基于数值模拟的泥石流灾害定量风险评价

风险评价是灾害防治最有效的软措施之一,也是实现灾害风险管控的重要基础。针对承灾体类型和泥石流成灾方式的特殊性,以重要承灾体——建筑物和道路为研究对象,构建了一套适用于我国西南山地城镇的泥石流定量风险评价的理论体系和技术流程,主要分为3个步骤:1利用FLO-2D数值模型,以强度指数IDF表达泥石流危险性;2利用汶川七盘沟7·11泥石流灾损数据,构建基于超越损失概率的物质易损性曲线;3在建立承灾体数据库的基础上,通过设置不同的未来泥石流情境,实现承灾体预期损失的定量表达。以汶川羊岭沟为例的模型验证和案例运用表明,构建的泥石流定量风险评价体系,能够很好地反映承灾体与泥石流的响应机制,可为泥石流威胁区的防灾减灾工作提供科学依据。     

隧道工程遭受泥石流灾害的工程易损性评价

以往泥石流易损性评价主要针对经济、社会、物质和环境的易损程度,未见关于工程基础设施易损程度评价。为此,以枝柳铁路卓福隧道遭受泥石流灾害为工程背景,提出了工程易损性的概念,根据隧道承灾特点和泥石流致灾特征,系统分析了隧道的地质选址、工程设计、隧道施工、运营维护以及泥石流致灾因子对隧道工程易损程度的影响,确定了工程易损性评价指标体系,借助于AHP法和模糊综合评价法,建立工程易损性的评估方法。并以实例验证该方法可行性,为泥石流地区隧道工程防治等级确定和隧道承灾能力评估提供方法参考。     

陕西陇县李家下滑坡风险评价

在野外勘查及室内实验的基础上,应用滑坡风险评价方法,对李家下滑坡进行了较为完整的风险评价,包括滑坡失稳概率计算、承灾体承灾概率计算、承灾体易损性计算和承灾体价值核算,最后得出滑坡总风险值,并将风险值用价值的形式量化表示。     

我国县域单元地质灾害风险评估

文中地质灾害包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷四类突发性地质灾害。采用地质灾害危险性与承灾体易损性分项测算,定性综合评估的方式实现我国县域单元地质灾害风险评估。将承灾体易损性分为人口安全易损性与资产易损性,用因灾死亡人口比与因灾直接经济损失比表征。基于以历史数据分析指导未来预测的思想,以国土资源部2001—2015年地质灾害灾情数据为样本,提出了人口安全易损性与资产易损性的分级标准。对我国2869个县域单元进行地质灾害风险评价,结果表明共有216个地质灾害高风险单元、643个中风险单元和2010个低风险单元。地质灾害高风险区集中分布于乌蒙山区、四川盆地周边山区以及云南西部和西藏东南部。     

中国县域单元地质灾害风险评估

文中地质灾害包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷四类突发性地质灾害。采用地质灾害危险性与承灾体易损性分项测算,定性综合评估的方式实现我国县域单元地质灾害风险评估。将承灾体易损性分为人口安全易损性与资产易损性,用因灾死亡人口比与因灾直接经济损失比表征。基于以历史数据分析指导未来预测的思想,以国土资源部2001—2015年地质灾害灾情数据为样本,提出了人口安全易损性与资产易损性的分级标准。对我国2869个县域单元进行地质灾害风险评价,结果表明共有216个地质灾害高风险单元、643个中风险单元和2010个低风险单元。地质灾害高风险区集中分布于乌蒙山区、四川盆地周边山区以及云南西部和西藏东南部。     

西南山区城镇地质灾害易损性评价方法——以四川省丹巴县城为例

以具有典型性和代表性的四川省丹巴县城为重点研究案例,对西南山区城镇地质灾害易损性评价方法进行了较系统的探索。针对西南山区城镇的特点,提出了地质灾害承灾体的调查方法,构建了地质灾害易损性大比例尺评价的指标体系和评价模型,介绍了利用ILWIS软件进行地质灾害易损性评价的技术方法。易损性评价结果表明,丹巴县城区地质灾害易损性较高的地区主要为学校、居民小区等人口集中、物质经济价值大的地段。研究区内具有极低易损性（易损性值在0～0.25之间）的承灾体面积占整个研究区面积的96.48%,具有低易损性（易损性值在0.25～0.50之间）的承灾体面积占3.21%,具有中等易损性（易损性值在0.50～0.75之间）的承灾体面积占0.29%,而具有高易损性（易损性值在0.75～1之间）的承灾体面积仅占0.02%。     

