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中圖分類號 U456.33 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104(2008)04-0028-07
地面沉降是在自然和人為因素作用下，由于地殼表層土體壓縮而導(dǎo)致區(qū)域性地面標(biāo)高降低的 一種緩變性地質(zhì)災(zāi)害，是一種不可補償?shù)挠谰眯原h(huán)境和資源損失，是地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)破壞所導(dǎo) 致的惡果［1］。國內(nèi)外對地面沉降的研究主要集中在成因分析、監(jiān)測方法、經(jīng)濟損 失評估、時空分布、預(yù)測、危害及防治對策等領(lǐng)域［2～7］。有些學(xué)者對地面沉降危 險性分級標(biāo)準進行了探討［8～9］；部分學(xué)者采用模糊數(shù)學(xué)層次分析法和相應(yīng)的指標(biāo) 體系對廣州市地面沉降危險性進行了評價［10］；Ki-Dong Kim等運用GIS技術(shù)［ 11］評估了廢棄地下煤礦的地面沉降危害性；魏風(fēng)華［12］進行了河北省唐山市地 面沉降危險性區(qū)劃和地面沉降物質(zhì)財富風(fēng)險區(qū)劃研究。然而，地面沉降災(zāi)害風(fēng)險評估與區(qū)劃 尚無成熟先例。地面沉降災(zāi)害風(fēng)險是地面沉降對人類社會及其生存環(huán)境所造成危害或不利影 響的可能性及不確定性的描述。為了對地面沉降災(zāi)害風(fēng)險進行有效管理，減小損失發(fā)生的影 響，必須進行地面沉降災(zāi)害風(fēng)險評估與區(qū)劃。天津市是我國地面沉降比較嚴重的區(qū)域之一， 地面沉降給天津市造成了多方面的危害，如建筑物下沉變形、開裂乃至破壞；市政給排水管 線的破壞；海水倒灌造成的地下水質(zhì)破壞；地面標(biāo)高損失，風(fēng)暴潮災(zāi)害加劇；河流泄洪能力 的喪失；土壤的鹽漬化等。研究區(qū)人口密集、經(jīng)濟發(fā)達，地面沉降嚴重，并具備比較完整的 監(jiān)測數(shù)據(jù)。因此，選擇該區(qū)域進行地面沉降災(zāi)害風(fēng)險評估與區(qū)劃具有較大的理論與實踐 意義。
1 研究區(qū)概況
天津市位于九河下梢，渤海灣西岸。整個天津和鄰近地區(qū)處于華北斷塊盤地的東北部，從構(gòu) 造分區(qū)上看西部為滄東隆起的一部分，東部則包括了黃驊凹陷的一大部分，由古近紀以前的 沉積巖層和古老的結(jié)晶基底，組成了本區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造基礎(chǔ)，長期以來緩慢下降，沉積了巨厚 的松散沉積物。
研究區(qū)包括天津市和平、河?xùn)|、河西、南開、河北和紅橋市內(nèi)六區(qū)，以及東麗、西青、津南 和北辰四區(qū)，總面積2 054.01km2(見圖1)。2005年底，總?cè)丝?18.96萬人 ，地區(qū)生產(chǎn)總值760.30億元［13］。
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，由于過量開采地下流體資源，地面沉降已經(jīng)成為研究區(qū)最為嚴重 的災(zāi)害之一，該區(qū)域1985-2005年累計地面沉降量最大達2.93m；累計地面沉降量超過1 000mm 的面積達623.88km2，占總面積的
30.37%；1985-2005年平均地面沉降速率為29.99mm 天津市控制地面沉降工作辦公室.1986-2006天津市地面沉降年報。。
2 研究方法
2.1 自然災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)法
