山区城镇地震地质灾害风险评价：技术、指标与实践

山区城镇地震地质灾害风险评价：技术、指标与实践一、引言1.1研究背景与意义山区城镇作为人类活动与自然环境相互作用的敏感区域，面临着严峻的地震地质灾害威胁。我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一，山地丘陵区约占国土面积的65%，地质条件复杂，构造活动频繁。山区城镇因特殊的地形地貌、地质构造以及人类工程活动的影响，地震地质灾害频发。如2008年汶川8.0级特大地震，引发了大量的山体崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害，对山区城镇造成了毁灭性的破坏，大量人员伤亡和财产损失。又如2013年芦山7.0级地震，同样引发了严重的次生地质灾害，给当地的基础设施、居民生活等带来了巨大的冲击。这些地震地质灾害不仅直接威胁着山区城镇居民的生命财产安全，还对区域的经济发展、生态环境和社会稳定造成了深远的影响。从经济角度来看，地震地质灾害破坏了山区城镇的房屋、道路、桥梁等基础设施，导致直接经济损失巨大，同时也阻碍了当地的产业发展，影响了经济的可持续增长。在生态环境方面，灾害引发的山体滑坡、泥石流等会破坏植被、堵塞河道，造成水土流失、生态失衡等问题。而在社会稳定层面，灾害使得大量居民失去家园，生活陷入困境，容易引发一系列社会问题，影响社会的和谐发展。准确、科学地评估山区城镇地震地质灾害风险，对于制定有效的防灾减灾措施、保障人民生命财产安全以及促进区域可持续发展具有重要的现实意义。通过构建合理的风险评价技术方法和指标体系，可以提前识别潜在的灾害风险区域，预测灾害发生的可能性和危害程度。这有助于政府部门有针对性地制定防灾减灾规划，合理安排防灾减灾资源，提前采取工程治理、避让搬迁等措施，降低灾害风险。对于山区城镇的居民来说，了解所在区域的地震地质灾害风险，能够增强他们的防灾意识，提高自我保护能力，在灾害发生时能够及时、有效地进行避险。同时，科学的风险评价也为山区城镇的土地利用规划、工程建设等提供重要的决策依据，促进区域的科学发展和可持续发展。1.2国内外研究现状国外在山区城镇地震地质灾害风险评价方面开展研究较早。20世纪70年代，美国就对加利福尼亚州的10种自然灾害进行风险评估，其中包括地震灾害，开启了地震灾害风险评估的先河。随后，在技术方法应用上，不断取得新进展。在地震危险性分析方面，概率地震危险性分析（PSHA）方法被广泛应用，通过对地震发生的概率、震级大小等因素进行分析，评估地震发生的可能性。如美国地质调查局（USGS）利用PSHA方法对美国本土进行地震危险性评估，绘制了详细的地震危险性图，为美国的地震灾害防御提供了重要依据。在地质灾害易损性评估方面，采用了多种技术手段。例如，利用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术，获取山区城镇的地形地貌、土地利用等信息，从而分析地质灾害对不同承灾体的破坏程度。日本在这方面应用较为成熟，通过高分辨率的卫星遥感影像，结合GIS空间分析功能，对山区城镇的建筑物、基础设施等进行易损性评估，为地震灾害损失预测提供了基础。在指标体系构建上，国外学者也进行了深入研究。考虑到地震地质灾害的复杂性，构建了涵盖多方面因素的指标体系。例如，欧洲在进行多重风险评估时，构建的指标体系包括地震活动性、地形坡度、岩土类型、人口密度、建筑物类型等多个指标，全面评估山区城镇的地震地质灾害风险。美国在社区灾害风险评估中，除了自然因素指标外，还将社会经济因素、社区的防灾减灾能力等纳入指标体系，如社区的应急响应能力、居民的防灾意识等，使评估结果更能反映实际风险状况。国内的地震灾害风险评估起步于20世纪80年代，从早期的基于指标体系的定性分析逐渐发展到利用数理统计方法的定量化评估。在技术方法应用上，不断吸收国外先进经验并结合国内实际情况进行创新。在地震危险性评价方面，除了应用PSHA方法外，还结合我国的地震构造背景、地震活动特征等，提出了适合我国国情的评价方法。例如，中国地震局在进行全国地震区划时，综合考虑了历史地震活动、地震构造带分布等因素，对不同地区的地震危险性进行了详细评估。在地质灾害易损性评估方面，利用机器学习算法对大量的地震灾害案例数据进行分析，建立易损性模型。如通过对汶川地震、芦山地震等灾害数据的学习，建立了针对不同类型建筑物、不同地质条件下的易损性模型，提高了易损性评估的准确性。在指标体系构建方面，国内学者结合我国山区城镇的特点，构建了全面且具有针对性的指标体系。从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性及防震减灾能力等方面进行指标选取。如在致灾因子危险性指标中，考虑地震震级、地震动峰值加速度、地质构造复杂程度等；孕灾环境敏感性指标包括地形起伏度、岩土体类型、降水强度等；承灾体脆弱性指标涵盖建筑物抗震性能、人口密度、经济密度等；防震减灾能力指标有抗震设防标准执行情况、应急救援能力、公众防灾意识等。以北京山区地质灾害风险评价为例，构建的指标体系中，结合北京山区的地质环境条件，将断裂构造密度、地层岩性等作为重要指标，对山区的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害风险进行评估。尽管国内外在山区城镇地震地质灾害风险评价方面取得了一定的成果，但仍存在一些不足。在技术方法上，现有的风险评估模型大多基于历史数据和经验，对于未来可能发生的极端地震事件和复杂地质条件下的灾害风险预测能力有限。例如，在一些新构造运动活跃的山区，现有的地震危险性评估方法可能无法准确预测地震的发生概率和强度。在指标体系构建方面，不同地区的指标选取和权重确定缺乏统一的标准，导致评估结果的可比性较差。而且，对于一些新兴因素，如城市化进程中的地下空间开发、山区旅游活动的增加等对地震地质灾害风险的影响，在指标体系中考虑较少。在数据获取和处理方面，数据的准确性、完整性和时效性有待提高，特别是一些山区偏远地区的数据采集难度较大，影响了风险评价的精度和可靠性。1.3研究内容与方法本研究将围绕山区城镇地震地质灾害风险评价，深入开展多方面的研究工作。在技术方法研究上，全面梳理并分析当前应用于山区城镇地震地质灾害风险评价的各类技术方法。重点研究地震危险性分析方法，如概率地震危险性分析（PSHA），通过对历史地震数据的收集与整理，运用统计学原理，分析地震发生的概率、震级分布等，从而确定不同区域的地震危险性水平。深入探讨地质灾害易损性评估技术，利用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术，获取山区城镇的地形地貌、土地利用、建筑物分布等信息，建立地质灾害易损性模型，分析不同承灾体在地震地质灾害作用下的破坏程度和损失情况。同时，研究基于机器学习的风险评估方法，通过对大量的地震地质灾害案例数据的学习，建立风险评估模型，提高风险评估的准确性和时效性。在指标体系构建方面，结合山区城镇的特点，从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性及防震减灾能力四个维度构建全面且具有针对性的指标体系。