于评估区中部(CK119+300~CK124+100)段为流动半流动沙丘,现状条件下,存在风蚀沙埋地质灾害,工程建设会加剧风蚀沙埋地质灾害。其危害程度小,危险性小。

3.3工程建设可能遭受地质灾害危险性的预测

预测拟建铁路工程建设可能遭受的地质灾害主要有风蚀沙埋、崩塌、冻胀融陷等。承灾对象主要为路基、桥梁、车站及行车运营安全。

一、风蚀沙埋

拟建铁路在评估区CK94+850~CK95+600;CK96+250~CK103+400;CK104+600~CK109+600;CK117+700~CK119+300;CK119+300~CK124+100;CK128+000~CK133+100;CK138+200~CK140+100段,因工程建设可能会引发并加剧风蚀沙埋灾害,因而铁路在建设中或建成后将会遭受风蚀沙埋灾害的侵害。承灾对象主要为路基、车站及行车运营安全。切坡形成的背风路面易形成积沙路段,造成沙埋铁路。填方路段,由于拟建铁路路基的阻挡,改变了局部的空气气流,易在路基两侧形成积沙,造成沙埋铁路。风蚀沙埋段沿线长26.30km,占拟建铁路线的30.75%。预测评估认为遭受风蚀沙埋灾害危害程度小,危险性小。

地质灾害风险评估综述篇7

论文摘要:本文分析了火灾风险评估概念的内涵,综述了以某一系统为对象的火灾风险评估的研究及目的,介绍了国内外较新的城市区域火灾风险评估方法。论文关键词:城市区域火灾风险评估一、火灾风险评估的概念过去,人们往往依靠经验和直观推断来做出决策。随着计算机容量不断扩大和模块技术的发展,风险评估(riskassessment)和风险管理(riskmanagement)技术作为复杂或重大事项决策的必要辅助手段,在过去的二、三十年间,在决策分析、管理科学、运营研究和系统安全等领域得到了广泛的认知和应用。通常认为风险(risk)的定义为:能够对研究对象产生影响的事件发生的机会,它通过后果和可能性这两个方面来具体体现。风险概念中包括三个因素:对可能发生的事件的认知;该事件发生的可能性;发生的后果。因而,火灾风险(firerisk)包含火灾危险性(发生火灾的可能性)和火灾危害性(一旦发生火灾可能造成的后果)双重含义。现在,在文献中可以看到的与“火灾风险评估”相关的术语有fireriskanalysis,fireriskestimation,fireriskevaluation,fireriskassessment等,但基本上火灾风险评估都是指:在火灾风险分析的基础上对火灾风险进行估算,通过对所选择的风险抵御措施进行评估,把所收集和估算的数据转化为准确的结论的过程。火灾风险评估与火灾模拟、火灾风险管理和消防工程之间有密切关系,为其提供定性和定量的分析方法,简单地如消防安全设施检查表,复杂的就会涉及到概率分析,在应用方面针对的风险目标的性质和分析人员的经验有各种变化。较多的人倾向于从工程角度来定义火灾危害性(firehazard)和火灾风险(firerisk)。火灾危害性指:凡是根据已有的资料认为能引起火灾或爆炸,或是能为火灾的强度增大或蔓延持续提供燃料,即对人员或财产安全造成威胁的任何情况、工艺过程、材料或形势。火灾危害性分析在不同的情况下有不同的针对性,目的是确定在一定的条件下有可能发生的可预见性后果。这种设定的条件称为火灾场景,包括建筑物中房间的布局、建材、装修材料及家具、居住者的特征等与相关后果有关的各种具体信息。目前在确定后果方面的趋势是尽可能地利用各种火灾模式,辅以专家判断。此时,危害性分析可以看作是风险评估的一个构成元素,即风险评估是对危害发生的可能性进行权衡的一系列危害性分析。从系统分析的角度来看,风险具有系统特性和动态特性。风险实际上并非某一单一实体或事物的固有特性,而是属于一个系统的特性。若系统发生变化,很容易就会使事先对风险所做的估算随之发生变化。火灾风险评估模式包括:系统认定,即明确所要评估的具体系统并定义出风险抵御措施的过程;风险估算,即设定关于火灾的发生几率和严重后果及其伴随的不确定性的衡量标准或尺度,计算和量化系统中的指标的过程;风险评估,对该标准或尺度进行分析和估算,确定某一特定风险值的重要性或某一特定风险发生变化的权重。二、城市区域火灾风险评估的意义及发展概况在消防方面,随着人们安全意识的提高和建筑设计性能化的发展,对建筑工程的安全评估日益受到重视,比如美国消防协会制定的“nFpa101生命安全法规”是一部关注火灾中的人员安全的消防法规,与之同源的“nFpa101a确保生命安全的选择性方法指南”,分别针对医护场所、监禁场所、办公场所等,给出了一系列安全评估方法,多应用于建筑工程的安全性评估方面。