自然災(zāi)害系指自然變異超過一定的程度，對人類和社會經(jīng)濟造成損失的事件。自然災(zāi)害風(fēng)險 指未來若干年內(nèi)可能達到的災(zāi)害程度及其發(fā)生的可能性。自然災(zāi)害風(fēng)險評估（Risk Assessm ent of Natural Disaster）是指通過風(fēng)險分析的手段或觀察外表法，對尚未發(fā)生的自然災(zāi) 害之致災(zāi)因子強度、潛在受災(zāi)程度,進行評定和估計，是風(fēng)險分析技術(shù)在自然災(zāi)害學(xué)中的應(yīng) 用［14］。
胡蓓蓓等：天津市區(qū)及近郊區(qū)地面沉降災(zāi)害風(fēng)險評估與區(qū)劃中國人口•資源與環(huán)境 2008年 第4期[HT] 一定區(qū)域自然災(zāi)害風(fēng)險是由自然災(zāi)害危險性(hazard)、承災(zāi)體的易損性(vulnerability)兩 個因素相互綜合作用而形成的［15］。近年來，一些學(xué)者認為防災(zāi)減災(zāi)能力(emergen cy response & recovery capability)也是制約和影響自然災(zāi)害風(fēng)險的因素［16～17］ 。
自然災(zāi)害危險性，是指造成災(zāi)害的自然變異的程度，主要是由災(zāi)變活動規(guī)模(強度)和活動頻 次(概率)決定的。一般災(zāi)變強度越大，頻次越高，災(zāi)害所造成的破壞損失越嚴重，災(zāi)害的風(fēng) 險也越大。承災(zāi)體的易損性，是指在給定危險地區(qū)存在的所有任何財產(chǎn)由于潛在的危險因素 而造成的傷害或損失程度，其綜合反映了自然災(zāi)害的損失程度。一般承災(zāi)體易損性愈低，災(zāi) 害損失愈小，災(zāi)害風(fēng)險也愈小。防災(zāi)減災(zāi)能力表示受災(zāi)區(qū)在長期和短期內(nèi)能夠從災(zāi)害中恢復(fù) 的程度，包括應(yīng)急管理能力、減災(zāi)投入、資源準備等，一般分為工程性防災(zāi)減災(zāi)措施和非工 程性防災(zāi)減災(zāi)措施。防災(zāi)減災(zāi)能力越高，可能遭受潛在損失就越小，災(zāi)害風(fēng)險越?。?8 ］。
基于以上認識，自然災(zāi)害風(fēng)險數(shù)學(xué)計算公式為：
式中：Dr-災(zāi)害風(fēng)險；H-危險性；V-易損性；R-防災(zāi)減災(zāi)能力。
2.2 GIS空間分析方法
主要運用ArcGIS空間分析中的內(nèi)插分析、重分類和柵格運算等。內(nèi)插分析（Interpolate to
Raster）對矢量點數(shù)據(jù)進行內(nèi)插產(chǎn)生柵格數(shù)據(jù)，每個柵格的值根據(jù)其周圍（搜索范圍）的 點的值計算。ArcGIS柵格分析模塊中，通過柵格插值運算生成表面主要有三種實現(xiàn)方式：反 距離權(quán)重插值（IDW）、樣條函數(shù)插值（Spline）和克里克插值（Kriging）。重分類（Recl assify）即基于原有數(shù)值，對原有數(shù)值重新進行分類整理從而得到一組新值并輸出；重分類 一般包括新值替代、舊值合并、重新分類和空值設(shè)置四種基本類型。柵格運算（Raster Cal culator）指兩個以上層面的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)以某種函數(shù)關(guān)系作為復(fù)合分析的依據(jù)進行逐網(wǎng)格 運算，從而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的過程。對多個柵格數(shù)據(jù)進行運算，常用于綜合評價 ［19］。國外學(xué)者利用GIS空間分析方法對地面沉降災(zāi)害時空變化進行了科學(xué)預(yù)測［2 0］，Ki-Dong Kim等［11］利用該方法對廢棄地下煤礦的地面沉降危害進行了可靠 評估，本研究將借鑒他們的成功經(jīng)驗首次對地面沉降災(zāi)害風(fēng)險進行評估與區(qū)劃。
2.3 加權(quán)綜合評價法(WCA)