西南山区城镇地质灾害易损性评价方法 ——以四川省丹巴县城为例

以具有典型性和代表性的四川省丹巴县城为重点研究案例,对西南山区城镇地质灾害易损性评价方法进行了较系统的探索。针对西南山区城镇的特点,提出了地质灾害承灾体的调查方法,构建了地质灾害易损性大比例尺评价的指标体系和评价模型,介绍了利用ILWIS软件进行地质灾害易损性评价的技术方法。易损性评价结果表明,丹巴县城区地质灾害易损性较高的地区主要为学校、居民小区等人口集中、物质经济价值大的地段。研究区内具有极低易损性(易损性值在0~0.25之间)的承灾体面积占整个研究区面积的96.48%,具有低易损性(易损性值在0.25~0.50之间)的承灾体面积占3.21%,具有中等易损性(易损性值在0.50~0.75之间)的承灾体面积占0.29%,而具有高易损性(易损性值在0.75~1之间)的承灾体面积仅占0.02% 。     

承灾体易损性评估模型与滑坡灾害风险度指标

承灾体易损性定量评估是制约滑坡灾害风险评估研究的瓶颈问题。为此,以滑坡体冲击冲量为致灾强度指标、建筑物整体抗剪力为抗灾性能指标,推导出典型承灾体易损性定量评估模型。在此基础上,考虑滑体运动特征参数随机性对易损性的影响,提出风险曲线和最大风险度指标的概念,以反映滑坡灾害成灾全过程中不确定性对灾害后果的影响。并采用该模型分析了坡体几何特征参数、受灾体空间位置以及受灾体抗灾性能对易损性的影响规律。将风险度指标应用于算例分析,并与以往方法进行了比较,分析发现,建立的易损性定量评估模型可以反映二维简化情况下受灾体毁损程度与各种影响因素之间关系的基本规律,为易损性定量评估提供了一种途径。     

地质灾害土地资源易损性评价定量探讨

地质灾害风险评估中对土地资源易损性考虑较少,作为自然资源的主要承灾体,土地资源应和人口和物质财富一样进行定量化研究。在地质灾害评价理论和土地资源价值理论的基础上,探讨了地质灾害风险评估中的土地资源易损性评估的技术方法。易损性的影响因素是灾害强度和土地资源承灾能力,承灾能力的影响因素是土地利用方式、土壤类型等,基于此,建立了数学模型进行易损性计算,核算了土地资源的经济价值、社会价值、生态价值,进行了综合易损性计算和土地资源易损性区划,并在西乡县进行了实例验证。     

城市山洪灾害易损性的RS和GIS分析

以受山洪灾害影响突出的云南文山城区为研究区,从承灾体属性特征和社会承灾能力二个方面探讨了城市山洪灾害易损性分析的方法;利用高分辨率遥感卫星影像为数据源完成城市土地覆盖类型解译,在此基础上应用GIS定量分析城市山洪灾害易损性。对承灾体属性特征定量分析结果表明,文山城区50年一遇山洪淹没范围内的承灾体中城市房屋建筑的易损性最大。对易损性要素中的社会承灾能力分析认为,由于文山城区段防洪河道行洪能力低,蓄滞洪能力弱。山洪灾害的易损性仍然较高,山洪对文山城威胁形势严峻。     

单体滑坡灾害财产风险定量评估模型

目前承灾体易损性评估尚处于经验评估阶段,制约了单体滑坡灾害财产风险评估的定量化程度。为此,针对典型承灾体（建筑结构物）,提出一种单体滑坡灾害财产风险评估模型。认为财产风险是坡体失稳概率、承灾体在滑坡作用下的失效概率以及承灾体价值的乘积。避开了易损性评估,从一个新的角度来评估滑坡灾害财产风险。通过研究,验证了该模型正确反映了滑坡成灾过程中各种因素对财产风险的影响,从而为单体滑坡灾害财产风险的定量化评估提供了新的途径。另外以该模型应用研究为基础,提出承灾体安全范围的概念,对于每一个承灾体而言,将单体滑坡灾害影响范围划分为：危险区域、相对危险区域和安全区域,为建设工程选址或场地风险评估提供了实用指标,具有一定的工程实用价值。     