地质灾害风险评估综述篇8

关键词:农业气象灾害影响评估;防御技术;发展

中图分类号:C35文献标识码:a

引言

农业灾害的发展虽由不可抗拒的自然因素决定,但通过深入探究,认识灾害发生和发展规律,可以通过监测预警采取措施,减少农业灾害损失。

一、农业气象灾害评估研究

在农业生产中影响农业产量以及农作物产量最大的就是农业气象灾害,因此对此项所造成伤害进行了农业气象灾害评估。

(一)作物模型评估方法

随着科技的不断发展和进步,人们将信息技术与农业气象灾害研究进行了有效结合,而且在农业气象灾害研究的过程中建立了作物模型进行定量评估。进行作物模型评估的好处是直观的看出农作物的生长过程、发育时期各个阶段的温度变化、对土壤进行分析以及降水量,而且还可以对天气进行实时监管,从这些优势中显现出其较强的机理性。

(二)综合模型评估方法

综合模型评估方法就是综合受灾的程度、受灾的范围、抵抗能力、作物对灾害的敏感度和社会生产力水平等多种因素进行评估,然后依据其建立灾害评估指标机制。在构建农业气象灾害评估的综合模型评估进行定量、定性评估时,可以结合模糊数学方法、层次分析法、回归分析、灰色聚类分析以及Bp神经网络等多种方法进行综合评定。一些学者在实际建立综合模型评估中采用了逐步筛选聚类分析法和产量逐级分离模拟的方法,以便于其建立受灾等级查询和受灾程度分析。

(三)灾害风险评估方法

实施灾害风险评估方法的好处是可以对已存在的危险因子在一定年限内的可发生性以及危险程度进行预测,这样就可以预知其危险程度、危害性的大小以及社会承受灾害的能力。在对农业气象灾害进行灾害风险评估的同时还要实施灾害风险管理,这样做的好处是可以对以预测到的灾害进行科学有效的防控和处理,将灾害的程度降低到最小化,保证其在社会的承受范围之内。

二、现状分析

当前,世界上农业气象灾害对农业危的影响评估的根据往往是农业气象灾害体系,中国在改革开放之后,经济得到了飞速发展,对于农业气象灾害的评估技术越来越先进,在20世纪80年代,有了质的飞跃,国内的一些专家学者以大田实践为前提,对相关资料进行深入地分析,并且以相关的研究成果作为根基,构建了多种数学模型用于评估不同的农业气象灾害。在全球气候变化的新形势下,对于气象灾害的评估工作显得更为重要,当前我国对于气象灾害的评估主要运用了3种评估模式,分别是综合模型评估、作物模型评估、农业气象灾害风险评估。下面对这3种评估模式进行简要分析:

①综合模型评估,这种评估方式的着力点往往放在气象灾害的危害级别、对农作物的影响程度、农作物的抵御能力、当前社会的生产力水平等等,在对这些要素分析的基础上,成功建立一个灾害评估指标体系,并且,结合了众多的数学方法,例如回归分析、模糊数学方法、层次分析法等。从定性与定量的角度评估气象灾害对农业的危害性,气象灾害对农作物造成的损失是采用综合模型进行定量评估的依据。相关的单位对于粮食损失的计算考虑的因素往往是绝收面积、成灾面积、受灾面积3种。

②作物模型评估,我国主要采用的是CCSoDS模型,这种模型最大的特征是具有很强的通用性与机理性,并且非常实用,目前普遍运用于我国一些基层的农业管理者身上,能够为农作物的种植提供改进方案。

③农业气象灾害风险评估,这种评估方式的着力点是气象灾害的具体要素,例如灾害的危险程度、对其的预测与减灾,这些要素往往具有变动性,考虑的因素众多,在上世纪九十年代我国开始对此技术进行运用,发展到现在,对此技术的运用更着重于灾害影响评估的风险性,并且运用了中队的数量化技术方法。