加權(quán)綜合評價法綜合考慮了各個因子對總體對象的影響程度，是把各個具體的指標(biāo)的優(yōu)劣綜 合起來，用一個數(shù)量化指標(biāo)加以集中，表示整個評價對象的優(yōu)劣，因此，這種方法特別適合 于對技術(shù)、決策或方案，進行綜合分析評價和優(yōu)選，是目前最為常用的計算方法之一［ 17,18］，計算公式為：
式中：Vj是評價因子的總值；Wi是指標(biāo)i的權(quán)重；Dij是對于因子j的指標(biāo)i的歸一 化值；n是評價指標(biāo)個數(shù)。
3 地面沉降災(zāi)害風(fēng)險評價指標(biāo)體系
3.1 地面沉降災(zāi)害系統(tǒng)模式的構(gòu)建
基于自然災(zāi)害系統(tǒng)理論［21］，區(qū)域自然災(zāi)害系統(tǒng)是由孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因 子和承災(zāi) 體共同組成的地球表層異變系統(tǒng)，災(zāi)情是這個系統(tǒng)中各子系統(tǒng)相互作用的結(jié)果（見圖2）。
地面沉降孕災(zāi)環(huán)境主要受區(qū)域地貌類型、含水巖系、
水文地質(zhì)構(gòu)造條件和地下流體資源等共同影響，這些環(huán)境條件在一定程度上能加強或減弱地面沉降致災(zāi)因子，直接影響災(zāi)情。
地面沉降災(zāi)害影響因素非常復(fù)雜，總體可以歸納為自然和人為兩大因素。自然因素中， 包括 構(gòu)造活動引起的沉降、軟弱土層形成的沉降以及地震活動等引起的沉降；人為因素中，過量 開采地下流體資源以及大規(guī)模的工程建設(shè)等均可引起地面沉降。許多研究表明，天津地區(qū)地 面沉降最主要的致災(zāi)因子是過量開采地下流體資源和現(xiàn)代構(gòu)造沉降［2,22］。
地面沉降災(zāi)害承災(zāi)體主要包括地面沉降影響地區(qū)的建筑物、地面標(biāo)高、市政給排水管線等生 命線工程和人口等，他們的數(shù)量和質(zhì)量（脆弱性強度）是地面沉降成災(zāi)的重要因素。
地面沉降災(zāi)害災(zāi)情是地面沉降致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體相互綜合作用的產(chǎn)物，主要包括 建筑物下沉變形、市政給排水管線受損等生命線工程受損，以及由其間接導(dǎo)致的風(fēng)暴潮災(zāi)害 加劇、土壤鹽漬化、地下水質(zhì)破壞和洪澇加劇等。
3.2 地面沉降災(zāi)害風(fēng)險評價指標(biāo)體系的建立
從系統(tǒng)論觀點出發(fā)，根據(jù)自然災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)法的理論，遵循科學(xué)性、綜合性、主導(dǎo)性、層次 性、動態(tài)性和可操作性原則，地面沉降災(zāi)害風(fēng)險指標(biāo)體系包括危險性、易損性和防災(zāi)減災(zāi)能 力三個因素，在此基礎(chǔ)上根據(jù)地面沉降災(zāi)害的特點確定因子層。
與地震等突發(fā)性災(zāi)害不同，地面沉降是緩發(fā)性并逐年累積的，因此累計地面沉降量是反映地 面沉降危險性的主要指標(biāo)。此外，有些學(xué)者還用地面沉降速率來劃分地面沉降危險性［ 9,12］。1986年以來，天津市通過控制淺層地下水開采量、調(diào)整開采層位和人工回灌等措 施，地面沉降趨勢得以緩解；因此，年代越近的地面沉降速率越能反映地面沉降發(fā)展趨勢 。為了反映地面沉降未來發(fā)展趨勢，我們對1985-1990年、1990-1995年、1995-2000年 和200 0-2005年的地面沉降速率進行加權(quán)求和計算出加權(quán)算術(shù)平均速率，采用特爾斐法確定其權(quán)重 依次為0.1、0.2、0.3和0.4。此外，由于地下水開采是研究區(qū)地面沉降最主要的致災(zāi)因子， 雖然近年來研究區(qū)逐年壓減地下水開采量，但是由于生產(chǎn)生活需要，在一定時期內(nèi)研究區(qū)仍 將開采地下水，因此，地下水開采強度也是研究區(qū)地面沉降危險性的一個重要指標(biāo)。