在致灾因子危险性指标选取上，考虑地震震级、地震动峰值加速度、地震活动频度、地质构造复杂程度（如断裂构造的密度、活动性等）、岩土体类型及稳定性等因素。孕灾环境敏感性指标涵盖地形起伏度、坡度、坡向、河流水系分布、降水强度及变率、植被覆盖度等。承灾体脆弱性指标选取建筑物抗震性能（包括建筑结构类型、建筑年代、抗震设防标准等）、人口密度、经济密度、生命线工程（如交通、通信、供水、供电等）的脆弱性等。防震减灾能力指标有抗震设防标准执行情况、应急救援能力（包括救援队伍数量与素质、救援设备与物资储备等）、公众防灾意识、灾害预警能力等。并运用层次分析法（AHP）、德尔菲法等方法确定各指标的权重，确保指标体系的科学性和合理性。为了验证所构建的技术方法和指标体系的有效性和实用性，本研究将选取典型山区城镇进行实际应用案例分析。以某山区城镇为例，收集该地区的地震地质灾害相关数据，包括历史地震记录、地质勘查资料、地形地貌数据、建筑物信息、社会经济数据等。运用所研究的技术方法和构建的指标体系，对该山区城镇进行地震地质灾害风险评价，划分风险等级，绘制风险分布图。将评价结果与该地区的实际灾害情况进行对比分析，验证评价结果的准确性和可靠性。同时，根据评价结果，提出针对性的防灾减灾建议和措施，为该地区的地震地质灾害防治提供科学依据。在研究过程中，本研究将采用多种研究方法。通过广泛查阅国内外相关的学术文献、研究报告、技术标准等资料，了解山区城镇地震地质灾害风险评价的研究现状、技术方法和发展趋势，为研究提供理论基础和参考依据。选取多个典型的山区城镇地震地质灾害案例，对其灾害发生的背景、过程、损失情况以及风险评价和防治措施等进行深入分析，总结经验教训，为研究提供实践支撑。综合运用定量分析和定性分析方法，在地震危险性分析、易损性评估等方面采用定量分析方法，通过数据计算和模型构建，得出准确的评价结果；在指标体系构建、防灾减灾措施建议等方面，结合专家经验和实际情况进行定性分析，确保研究结果的科学性和实用性。二、山区城镇地震地质灾害特点2.1地震地质灾害类型2.1.1崩塌崩塌是指较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。其形成条件较为复杂，岩土类型是产生崩塌的物质基础。通常，岩性坚硬的各类岩浆岩、变质岩及沉积岩中的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩等，以及初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等，具备形成规模较大岩崩的条件；而页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等，多以坠落和剥落为主要表现形式。地质构造对崩塌的形成起着关键作用，各种构造面，如节理、裂隙、层面、断层等，对坡体进行切割、分离，为崩塌提供了脱离体的边界条件。坡体中的裂隙发育程度与崩塌的产生密切相关，尤其是与坡体延伸方向近乎平行的陡倾角构造面，极大地增加了崩塌形成的可能性。地形地貌条件也十分重要，江、河、湖（岸）、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡，工程建筑物的边坡及各类人工边坡，都是崩塌的易发部位。坡度大于45度的高陡边坡、孤立山嘴或凹形陡坡，因其地形条件特殊，更有利于崩塌的发生。在山区城镇中，地震是诱发崩塌的重要因素之一。例如，2014年11月22日，康定县发生6.3级地震。受地震影响，康定县城郭达后山危岩在地震瞬间发生崩塌落石，崩塌体总方量约30余方。崩落而下的滚石具有强大的冲击力，冲破了已修建的第一道被动防护网。所幸由于第二道被动防护网的存在，在其有效拦挡作用下，滚石的能量被大大消减，全部被拦挡在网内，从而避免了对坡下居民生命财产的严重威胁。此次事件中，崩塌的发生导致滚石对防护网等设施造成了破坏，若没有防护网的拦截，滚石将直接冲击坡下的州公安局交警支队、稽查征费处、州种子管理站、康定县国土局宿舍楼和东关菜市场等10家单位，可能造成房屋损坏、人员伤亡等严重后果。这充分说明了地震引发的崩塌对山区城镇的危害巨大，不仅会对基础设施造成直接破坏，还严重威胁着居民的生命安全。2.1.2滑坡滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。其发生机制是滑动面上的下滑力超过了该面的抗滑力。从内在条件来看，岩土类型起着重要作用，结构松散、抗风化能力较低，在水的作用下性质能发生变化的岩、土体，如松散覆盖层、黄土、红黏土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡，由于其自身特性，更容易发生滑坡。地质构造条件也是关键因素，各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡，岩体被这些构造面切割分离成不连续状态，为滑坡的发生创造了条件。同时，构造面还为降雨等水流进入斜坡提供了通道，进一步增加了滑坡的可能性。地形地貌条件同样不可或缺，只有处于一定的地貌部位，具备一定坡度的斜坡，才有可能发生滑坡。一般江、河、湖（水库）、海、沟的斜坡，前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等，都是滑坡的易发生区域。水文地质条件在滑坡形成中起着主要作用，地下水活动通过软化岩土、降低岩土体的强度、产生动水压力和孔隙水压力、潜蚀岩土、增大岩土容重以及对透水岩层产生浮托力等方式，对滑坡的形成产生影响，尤其是对滑面（带）的软化作用和降低强度的作用最为突出。以2008年汶川8.0级特大地震为例，地震导致山体岩体破碎，大量斜坡的稳定性遭到严重破坏。在地震及后续降雨等因素的共同作用下，引发了大量的滑坡灾害。北川县在此次地震中受灾极为严重，许多城镇建筑位于山坡或山脚地带。地震引发的滑坡致使大量房屋被掩埋，道路被阻断。滑坡体下滑时产生的巨大冲击力，不仅摧毁了沿途的建筑物，还改变了地形地貌。一些原本连通的道路因滑坡而中断，使得救援物资难以运达，救援工作面临极大困难。大量居民失去家园，生活陷入困境。这场地震引发的滑坡灾害充分展现了滑坡对山区城镇基础设施和居民生活的严重影响，不仅造成了巨大的财产损失和人员伤亡，还对区域的交通、经济等方面产生了长期的阻碍，使得山区城镇的恢复重建工作面临重重挑战。2.1.3泥石流泥石流是形成于山区、沟谷深壑或其他地形险峻地区，由暴雨、暴雪或其他自然灾害引起的山体滑坡并挟带大量泥沙及石块在重力作用下沿斜坡或沟谷流动的一种特殊洪流。它具有突发性、流速快、流量大、物质容量大、破坏力强等特点。泥石流的形成因素包括物源条件、水源条件和地形条件。物源条件是指泥石流形成的物质来源，主要为泥石流形成区的土体和石体。泥石流多发地区的岩石岩性软弱，地质构造复杂，多为褶皱、断裂发育地带，地震活动频繁，易发生崩塌、滑坡等地质灾害现象，为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源。