三、加强气象为农业防灾减灾的有效措施

(一)建立适应现代农业发展的观测站网

气象部门要根据近几年来农业结构和农业种植结构的情况,农行生产布局变化对农业防灾减灾气象服务要求的变化,建立起区域性的观测网络。针对气象不能为小区域农业减灾防灾服务的现状,要建立起高时空密度、自动化和多要素的现代化气象综合检测网络,对相关的气象资料进行实时、准确的监测,提高气象检测的能力。

(二)提高对灾害的预测和预防能力

灾害的预测和预防体系是气象部门加强农业防灾减灾服务的重要环节,只有对灾害进行准确的预测和预报,才能对灾害做出及时的预警和采取可行的防灾减灾措施。因此气象部门要根据现代农业发展的实际情况和新农村建设要求,开展针对性的灾害预警工作。在做好对常规天气预测准确、及时的同时,也要重点做好对灾害性天气的预警,针对当地的农业特色,做好防旱、防洪、防涝以及防冻等农业气象的灾害预防措施。除此以外,气象部门还要适当增加适合农业生产的气象服务,针对不同农作物与农作物的不同生长阶段的发育要求,对农民进行有效地指导。

(三)完善农村气象体系建设

气象科技服务是为农民服务的一项工作,深入农村,了解农村地区的实际需求,针对不同板块开发出适用的农业气象服务。让气象信息第一时间出去,明确气象部门主动传递信息的责任,及时更新和气象信息。健全村级组织为农民服务的制度,让专职的气象员在农村收集气象信息,并通过电视、广播或者黑板等载体,及时告知当地农民天气情况。同时,还可以加强通过报纸、广播、电视以及网络等公共媒体,为农民及时传达气象信息,让农民能够在第一时间了解到气象的变化。除此以外,利用短信信息、短信专题等渠道,也可以为农民及时的传递气象信息。为了提高农民自己识别气象的能力,还可以深入农村,加强对气象科技知识的宣传,让农民也了解和掌握到相关的气象知识。

(四)农业生产气象灾害防御与调控

农业气象灾害的防御是一个系统工程,需要在综合监测的基础上,建立一个防灾减灾的综合应变决策服务系统,针对不同的灾种需要采取不同的防御技术或几种防御技术组合使用才能达到防御的目的。

(1)农业干旱、涝渍灾害防御与调控

应用农业生产气象信息服务保障系统,根据不同气候类型地区、不同作物及其不同生育阶段灾害的发生规律和危害机理,重点发展利用气象信息的非工程性节水农业技术,根据农业生产气象信息,建立防灾抗灾与农业增产相结合的基础体系。

(2)作物低温灾害防御与调控

利用农业生产气象信息数据库,推广新型增温、助长、促早熟的制剂及不同气象条件的制剂使用技术,形成投入少、效果明显、可操作性强、便于推广应用的综合防霜技术体系。

(3)不利气候环境的长期宏观调控

从降低风险、趋利避害的角度研究农业生产主要气候灾害对农作物的影响和风险,为防灾减灾宏观调控和风险管理提供科学依据,研制根据气候资源、农业生态环境动态变化和短期气候预测结果主动防御不利气候环境的宏观调控技术。

四、未来发展方向

由于所处国情的限制,我国对于农业气象灾害评估存在一定缺陷不足为奇,总的来说,对于农业气象灾害的评估,呈现出了蓬勃发展的势头,未来的发展方向也有一定的势头表现。

首先,将会越来越重视对作物模型的应用,大家都知道,作物模型能够有效地模拟农作物具体的生理步骤,能够更好地探析农作物与外部环境、外部事物之间相互作用的关系,将农作物整个生长的过程都全面的展现出来,作物模型的应用意义重大,在以后对此技术的应用也会越来越多,而模型的设计也会面向客户,紧紧围绕简单、精准的准则。其次,健全对农业气象灾害风险的评估,将会有越来越多的新技术、新理念引入其中,依据对灾害形成原因的分析,更深入地探究灾害形成存在的危险性、预防、承受灾害能力等。建立较为统一的评估标准。最后,综合评估技术将会越来越多样化,农业气象灾害对农业的影响往往无法估量,以往对灾害损失的计量只是关注直接性的经济损失,对于经济、生态环境的影响往往却忽略了,因此,在今后对于综合评估技术的研究也会走向多样化。

结语

综上所述,气象部门要加强气象对农业的防灾减灾服务职能,加强对现代农业气象服务体系的建设,根据现代农业的体系结构,建立具有针对性的气象服务体系,提高气象部门预报信息的准确性。

参考文献:

[1]伍国勇,陆安霞.农业气象灾害对农业产出的影响程度研究――基于贵州省1980~2011年数据的实证[J].农村经济与科技,2014,03:20-23.

