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中国海岸带灾害地质风险评价及区划 摘要 海岸带对于人类社会经济的发展至关重要。然而，海岸带处于海陆相互作用 的复杂地质环境中，灾害风险大而且破坏性效果显著。为此，为揭示我国海岸带 灾害地质分布特征及风险级别，本文在系统收集和整理我国海岸带灾害地质相关 资料的基础上，识别与圈定了海岸带灾害地质类型，建立了海岸带灾害地质分类 体系及其风险定义，编制了海岸带灾害地质图，构建了海岸带灾害地质风险评价 指标体系和基于模糊数学理论评价模型，对我国海岸带灾害地质风险进行了评价 与区划。取得了如下成果： ( 1 ) 提出了海岸带灾害地质类型新分类体系。该体系采用三级分类，依据 危害程度原则、成因条件原则和与人类活动密切相关性原则，将海岸带灾害地质 类型分为潜在型和直接型两大类，下设构造类、重力类、侵蚀堆积类、岩土地 层类、海气相互作用类和人类活动类六个亚类共4 0 余种灾害地质类型。 ( 2 ) 作为主要完成人之一，首次编制了l ：5 0 万中国海岸带灾害地质图。 该图从北( 鸭绿江口) 到南( 北仑河口) 分为大连幅、天津幅、青岛幅、上海幅、 福州幅、台湾幅、广州幅和海口幅，较详细地记录了目前我国海岸带发育的海岸 侵蚀，海水入侵，断层，滑坡，浅层气和埋藏古河道等4 0 余种灾害地质类型。 揭示了我国海岸带灾害地质类型分布特征。 ( 3 ) 本文建立了我国海岸带灾害地质6 类5 级的评价指标体系。6 类评价指 标体系指的是构造类、触发类、人为活动类、单体类、地震区划类和地貌区划类。 对这6 类，依据构造类灾害地质类型的危害程度、触发类的被触发难易程度、人 为活动类的人类影响危害程度、单体类的各单体危险程度、地震区划类的地震动 峰值加速度和地貌区划类的地貌形态差异，分别细划分为5 级。该评价指标体系 兼顾了实用性和科学性，基本满足了进行海岸带灾害地质风险定量评价的需求。 ( 4 ) 首次对我国海岸带进行灾害地质风险区划。该区划结果将我国海岸带 灾害地质风险划分为高风险、较高风险、中风险、较低风险和低风险5 级。其中， 高风险岸段1 段，分布于我国台湾岛东部；较高风险岸段3 段，分布于福建广东 交界地带和台湾岛西部；低风险岸段5 段，主要分布于我国杭州湾以北；中风险 和较低风险岸是我国海岸带灾害地质风险的主要级别，散布于我国海岸带的其他 岸段。 关键词：海岸带灾害地质风险评价区划 a s s e s s m e n ta n dz o n a t i o no fg e o h a z a r d sr i s ki nc h i n ac o a s t a l z o n e a b s t r a c t t h ec o a s t a lz o n ei sv e r yi m p o r t a n tf o rt h eh u m a ns o c i o e c o n o m i cd e v e l o p m e n t b u tt h ec o a s t a li si nt h ec o m p l e xg e l o g ye n v i r o n m e n to fs e a - l a n di n t e r a c t i o n ，t h e g e o h z a r dr i s ka n dt h ei t sd e v a s t i n gi m p a c ta r ev e r ye n n o m o r s s o ，i no r d e r t os h o wt h e d i s t r i b u t e dc h a r a c t e r i s t i ca n dr i s kl e v e lo fc o a s t a lg e o h a z a r d s ，t h ec o a s t a lg e o h a z a r d s a s s e s s m e n ta n dz o n a t i o ni nc h i n aa r ep e r f o r m e di nt h i sa r t i c l e f i r s to fa l l ，l o t so f c o r r e l a t i v ed a t ai nc h i n ac o a t a la r ec o l l e c t e da n da n a y s i z e d ，a n dg e o h a z a r d sa r e r e c o g n i s e da n dt h eg e o h a z a r d sm a pi nc h i n ac o a t a lz o n ei sm a p p e d t h e nt h e c l a s s i f i c a t i o ns y s t e mo f g e o h a z a r d sa n d e v a l u a t ei n d e xs y s t e ma r eb u i l tf o ra s s e s s m e n t a n dz o n a t i o n 1 1 他r e s u l t sa n dc o n c l u s i o n sa r e ： ( 1 ) n e wg e o h a z a r