一些人为活动因素，如滥伐森林造成水土流失、开山采矿、采石弃渣等，也会为泥石流提供大量的固体物质。水源条件方面，水既是泥石流的主要组成部分，也是泥石流中固体物质的搬运介质。泥石流形成的水源主要由暴雨、冰雪融水、水库（水塘）堤坝溃决等原因形成。地形条件要求泥石流多形成于山高谷深、地形陡峻、沟床坡度大的地方，高落差可以加快地表水的径流速度，导致地面受侵蚀速度加快，同时提高泥石流的冲击力和水流的搬运能力。2010年8月7日，甘肃省舟曲县因强降雨引发特大山洪泥石流灾害。舟曲县地处山区，地形地貌复杂，山高谷深。强降雨使得山体岩土体饱和，在短时间内形成了大量的水流。同时，舟曲县地质构造复杂，岩石破碎，长期的风化作用使得山体表面堆积了大量松散的土石。在强降雨的激发下，这些松散土石与水流混合，形成了泥石流。泥石流沿着沟谷快速流动，具有强大的冲击力。此次泥石流灾害造成了严重的破坏，大量房屋被冲毁，许多居民不幸遇难。舟曲县城的基础设施遭到严重损毁，道路、桥梁被冲垮，交通、通信、供水、供电等系统陷入瘫痪。泥石流还堵塞了白龙江，形成了堰塞湖，对上游和下游地区的安全构成了巨大威胁。经过紧急抢险救援，才避免了堰塞湖溃决引发的更大灾害。这场灾害充分体现了泥石流在地震后对山区城镇造成的毁灭性破坏，不仅直接威胁居民生命安全，还对城镇的基础设施和生态环境造成了难以恢复的破坏。2.2灾害特点分析2.2.1突发性山区城镇地震地质灾害具有极强的突发性，这主要是由地震的突然性和地质条件的复杂性共同决定的。地震是一种突发的地壳运动现象，其发生时间、地点和强度往往难以准确预测。当强震发生时，瞬间释放出的巨大能量会对山区的地质环境产生强烈扰动。山区复杂的地形地貌和地质构造使得岩土体的稳定性原本就处于相对脆弱的状态。地震产生的地震波会使岩土体受到强烈的震动和冲击，打破其原有的力学平衡。在短时间内，岩土体内部的应力迅速重新分布，当应力超过岩土体的强度极限时，就会引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。这些灾害往往在地震发生后的数秒至数分钟内突然爆发，让人们来不及做出充分的反应和应对。以2013年芦山7.0级地震为例，地震发生后，大量山体在瞬间发生崩塌和滑坡。芦山县龙门乡等地的山区，由于地震的强烈震动，山体岩石破碎，土体松动。在极短的时间内，大量的岩石和土体从山坡上崩落、滑落。这些崩塌和滑坡体直接冲向山下的城镇和村庄，许多房屋在毫无预警的情况下被掩埋。当地居民在地震发生时，还来不及从房屋中撤离，就面临着崩塌和滑坡带来的巨大威胁。这种突发性使得灾害发生时，救援力量难以在第一时间到达现场，增加了救援的难度和危险性。同时，由于灾害发生突然，人们往往缺乏足够的时间采取有效的防护措施，导致人员伤亡和财产损失进一步扩大。2.2.2破坏性强山区城镇地震地质灾害的破坏性极强，在人员伤亡、财产损失和基础设施损毁等方面都有显著体现。从人员伤亡角度来看，地震引发的崩塌、滑坡、泥石流等灾害，常常会直接掩埋和冲击山区城镇中的居民聚居区域。由于山区地形限制，城镇建设往往较为集中，人口密度相对较大。一旦灾害发生，大量居民难以迅速疏散，极易受到灾害的侵袭。如2008年汶川8.0级特大地震，地震引发的次生地质灾害造成了大量人员伤亡。北川县许多城镇建筑位于山脚或山坡附近，地震引发的滑坡将大量房屋掩埋，众多居民不幸遇难。据统计，此次地震因次生地质灾害导致的死亡人数众多，给无数家庭带来了巨大的伤痛。在财产损失方面，地震地质灾害对山区城镇的房屋、企业设施、农业生产等造成了严重破坏。大量房屋因崩塌、滑坡的冲击而倒塌，企业的厂房、设备被掩埋或损毁，导致企业停产停业。山区的农田也可能因泥石流等灾害被冲毁，农作物受损，农业生产遭受重创。以舟曲泥石流灾害为例，泥石流冲毁了大量房屋，许多居民的财产瞬间化为乌有。城镇中的商业店铺、工厂等也遭受严重损失，经济损失巨大。舟曲县的农业生产也受到极大影响，大量农田被泥石流覆盖，土壤肥力下降，农作物减产甚至绝收。基础设施损毁是地震地质灾害破坏性的又一重要体现。山区城镇的交通、通信、供水、供电等基础设施在灾害中往往遭受严重破坏。交通道路被崩塌体、滑坡体阻断，桥梁被冲垮，使得救援物资和人员难以进入灾区。通信线路中断，导致灾区与外界失去联系，无法及时获取救援信息和资源。供水、供电设施损坏，影响居民的基本生活需求。在芦山地震中，灾区的道路、桥梁等交通设施大量损毁，许多道路因山体滑坡而中断。通信基站受损，通信信号中断，给救援工作的组织和协调带来极大困难。供水管道破裂，供电线路倒塌，居民生活陷入困境。这些基础设施的损毁不仅影响了灾害发生时的救援工作，也对灾区的恢复重建造成了长期的阻碍。2.2.3连锁反应山区城镇地震地质灾害常常引发连锁反应，地震发生后，会诱发多种地质灾害，这些灾害之间相互作用、相互影响，形成复杂的灾害链，给山区城镇带来更大的危害。地震会使山体岩体破碎，岩土体结构遭到破坏，稳定性降低，为崩塌、滑坡的发生创造了条件。崩塌和滑坡产生的大量松散土石，在后续降雨等因素的作用下，又容易引发泥石流。而泥石流在流动过程中，可能会堵塞河道，形成堰塞湖。堰塞湖一旦溃决，又会引发洪水灾害，对下游地区造成严重威胁。以2008年汶川地震后的唐家山堰塞湖事件为例，汶川地震引发了大量的山体滑坡，滑坡体堵塞了湔江，形成了唐家山堰塞湖。随着堰塞湖水位不断上升，对下游地区的安全构成了巨大威胁。堰塞湖坝体一旦溃决，洪水将以巨大的冲击力向下游倾泻，可能冲毁下游的城镇、村庄、桥梁、道路等基础设施，造成大量人员伤亡和财产损失。为了应对唐家山堰塞湖的威胁，政府组织了大量人力、物力进行抢险排险，通过开挖泄流槽等措施，降低堰塞湖水位，化解了潜在的危机。但这一过程也耗费了大量的资源和时间，给灾区的救援和恢复工作带来了极大的挑战。这一案例充分说明了地震地质灾害连锁反应带来的严重后果，不仅增加了灾害的复杂性和治理难度，也对山区城镇的安全和稳定造成了长期的影响。三、风险评价技术方法3.1定性评价方法3.1.1层次分析法（AHP）层次分析法（AnalyticHierarchyProcess，简称AHP）是由美国运筹学家托马斯・塞蒂（ThomasL.Saaty）于20世纪70年代提出的一种层次权重决策分析方法。其基本原理是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析。该方法的核心在于通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性，然后综合有关人员的判断，确定备选方案相对重要性的总排序。在山区城镇地震地质灾害风险评价中，运用AHP确定各评价指标权重的步骤如下：首先建立层次结构模型，将地震地质灾害风险评价问题分解为目标层、准则层和指标层。以某山区城镇为例，目标层为该山区城镇地震地质灾害风险评价；准则层可包括致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性及防震减灾能力四个方面；指标层则涵盖地震震级、地震动峰值加速度、地形起伏度、建筑物抗震性能等具体指标。接着构造判断（成对比较）矩阵，对于准则层下的各指标，通过专家经验和知识，对其进行两两比较，判断它们对于上一层次某因素的相对重要性，并按照Saaty给出的9个重要性等级及其赋值进行量化，构成判断矩阵。