地质灾害风险评估综述篇9

[关键词]加权平均法;层次分析法;岩溶隧道;突水突泥;风险评估

随着高速公路网逐步建设,在岩溶区修建隧道的现象已屡见不鲜。但因岩溶区工程地质条件复杂,地质勘查难以准确无误,使突水突泥等地质灾害频繁发生。因此,有必要系统的研究浅埋偏压岩溶隧道突水突泥的影响因素,并制订针对性的风险评估模型,以实现灾害预测与化解的目的。因此,在数学理论的基础之上,结合层次分析法与加权平均法建立综合评价模型,并将模型与工程实际紧密结合。详细探讨马口排岩溶隧道突水突泥灾害的关键影响因素,采用加权平均法建立多因素–单一评价体系,通过开挖结果与评价结果相对比,验证该模型的可行性,能较好地指导施工,以避免突水突泥灾害发生,降低施工风险与经济损失。

1工程概况

1.1隧道线路概况。马口排隧道设计为小净距/分离式隧道,双线四车道,双洞单向行车。隧道内纵坡为人字坡,左洞纵坡2.4%和–1.00%,变坡点在进洞后约490m处;右洞纵坡2.55%和–0.95%,变坡点在进洞后约515m处。本隧道路面横坡±2%,无超高路面。1.2地形地貌概况。隧址区为构造溶蚀低山地貌单元区。隧道穿越山体呈南北向延伸,地表植被发育,山体两侧自然斜坡总体呈东陡西缓,山体中发育有槽谷,地形平缓,表层为残坡积红粘土覆盖,岩溶漏斗、岩溶塌陷及落水洞多有分布。隧道进口位于英红镇朱屋村,地形为向东倾斜山湾内,相对高差约为270.76m;隧道洞身段为岩溶槽谷,地形相对平缓,走向与山体延伸方向基本一致。隧道出口侧自然斜坡总体向西侧倾斜。1.3地质条件概况。据隧址区工程地质测绘及钻孔成果,隧道进、出口地形平缓地段为第四系全新统残坡积(Q4el+dl)层覆盖,出露基岩为石炭系下统大塘阶石磴子段(C1ds)地层。隧道区所处地层情况为马口排背斜,背斜轴呈北东南西向,隧道穿越背斜两翼及轴部,枢纽略有摆动。1.4水文概况隧址区地下水主要以两种类型存在。第四系土层分布于隧道进、出口自然斜坡及洞身段溶蚀槽谷中,其孔隙水雨季含量较高且变化较大,对表层覆盖土层稳定性影响较大;碳酸盐岩类分布广泛,岩溶水的富集状况与隧址区的岩溶发育程度关系密切。

2综合评价总体技术路线

岩溶隧道突水本质上是外部作用破坏了地下水原有的运移网络或存储状态,其影响因素复杂多样。本文通过加权平均法建立多因素–单一综合评价指标体系可有效避免上述不利影响,同时该体系比较全面地涵盖了对隧道突水产生影响的各个因素,又通过融合各因素得到一个定量的综合评价指标值。其技术路线为:确定突水突泥灾害影响因子建立指标体系运用层次分析法进行权值分析关键指标分级构件综合评价模型对突水突泥风险进行评估。

3层次分析法指标体系

3.1构建指标体系。关于岩溶隧道突水突泥灾害的影响因子多而繁杂,对于评价体系并没有严格的规定与划分。结合马口排隧道施工现场遇到的突水突泥灾害分析与评价,总结出4类关键性影响因子,分别为岩溶发育、地质构造、水文条件以及施工影响。每个类别又下分有二级评价指标。3.2影响因素与权值分析。基于层次分析法对各影响因子进行风险评估权值分析。构造判断矩阵,计算因素权向量ω,最大特征值λmax,随机一致性比率CR。3.2.1岩溶发育。岩溶发育类影响因子主要包括围岩级别及可溶岩成分。对岩溶水的运移具有重要的影响,而围岩级别的不同也表征了岩溶水运移与存储条件的变化。通过理论分析与实例统计得:ω=[0.582,0.309,0.109],λmax=3.004,Ci=0.002,CR=0.004<0.1,满足一致性条件。3.2.2地质构造。岩溶发育类影响因子主要包括断层构造、褶皱及岩层产状。针对岩石的性质进行分析,若存在原始裂隙,在地表径流、化学腐蚀的作用下,进一步过大形成溶蚀裂隙,甚至发育成岩溶管道,久而久之形成溶洞。通过理论分析与实例统计得:ω=[0.635,0.197,0.178],λmax=3.124,Ci=0.002,CR=0.003<0.1,满足一致性条件。3.2.3水文地质。岩溶发育类影响因子主要包括汇水面积、地下水位及承压水压力。地下水是引发突水突泥灾害的主控性因素,而地下水头是预测突水突泥危害的可能性程度。若隧道底板与水头有相对距离,而水头又处于上部,若距离为60m时,风险最大;距离为30m