一般認為社會經(jīng)濟條件可以定性反映區(qū)域的災(zāi)損敏度，即易損性的高低。社會經(jīng)濟發(fā)達的地 區(qū)，人口、城鎮(zhèn)密集，產(chǎn)業(yè)活動頻繁，承災(zāi)體的數(shù)量多、密度大、價值高，遭受災(zāi)害時人員 傷亡和經(jīng)濟損失就大。值得注意的是，社會經(jīng)濟條件較好的地區(qū)，區(qū)域承災(zāi)能力相對較強， 相對損失率較低，但區(qū)域絕對損失率和損失密度都不會因此而降低。同樣等級的災(zāi)害，發(fā)生 在經(jīng)濟發(fā)達、人口密布的地區(qū)可能造成的損失往往要比發(fā)生在經(jīng)濟落后、人口稀少的地區(qū)大 得多。社會經(jīng)濟易損性分析一般以一定行政單元為基礎(chǔ)，從而可直接利用各類統(tǒng)計報表與年 鑒［23］。由地面沉降災(zāi)害系統(tǒng)模式可知，地面沉降災(zāi)害主要承災(zāi)體是建筑物、市政 給排水管線等生命線工程、地面標(biāo)高等，地面沉降對這些承災(zāi)體造成的破壞和損失，會直接 或間接影響到區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生產(chǎn)生活；因此，本文選取了人口密度、單位面積GD P及建設(shè)用地比重三個因子來反映地面沉降災(zāi)害易損性。
天津市控沉工作主要圍繞監(jiān)測和壓縮地下水開采量展開，因此，每平方公里水準測量公里數(shù) 和地下水壓采量占開采量的比重是影響防災(zāi)減災(zāi)能力的兩個主要因子；此外，隨著一個區(qū)域 城市化水平的提高，區(qū)域人口素質(zhì)、文明程度、居民防災(zāi)減災(zāi)意識、區(qū)域科研水平、經(jīng)濟發(fā) 展水平以及政府執(zhí)政管理能力等都會相對提高，區(qū)域總體防災(zāi)減災(zāi)能力也將隨之提高，因此 ，在一定程度上城市化水平也能反映區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)能力。
具體評價指標(biāo)體系及其權(quán)重見表1，各因子的權(quán)重利用特爾斐法確定。
3.3 指標(biāo)的量化
地面沉降災(zāi)害風(fēng)險評價的目標(biāo)集分為5級，即低級、較低級、中等級、較高級和高級。評價 指標(biāo)是數(shù)學(xué)模型中的變量，必須量化。因此，表1中的指標(biāo)應(yīng)進行無量綱處理和定量轉(zhuǎn)化。首先根據(jù)對地面沉降災(zāi)害風(fēng)險的貢獻率大小，在Spatial Analyst中選擇Reclassify進行重 新分類，將每個指標(biāo)分為1、2、3、4和5五等，分別對應(yīng)的風(fēng)險等級為低級、較低級、中等級、較高級和高級（見表2）。如將累計地面沉降量分為＜300mm、300～600mm、600～900mm、900～1 200mm和＞1 200mm 5個 等級，當(dāng)某個評價單元累計地面沉降量為＜300mm時，即重新分類 后 的取值為1，該指標(biāo)對應(yīng)的地面沉降風(fēng)險性評價目標(biāo)是低級；當(dāng)某個評價單元累計地面沉降 量為＞1 200mm時，即重新分類后的取值為5，該指標(biāo)對應(yīng)的地面沉降風(fēng)險性評價目標(biāo)是高級 ；其他依此類推。
3.4 數(shù)據(jù)來源