例如，对于致灾因子危险性准则下的地震震级和地震动峰值加速度两个指标，若专家认为地震震级比地震动峰值加速度稍微重要，则在判断矩阵中对应的元素赋值为3。然后进行层次单排序及其一致性检验，计算判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量，经归一化后得到同一层次因素对于上一层次因素某因素相对重要性的排序权值，即层次单排序。同时，进行一致性检验，通过计算一致性指标（CI）和随机一致性指标（RI），并计算检验系数（CR），若CR小于0.1，则认为该判断矩阵通过一致性检验，否则需要重新调整判断矩阵。最后进行层次总排序及其一致性检验，计算某一层次所有因素对于最高层（总目标）相对重要性的权值，即层次总排序。同样需要进行一致性检验，以确保结果的可靠性。通过AHP方法，能够将定性的专家判断转化为定量的权重，为山区城镇地震地质灾害风险评价提供科学的依据。3.1.2专家打分法专家打分法是一种通过专家对方案评分，从而选择出最佳方案的方法。其操作流程如下：首先选定对方案影响较大或综合性的指标参加评分，以保证全面地反映各方案的情况。在山区城镇地震地质灾害风险评价中，可选取地震震级、地形坡度、建筑物抗震性能等指标。然后确定各项指标的评分标准，一般采用5级评分，最优为5分，最差者为1分。也可采用百分制，达到标准的给100分，达不到的给相应的分数。例如，对于建筑物抗震性能指标，若建筑物完全符合抗震设计规范，结构稳固，可评为5分；若建筑物存在一定的抗震隐患，但不严重，可评为3分；若建筑物抗震性能极差，存在严重安全隐患，可评为1分。按照各项指标在整个方案中所占的重要性，确定权重。权重的确定可以通过专家经验判断，也可以结合层次分析法等方法进行确定。编制评分分析表，将各位专家对各指标的评分进行汇总，乘以相应的权重后积加方案总分，根据总分的高低对方案进行选优。在山区城镇地震地质灾害风险评价中，专家打分法具有一定的应用优势。该方法简单易行，不需要复杂的数学计算和模型构建，能够快速地得到评价结果。专家凭借其丰富的经验和专业知识，能够综合考虑各种因素，对山区城镇的地震地质灾害风险进行全面的评估。在评估过程中，专家可以考虑到一些难以量化的因素，如当地的地质条件、历史灾害情况等，使评价结果更符合实际情况。然而，专家打分法也存在一定的局限性。该方法的主观性较强，不同专家的经验、知识水平和判断标准存在差异，可能导致评分结果存在较大的偏差。专家打分法难以对复杂的风险关系进行准确的描述和分析，对于一些相互关联、相互影响的因素，可能无法全面考虑它们之间的关系。而且，当评价指标较多时，专家可能难以准确地对每个指标进行评分，容易出现评分不一致的情况。因此，在使用专家打分法时，需要合理选择专家，充分考虑专家的意见，并结合其他方法进行综合评价，以提高评价结果的准确性和可靠性。三、风险评价技术方法3.2定量评价方法3.2.1基于概率分析的方法基于概率分析的方法在山区城镇地震地质灾害风险评价中具有重要作用，其核心原理是通过对历史地震数据、地质构造等多方面信息的分析，运用概率统计理论来评估地震发生的可能性以及可能导致的灾害损失概率。在地震发生可能性评估方面，以某山区城镇所在区域为例，该区域历史上发生过多次地震，通过收集整理这些地震的震级、发生时间、地点等数据。运用概率统计方法，如假设潜在震源区内地震活动为均匀分布，震级大小满足古登堡-里克特（G-R）分布，发生频次满足泊松分布。利用这些分布模型，结合该区域的地质构造特征，划分潜在震源区，建立地震复发模型。通过计算可以得到不同震级地震在未来一定时期内发生的概率。例如，经过分析计算，该山区城镇在未来50年内，发生6级以上地震的概率为0.1，发生7级以上地震的概率为0.05等。在灾害损失概率评估方面，考虑到地震可能引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，以及这些灾害对山区城镇承灾体的破坏。以建筑物为例，通过对该山区城镇不同类型建筑物的抗震性能进行调查分析，结合地震动参数与建筑物破坏之间的关系模型。假设在不同地震强度下，不同类型建筑物的破坏概率服从一定的概率分布。如某类老旧砖混结构建筑物，在地震动峰值加速度达到0.2g时，其破坏概率为0.3；当地震动峰值加速度达到0.3g时，破坏概率增加到0.5。同时，考虑到地质灾害引发的次生灾害对建筑物的破坏，如泥石流冲毁建筑物的概率，通过对历史泥石流灾害数据和建筑物分布情况的分析，确定在不同泥石流规模下，建筑物被冲毁的概率。综合这些因素，运用概率组合的方法，可以计算出在不同地震情景下，山区城镇建筑物遭受破坏的概率，进而评估灾害损失概率。这种基于概率分析的方法，能够将地震地质灾害风险的不确定性进行量化，为山区城镇的防灾减灾决策提供科学的依据。3.2.2数值模拟法数值模拟法在山区城镇地震地质灾害风险评价中发挥着关键作用，通过运用专业的数值模拟软件，能够对地震地质灾害的发生过程进行详细的模拟和分析。目前，常用的数值模拟软件有FLAC3D、ANSYS等。以FLAC3D软件为例，它是一款三维快速拉格朗日分析程序，采用显式有限差分法来求解场变量，能够很好地模拟地质材料在达到屈服极限或破坏准则时的力学行为。在模拟地震地质灾害过程时，首先需要建立山区城镇的地质模型。通过收集该地区的地质勘查资料，包括地层岩性、地质构造、岩土体物理力学参数等信息。利用这些数据，在FLAC3D软件中构建出反映实际地质情况的三维地质模型。例如，对于某山区城镇，其地下存在不同的地层，如砂岩、泥岩等，且有断层穿过。在模型中准确地设置这些地层的分布、厚度以及岩土体的弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角等参数。然后，设置地震荷载。根据该地区的地震活动特征，确定地震波的类型、频率、振幅等参数。将这些地震波作为荷载施加到建立的地质模型上，模拟地震波在地质体中的传播过程。在模拟过程中，软件会根据设定的力学本构模型和参数，计算地质体在地震作用下的应力、应变分布情况。当应力超过岩土体的强度时，会触发崩塌、滑坡等地质灾害。通过模拟，可以直观地看到地震引发的山体变形、破裂以及崩塌、滑坡体的运动轨迹和堆积范围。以该山区城镇的一次模拟结果为例，在模拟一次6级地震时，模型显示地震发生后，靠近断层的山体首先出现裂缝，随着地震波的持续作用，裂缝逐渐扩展。在重力和地震力的共同作用下，部分山体发生崩塌和滑坡。崩塌和滑坡体沿着山坡向下滑动，冲击山下的城镇区域。通过模拟结果，可以清晰地展示出灾害的发展趋势，为评估地震地质灾害对山区城镇的影响提供直观的依据。同时，根据模拟结果，可以分析不同区域的灾害风险程度，为防灾减灾规划和工程建设提供参考。3.3综合评价方法3.3.1模糊综合评价法模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法，它将定性评价与定量评价相结合，能够有效地处理评价过程中的模糊性和不确定性问题。其基本原理是利用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与被评价事物相关的各个因素，对其做出综合评价。