4突水突泥关键性指标等级划分

按照工程情况和各评价指标所占的权重,对评价指标进行定性的分析后,建立定量的分级标准。结合各指标对突水突泥灾害的关联性情况,将定量评价数据按十分制划分成5个等级。结合突水突泥灾害危险性情况,将灾害等级分为安全、较安全、较危险、危险、极危险5个等级。

5岩溶隧道突水突泥评估模型

5.1评价指标相关系数确定。指标对评价对象的重要程度可以通过指标相关系数进行量化。指标相关系数越大,重要程度越高。通过简单关联函数确定指标相关系数,设:式中:rik为物元;vik为第i个影响因子的第k个二级指标xi对应的量值。当待评事物的影响程度越高时,该指标所占的权值也相应越大,取:(3)sj=c1jω1+c2jω2+…+ci–1jωi–1+cijωi(4)式中:sj为岩溶隧道突水危险性综合评价指标值;cij为评价分值,分别为2,4,6,8,10;ωi为影响因子权重值。将得到的综合评价指标值sj根据岩溶隧道突水灾害危险性评级标准确定该隧道的突水危险性。5.3评定结果及分析。从评价模型对马口排隧道的突水突泥风险评估结果中选取代表性施工段(左线ZK225+475~ZK225+510段)数据进行分析,根据该段隧道工程的水文地质与工程地质资料,并经专家评议,得到评价指标的分值,并将数据代入式(1)–(3),计算出综合评价指标值sj=5.49。由此可以判断马口排隧道左线ZK225+475~ZK225+510段处于较危险状态。实际开挖时,左线ZK225+475~ZK225+510段围岩主要为中等风化灰岩,存在较为明显的层理结构,裂隙较发育,其中裂隙中存在砂砾,多呈块状~裂隙块状结构,掌子面围岩地下水发育,渗水严重,多处出现白色析出物或黄泥印记,局部裂隙渗滴水,易发生掌子面掉块、局部小坍塌等地质灾害,有较大突水突泥的可能性。该评价结果与工程实际吻合较好,从而证明了该方法的正确性。

6结论

通过对马口排隧道的水文地质条件进行探讨,分析了引发突水突泥灾害的关键性影响因子,并对各影响因子进行二级指标划分,提出层次分析法与加权平均法相结合的岩溶隧道突水突泥风险评估模型,并成功运用于马口排隧道,其主要结论如下。(1)基于统计与层次分析法甄选出突水突泥灾害的4种关键性影响因素,并进行二级指标的划分,建立突水突泥风险评估指标体系,通过权重分析,确定地质构造与工程影响为主控性因素。(2)基于简单关联函数理论与加权平均法相结合的技术手段,构建多因素–单一综合评价模型,该模型解决了多因素评价方法不准确的问题,为突水突泥风险评估提供一种新方法。(3)将构建的评估模型成功运用于马口排岩溶隧道,评估结果与现场施工情况进行对比,验证了该风险评估模型的合理性与可行性,对类似工程的评估起到借鉴作用。

作者:李德臣单位:中铁十四局集团第二工程有限公司

参考文献

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[3]李术才,周宗青,李利平,等.岩溶隧道突水风险评价理论与方法及工程应用[J].岩石力学与工程学报,2013,32(9):1858–1867.

[4]周宗青,李术才,李利平,等.岩溶隧道突涌水危险性评价的属性识别模型及其工程应用[J].岩土力学,2013,34(3):881–886.

[5]周毅.隧道充填型管道构造突涌水机理与预测预警及工程应用[D].济南:山东大学,2015.

[6]原小帅,张庆松,许振浩,等.基于层次分析法的隧道综合地质预报优化[J].工程地质学报,2011,19(3):346–351.

[7]李利平,李术才,陈军,等.基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其应用研究[J].岩石力学与工程学报,2011,30(7):1345–1355.