单体危岩崩塌灾害风险评价方法——以四川省丹巴县危岩崩塌体为例

综合分析国内外危岩崩塌风险评价方法的基础上,以丹巴县双拥路危岩崩塌体为例,提出了适用于单体危岩崩塌的风险评价方法。根据蒙特卡洛法的基本原理及方法编制了危岩崩塌体的稳定性可靠度分析程序,计算了不同工况下危岩失稳的概率。同时,考虑地面建筑物对落石的阻挡影响,利用专业软件模拟落石的运动轨迹,并根据研究区的地形地貌特点进一步确定了落石的影响范围。在野外调查和收集当地社会经济资料的基础上,开展了承灾体的易损性研究,对资产的易损性进行了评价。根据危岩失稳的概率及承灾体的易损性分析,进一步得到不同工况下落石影响区内承灾体的经济损失水平,对危岩崩塌灾害的风险进行了定量评价。风险评价的结果可为危岩崩塌灾害影响区的城镇建设和规划提供科学依据,从而有效地规避风险和减灾防灾。     

基于抗灾能力的矿渣型泥石流风险评价方法——以小秦岭金矿区为例

考虑到近年来国家对小秦岭金矿区矿山泥石流防治工程投入、山区居民抗灾意识逐步增强等实际情况,从承灾体抗灾能力对风险的减弱作用出发,尝试提出了矿渣型泥石流抗灾能力评价指标及评价方法,并将其运用到泥石流风险评价模型中。抗灾能力评价结果表明,研究区所有支沟的泥石流抗灾指数普遍不高,抵御泥石流风险的能力不强。风险评价结果显示,18条支沟中仅有东桐峪的北沟泥石流风险性高,其余均为中等风险级别。这一结果低于传统泥石流风险评价模型的评价结果,是区域内泥石流沟谷中承灾体主动或被动抵抗泥石流危害能力的体现。     

泥石流浆体与大颗粒冲击力特征的试验研究

开展了密度为1 400～2 200 kg/m3的泥石流浆体、浆体与大颗粒混合流体的冲击力试验,获取了流速为2.8～4.9 m/s条件下31组冲击力试验数据。采用小波分析方法有效地去除了冲击力数据中的噪声信号,依据离散傅里叶变换（FFT）为基础的频谱分析结果,将低频泥石流浆体冲击和高频大颗粒冲击的临界频率值界定为2 Hz,实现了浆体和大颗粒冲击信号的分离。目前水动力学公式中待定系数α缺乏统一的确定方法,以不同地区157组泥石流观测和试验数据为基础,建立了待定系数?与流体Fr数的幂函数关系,形成可表征不同流态,且弱化尺度效应的浆体动压力计算公式。与泥石流浆体平滑信号相比,大颗粒冲击压力具有一定随机性。泥石流大颗粒冲击次数与频率随大颗粒的质量比增加而增大,其质量比从0.05增至0.21时,冲击总次数从1 305次增至2 838次,冲击频率从82次/s增至195次/s,且龙头段大颗粒的冲击频率高于后续泥石流体。测得大颗粒的压力约为60 kPa,是相同密度和流速下浆体动压力的3倍。随着大颗粒比例的增加,上部1#和2#传感器测得大颗粒冲击频率增加量明显高于下部3#～6#。说明随着流体中大颗粒比例上升,颗粒物质多集中于泥石流上部或表层运动,也佐证了泥石流运动中大颗粒多集中在龙头顶部的认识。对大颗粒和浆体冲击规律的分析可为固液两相流运动机制研究和防治工程设计以及承灾体易损性定量评估提供合理参数。     

泥石流防治工程经济效益评价研究

地质灾害防治工程可行性研究报告需要编写经济社会、环境效益综合评价。目前我国几百个泥石流防治工程及三峡水库区200多滑坡治理工程的可行性研究报告，均为定性的简单叙述，将灾害体危害范围内的承灾体价值总量作为经济效益，不能充分说明防治工程的重要性，提供了错误的决策依据。针对上述问题，文章研究了泥石流防治工程经济效益定量化评估模型和评估方法。为地质灾害设计单位使用，提高地质灾害防治工程可行性研究水平。泥石流防治中工种经济效益为投资者投入资金，灾害防治企业建设防治工程而减少承灾体的最大可能经济损失与投资者投入的资金之比。防治工程资金利税率=地质灾害最大可能经济损失-防治资金投入／防治资金收入；防治工程直接经济效益：最大可能经济损失-防治资金投入；投入产出比=防治资金投入：最大可能经济损失。泥石流防治工程经济效益评价方法第一步进行泥石流危害范围内的承灾体调查。第二步进行泥石流防治工程经济效益评价。其内容包括：防治工程概况；经济评价基本数据；经济效益计算；经济效益评价。该文以湖南省郴州市北湖区南溪泥石流为案例，进行了经济效益评价。     