在山区城镇地震地质灾害风险评价中，该方法的应用具有重要意义。以某山区城镇为例，假设我们构建的评价指标体系包括地震震级、地形坡度、岩土体类型、建筑物抗震性能四个指标，分别记为U_1、U_2、U_3、U_4，构成因素集U=\{U_1,U_2,U_3,U_4\}。将风险等级划分为低风险、较低风险、中等风险、较高风险、高风险五个等级，分别记为V_1、V_2、V_3、V_4、V_5，构成评价集V=\{V_1,V_2,V_3,V_4,V_5\}。首先，通过专家评价或其他方法确定各指标对不同风险等级的隶属度，从而构建模糊关系矩阵R。例如，对于地震震级U_1，专家认为其对低风险V_1的隶属度为0.1，对较低风险V_2的隶属度为0.2，对中等风险V_3的隶属度为0.3，对较高风险V_4的隶属度为0.3，对高风险V_5的隶属度为0.1。以此类推，得到模糊关系矩阵R：R=\begin{pmatrix}0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\\0.2&0.3&0.3&0.1&0.1\\0.3&0.3&0.2&0.1&0.1\\0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\end{pmatrix}然后，利用层次分析法（AHP）等方法确定各指标的权重向量A。假设通过AHP计算得到地震震级、地形坡度、岩土体类型、建筑物抗震性能的权重分别为0.3、0.2、0.2、0.3，即A=(0.3,0.2,0.2,0.3)。接下来，进行模糊合成运算，得到综合评价结果向量B：B=A\cdotR=(0.3,0.2,0.2,0.3)\cdot\begin{pmatrix}0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\\0.2&0.3&0.3&0.1&0.1\\0.3&0.3&0.2&0.1&0.1\\0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\end{pmatrix}=(0.16,0.23,0.27,0.22,0.12)最后，根据最大隶属度原则确定该山区城镇的地震地质灾害风险等级。在B向量中，0.27最大，其对应的风险等级为中等风险，所以该山区城镇的地震地质灾害风险等级为中等风险。通过这种方式，模糊综合评价法能够综合考虑多个因素的影响，对山区城镇地震地质灾害风险进行全面、客观的评价。3.3.2灰色关联分析法灰色关联分析法是一种多因素统计分析方法，它以各因素的样本数据为依据，用灰色关联度来描述因素间关系的强弱、大小和次序。其基本原理是根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密，曲线越接近，相应序列之间的关联度就越大，反之就越小。在山区城镇地震地质灾害风险评价中，灰色关联分析法可以用于分析不同因素与地震地质灾害风险之间的关联程度，从而确定影响风险的主要因素。以某山区城镇为例，我们选取地震震级、地震动峰值加速度、地形起伏度、岩土体类型、建筑物抗震性能等因素作为分析对象。假设该山区城镇有5个不同的区域，收集每个区域这些因素的数据以及对应的地震地质灾害风险程度数据。将地震地质灾害风险程度作为参考序列X_0，各影响因素作为比较序列X_i（i=1,2,\cdots,5）。首先，对数据进行无量纲化处理，以消除量纲和数量级的影响。例如，采用均值化法，对于序列X_i=(x_{i1},x_{i2},\cdots,x_{in})，其均值化后的序列Y_i=(y_{i1},y_{i2},\cdots,y_{in})，其中y_{ij}=\frac{x_{ij}}{\overline{x_i}}，\overline{x_i}为序列X_i的均值。然后，计算关联系数\xi_{ij}，其计算公式为：\xi_{ij}=\frac{\min_{i}\min_{j}|x_{0j}-x_{ij}|+\rho\max_{i}\max_{j}|x_{0j}-x_{ij}|}{|x_{0j}-x_{ij}|+\rho\max_{i}\max_{j}|x_{0j}-x_{ij}|}其中，\rho为分辨系数，一般取0.5。\min_{i}\min_{j}|x_{0j}-x_{ij}|为两级最小差，\max_{i}\max_{j}|x_{0j}-x_{ij}|为两级最大差。接着，计算关联度r_i，关联度是关联系数的平均值，即：r_i=\frac{1}{n}\sum_{j=1}^{n}\xi_{ij}通过计算得到各因素与地震地质灾害风险的关联度，假设地震震级的关联度r_1=0.8，地震动峰值加速度的关联度r_2=0.75，地形起伏度的关联度r_3=0.6，岩土体类型的关联度r_4=0.65，建筑物抗震性能的关联度r_5=0.7。关联度越大，说明该因素与地震地质灾害风险的关系越密切。从计算结果可以看出，地震震级的关联度最大，表明地震震级对该山区城镇地震地质灾害风险的影响最为显著，其次是地震动峰值加速度、建筑物抗震性能等因素。通过灰色关联分析法，能够明确各因素对山区城镇地震地质灾害风险的影响程度，为风险评价和防治提供科学依据。四、风险评价指标体系构建4.1指标选取原则4.1.1科学性科学性原则是构建山区城镇地震地质灾害风险评价指标体系的基石。在指标选取过程中，必须以地质学、地震学、工程力学等相关科学理论为坚实依据，确保每个指标都能准确反映地震地质灾害风险的本质特征。从地质学角度来看，地质构造的复杂性对地震地质灾害风险有着关键影响。如断裂构造的密度、活动性以及其与地震活动的关联性，都是基于地质学理论确定的重要指标。断裂构造密度大且活动性强的区域，岩石的完整性受到破坏，在地震作用下更容易引发崩塌、滑坡等地质灾害。在地震学方面，地震震级、地震动峰值加速度等指标是衡量地震能量大小和地面震动强烈程度的重要参数，它们直接关系到地震对山区城镇的破坏程度。这些指标的选取严格遵循地震学的基本原理和研究成果。指标的选取还需紧密结合山区城镇的实际情况，充分考虑当地的地质条件、地形地貌、气候特征以及人类工程活动等因素。不同山区城镇的地质条件差异巨大，有些地区地层岩性复杂，岩土体的物理力学性质不稳定，容易引发地质灾害。而地形地貌方面，地形起伏度大、坡度陡峭的山区，重力作用显著，在地震和降雨等因素影响下，更容易发生滑坡、泥石流等灾害。气候特征中的降水强度和变率，也会对地震地质灾害的发生产生重要影响。强降雨会增加岩土体的重量，降低其抗剪强度，从而诱发滑坡、泥石流等灾害。人类工程活动，如山区城镇的大规模建设、采矿活动等，改变了原有的地质环境，也可能引发地震地质灾害。在某山区城镇，由于大规模的工程建设，开挖山体导致边坡失稳，在一次小地震的作用下，就引发了小型滑坡灾害。因此，只有基于科学理论并结合实际情况选取指标，才能确保风险评价结果的准确性和可靠性，为山区城镇地震地质灾害的防治提供科学有效的依据。4.1.2全面性全面性原则要求风险评价指标体系能够全面涵盖影响山区城镇地震地质灾害风险的各个方面，包括致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力。