[8]王成亮.铁路隧道岩溶突水灾害风险识别与预警方法研究[D].北京:北京交通大学,2015.

地质灾害风险评估综述篇10

关键词:城市区域火灾风险评估

一、火灾风险评估的概念

过去,人们往往依靠经验和直观推断来做出决策。随着计算机容量不断扩大和模块技术的发展,风险评估(riskassessment)和风险管理(riskmanagement)技术作为复杂或重大事项决策的必要辅助手段,在过去的二、三十年间,在决策分析、管理科学、运营研究和系统安全等领域得到了广泛的认知和应用[1]。

通常认为风险(risk)的定义为:能够对研究对象产生影响的事件发生的机会,它通过后果和可能性这两个方面来具体体现。风险概念中包括三个因素:对可能发生的事件的认知;该事件发生的可能性;发生的后果[2]。因而,火灾风险(firerisk)包含火灾危险性(发生火灾的可能性)和火灾危害性(一旦发生火灾可能造成的后果)双重含义[3]。

现在,在文献中可以看到的与“火灾风险评估”相关的术语有fireriskanalysis,fireriskestimation,fireriskevaluation,fireriskassessment等,但基本上火灾风险评估都是指:在火灾风险分析的基础上对火灾风险进行估算,通过对所选择的风险抵御措施进行评估,把所收集和估算的数据转化为准确的结论的过程。火灾风险评估与火灾模拟、火灾风险管理和消防工程之间有密切关系,为其提供定性和定量的分析方法,简单地如消防安全设施检查表,复杂的就会涉及到概率分析,在应用方面针对的风险目标的性质和分析人员的经验有各种变化[4]。

较多的人倾向于从工程角度来定义火灾危害性(firehazard)和火灾风险(firerisk)。火灾危害性指:凡是根据已有的资料认为能引起火灾或爆炸,或是能为火灾的强度增大或蔓延持续提供燃料,即对人员或财产安全造成威胁的任何情况、工艺过程、材料或形势。火灾危害性分析在不同的情况下有不同的针对性,目的是确定在一定的条件下有可能发生的可预见性后果。这种设定的条件称为火灾场景,包括建筑物中房间的布局、建材、装修材料及家具、居住者的特征等与相关后果有关的各种具体信息。目前在确定后果方面的趋势是尽可能地利用各种火灾模式,辅以专家判断。此时,危害性分析可以看作是风险评估的一个构成元素,即风险评估是对危害发生的可能性进行权衡的一系列危害性分析。

从系统分析的角度来看,风险具有系统特性和动态特性。风险实际上并非某一单一实体或事物的固有特性,而是属于一个系统的特性。若系统发生变化,很容易就会使事先对风险所做的估算随之发生变化。火灾风险评估模式包括:系统认定,即明确所要评估的具体系统并定义出风险抵御措施的过程;风险估算,即设定关于火灾的发生几率和严重后果及其伴随的不确定性的衡量标准或尺度,计算和量化系统中的指标的过程;风险评估,对该标准或尺度进行分析和估算,确定某一特定风险值的重要性或某一特定风险发生变化的权重[5]。

二、城市区域火灾风险评估的意义及发展概况

在消防方面,随着人们安全意识的提高和建筑设计性能化的发展,对建筑工程的安全评估日益受到重视,比如美国消防协会制定的“nFpa101生命安全法规”是一部关注火灾中的人员安全的消防法规,与之同源的“nFpa101a确保生命安全的选择性方法指南”,分别针对医护场所、监禁场所、办公场所等,给出了一系列安全评估方法,多应用于建筑工程的安全性评估方面[6]。

目前,我国在火灾风险评价方面的研究,大部分是以某一企业,或某一特定建筑物为对象的小系统。例如,由武警学院承担的国家“九五”科技攻关项目“石化企业消防安全评价方法及软件开发研究”,以“石油化工企业防火设计规范”等消防规范和德尔菲专家调查法为基础,设计了石化企业消防安全评价的指标体系,利用层次分析法和道化指数法确定了各指标的权重,采用线性加权模型得出炼油厂的消防安全评价结果[7]。以某一特定建筑物为对象的火灾风险评价也比较多,如中国矿业大学周心权教授,在分析建筑火灾发生原因的基础上,建立了建筑火灾风险评估因素集,并运用模糊评价法对我国的高层民用建筑进行了消防安全评价[8]。