天津市自1986年開始實施三年一期的控沉措施，并在國家原有高程控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上逐年增設(shè) 水準測量點，現(xiàn)已形成覆蓋全市范圍的地面沉降水準測量網(wǎng)。截至2006年11月，全市范圍 內(nèi)共有一等水準測量路線1 520.2km，二等水準測量路線4 855km，共有2 003個水準測 量點①。本文選 取19 85－2005年天津市水準測量點監(jiān)測數(shù)據(jù)，計算得到每個監(jiān)測點的累計地面沉降量和地面沉降 速 率，并利用ArcGIS9.1 中Spline插值法進行空間插值，柵格單元大小為200m×200m，地下水 開采強度由1985-2005年地下水開采量計算整理所得；按區(qū)統(tǒng)計的人口、經(jīng)濟數(shù)據(jù)根據(jù)《天 津市統(tǒng)計年鑒》相關(guān)數(shù)據(jù)整理計算所得［13］；按區(qū)統(tǒng)計的建設(shè)用地面積來自《天津 市土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)匯編》②；防災(zāi)減災(zāi)能力由截至2005年底水準測量數(shù)據(jù)和1985-2005年地下水 開采量計算整理所得。為保證良好的空間重合性，各評價因子數(shù)據(jù)圖均在濱海新區(qū)地形圖的 基礎(chǔ)上進行數(shù)字化，形成統(tǒng)一的坐標(biāo)系和投影系統(tǒng)。由于GIS空間分析功能采用柵格數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)各種代數(shù)和邏輯運算［24］，因此本文利用ArcGIS中F eatures to Raster功能將數(shù)字化后的矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)。
4 天津市區(qū)及近郊區(qū)地面沉降災(zāi)害風(fēng)險評估與區(qū) 劃
對于地面沉降災(zāi)害風(fēng)險的評估應(yīng)當(dāng)遵循地面沉降災(zāi)害的形成機制，結(jié)合GIS技術(shù)分別對 形成 地面沉降風(fēng)險的3個因子――危險性、易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力進行分析。首先利用ArcGIS的 空間分析方法對各個因素的因子進行疊加分析，得到地面沉降災(zāi)害危險性、易損性和防災(zāi)減 災(zāi)能力分區(qū)圖（圖3～圖5）；在此基礎(chǔ)上，采用加權(quán)綜合評價法(WCA)，通過柵格運算得到 地面沉降災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃圖(見圖6)。
4.1 天津市區(qū)及近郊區(qū)地面沉降災(zāi)害危險性、易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力
綜合考慮了1985-2005年累計地面沉降量、地面沉降速率和地下水開采強度得到 天津市區(qū)及 近郊區(qū)地面沉降危險性分區(qū)圖（見圖3），由圖3可知：天津市區(qū)及近郊區(qū)地面沉降高危 險區(qū)和較高危險區(qū)主要位于津南區(qū)和西青區(qū)，低危險區(qū)和較低危險區(qū)主要位于市內(nèi)六區(qū)和東 麗區(qū)， 1985年之前地面沉降嚴重的市內(nèi)六區(qū)情況逐漸好轉(zhuǎn)，市區(qū)地面沉降漏斗逐漸消失，初步分析 其原因主要是1986年至今市區(qū)采取了大量壓縮地下水開采量等措施，多年來中心市區(qū)地下水 開采量維持在較低水平，地下水開采量已經(jīng)低于可開采量；而津南區(qū)和西青區(qū)地面沉降危險 性大主要原因是地下水開采以及地?zé)岽笠?guī)模的開發(fā)利用。目前，津南區(qū)主要沉降漏斗分布 于咸水沽鎮(zhèn)、津南經(jīng)濟開發(fā)區(qū)至葛沽鎮(zhèn)一帶，基本與圖中津南區(qū)高危險區(qū)分布一致；西青區(qū) 主要沉降漏斗分布于楊柳青鎮(zhèn)、辛口鎮(zhèn)、張家窩鎮(zhèn)、南河鎮(zhèn)和大寺鎮(zhèn)，基本與圖中西青區(qū) 高危險區(qū)分布一致。