d sc l a s s i f i c a t i o ns y s t e mi sp u tf o r w a r d t h i ss y s t e mi sb a s e do n t h ep r i n c i p l e so fc r i t i c a l i t y , c a u s eo ff o r m a t i o na n dh u m a ne f f e c t ，w h i c ha r ed i v i d e d i n t o3l e v e l s a b o v ei sd i r e c tt y p ea n dp o t e n t i a lt y p e ，a n dt h e nd i v i d e di n t o6 s u b - t y p e s ，s u c ha st e c t o n i s ，g r a v i t a t i o n , e r o s i o n - c u m u l u s ，r o c ka n de a r t h s t r a t u m ，s e a - a i r i n t e r a c t i o na n dh u m a n a c t i v i t y ( 2 ) t h eg e o h a z a r dm a po fc o a s t a lz o n ei nc h i n ai sm a p p e df o rt h ef i r s tt i m ew i t h as c l a e1 ：5 0 0 ，0 0 0 f r o my a l ue s t u r yt ob e i l u ne s t u r y , t h em a pc o n s i s t so fd a l i a n b r e a d t h ，t i a n j i nb r e a d t h ，q i n g d a ob r e a d t h ，s h a n g h a ib r e a d t h ，f u z h o ub r e a d t h ， t a i w a nb r e a d t h ，g u a n g z h o ub r e a d t ha n dh a i k o ub r e a d t h t h em a pr e c o r d sm o s t g e o h a z a r d si nc o a s a lz o n e ，s u c ha sc o a s t a le r o s i o n ，s e ai n c u r s i o n ，f a u l t ，c o a s ts l i d e ， s h a l l o wg a sa n db u r i e dc h a n n e le t c a n ds h o w st h e g e o h a z a r d s d i s t r i b u t e d c h a r a c t e r i s t i ci nc h i n ac o a s t a lz o n e ( 3 ) t h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s e mo fc o a s t a lg e o h a z a r d sr i s ki sb u i l tf o rt h ef i r s t t i m ew h i c hc o n s i s t so f6k i n d sa n d5l e v e l s t h e6k i n d sa l ee a r t h q u a k ez o n a t i o n , c o a s t a lp h y s i o g n o m yz o n a t i o n ，t e c t o n i c s ，b u r s t ，h u m a ne f f e c ta n dm o n o m e r i ck i n d b a s e do nt h ec r i t i c a l i t y , b u r s td i f f i c u l t y , h a r r n n e s sa n dd a n g e rt oh u m a n , t h e6k i n d s i i i e a c hd i v i d e di n t o5l e v e l s t h es y s t e mg i v e sa t t e n t i o nt op r a c t i a c l i t ya n ds c i e n c ea n d f u l f i l l st ot h ec o a s t a lg e o h a z a r d sr i s ka s s e s s m e n t ( 4 ) t h eg e o h a z a r dr i s kz o n a t i o ni sm a d ei nc h i n ac o a s t a lz o n ef o r t h ef i r s tt i m e a c c o r d i n gt ot h ez o n a t i o n ar e s u l t ，t h ec o a s t a lz o n