与上述的安全评估不同,城市区域的火灾风险评估的目的是根据不同的火灾风险级别,配置消防救援力量,指导城市消防系统改造,指导城市消防规划。对已建成的城市区域的火灾风险评估必须考虑许多因素,即城市火灾危险性评价指标体系,包括区域内所存在的对生命安全造成危险的情况、火灾频率、气候条件、人口统计等因素,进而评价社区的消防部署和消防能力等抵御风险的因素。除此之外,在评估过程中另一个重要的情况是要关注社区从财政及其他方面为消防规划中所要求的总体消防水平提供支持的能力和意愿。随着城市规模扩大、综合功能增强,在居住区商贸中心、医院、学校、和护理场所增多,评估方法还会相应的改变。现有的城市区域火灾风险评估方法主要出于以下两个目的:

(一)用于保险目的

在火灾保险方面的应用的典型事例为美国保险管理处iSo(insuranceServicesoffice,iSo)的城市火灾分级法,在美国已经被视为指导社区政府部门对其火灾抵御能力和实际情况进行分类和自我评估的良好方法。iSo方法把社区消防状况分为10个等级,10级最差,1级最好。

iSo是按照一套统一的指标来对每个社区的客观存在的灭火能力进行评估,确定该社区的公共消防级别,这套指标来自于由美国消防协会和美国自来水公司协会所制定的各种国家规范。iSo对城市消防的分级方法主要体现在它的“市政消防分级表(CommercialFireRatingSchedule,CFRS)”上。CFRS把建筑结构、用途、防火间距与公共消防情况(用公共消防分级数目表达)相关联,再以统计数据加以调节后,来确定相应的火险费用。iSo级别仅被保险公司用作确定火险费用的一个成分。iSo分级系统虽然无法反映出消防组织的其他应急救援能力,但实际上也常用于各个区域的公共灭火力量的确定。

市政消防分级表从1974年开始使用,主要考察某城市区域的7个指标情况:供水、消防队、火灾报警、建筑法规、电气法规、消防法规、气候条件。随着技术进步,该表也不断改进。1980年版抽取了CFRS中对公共消防分级的方法,给出了修订后的灭火力量等级表,指标只包括前3项。被删除的指标或者确少区分度,或者在全市范围内进行评估时太过于主观,而且74表格中包含许多评估标准是具体的规定,如果某一社区的情况没有满足这些规定,则归属为差额分,规定降低了表格可使用的弹性范围,无法正确评估情况和技术的变化。故而iSo分级表被视为越来越“性能化”[9]。

(二)用于消防力量的部署

当今的消防组织和地方政府要担负日益加重的安全责任,面对来自公众的对抵御各种风险的更多的期望,以及调整消防机构人员、设备及其他预算方面的压力,迫切需要确认某一给定辖区内的具体风险和危险的等级。

具体地说,城市区域风险评估在消防方面的目的就是:使公众和消防员的生命、财产的预期风险水平与消防安全设施以及火灾和其他应急救援力量的种类和部署达到最佳平衡。

关于火灾风险对于灭火救援力量的影响,美国消防界对此的关注可以说几经反复,其间美国消防学院、nFpa等都做了许多工作。直至20世纪90年代,国际消防局长协会成立了由150名专业人士组成的国际消防组织资质认定委员会(theCommissionofFireaccreditationinternational,CFai),经过9年的广泛工作,制定了“消防应急救援自我评估方法”,和制定标准的社区消防安全系统。另外,nFpa最终还制定了nFpa1710和1720两个指导消防力量部署的标准,分别帮助职业消防队和志愿消防队和改进为社区提供的消防救援的水平。根据nFpa最近的调查,nFpa1710将在全美30500个消防机构中的3300~3600个得到正式的应用,也推广到加拿大有些地区[10]。

英国对消防救援力量的部署标准是依据内政部批准的“风险指标”,把消防队的辖区划分为“a”、“B”、“C”、“D”四类区域,名为“风险分级”系统。其目的是对消防队的辖区进行风险评估,确定辖区内的各种风险区域,进而确定该风险区域发生火灾后应出动的消防车数量和消防响应时间。1995年,英国的审计委员会了一份题为“消防方针”的考察报告,认为这种方法没有充分考虑建筑设施的占用情况、社区的人口统计情况和社会经济因素,也没有把建筑物内的消防安全设施纳入考核范围。故而由审计委员会报告联合工作组与内政部的消防研究发展办公室一起,设立了一个研究项目。该项目的目的是开发一套供消防机构划分区域的风险等级,对包括灭火在内的所有应急救援力量进行部署,用于消防安全设施的规划并能解决上述问题的风险评估方法,再对开发出的方法进行测试。最后entec公司开发出了计算软件,并于1999年4月以内政部的名义出台了“风险评估工具箱”测试版[11]三、国内外近期的城市区域火灾风险评估方法

