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地质灾害风险评估分析 摘要：城市地址灾害风险评估研究是个非常复杂过程，研究内容丰富。本文介绍风险分析的方法及地质灾害防治方法，总结模糊数学应用于地质方面灾害的研究情况。在介绍模糊数学评判模型方法基础上，提出地质灾害风险模糊综合评判模型。 下载 关键词：地质灾害 风险评估 模糊评判 地质灾害风险评估是通过揭示地质灾害的发生和发展规律，评价地质灾害的危险性所造成的破坏损失、人类社会在现有经济技术条件下抗御灾害的能力，应运用经济学原理评价减灾防灾的经济投入及取得的经济效益和社会效益.通过规划、协调地质环境与社会经济发展的关系，采用综合治理的措施，可达到保护环境、减少或减轻灾害损失、发展经济的目的。本文介绍了地质灾害及其影响因素，以及模糊数学方法应用于地址灾害的研究情况，最后结合模糊评价方法提出地址灾害风险评估模型。 一、地质灾害风险及其影响因素 地质灾害的内涵包括两个方面，第一，强调致灾的动力条件，即因地质作用形成的灾害事件才是地质灾害。由内 动力地质作用、外动力地质作用和人为地质作用导致地质环境变化形成的灾害称为地质灾害。第二，强调灾害事件的后果，即对人类生命财产和生存环境产生毁损的地质事件称为地质灾害，而那些仅仅是地质环境恶化，但并没有直接破坏人类生命财产和生产、生活环境的地质事件，则只是一种变异，尚未构成灾害，对此，我们习惯地称其为环境地质问题。地质灾害造成的损失是巨大的，它不仅造成建筑物受到破坏，而且会破坏生态环境，造成巨大的经济损失和人员死亡。地质灾害包括滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地面塌陷、岩土膨胀、砂土液化、土地冻融、沙漠化、沼泽化、土壤盐碱化以及地震、火山等，其中滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和地面塌陷等为主要地质灾害。灾度等级反映的是灾害事件发生后可能造成的破坏损失程度的级次。地质灾害和洪水、地震、台风、风暴潮等自然灾害相比，由于其成灾范围和规模要相对较小，所以造成的破坏损失显著低于其他自然灾害，为了能够反映不同种类、不同强度的地质灾害的成灾差异，根据一次灾害事件所造成的死亡人数和直接经济损失额，可将地质灾害分为特大灾害、大灾害、中灾害、小灾害4个灾度等级 (表1)。 表1 地质灾害灾度等级划分表 风险的定义有多种，这些风险的定义可以分为主观风险和客观风险两类:前者认为风险属个人对事物的主观估计，无法用客观度予以衡量;后者认为风险是指系统在规定的工作条件下和规定的时间内，不能完成预定功能的概率及由此产生的后果。风险可表示成失事概率与失事后果的函数，即 R=f（P，c） 式中，R表示风险；P表示失事概率；c表示对应的失事后果。风险事件都具有随机性，而且风险具有相对性和可变性。风险分析是对人类社会中存在的各种风险进行风险识别、风险估计和风险评价，并在此基础上采用各种风险管理技术，做出风险处理与决策，对风险实施有效的控制和妥善处理所致损失的后果，目的在于以最少的成本实现最大安全保障。而风险分析内容一般包括：风险识别、风险估计、风险评价、风险处理和风险决策等5个方面。相对于地质灾害风险评估，用百分比来描述地质灾害，现场评估时有一些困难，因为百分比常 常不易确定。所以，常常采用一种更直观、更粗糙的评估方式，将破坏程度划分为5个等级，即“完好”、“轻微破坏”、“中等破坏”、“严重破坏”、“倒塌”。对各种破坏的可能性做出估计，是地质灾害风险评估的内容之一。用模糊关系来表达这些破坏出现的可能性，就是模糊风险评估的表达式之一。 二、模糊数学应用于地质灾害研究现状 地质灾害风险研究是自然灾害风险研究的一个分支，是近年来兴起的一个越来越受到重视的新领域。 