ei nc h i n ai sd i v i d e di n t o5l e v e l s ， t h a ta r eh i g hr i s ka r e a s ，u p p e rr i s ka r e a s ，m i d d l er i s ka r e a s ，l o w e rr i s ka r e a sa n dl o w r i s ka r e a s i nt h ec o a s t a lz o n eo fc h i n a , t h e r ei s1 s e g m e n ta th i g hr i s kl e v e lw h i c h l o c a t e da tt h ee a s t e rp a r to ft a i w a ni s l a n d ，a n d3u p p e rr i s ka r e a sa lel o c a t e da tt h e m a r c h 、析n lf u j i a np r o v i n c ea n dg u a n g d o n gp r o v i n c e a n o t h e r5s e g m e n t sa r ei nt h e l o wr i s kl e v e la tt h en o r t ho fh a n g z h o ub a y m i d d l ea n dl o w e rr i s ka r em a i n l yl e v e li n c h i n ac o a t a lz o n ea n ds c a t t e r e da tt h er e s ts e g m e n t si nt h ec o a s t a lz o n e k e y w o r d s ：c o a s t a lz o n eg e o h a z a r d r i s ka s s e s s m e n tz o n a t i o n i v 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他教育机构的学位或证书使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者签名：幸皤 签字日期：砷年月哆日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 签字日期：叫年月眵日 导师签字李乏囊 签聿甚姆：o ? 每乞乒j 弓b 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 1 概述 1 1 基本概念 灾害地质学属于地质学的一个新的应用分支学科，其研究对象是地质类致灾 因子( 包括可能导致灾害的地质体和地质现象) ，主要研究内容是灾害地质的发 生、发展和致灾机制及其时空分布规律。由于灾害地质学是在工程地质学、环境 地质学以及灾害学等学科基础上发展起来的边缘学科，地学界对其研究起步较 晚，历史不长，尚处于探索阶段。为此，本文首先对灾害地质涉及到的一些基本 概念作一简单的阐述。 1 1 1 灾害地质与地质灾害 所谓灾害地质，系指对人类生命财产能够造成危害的地质因素，即有可能成 灾的各种地质条件，包括某些地质体和地质作用【l 捌。显然，这一概念并不是表 示灾害必定发生，而是可能己发生，或可能只是一种潜在威胁。这一概念与地质 灾害是两个在内涵和外延上，既有密切联系，又有重大区别的术语。 地质灾害是指以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害， 即在内动力、外动力和人为地质动力作用下，地球发生异常能量释放、物质运动、 岩土体变形位移以及环境异常等变化，从而破坏人类生命财产或人类赖以生存与 发展的资源环境的现象或过程。这里明确了致灾因子( u p 地质作用) 和承灾体( 即人 类生命和社会财产) ，它表述了受灾单元遭受到致灾因子的作用，从而构成地质 灾害这样一个完整的概念。 灾害地质研究的是对人类造成或可能造成危害的地质问题和防治方法。这一 概念并不是表示对人类的危害后果必定发生，它可能已经发生，也可能只是一种 潜在危胁。发生在没有人居住、没有工程活动的地方、没有对人类社会造成损失 的地质条件，只能称之为灾害地质现象。即是说，灾害地质研究的是给人类造成 灾害的地质事件的形成、发展和分布规律及对人类的危害方式和特征。因此，灾 害地质研究是地质灾害防治的前提条件。灾害地质是可能造成地质灾害的决定性 环节，当人类活动涉及这些灾害地质分布区时，如果处理不当，就可能产生地质 灾害。只有对造成地质灾害的各灾害地质要素研究清楚，才能为我们进行防治地 质灾害提供基本的科学依据。 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 1 1 2 灾害地质图 目前，关于灾害地质图的概念，认识上比较模糊。国内一些与灾害地质内容 相同或相类的图件也赋予了不同的名称，如“地质特征图”、“灾害地质图”、“地 质灾害图”等。严格地讲，上述图件属于不同范畴，前二者属于地质图范畴，后 者则属于灾害图范畴。图上所表达的内容也不应是相同或相似的，前者主要应表 达地质灾害的孕灾条件，即致灾地质因素和诱灾条件的强度、规模及其时空分布， 其任务是揭示地质灾害的地质背景和致灾条件。