綜合考慮人口密度、地均GDP和建設(shè)用地比重得到天津市區(qū)及近郊區(qū)地面沉降易損性分 布圖（見圖4），由圖4可知：總體來說，市區(qū)的易損性比近郊區(qū)大，因為市區(qū)承災(zāi)體的數(shù)量 多 、密度大、價值高，一旦地面沉降達到一定程度導(dǎo)致建筑物倒坍、生命線中斷等災(zāi)難時人員 傷亡和經(jīng)濟損失就大。其中高易損區(qū)為市中心的和平區(qū)，低易損區(qū)為北辰區(qū)和西青區(qū)。和平 區(qū)是天津市經(jīng)濟最發(fā)達、人口最密集、商業(yè)最繁榮的區(qū)，2005年和平區(qū)的人口密度達43 845 人/km2，單位面積生產(chǎn)總值59 379.69萬元/km2；而北辰區(qū)和西青區(qū)相對來說人口稀疏 、經(jīng)濟落后 ，西青區(qū)是研究區(qū)人口最稀疏的區(qū)，人口密度為556人/km2，北辰區(qū)是研究區(qū)建設(shè)用地比 重最低的區(qū)，其比重為32.87%。
單位面積生產(chǎn)總值綜合考慮每平方公里水準測量公里數(shù)、地下水壓采量占開 采量的比重和城市化水平得到天
津市區(qū)及近郊區(qū)地面沉降防災(zāi)減災(zāi)能力分區(qū)圖（見圖5），由圖5可知：總體來說市區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能 力強于近郊區(qū)，這與研究區(qū)實際控沉工作相符；此外，隨著城市化水平的提高，相對來說， 市區(qū)人口素質(zhì)高、防災(zāi)減災(zāi)意識強、政府管理能力強，并且財政收入高，防災(zāi)減災(zāi)有充足的 資金保證。
4.2 天津市區(qū)及近郊區(qū)地面沉降災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃
根據(jù)自然災(zāi)害風(fēng)險數(shù)學(xué)計算公式和表1中的指標(biāo)體系和權(quán)重，計算了天津市區(qū)及近郊區(qū)地面 沉降災(zāi)害系統(tǒng)的風(fēng)險度，應(yīng)用GIS技術(shù)，編制了天津市區(qū)及近郊區(qū)地面沉降災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃圖 （見圖6），并對地面沉降災(zāi)害風(fēng)險進行了分析。綜合考慮各因子指數(shù)編制的地面沉降災(zāi)害 風(fēng) 險分布有以下特點：津南區(qū)咸水沽鎮(zhèn)、雙河鎮(zhèn)和葛沽鎮(zhèn)等地遭受地面沉降災(zāi)害的風(fēng)險最 大，應(yīng)該加強防御；地面沉降災(zāi)害風(fēng)險次高值主要分布在津南區(qū)最高值的及西青區(qū)的楊 柳青鎮(zhèn)、辛口鎮(zhèn)、張家窩鎮(zhèn)、南河鎮(zhèn)，這些區(qū)域地面沉降災(zāi)害危險性大，防災(zāi)減災(zāi)能力較弱 ，因此地面沉降災(zāi)害風(fēng)險較大；東麗區(qū)東北部和北辰區(qū)東北部是研究區(qū)地面沉降災(zāi)害風(fēng)險度 最小的區(qū)域，這些區(qū)域地面沉降危險性較小，人口相對較少、經(jīng)濟相對落后，因此風(fēng) 險度最小。
5 結(jié) 論
綜合考慮危險性、易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力，形成了一套基于GIS的從數(shù)據(jù)采集空間屬性數(shù) 據(jù)庫建立指標(biāo)體系選擇評價分析地面沉降災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃的技術(shù)路線和方法體系；構(gòu)建 了地面沉降災(zāi)害系統(tǒng)模式；建立了地面沉降災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃的基本評價指標(biāo)體系，并提出了其 數(shù)量化方法。以天津市區(qū)及近郊區(qū)為研究區(qū)，構(gòu)建了與地面沉降災(zāi)害相關(guān)的1:1 000 000比 例 尺空間圖形數(shù)據(jù)庫；以200m×200m的區(qū)劃單元對地面沉降風(fēng)險進行了空間分析，最終編制了 研究區(qū)的地面沉降災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃圖。