在致灾因子方面，需要考虑多种因素。地震震级是衡量地震释放能量大小的重要指标，震级越高，地震的破坏力越强，引发地质灾害的可能性和规模也越大。地震动峰值加速度反映了地面震动的强烈程度，直接影响着建筑物和岩土体的稳定性。地质构造复杂程度，如断裂构造的分布、活动性等，对地震地质灾害的发生有着重要影响。断裂构造密集且活动性强的区域，岩石破碎，在地震作用下更容易发生崩塌、滑坡等灾害。岩土体类型及稳定性也是关键因素，不同类型的岩土体具有不同的物理力学性质，其抗变形和抗破坏能力各异。松散的砂土、粉质土等在地震和水流作用下容易发生液化、坍塌等现象，而坚硬的岩石相对较为稳定，但在长期的风化、构造作用下也可能出现裂隙，降低其稳定性。孕灾环境因素同样不容忽视。地形起伏度和坡度决定了重力作用的大小和方向，地形起伏大、坡度陡峭的山区，在地震和降雨等因素作用下，岩土体更容易发生滑动和崩塌。河流水系分布影响着地下水的补给和排泄，进而影响岩土体的含水量和稳定性。降水强度和变率会改变岩土体的物理状态，强降雨和暴雨会使岩土体饱和，增加其重量，降低抗剪强度，容易引发滑坡、泥石流等灾害。植被覆盖度对保持水土、降低坡面径流速度有着重要作用，植被覆盖率低的区域，水土流失严重，在地震和降雨作用下更容易发生地质灾害。承灾体方面，建筑物抗震性能是关键指标。不同结构类型的建筑物，如砖混结构、框架结构等，其抗震能力差异较大。建筑年代也会影响建筑物的抗震性能，老旧建筑可能由于设计标准低、材料老化等原因，抗震性能较差。人口密度和经济密度反映了承灾体的数量和价值，人口密集、经济发达的地区，一旦发生地震地质灾害，造成的人员伤亡和经济损失往往更为严重。生命线工程，如交通、通信、供水、供电等，是维持城市正常运转的重要基础设施，其脆弱性直接影响着灾害发生后的救援和恢复工作。防灾减灾能力是风险评价的重要组成部分。抗震设防标准执行情况反映了山区城镇在工程建设中对地震灾害的预防措施落实程度，严格执行抗震设防标准能够有效提高建筑物的抗震能力。应急救援能力包括救援队伍的数量、素质、装备水平以及救援物资的储备情况等，强大的应急救援能力能够在灾害发生后迅速开展救援工作，减少人员伤亡和财产损失。公众防灾意识也至关重要，公众具备良好的防灾意识，能够在灾害发生时及时采取有效的避险措施，降低灾害损失。只有全面考虑这些因素，构建涵盖多方面的指标体系，才能准确评估山区城镇地震地质灾害风险，为制定全面有效的防灾减灾措施提供依据。4.1.3可操作性可操作性原则是确保风险评价指标体系能够在实际应用中有效实施的关键。这一原则要求指标数据易于获取、计算方法简便可行。在数据获取方面，应优先选择能够通过常规调查、监测手段获取的数据。对于地震震级、地震动峰值加速度等地震参数，可以通过地震监测台网直接获取。我国建立了较为完善的地震监测网络，能够实时监测地震的发生，并准确记录地震的相关参数。地形起伏度、坡度等地形地貌数据，可以通过地形图数字化、遥感影像解译等方法获取。利用高分辨率的卫星遥感影像，结合地理信息系统（GIS）技术，能够快速准确地提取地形地貌信息。建筑物抗震性能数据，可以通过实地调查、查阅建筑设计资料等方式获取。对山区城镇的建筑物进行实地走访，了解其结构类型、建筑年代、抗震设防标准等信息，同时查阅相关的建筑设计图纸和资料，能够全面掌握建筑物的抗震性能情况。指标的计算方法应尽量简单易懂，便于实际操作。在确定指标权重时，采用层次分析法（AHP）等方法，虽然该方法涉及一定的数学计算，但通过构建判断矩阵、进行一致性检验等步骤，能够较为直观地反映专家的经验判断，且计算过程相对简单。在利用AHP确定指标权重时，专家根据自己的经验和知识，对不同指标之间的相对重要性进行两两比较，构建判断矩阵。通过计算判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量，经归一化后得到指标的权重。这种方法不需要复杂的数学模型和大量的数据处理，易于理解和应用。在进行风险评价时，采用模糊综合评价法等方法，通过构建模糊关系矩阵、进行模糊合成运算等步骤，能够将定性和定量指标进行综合评价，得出风险等级。这些方法的计算过程相对清晰，易于掌握，能够在实际工作中快速应用。只有保证指标数据的易获取性和计算方法的简便性，才能使风险评价指标体系在山区城镇地震地质灾害风险评价中得到广泛应用，为灾害防治工作提供切实可行的支持。4.2具体指标分析4.2.1致灾因子指标地震强度和地震频率是山区城镇地震地质灾害风险评价中至关重要的致灾因子指标，对灾害风险有着显著影响。地震强度通常用震级和地震动峰值加速度来衡量。震级反映了地震释放能量的大小，是衡量地震本身强弱的一个量度。根据研究，震级每增加一级，地震释放的能量约增加32倍。以1976年唐山7.8级地震为例，此次地震释放的能量巨大，造成了唐山市大量建筑物倒塌，人员伤亡惨重。据统计，唐山市区80%以上的建筑物遭到严重破坏，死亡人数达24.2万余人。这充分说明了震级越高，地震的破坏力越强，引发地质灾害的可能性和规模也就越大。地震动峰值加速度则反映了地面震动的强烈程度，它直接影响着建筑物和岩土体的稳定性。在某山区城镇的地震地质灾害研究中发现，当地震动峰值加速度达到0.1g时，一些老旧的砖混结构建筑物就开始出现裂缝；当地震动峰值加速度达到0.2g时，部分建筑物出现墙体倒塌等严重破坏现象。随着地震动峰值加速度的增大，建筑物的破坏程度呈指数级增长。这表明地震动峰值加速度越大，地面震动越强烈，对山区城镇的破坏越严重。地震频率也是影响灾害风险的重要因素。地震频发的地区，山区城镇的地质环境长期受到地震活动的影响，岩土体的结构和稳定性不断遭到破坏。以日本为例，日本地处环太平洋地震带，地震频繁发生。长期的地震活动使得日本山区的岩土体变得破碎，增加了崩塌、滑坡等地质灾害的发生概率。在一些地震频发的山区城镇，由于频繁的地震作用，山体的裂缝不断扩大，岩土体的抗剪强度降低，一旦遇到降雨等诱发因素，就容易发生滑坡、泥石流等灾害。研究表明，地震频率越高，山区城镇发生地震地质灾害的累积风险就越大。地震强度和地震频率作为致灾因子指标，对山区城镇地震地质灾害风险有着重要影响，在风险评价中必须予以充分考虑。4.2.2孕灾环境指标地形地貌和地质构造等孕灾环境因素在山区城镇地震地质灾害发生过程中起着关键作用，与山区城镇的特点密切相关。地形地貌方面，地形起伏度和坡度是重要因素。地形起伏度大的山区，重力作用显著，在地震和降雨等因素影响下，岩土体更容易发生滑动和崩塌。例如，在某山区城镇，其地形起伏度较大，山体高差明显。在一次地震中，由于地震的震动和重力作用，山体上部的岩土体失去平衡，沿着山坡向下滑动，引发了大规模的滑坡灾害。滑坡体掩埋了山下的部分房屋和道路，造成了严重的人员伤亡和财产损失。坡度对地质灾害的发生也有重要影响，坡度越大，岩土体在重力作用下的下滑力就越大。当坡度超过一定角度时，岩土体的稳定性急剧下降，在地震和降雨等因素作用下，极易发生崩塌、滑坡等灾害。在一些山区城镇，由于山坡坡度陡峭，在强降雨后，容易发生山体滑坡，阻断交通，威胁居民生命安全。地质构造是孕灾环境的另一个重要因素。断裂构造的分布和活动性对地震地质灾害的发生有着重要影响。