而后者主要是表达地质灾害类 型、灾度和发生时间，其任务是揭示地质灾害的地理分布规律。因此，灾害地质 图和地质灾害图有着本质的区别，二者不能混同。 据此，将“灾害地质图”定义如下： 灾害地质图是地质专业图件之一，表示地质灾害的孕灾条件( 致灾地质体与 地质现象) 和诱灾因素强度、规模及其时空分布规律。其任务是揭示不同区域的 灾害地质条件、环境及其潜在的威胁。 1 1 3 灾害地质风险 目前，不同学者和行业对“风险”的概念有不同的解释。韦伯字典将风险定义 为“面临的伤害或损失的可能性”。在保险业中则定义为“灾害或可能的损失”。可 以认为，风险是对不确定性结果的一种度量，所谓不确定性就是一个问题的结果 存在两个或更多选择1 3 1 。 从上述的论述可以知道，灾害地质指对人类生命财产能够造成危害的地质作 用、地质条件及各种地质体。基于此，本文中将灾害地质风险定义为：在一定的 环境驱动力条件下，灾害地质类型的稳定程度及其对人类造成破坏损失的可能 性。即灾害地质风险包含3 个主导因素： ( 1 ) 灾害地质类型的稳定程度( s ) ； ( 2 ) 灾害地质类型的危险程度( d ) ； ( 3 ) 灾害地质类型灾变驱动力因素一环境驱动力条件( e ) r = f ( s ( v ) ，d ( v ) ，e ( v ) ) 式( 1 一1 ) 式中，r 为灾害地质风险值； s ( v ) 为灾害地质稳定度值；d ( v ) 为灾害地质危 险度值；e “) 为驱动力贡献度值。 灾害地质风险具有以下特征： 2 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 ( 1 ) 灾害地质风险属于地质环境自然属性的范畴，不具有社会属性，在一 定程度上反映了某地质环境对人类社会活动的适宜程度。 ( 2 ) 灾害地质风险是客观存在的，只有程度的差异。 ( 3 ) 灾害地质风险具有不确定性，其形成和发展受多种条件的影响，发生 的时间、地点和程度是随机的，即在什么时候、什么地点发生何种强度( 或规模) 的灾变活动，都具有很大的不确定性。 1 2 选题目的与意义 1 2 1 选题目的 海岸带灾害地质风险评价和区划是指为揭示灾害地质类型在海岸带地质环 境上分布规律，按照一定原则和一定等级系统，选取评价指标体系，对海岸带各 岸段进行由上而下或自下而上的逐级划分。该项研究是从宏观上对海岸带各岸段 社会经济建设进行指导，使其规划布局合理和最大限度的减少灾害损失的一项 基础性和公益性研究。区划等级系统和评价指标体系，是基于海岸带灾害类型、 强度以及背景环境条件等而确定的。 1 2 2 研究意义 海岸带是特定空间陆域和海域的集合体，对于人类社会和经济发展至关重 要，全球经济财富大部分产生于海岸区域 4 1 。就我国海岸带而言，沿海经济带仅 占陆域国土1 3 6 的，却承载着全国4 1 以上的人口，国民生产总值占全国的 6 0 ，集中了6 0 以上的社会总财富，分布着5 6 座沿海城市，超过1 0 0 万人口的 特大城市1 5 座，城市人口占全国城市人口的6 0 5 t 5 1 。同时，海岸带地处岩石圈、 水圈、大气圈、生物圈四大层圈相互作用、相互渗透、相互影响的特殊地质环境 之中，海陆相互作用复杂，灾害频繁且产生的破坏性效用显著【6 1 。 我国是世界上海岸带地质灾害最为严重的国家之一。除分布广泛的海面上 升、海岸侵蚀、海水入侵、滨海湿地退化、港湾淤积和海岸沙漠化等海岸带特有 的灾害地质类型之外，海岸带还存在大量的潜在性或先兆性的灾害地质类型，如 活动断层、浅层气、活动沙体、易液化地层以及影响海岸工程的各种潜在灾害地 质地貌体等。2 0 0 8 年5 1 2 汶川特大震灾由逆冲、右旋、挤压型、浅源断层地震为 主动力源，引发的崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等衍生地质灾害多达1 2 0 0 0 多 处，直接严重受灾地区达1 3 万平方公里，经济损失超过l 万亿元。不难想象，如 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 果5 1 2 震灾发生在我国经济财富汇集的海岸带地区，其社会经济损失和人员伤亡 将难以估量。因此，我国海岸带成为地质灾害频发和社会经济发达地带相互重叠 的特殊环境区域，具有对环境变化反应敏感、灾害风险巨大且防御能力脆弱的特 点。 海岸带地质环境的重要性及其面临的地质灾害高风险性，使得海岸带减灾防 灾研究愈来愈受到高度关注。2 0 0 5 年1 月，联合国第二届全球减灾会议在日本 神户举行，以国家与社区灾害防御能力建设为主题，提出了兵库宣言，为降 低脆弱性和灾害风险提供了系统战略方法，其中的灾害风险识别和评价、灾害风 险监测与预警被列为未来1 0 年减灾的五个优先领域之一【s 】。 灾害地质风险评估是一项极具现实意义的重要研究课题和减轻灾害损失的 非工程性重要措施，其研究成果具有广泛的应用价值f 9 1 。基于此，依托国家重大 基础研究计划( 9 7 3 计划) “中国海岸带灾害地质特征及其评价和趋势预测研究” 和国家8 6 3 计划“恶劣海况下海底土的液化动态监测系统”专项，本文开展了针对 我国海岸带灾害地质风险研究。