地面沉降危險性評價表明，高危險區(qū)主要位于津南區(qū)和西青區(qū)；易損性評估表明，高易損區(qū) 主要位于和平區(qū)；防災(zāi)減災(zāi)能力評價表明，市區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力相對較強，而近郊區(qū)相對較弱 ；風(fēng)險區(qū)劃表明高風(fēng)險區(qū)主要位于津南區(qū)咸水沽鎮(zhèn)、雙河鎮(zhèn)和葛沽鎮(zhèn)等地。由研究結(jié)果可 以看出，目前津南區(qū)和西青區(qū)應(yīng)該成為天津市區(qū)及近郊區(qū)地面沉降災(zāi)害防御的重點。
本研究主要是用來為天津市區(qū)及近郊區(qū)政府機構(gòu)制定資源分配、制定高級防御管理計劃決策 、提高公眾對地面沉降災(zāi)害成因和控制方法的認識等提供幫助。但由于資料和水平有限，難 免有考慮不足之處。
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中圖分類號：F407.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、前言
目前我國有許多方法可以進行地質(zhì)災(zāi)害評價,在傳統(tǒng)的成因機理分析和統(tǒng)計分析方法外,破壞損失評價、危險性評價、風(fēng)險性評價、防治工程效益評價等方法也是進行地質(zhì)災(zāi)害評價的主要方法。地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價的應(yīng)用前景良好,其發(fā)展方向也走向評價定量化、綜合化,管理空間化。作為風(fēng)險管理和減災(zāi)管理基礎(chǔ)的風(fēng)險評價,其成果可廣泛的在國土資源規(guī)劃,工程選址,地質(zhì)災(zāi)害方面以及制定救災(zāi)應(yīng)急措施和保護環(huán)境上進行運用。
二、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險定義及其主要特征
目前對災(zāi)害風(fēng)險這一概念有不同的定義和解釋。大部分權(quán)威性辭典的定義為“面臨的傷害和損失的可能性”;“人們在生產(chǎn)勞動和日常生活中,因自然災(zāi)害和意外事故侵襲導(dǎo)致的人身傷亡、財產(chǎn)破壞與利潤損失”。1984年,聯(lián)全國教科文組織UNESCO將其定義為:由于某特定的自然災(zāi)害對經(jīng)濟、社會、人口所可能導(dǎo)致的損失。
基于自然災(zāi)害風(fēng)險的普遍意義和地質(zhì)災(zāi)害減災(zāi)需要,將地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險定義為:地質(zhì)災(zāi)害活動及其對人類造成破壞損失的可能性。它所反映的是發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能機會與破壞損失
程度。
地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險具有一般自然災(zāi)害風(fēng)險的主要特點,主要表現(xiàn)在下述二個方面。
一是風(fēng)險的必然性或普遍性。地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)動力活動、人類社會經(jīng)濟活動相互作用的結(jié)果。由于地球活動不斷進行,人類社會不斷發(fā)展,所以地質(zhì)災(zāi)害將不斷發(fā)生。從這一意義上說,地質(zhì)災(zāi)害乃是一種必然現(xiàn)象或普遍現(xiàn)象。