我国比较系统深入的灾害风险评估当属地震灾害，其代表性的工作成果首先是由国家地震局先后完成的三代 中国地震烈度区划图及使用规定，该图在对全国区域地震危险性评估基础上，确定了不同地区一般场地条件下在未来一定期限内可能遭遇超越概率为10%的烈度值，即地震基本烈度。与此同时，国家地震局震害防御司等先后进行了“中国地震灾害损失预测研究”、“未来地震损失评估方法”等研究。通过这些工作，建立了地震灾害评估指标体系，基本完善了评估内容，初步形成了比较系统的灾害评估理论和方法。与此同时，对其它一些灾害也开展了不同程度的灾害风险评估研究。水利、农林、气象等部门和一些专家分别对一些区域性洪水灾害、森林灾害、台风灾害等进行了风险分析或灾情预测评估，编制了风险图，提出了灾情评估或风险评价的方法和技术。在进行专业灾害评估研究和实践的同时，不少专家对自然灾害风险评估理论和方法进行了日益深入的探讨和总结。随着科学技术的发展，我国自然灾害风险评估工作，在理论和实践方面部取得了丰富成果。虽然目前尚没有形成系统完善的理论与方法，但己有的工作为今后的深入研究奠定了重要的基础。 三、地质灾害风险模糊评判模型 因为影响地质灾害发生的因素都具有随机性，因此以风险分析来对地质灾害进行研究是非常合理的，并且应用风险分析理论能较好的反映这种不确定性。传统的风险分析，以概率论和数理统计的知识仅考虑了不确定性中的随机性，而在不确定性中还包含有模糊性。模糊数学理论正适用于系统的这种不确定性，可用隶属函数来描述边界不清的过渡问题及受多因素影响的复杂系统的不确定性问题。在进行地质灾害风险研究时，必须同时考虑各因素的随机性和模糊性，进行地质灾害模糊风险分析。模糊风险分析就是用模糊系统的观点和模糊集的理论与方法进行风险分析。1965年L.A.Zadeh发表了模糊集合论后，许多研究学者开始用模糊数学方法来处理风险问题 3-4. 由于对复杂事物的评判要涉及的组成因素很多，而每个因素都要赋予一定的权数，当因素很多时，存在权数难以恰当分配，以及得到评判结果无意义。所以一般都采用多级模糊综合评判，即把众多的组成因素，按其性质分为若干类 (每类包含的因素较少)，先按一类中的各个因素进行模糊综合评判，然后再在类之间进行综合评判。如果每类因素还可再分类，则这样的评判还可以多次进行下去。多级模糊综合评判一般模型如下，因素集V=v1，v2，L，Vm，对其中的vi=i=1，2，L，m作划分：vi=vi1，vi2，K，Vin，还可以根据问题的需要，再对vi进行划分。 在复杂系统中，由于因素多且各因素间有层次之分，权重难于合理分配。故可把因素集按某种属性分成几类，对每一类先作出综合评判，然后再对评判结果进行“类”之间的高层次综合评判，即多级模糊综合评判，一般步骤如下： （1） 对于每一个子集Ui，按照一级模型进行评价，假设评价集V=V1，V2，L，Vn，Ui上的权重集为Ai，的单因素评价矩阵为Ri，于是第一级综合评判为Bi。 （2） 将每一个Ui作为一个元素，用Bi作为它的单因素评判，又可构成评判矩阵B。每Ui作为U的一部分，反映U的某种属性，可以按其重要程度得出权重集A。于是有第二级综合评判B=AoR，当U划分为S个子集时，若Ui的元素较多，可进一层地按某种属性再将其分类，得到更高层次的因素集，然后再按步骤(1)(2)进行评判，依次类推，可构成多级的综合评判模型。 综上所述，地质灾害易发区一划分步骤为：（1）确定评价因子集U即确定评价因子及其易发程度分级指标；（2）确定评价集V即确定地质灾害易发程度等级，一般按4级划分高易发、中易发、低易发、不易发; （3）确定各评价因子易发程度的隶属度，建立评价因子模糊矩阵R; （4）确定各评价因子的权重矩阵A；（5）取得评判结果B的值，并确定评定等级。 三、结语 城市地质灾害风险评估的研究是一个非常复杂的过程，研究内容丰富而复杂。本文介绍城市地质灾害风险评估的理论与方法，提出基于模糊数学理论的评判方法合理有效，为客观定量地研究城市地质灾害风险提供了新的途径。 参考文献： 张梁，张掖成等. 地质灾害