该研究成果可以为我国沿海经济区发展及中长远 规划提供基础背景资料：为评价海岸工程的适宜性及基础设施布设提供依据；为 海岸带减灾防灾和科学管理、海岸带地质灾害预测预警研究提供工作基础和参考 依据。 1 3 国内外研究现状 灾害地质风险研究是伴随着地质灾害风险研究而提出的。实际上，由于灾害 地质与地质灾害概念的混淆，国际国内许多针对地质灾害风险的研究往往是指灾 害地质风险的研究。 国际上，专门性的地质灾害风险评价研究得到了长足的发展，但主要集中于 陆域滑坡、泥石流等单地质灾害危险性评价方面。例如c r o s s 于1 9 9 8 年采用滑 坡敏感性指数l s i ( 1 a n d s l i d es u s c e p t i b i l i t yi n d e x ) 作为定量化指标进行滑坡灾害 危险性区划，并在英国d e r b y s h i r e 地区进行了实践。m a r i om e j i a n a v a r r o e l l e n e w ，0 h ( 19 9 4 ) 在分析c o l o m b i a 的m e d e l l i n 地区滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引 起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上，利用g i s 技术将二者 合成产生了风险评价分区图。r a n b a l a g a n & b h a w a n is i n g h ( 1 9 9 6 ) 在r n b a l a g a n ( 1 9 9 2 ) 前期关于山区滑坡灾害评估和区划制图研究的基础上，提, q 4 了风险评价 4 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 制图的新方法一风险评价矩阵限j 心d 。r a g o z i n 等于2 0 0 0 年提出了应用于滑坡 灾害风险评价的危险性指标和易损性指标以及相应的表达式。j o h n s o n 等于2 0 0 0 年在澳大利亚一项为城市发展规划服务的崩塌、滑坡、泥石流灾害预测中，把地 质灾害危险性、易损性和风险评价作为一体，以g i s 软件为技术平台，分别采 用平面和三维评价系统，对c a i r n s 地区进行了崩滑流地质灾害的危险性分析和 风险区划研究。p a l e o l l t ( 2 0 0 0 ) 采用g i s 技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘 p i e d m o n t 地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的危险性及总的风险进 行了区划性制图研究。m m i c h a c l 2 1 e i b a 等( 2 0 0 0 ) 在澳大利亚的一项城市发展规 划项目的斜坡地质灾害研究中，把斜坡灾害的危险性、易损性、风险评价作为一 体，以g i s 软件为技术平台，分别采用平面和三维评价系统，对c a i r n s 地区进 行了斜坡地质灾害的危险性和风险区划研究。a r a g o z i n ( 2 0 0 0 ) 从理论上研究了 滑坡灾害风险评价中的危险性、易损性和风险性，提出了考虑危险性评估目标有 效期限在内的单个滑坡灾害危险性指标，并用其主要控制因素的概率乘积表示： 对于区域性滑坡灾害评估，提出用给定地区的面积、滑坡发生面积、滑坡数量和 时间之间的关系建立定量模型【l o - 3 0 1 。这些成果已经成为各国确定减灾责任与实施 救助的重要依据。 在我国，地质灾害风险研究亦得到了广泛关注。于光远、马宗晋、高庆华、 张业成、苏桂武、黄崇福、李永善、张显东、于庆东等对灾害风险特征、风险要 素、指标体系、评价模型等进行了广泛探索，使灾害风险评价理论与方法得到不 断发展丰富。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1 0 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”、“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。在其他地质灾害方面， 张粱、张业成、罗元华、柳源、金晓媚等对地质灾害属性特征、风险构成、易损 性及其在灾害风险评价中的地位进行了研究；殷坤龙、晏同珍等对滑坡灾害危险 性和斜坡不稳定性的空间预测与区划进行了系统研究，先后提出了定量评价的信 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 息分析模型、多因素回归分析模型、判别分析模型等，并对秦巴山区和三峡库区 滑坡灾害进行了危险性分析与区划；刘希林等提出了判断泥石流危险性程度和评 估泥石流泛滥堆积范围的统计模型，并对云南和四川省泥石流灾害风险进行了评 估；胡瑞林等初步提出了地质灾害评价的计算机预测系统与应用方法【3 h 7 】。这些 研究取得的成果，不但丰富了地质灾害研究内容，而且有的己为减灾管理发挥了 作用。 在海岸带特有的地质灾害研究方面，目前国内外主要集中于海岸侵蚀和海水 入侵的研究，内容较侧重于形成机理方面。