(一)国内的城市区域火灾风险评估方法

张一先等采用指数法对苏州古城区的火灾危险性进行分级[15],该方法的指标体系考虑了数量危险性,着火危险性,人员财产损失严重度,消防能力这四个因素。1995年李杰等在建立火灾平均发生率与城市人口密度﹑城区面积﹑建筑面积间的统计关系基础上,选取建筑面积为主导参量,建立了以建筑面积为单一因子的城市火灾危险评价公式[12]。李华军[16]等在1995年提出了城市火灾危险性评价指标体系,该体系中城市火灾危险性评价由危害度﹑危险度和安全度三个指标组成,用以评价现实的风险,不能用来指导城市消防规划。

(二)美国的“风险、危害和经济价值评估”方法[13]

美国国家消防局与CFai于1999年一起,在“消防局自我评估”及“消防安全标准”的工作的基础上,更突出强调了“火灾科学”的“科学性”,开发出名为“风险、危害和经济价值评估(Risk,HazardandValueevaluation)”的方法。美国消防局于2001年11月19日了该方案,这是一个计算机软件系统,包含了多种表格、公式、数据库、数据分析方法,主要用于采集相关的信息和数据,以确定和评估辖区内火灾及相关风险情况,供地方公共安全政策决策者使用,有助于消防机构和辖区决策者针对其消防及应急救援部门的需求做出客观的、可量化的决策,更加充分地体现了把消防力量布署与社区火灾风险相结合的原则。

该方法的要点集中于两个方面:1、各种建筑场所火灾隐患评估。其目的是收集各种数据元素,这些数据能够通过高度认可的量度方法,以便提供客观的、定量的决策指导。其中的分值分配系统共包括6类数据元素:建筑设施、建筑物、生命安全、供水需求、经济价值。2、社区人口统计信息。用于收集辖区年度收集的相关数据元素。包括居住人口、年均火灾损失总值、每1000人口中的消防员数目等数据元素。

该方法已在一些消防局的救援响应规划中得到应用。以苏福尔斯消防局为例,它利用该方法把其社区风险定义为高中低三类区域,进而再考察这些区域的火灾风险可能性和后果:高风险区域包括风险可能性和后果都很大的以及可能性低、后果大的区域,主要指人员密集的场所和经济利益较大的场所;中等风险区域是风险可能性大,后果小的区域,如居住区;低风险区域是风险可能性和后果都较低的区域,如绿地、水域等,然后再把这些在消防救援响应规划中体现出来。

(三)英国的“风险评估”方法[14]

英国entec公司研发“消防风险评估工具箱”,解决了两个问题:一是评估方法的现实性,是否在一定的时限内能达到最初设定的目标。经过对环境、管理、海事安全等部门所使用的各种风险评估方法的进行广泛考察之后,研究人员认为如果对这些方法加以适当转换,就可以通过不同的方法对消防队应该接警响应的不同紧急情况进行评估。二是建立了表达社会对生命安全风险可接受程度的指标。

entec的方法分为三个阶段。首先应该在全国范围内,对消防队应该接警响应的各类事故和各类建筑设施进行风险评估,这样得到一组关于灭火力量部署和消防安全设施规划的国家指南。对于各类事故和建筑设施而言,由于所采用的分析方法、数据各不相同,所以对于国家水平上的风险评估设定了一个包括四个阶段的通用的程序:对生命和/或财产的风险水平进行估算;把风险水平与可接受指标进行对比;确定降低风险的方法,包括相应的预防和灭火力量的部署;对不同层次的灭火和预防工作的作用进行估算,确定能合理、可行地降低风险的最经济有效的方法。

国家指南确定后,才能提供一套评估工具,各地消防主管部门可以利用这些工具在国家规划要求范围内,对当地的火灾风险进行评估,并对灭火力量进行相应的部署。该项目要求针对以下四类事故制定风险评估工具:住宅火灾;商场、工厂、多用途建筑和民用塔楼这样人员比较密集的建筑的火灾;道路交通事故一类危及生命安全、需要特种救援的事故;船舶失事、飞机坠落这样的重特大事故。

第三个阶段是对使用上述评估工具的区域进行考查,估算其风险水平,与国家风险规划指南对比,并推荐应具备的消防力量和消防安全设施水平。

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