断裂构造密集且活动性强的区域，岩石破碎，在地震作用下更容易发生崩塌、滑坡等灾害。以我国西南地区的一些山区城镇为例，该地区处于板块交界处，断裂构造发育。在地震发生时，断裂带附近的山体受到地震波的强烈冲击，岩石破碎，引发了大量的崩塌和滑坡灾害。这些灾害不仅对当地的基础设施造成了严重破坏，还导致了人员伤亡。地层岩性也会影响地质灾害的发生，不同类型的岩石具有不同的物理力学性质，其抗变形和抗破坏能力各异。坚硬的岩石相对较为稳定，但在长期的风化、构造作用下也可能出现裂隙，降低其稳定性。而松散的砂土、粉质土等在地震和水流作用下容易发生液化、坍塌等现象。在某山区城镇，其地下存在大量的松散砂土，在一次地震中，砂土发生液化，导致地面塌陷，建筑物倾斜、倒塌。地形地貌和地质构造等孕灾环境因素与山区城镇的地震地质灾害密切相关，在风险评价中必须充分考虑这些因素。4.2.3承灾体指标人口密度和建筑物抗震性能等承灾体指标与山区城镇地震地质灾害损失密切相关，通过具体城镇案例可以更直观地了解其影响。以某山区城镇为例，该城镇人口密度较大，且建筑物多为老旧的砖混结构，抗震性能较差。在一次地震中，由于人口密度大，大量居民集中在有限的区域内，使得人员伤亡风险增加。老旧的砖混结构建筑物在地震的作用下，难以承受地震力的冲击，许多建筑物出现墙体开裂、倒塌等情况。据统计，此次地震导致该城镇大量房屋受损，许多居民失去家园，人员伤亡众多。建筑物抗震性能是影响灾害损失的关键因素。不同结构类型的建筑物，其抗震能力差异较大。框架结构的建筑物由于其结构体系的合理性，在地震中具有较好的抗震性能，能够承受一定程度的地震力。而砖混结构的建筑物，尤其是那些建造年代较早、施工质量不高的砖混结构，在地震中容易出现墙体开裂、倒塌等情况。在该山区城镇中，一些新建的框架结构建筑物在地震中虽然也受到了一定程度的损坏，但整体结构保持相对稳定，有效减少了人员伤亡和财产损失。而那些老旧的砖混结构建筑物则遭受了严重的破坏，许多居民被困在倒塌的房屋中，救援难度大。人口密度的大小也直接影响着灾害损失。人口密度大的区域，一旦发生地震地质灾害，受灾人数相对较多，造成的人员伤亡和社会影响也更为严重。在该山区城镇的人口密集区域，地震发生时，狭窄的街道和拥挤的居住环境使得人员疏散困难，增加了人员伤亡的风险。同时，大量的建筑物集中在有限的空间内，也使得建筑物之间的相互影响加剧，地震时容易引发连锁反应，导致更多的建筑物受损。人口密度和建筑物抗震性能等承灾体指标对山区城镇地震地质灾害损失有着重要影响，在风险评价和防灾减灾工作中，必须重视这些指标，采取相应的措施提高建筑物的抗震性能，合理规划城镇布局，降低人口密度，以减少灾害损失。4.2.4防灾减灾能力指标应急预案完善程度和救援力量等防灾减灾能力指标对降低山区城镇地震地质灾害风险具有重要作用。应急预案完善程度直接关系到灾害发生时的应对效率和效果。完善的应急预案应包括灾害预警、人员疏散、救援行动、物资调配等多个方面的详细规划。以某山区城镇为例，该城镇制定了完善的地震地质灾害应急预案。在灾害预警方面，建立了与地震监测部门的实时信息共享机制，能够及时获取地震预警信息，并通过多种渠道向居民发布。在人员疏散方面，明确了不同区域的疏散路线和避难场所，定期组织居民进行疏散演练，提高居民的应急疏散能力。在救援行动方面，制定了详细的救援方案，明确了救援队伍的职责和任务，配备了相应的救援设备和物资。在一次地震发生时，由于应急预案的有效实施，该城镇能够迅速启动应急响应机制，及时组织居民疏散，救援队伍也能够快速到达现场开展救援工作，最大限度地减少了人员伤亡和财产损失。救援力量是降低灾害风险的重要保障。包括专业救援队伍的数量、素质和救援设备的配备情况等。专业救援队伍具备丰富的救援经验和专业技能，能够在灾害发生后迅速开展救援工作。在某山区城镇发生地震灾害时，当地的专业救援队伍迅速响应，利用先进的救援设备，如生命探测仪、破拆工具等，对被困人员进行搜索和救援。救援队伍的高效行动，成功解救了许多被困群众，减少了人员伤亡。同时，救援物资的充足储备也是关键。充足的食品、饮用水、药品等救援物资，能够保障受灾群众的基本生活需求，稳定社会秩序。在该山区城镇，建立了完善的救援物资储备体系，定期对物资进行更新和补充，确保在灾害发生时能够及时供应。应急预案完善程度和救援力量等防灾减灾能力指标对于降低山区城镇地震地质灾害风险至关重要，必须不断加强和完善。4.3指标权重确定在山区城镇地震地质灾害风险评价中，指标权重的确定至关重要，它直接影响着评价结果的准确性和可靠性。本研究采用层次分析法（AHP）和熵权法相结合的方法来确定指标权重，充分发挥两种方法的优势，以提高权重确定的科学性和合理性。层次分析法（AHP）是一种将定性与定量分析相结合的多准则决策分析方法，通过构建判断矩阵，计算各指标的相对权重。以某山区城镇地震地质灾害风险评价为例，构建的层次结构模型中，目标层为该山区城镇地震地质灾害风险评价；准则层包括致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性及防震减灾能力四个方面；指标层涵盖地震震级、地震动峰值加速度、地形起伏度、建筑物抗震性能等具体指标。邀请相关领域的专家，对准则层和指标层的各指标进行两两比较，按照1-9标度法进行赋值，构建判断矩阵。例如，对于致灾因子危险性准则下的地震震级和地震动峰值加速度两个指标，若专家认为地震震级比地震动峰值加速度稍微重要，则在判断矩阵中对应的元素赋值为3。通过计算判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量，经归一化后得到同一层次因素对于上一层次因素某因素相对重要性的排序权值，即层次单排序。同时，进行一致性检验，通过计算一致性指标（CI）和随机一致性指标（RI），并计算检验系数（CR），若CR小于0.1，则认为该判断矩阵通过一致性检验，否则需要重新调整判断矩阵。经过计算，得到致灾因子危险性准则下各指标的权重，如地震震级的权重为0.4，地震动峰值加速度的权重为0.3等。熵权法是一种基于信息熵的客观赋权方法，它根据指标数据的变异程度来确定权重。对该山区城镇的各指标数据进行标准化处理，消除量纲和数量级的影响。假设选取了地震震级、地形坡度、岩土体类型、建筑物抗震性能等n个指标，每个指标有m个样本数据。对于第j个指标，其信息熵计算公式为：e_j=-\frac{1}{\lnm}\sum_{i=1}^{m}p_{ij}\lnp_{ij}其中，p_{ij}=\frac{x_{ij}}{\sum_{i=1}^{m}x_{ij}}，x_{ij}为第i个样本在第j个指标上的数据。计算得到各指标的信息熵后，通过公式w_j=\frac{1-e_j}{\sum_{j=1}^{n}(1-e_j)}计算各指标的熵权。假设经过计算，地震震级的熵权为0.25，地形坡度的熵权为0.2等。将层次分析法和熵权法得到的权重进行组合，采用线性加权的方法，得到综合权重。设层次分析法得到的权重向量为w_1，熵权法得到的权重向量为w_2，组合权重向量为w，则w=\alphaw_1+(1-\alpha)w_2，其中\alpha为组合系数，一般根据实际情况确定，本研究中取\alpha=0.5。