上世纪9 0 年代，联合国教科文组织开 展了“c o p i n gw i t hb e a c he r o s i o n ”项目，对加勒比海地区及部分欧美国家的海滩 侵蚀进行了观测和研究，并推荐利用划定预警线( s e t b a c k ) 的措施进行海岸带 财产的保护。1 9 9 4 年美国国会批准“洪涝灾害保险改革计划( n a t i o n a lf l o o d i n s u r a n c er e f o r ma c t ) ”项目【4 引，对6 0 年后海岸侵蚀灾害开展了评估研究。2 0 0 4 年，欧盟e r o s i o n 项目基于海岸侵蚀及洪涝灾害影响半径的概念【4 9 1 ，对欧洲各 区域海岸侵蚀风险进行定量评价。海水入侵灾害的研究可以追溯到1 9 世纪，j d u c o m m u n 等人建立了咸淡水界面上任一点在海平面下深度的表达式。1 9 6 5 年开 始，西班牙东比利牛斯水管理局和巴塞罗那理工大学对西班牙地中海沿岸海水入 侵进行了研究。澳大利亚的墨尔本、堪培拉、悉尼等地区自2 0 世纪6 0 年代发现海 水入侵现象，遂在上述地区布置监测网，并制定相应的用水计划。日本对静岗县 富士市、西大阪地区的海水入侵灾害开展监测预报研究。1 9 7 7 年美国环境保护局 编著的美国咸水入侵调查和1 9 8 6 年美国俄克拉荷马大学编著的美国咸水入 侵现状与潜在问题，总结了美国自2 0 世纪5 0 年代以来海水入侵方面的研究成就。 联合国教科文组织亦积极促进海水入侵研究，1 9 8 7 年组织出版了西班牙著名学者 c u s t o d i o 等编写的滨海地区地下水问题。2 0 0 1 2 0 0 3 年，国家海洋局第一海洋 研究所在发改委高技术应用部门发展项目“渤海综合整治关键技术研究秦皇岛 旅游海岸环境退化监测与修复技术”项目的支持下，在秦皇岛沿岸设置了5 个固定 观测剖面，对海岸侵蚀进行了三次重复监测，积累了一定的观测资料。2 0 0 0 2 0 0 4 年，国家海洋局第一海洋研究所完成的山东省科技攻关项目“莱州湾沿岸海洋灾 害预测技术研究”，连续四年对莱州湾海水入侵进行了监测，并对莱州湾海水入 侵发展趋势进行了初步预测。 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 在地质灾害风险评价理论与方法的研究方面，目前主要有模糊综合评判法， 人工神经网络法，g i s 法、灰色聚类综合评价、物元模型综合评价以及信息量 模型等，整个系统分析往往采用层次分析法【5 0 , 5 1 j 。各种评价方法都有其明显的优 点与不足，因此在实际研究中，往往采用几种方法的组合以求得评价或预测结果 的合理性和科学性。 综上所述，地质灾害风险研究正在从历史与现状分析走向预测与研究相结 合：从个体分析走向个体与区域研究相结合；从定性分析走向定量评价；从单项 要素分析走向综合要素评价：从传统的调查统计和手工制图走向以g i s 技术为 核心的模型化评价与计算机制图，并逐渐向网络技术化发展【5 2 1 。并且，在新技 术支持下，我国内陆区域性地质灾害调查研究业已基本完成，并建立了基于评价 基础上的全国地质灾害区划体系，部分地质灾害己达到预报水平。如中央电视台 每天发布的内陆地质灾害气象预报。然而，针对海岸带这一特殊地质环境的地质 灾害多要素综合风险评估则少有涉及。 1 4 研究方法与主要研究内容 1 4 1 研究方法 ( 1 ) 收集国内外涉及我国海岸带地质灾害方面的各学科资料，包括地质、 地貌、地球物理、工程地质、水文、气象、以及人文经济等诸多学科，识别与圈 定海岸带主要地质灾害类型，掌握其分布规律和驱动力环境条件。依据海岸带地 质灾害成因机制、危害程度及灾变条件划分海岸带地质灾害类型。 ( 2 ) 依据海岸带灾害地质现状，设计并构建海岸带灾害地质图组的总体框 架。采用l ：5 0 万比例尺，自由分幅图件编制海岸带灾害地质图、地震动区划图 以及地貌图等相关图组。 ( 3 ) 依据海岸带灾害地质分类体系及相关环境条件，建立灾害地质风险评 价指标体系。评价指标体系以地貌类型、灾害地质类型和地震区划为主体，细分 为6 大类5 级。 ( 4 ) 开发基于模糊数学理论的海岸带灾害地质评价模型并编制相应的信息 系统。包括评语集( 风险等级集) 、评价指标集、量化与赋权公式以及评价公式 等。 ( 5 ) 将我国海岸带划分为一定大小的网格单元，采用矢量化的图层数据为 7 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 评价数据源，利用上述评价指标和评价模型，对各个网格单元进行评价。利用评 价结果并结合海岸带灾害地质特征对海岸带进行了5 级风险区划。 1 4 2 主要研究内容 ( 1 ) 海岸带灾害地质类型特征及其分布规律 包括我国海岸带地质、地球物理等相关资料的系统收集、整理和分析；对我 国海岸带社会经济发展存在较大影响或障碍的灾害地质类型的识别与圈定；海岸 带灾害地质分布图编制：各灾害地质类型在我国海岸带的分布规律研究以及各灾 害地质类型在我国海岸带各岸段组合特征分析。 ( 2 ) 海岸带灾害地质类型分类分级体系 包括我国海岸带灾害地质的成因机制与灾变动力条件分析，分类原则探讨， 灾害地质分类依据与方法研究：海岸带灾害地质分类体系的初步构建：海岸带主 要灾害地质类型分级标准选取与建立。 ( 3 ) 风险评价指标体系构建 包括从海岸带灾害地质类型、海岸带地形地貌等要素中评价指标的遴选：风 险评价指标体系框架设计及层次分析；评价指标分级依据与方法；各评价指标量 化方法；各评价指标贡献度分析；各层次评价指标和各个指标的权重判别与赋值 等内容。 ( 4 ) 海岸带灾害地质风险评价理论和方法研究 包括海岸带灾害地质风险的定义；风险级别划分：评价范围的确定；评价数 据源选择；评价单元的划分方法；评价指标量化、赋值、赋权公式的确定；评价 公式选择及相应模型设计与构建；评价信息系统编制等内容。 8 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 2 评价基础中国海岸带灾害地质分类与编图研究 2 1 海岸带灾害地质类型划分 分类既是研究事物的一种手段。世间万物千差万别，错综复杂。要认识事物 的实质，需要对事物逐个进行，因此必须进行分类组合，即把某些具有共性的事 物放在一起，研究其共性，并区分不同类事物的差别，这就是分类。从这个意义 上讲，分类是研究的基本内容。只有对逐个事物的个性和差异研究之后，方能对 事物进行分类，就这个意义上讲，分类是对事物研究和认识的顶点。如前所述， 与地球科学的其他学科一样，分类也是灾害地质学的基础性工作之一，其目的是 为了更深刻地认识所研究的灾害地质客体。本节根据等近十年来对海洋与海岸带 灾害地质调查研究的工作实践和体会，并综合前人关于海洋灾害地质与地质灾害 的研究成果，进行海岸带灾害地质类型划分。 2 1 1 海岸带灾害地质分类研究现状 地学界也存在着“地质灾害分类”和“灾害地质分类”互相混淆的情况。实际 上，地质灾害分类应偏重于危害的性质和度量，灾害地质分类应偏重于可能造成 危害的地质因素的自然性质和度量，两者是有区别的。在大多海洋地质文献中， 讨论的是灾害地质分类，但却用了“地质灾害分类”术语。 多角度、多级别的分类，往往是地球科学各个分支学科分类学的总趋势。目 前，灾害地质分类概括起来大体从三个角度，或者说依三种依据进行：一是根据 灾害地质类型所在部位；二是根据形成或影响灾害地质类型的动力：三是根据灾 害地质类型的危险程度。这些分类从多方面深化了对灾害地质类型的认识，它们 之间起到一个互相补充的作用【1 1 。 目前，关于海岸带灾害地质分类的研究并不多，最早的还是刘以宣，根据地 质灾害发生的圈层不同分为四大圈，再在每个圈中分出若干类型。在执行国家海 洋专项“我国专属经济区和大陆架勘测”中，李培英等对海岸带灾害地质类型进行 了初步分类。海岸带是一个非常特殊的区域，既不同于陆地，也与远岸海底存在 较大差别。海岸带同时受到大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的相互作用，是各种 地质灾害叠合发生发展的地带。因此，海岸带灾害地质类型更具有特殊性和复杂 性，在分类之前有必要了解我国海岸带灾害地质类型的基本特征。 9 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 2 1 2 海岸带灾害地质类型基本特征 我国海岸绵长，依据灾害地质类型的定义，在9 7 3 项目支持下，识别与圈定 了我国海岸带发育的3 0 余种灾害地质类型。经系统分析与总结，我国海岸带灾 害地质类型具有种类多样性、成因复杂性、区域差异性、活动连锁性强、人类活 动影响大和全球变化影响趋势明显等特点。 2 1 2 1 灾害地质类型种类多样性 海岸带灾害地质类型要比单纯陆地的或海底的都要复杂多样，不仅有海陆相 互作用带特有的，还有只存在陆地上的，或者只存在于海底的。海陆相互作用特 有的如海平面上升、海岸侵蚀、港湾淤积、海水入侵和易损低地等；陆地地质灾 害如洪水、风沙灾害、地下水污染等；海底地质灾害如沙波、潮流沙脊、水下三 角洲、冲刷槽、埋藏古河道和泥流等。此外，地震、活动断层等构造灾害地质类 型是无海陆界限的。有些灾害地质类型在陆地和海底本质上没有什么区别，但在 陆地和海底可能致灾对象、成灾机制不同，研究的重点和方法也不相同。如埋藏 古河道、浅层气都是海底油气勘探开发中常常遇到的地质灾害，但是在陆地上就 不那么重要。 2 1 2 1 灾害地质类型成因复杂性 海岸带地区的灾害地质类性往往是多种内外营力作用的结果，很难找出单一 成因的灾害地质类型。以海水入侵为例，各地海水入侵的表现形式及灾害后果几 乎是一致的，但这种灾害地质类性的致灾原因是十分复杂的。地面下沉、海面上 升、风暴潮、气候变化、地质体的特征以及人类活动等都会导致海水入侵。又如 海岸侵蚀，是海岸动力平衡过程，影响因素包括气候变化对河流径流量和输沙量 的变化、人为破坏和建造植被对侵蚀模数和河流含沙量的改变、水库拦截泥沙对 入海泥沙的变化、人类开采海沙及海面升降等因素。再如海底滑坡，除了和陆地 岩( 土) 体滑坡共同控制因素外，海底沉积物性质及地震、风暴浪( 潮) 等诱发 因素也起到非常重要的作用。 海岸带是海洋和陆地物资与能量交换地带，海洋和陆地环境变化都会集中反 映在海岸带。例如，陆地环境变化使河流输沙量增减，可能引起海岸侵蚀和港湾 淤积灾害的变化；西太平洋水温变化，影响台风生产频率和强度，也就影响我国 海岸带的风暴潮的侵蚀灾害的频率和强度。这些特点导致了海岸带灾害地质类型 1 0 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 成因和灾变机制的复杂性。 