三峡库区沿江城镇地质灾害风险评价——以重庆市万州区大周镇为例

针对三峡水利枢纽工程建成蓄水后,涉水新型城镇建设面临的地质灾害及其风险定量评价难问题,在地质灾害精细化调查基础上,以重庆市万州区大周镇集镇区为例,通过分析计算地质灾害的发育特征、稳定性和危害性,构建了基于斜坡单元的危险性评价和基于危险源分析的承灾体易损性评价的城镇尺度地质灾害风险评价框架。定量计算不同重现期降雨极值情景下的斜坡稳定性和不同灾害强度下承灾体易损性,实现了库区集镇区地质灾害风险评价; 基于社会经济发展和地质灾害风险现状分析,提出了大周镇集镇区国土空间规划建议。地质灾害风险评价结果对制定地方发展规划具有指导意义,评价方法对同类沿江城镇地质灾害风险评价具有参考价值。     

重庆市万州区戴家岩危岩灾害风险分析

万州区是三峡库区内危岩发育较为典型的地区。文章以戴家岩危岩为例,提出了适用于危岩的风险评价模型,并结合防治规划,提出了危岩灾害风险管理对策建议。首先根据危岩可能的破坏模式,将危岩分为滑塌式危岩、坠落式危岩和倾倒式危岩三类,然后选取天然、暴雨及暴雨加地震三种工况分别计算危岩在各工况下的稳定性,从而找出最危险工况并得到该工况条件下危岩的破坏概率,再结合危岩强度对危岩进行危险性评价。研究区的承灾体分类主要包括人口和财产两方面,根据承灾体与危岩体的相对空间距离和各危岩强度来确定各承灾体的易损性。最后,将危岩的破坏概率与承灾体的危害度相乘得到危岩破坏的风险结果。     

区域承灾体脆弱性评价指标体系研究

灾害所造成的后果是由致灾环境的危险性和承灾体的脆弱性决定的。承灾体的脆弱性对区域减灾有着极为重要的作用 ,而承灾体脆弱性指标体系的建立则成为区域脆弱性评价的关键。文章确定了承灾体脆弱性评估指标体系的功能及建立原则 ,在前人研究的基础上 ,综合反推法、信息量法等多种方法确定了基于灾前评判的承灾体脆弱性评估指标体系     

邻近输电塔路堑边坡失稳风险定量评估及加固工程设计优化

基于路堑边坡风险评估及管理技术框架,以龙岩市永定大道K0+855～K1+085路堑边坡为例,开展边坡定量风险评估,对边坡开挖及加固两个典型工况的边坡破坏概率、灾害到达承灾体概率、承灾体时空概率、承灾体易损性、承灾体财产价值等关键参量进行分析及计算,从而实现了上述两个工况边坡潜在风险损失的定量估算和比较,验证了边坡加固工程实施的必要性和有效性。因公路拓宽方案变更需求,对该边坡提出多级锚固和抗滑桩两种优化设计方案,并同样实施了这两个方案的定量风险评估及对比分析,研究表明在边坡设计安全系数基本相当的条件下,多级锚固方案具有较低的破坏概率和较少的潜在财产损失,为优选变更方案。本文研究提出了一套完整的边坡定量风险评估技术方案,并例证了该技术方案可以在设计阶段预测边坡风险状态及估算潜在风险损失,体现了风险防控对策的科学性和前瞻性,实现从源头控制风险的目标。     

三峡库区地质灾害易损性模糊综合评价

地质灾害是灾害危险性对承灾体易损性综合作用的结果,减灾应从减少地质灾害的发生频率和降低其易损性入手,限于目前的科学水平,人们难以改变地质灾害的发生过程,那么降低地质灾害易损性就成为减灾的重要措施,因此进行灾害易损性评价就显得尤为重要。本文以三峡库区为研究区,选取人口密度、国内生产总值密度等指标,运用模糊综合评判对其进行了定量评估。由于各指标因子在地质灾害易损性中的作用具有模糊性,因此运用模糊模型进行评价具有一定的意义。将库区地质灾害易损性程度划分为4个等级,研究结果表明,三峡库区地质灾害易损性程度总体较高。易损度较高的地区应强化减灾意识、调整人口结构以及加大防灾投入,以降低本地区的地质灾害易损性。