通过计算得到综合权重，如地震震级的综合权重为0.325，地形坡度的综合权重为0.21等。通过这种方法确定的指标权重，既考虑了专家的经验判断，又反映了指标数据的客观信息，能够更准确地反映各指标在山区城镇地震地质灾害风险评价中的重要程度。五、案例分析5.1案例选取与资料收集本研究选取四川省汶川县映秀镇作为案例研究对象。映秀镇地处龙门山地震断裂带，地质构造复杂，是地震多发区域。2008年5月12日，这里发生了里氏8.0级的汶川特大地震，地震引发了大量的崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害，对映秀镇造成了毁灭性的破坏。此次地震的震中就位于映秀镇，其特殊的地理位置和地震灾害的严重程度，使得映秀镇成为研究山区城镇地震地质灾害风险的典型案例，通过对映秀镇的研究，能够为其他山区城镇的地震地质灾害风险评价和防治提供宝贵的经验和借鉴。在资料收集过程中，针对地质资料，我们从四川省地质调查院、中国地质科学院成都地质矿产研究所等专业机构收集了映秀镇的区域地质调查报告、1:5万地质图等资料。这些资料详细记录了映秀镇的地层岩性、地质构造、岩土体物理力学参数等信息。其中，地层岩性方面，映秀镇出露的地层主要有三叠系须家河组、侏罗系白田坝组等，不同地层的岩石特性各异。地质构造上，该区域断裂构造发育，龙门山断裂带从镇域穿过，断裂的活动性对地震地质灾害的发生有着重要影响。岩土体物理力学参数如岩石的弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角等，为后续的数值模拟和风险评价提供了重要的数据支持。地震资料的收集主要来源于中国地震台网中心、四川省地震局等部门。获取了映秀镇及周边地区的历史地震记录，包括地震的震级、发生时间、震中位置、地震动参数等。通过对这些数据的分析，了解到映秀镇在历史上地震活动频繁，除了2008年的汶川特大地震外，还发生过多次中小地震。这些地震活动对映秀镇的地质环境产生了长期的影响，增加了地震地质灾害的发生风险。人口和建筑资料的收集则通过实地调查、与当地政府部门合作等方式进行。实地走访映秀镇，对不同区域的人口分布进行了详细的统计。与映秀镇政府的相关部门，如民政部门、住房建设部门等合作，获取了建筑物的详细信息，包括建筑物的结构类型、建筑年代、建筑面积、抗震设防标准等。调查发现，映秀镇的建筑物结构类型多样，有砖混结构、框架结构、砖木结构等。建筑年代跨度较大，早期的建筑多为上世纪修建，抗震性能相对较差；近年来新建的建筑在抗震设防标准上有了明显提高，但仍存在部分建筑抗震措施落实不到位的情况。这些资料对于评估映秀镇承灾体的脆弱性具有重要意义。5.2运用技术方法与指标体系进行评价运用前文构建的技术方法和指标体系，对映秀镇进行地震地质灾害风险评价。在地震危险性分析方面，采用概率地震危险性分析（PSHA）方法。通过对映秀镇及周边地区历史地震数据的整理分析，利用古登堡-里克特（G-R）关系，确定该地区的地震复发参数。结合区域地质构造特征，划分潜在震源区。考虑到映秀镇位于龙门山断裂带，该断裂带历史上地震活动频繁，将其划分为主要潜在震源区。运用地震危险性分析软件，输入地震复发参数、潜在震源区参数以及地震动衰减关系等，计算得到映秀镇在不同超越概率水平下的地震动峰值加速度。结果显示，映秀镇在50年超越概率10%的情况下，地震动峰值加速度为0.3g，这表明该地区未来发生中强地震的可能性较大，地震危险性较高。在地质灾害易损性评估方面，利用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术。通过高分辨率卫星遥感影像，解译出映秀镇的地形地貌、土地利用、建筑物分布等信息。基于地形数据，提取地形起伏度、坡度、坡向等地形因子。结合地质勘查资料，确定岩土体类型分布。对于建筑物，根据实地调查和资料收集，将其分为砖混结构、框架结构、砖木结构等类型，并确定不同类型建筑物的抗震性能参数。利用这些数据，建立地质灾害易损性模型。以滑坡易损性评估为例，根据地形坡度、岩土体类型、植被覆盖度等因素，确定不同区域的滑坡易发性等级。再结合建筑物分布和抗震性能，评估滑坡对建筑物的破坏概率。结果表明，映秀镇部分山区地形坡度较大，岩土体稳定性较差，滑坡易发性较高。在这些区域，砖混结构和砖木结构的建筑物由于抗震性能相对较弱，在滑坡发生时更容易受到破坏，易损性较高。采用模糊综合评价法进行风险评价。根据构建的指标体系，确定评价因素集U=\{U_1,U_2,U_3,U_4\}，其中U_1为致灾因子危险性，U_2为孕灾环境敏感性，U_3为承灾体脆弱性，U_4为防震减灾能力。评价集V=\{V_1,V_2,V_3,V_4,V_5\}，分别表示低风险、较低风险、中等风险、较高风险、高风险。通过层次分析法（AHP）和熵权法相结合的方法确定各指标权重。邀请相关领域专家，对各指标对不同风险等级的隶属度进行评价，构建模糊关系矩阵R。进行模糊合成运算，得到综合评价结果向量B。计算结果为B=(0.1,0.15,0.25,0.3,0.2)，根据最大隶属度原则，映秀镇的地震地质灾害风险等级为较高风险。通过绘制风险分布图，可以直观地看到映秀镇不同区域的风险分布情况，为防灾减灾提供决策依据。5.3评价结果分析与讨论通过对映秀镇地震地质灾害风险评价结果的深入分析，发现映秀镇部分山区的地震地质灾害风险较高，主要集中在龙门山断裂带附近以及地形坡度较大、岩土体稳定性较差的区域。这些区域由于地质构造复杂，地震活动频繁，岩土体在长期的地震作用下破碎，加之坡度较大，在地震和降雨等因素的影响下，极易发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。从主要影响因素来看，地震强度和频率是导致高风险的关键致灾因子。映秀镇位于龙门山断裂带，历史上多次发生强烈地震，地震释放的巨大能量对地质环境造成了严重破坏，增加了地质灾害的发生概率。地形地貌和地质构造作为孕灾环境因素，对风险的影响也十分显著。龙门山断裂带的存在使得该区域岩石破碎，地形起伏度大，坡度陡峭，为地质灾害的发生提供了有利条件。承灾体方面，部分老旧建筑物抗震性能较差，在地震地质灾害发生时容易受到破坏，加大了灾害损失。而在防灾减灾能力方面，尽管映秀镇在灾后加强了防灾减灾建设，但仍存在一些不足，如部分区域的应急救援通道不够畅通，救援物资储备不够充足等，影响了应对灾害的能力。评价结果对映秀镇的城镇规划和防灾减灾具有重要的指导意义。在城镇规划方面，对于高风险区域，应严格限制大规模的开发建设，避免在断裂带附近、陡坡等危险区域建设重要的公共设施和居民住宅。可以考虑将部分居民搬迁至安全区域，进行合理的城镇布局调整。在新的城镇建设中，要充分考虑地震地质灾害风险，提高建筑物的抗震标准，加强基础设施的抗震设计，确保在灾害发生时能够最大限度地减少损失。在防灾减灾方面，应加强对地震和地质灾害的监测预警。利用先进的监测技术，实时监测地震活动和地质环境的变化，及时发布预警信息，为居民提供足够的避险时间。加大对地质灾害隐患的排查和治理力度，对潜在的崩塌、滑坡、泥石流等灾害隐患点进行工程治理，如修建挡土墙、护坡等，增强岩土体的稳定性。进一步完善应急预案，加强应急救援队伍的建设