2 1 2 3 灾害地质类型活动连锁性强 自然灾害和地质灾害都具有链锁性，但是海岸带灾害地质类型活动链锁性比 陆地和海底都表现得更为充分、更复杂。如海岸地震灾害链，除了陆地常见的引 起断层活动、地裂缝、沙土液化、地面塌陷、滑坡外，在海岸带地震还可以诱发 海底浊流( 或泥流) 和海啸( 中国不多见) 等。还有更突出的是地面沉降一海平 面上升灾害链，与内陆地面沉降城市不同，只有在海岸带地面沉降和海平面上升 才能构成更加复杂的灾害链，它们不是单一的链条，而是多链条互相交织在一起， 比内陆地面沉降灾害要强烈得多。最典型的就是地震，往往衍生出一系列地质灾 害，如砂层液化、地裂缝、滑坡和崩塌等。 2 1 2 4 人类活动对灾害地质类型影响很大 大量研究表明，海岸带地面沉降和海水入侵基本上都是由于人类过度开采地 下水而造成的。由于地面沉降引起的相对海平面上升速率，是全球海平面上升速 率的几倍，甚至十几倍，灾害效应要大得多。我国上世纪5 0 年代开始的，8 0 年 代以来加重的海岸侵蚀，是入海河流兴修水库拦截泥沙、河口和海岸大量采沙以 及海岸工程建设引起的。这些都是和我国的经济建设和社会发展进程与背景有关 的。所以，这些超出自然变率的人工地质作用，是导致几年或者几十年周期的环 境变化和地质灾害的主要原因。 我国地质、自然地理特点也决定了海岸带环境的脆弱性，受人类活动影响程 度比其它区域大。人类活动的效果具有两面性，一方面由于华北气候干燥，降水 量少，兴修水利是经济和社会发展一定阶段，解决供水需求的必由之路。黄土高 原的存在，是黄河流域和我国北方海岸带环境多变的一个重要因素。黄河和华北 其它一些河流输沙量都比较大，所以兴修水利拦截泥沙前后，入海泥沙变化幅度 也大，负面效应就比较明显。历史上黄河多次因人工改道，或入渤海，或入南黄 海，从而引起渤海和苏北海岸带侵蚀和淤涨变异。 人类活动是酿成现代地质灾害的重要因素，这是由于人类活动破坏了自然的 物质和能量平衡，导致一些地质作用超出自然的变率( 频率或强度) 发生，并且更 多的发生在人类生存环境中，使得自然作用于社会的程度更大。地质历史的、几 千年的周期的地质环境变化并不能造成地质灾害，因为人类会逐渐适应环境。而 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 人类干预河流输沙、地下水活动往往是十几年、几十年变化周期，往往使海岸环 境出现灾变。 2 1 2 5 全球变化影响将呈增强趋势 过去1 0 0 年，世界海平面上升了1 8 c m 。根据验潮站观测，我国海平面上升 速率1 2 1 4 m m a ，与全球大体一致。在近2 0 - 3 0 年出现的地面沉降、海岸侵 蚀、海水入侵等地质灾害，就存在海平面上升因素，但不及区域人类活动因素贡 献大。 根据i p c c ( 1 9 9 5 ) 预测，到2 0 5 0 年世界海平面将上升2 0 c m ，2 1 0 0 年升高 4 9 c m 。其上升速率将是上个世纪的2 - - 5 倍。可以预见，2 l 世纪世界海平面上升， 将使我国的地面沉降、海水入侵、风暴潮和海岸侵蚀灾害加重，使我国海岸带面 临着严重的挑战。 2 1 2 6 空间分布差异性 由于我国大陆海岸带大体以杭州湾为界，南、北方地质条件和自然地理条件 都有明显差异，因而表现为平原海岸灾害地质类型比山地丘陵海岸发育，北方比 南方发育的特点。北方平原海岸线较长，构造下降幅度大，易损低地广，沉积物 厚度大，水资源缺乏，人类活动干预多。这些因素都导致地面沉降、海水入侵、 海岸侵蚀等灾害具有频率高、强度大的特点。从上世纪5 0 年代以来，这些灾害 往往从北方首先出现，并且有由北而南不断扩大的趋势。风暴潮可能南方频率高 于北方，但渤海沿岸风暴潮的灾情也很严重。 2 1 2 7 灾变的必然性 灾害地质类型的灾变过程是地球内、外动力及其它动力对其作用的一种表 现，其结果往往形成地质灾害。因此，灾害地质的灾变过程是伴随地球运动而发 生的自然现象，它是按照其固有的规律发生发展的，基本上是不可抗拒的。虽然 在某一个局部地区的相对短暂时段内，可能灾变活动微弱，甚至基本消逝，但就 总体上讲，任何一个地区都存在不同程度的灾变风险。 2 1 3 海岸带灾害地质类型分类体系 我国海岸带灾害地质类型种类繁多，几乎涵盖了世界上所有的主要类型。根 据上述灾害地质类型特征分析及综合前人灾害地质类型划分方案，本文从危害程 度、成因动力以及人类地质作用角度对海岸带灾害地质类型进行了系统分析，确 1 2 中国海岸带灾害地质风险评价及区划 定了海岸带灾害地质的分类体系。 2 1 3 1 分类原则 主要包括危害程度原则、成因条件原则、简单明确原则和与人类活动密切相 关性原则。 ( 1 ) 危害程度原则 这个原则沿袭了李培英等在“我国专属经济区和大陆架勘测”国家重大海 洋专项研究中的分类原则。首先根据危害程度的不同，分为直接的和潜在的灾害 地质类型两大类。直接类型指具有高度潜在危险性的灾害地质类型，潜在类型是 指可造成一定威胁或一定麻烦的灾害地质类型。 前者指具有活动能力的灾害地质类型，在内应力或外应力，如地震、波浪、 海流和台风等诱发因素下对海洋工程造成直接严重破坏的地质活动，这种活动可 以是一次，也可以是多次；可以是突发型，也可以是渐发型或缓慢型；可以是个 体，也可以导致群体性发生。如活动断层、潮流沙体、海岸活动沙丘、浅层气、 地震、滑坡等。 后者指不具活动能力的被动型