二是風(fēng)險的不確定性或隨機性。地質(zhì)災(zāi)害雖然是一種必然現(xiàn)象,但由于它的形成和發(fā)展受多種自然條件和社會因素的影響,所以具體某一時間,某一地點,地質(zhì)災(zāi)害事件的發(fā)生仍是隨機的,即在什么時候、什么地點發(fā)生何種強度(或規(guī)模)的災(zāi)害活動,將導(dǎo)致多少人死亡或造成多大損失,都具有很大的不確定性。
地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險特征是構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價理論與方法的基礎(chǔ)或出發(fā)點?；诘刭|(zhì)災(zāi)害風(fēng)險的復(fù)雜性,對地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險認識與評價是一個不斷深化、完善的理論研究與技術(shù)方法的創(chuàng)新過程。
三、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險構(gòu)成與基本要素
地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險程度主要取決于兩方面條件:一是地質(zhì)災(zāi)害活動的動力條件———主要包括地質(zhì)條件(巖土性質(zhì)與結(jié)構(gòu)、活動性構(gòu)造等)、地貌條件(地貌類型、切割程度等)、氣象條件(降水量、暴雨強度等)、人為地質(zhì)動力活動(工程建設(shè)、采礦、耕植、放牧等)。通常情況下,地質(zhì)災(zāi)害活動的動力條件越充分,地質(zhì)災(zāi)害活動越強烈,所造成的破壞損失越嚴重,災(zāi)害風(fēng)險越高。二是人類社會經(jīng)濟易損性,即承災(zāi)區(qū)生命財產(chǎn)和各項經(jīng)濟活動對地質(zhì)災(zāi)害的抵御能力與可恢復(fù)能力,主要包括人口密度及人居環(huán)境、財產(chǎn)價值密度與財產(chǎn)類型、資源豐度與環(huán)境脆弱性等。通常情況下,承災(zāi)區(qū)(地質(zhì)災(zāi)害影響區(qū))的人口密度與工程、財產(chǎn)密度越高,人居環(huán)境和工程、財產(chǎn)對地質(zhì)災(zāi)害的抗御能力以及災(zāi)后重建的可恢復(fù)性越差,生態(tài)環(huán)境越脆弱,遭受地質(zhì)災(zāi)害的破壞越嚴重,所造成的損失越大,地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險越高。上述兩方面條件分別稱為危險性和易損性,它們共同決定了地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險程度。基于此,地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險要素亦由危險性和易損性這兩個要素系列組成。危險性要素系列包括地質(zhì)條件要素、地貌條件要素、氣象條件要素、人為地質(zhì)動力活動要素以及地質(zhì)災(zāi)害密度、規(guī)模、發(fā)生概率(或發(fā)展速率)等要素。易損性要素系列包括人口易損性要素、工程設(shè)施與社會財產(chǎn)易損性要素、經(jīng)濟活動與社會易損性要素、資源與環(huán)境易損性要素。
四、地質(zhì)災(zāi)害的主要評價方法、內(nèi)容及目的
1、成因機理分析評價。以定性地評價地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性和可能活動規(guī)模為目的的成因機理分析評價，主要內(nèi)容是分析歷史地質(zhì)災(zāi)害的形成條件、活動狀況和活動規(guī)律，造成地質(zhì)災(zāi)害的確定因素，以及可能造成地質(zhì)災(zāi)害的因素，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害活動建立模型或者模式。
2、統(tǒng)計分析評價。統(tǒng)計分析評價的目的是對地質(zhì)災(zāi)害危險區(qū)的范圍、規(guī)模、或發(fā)生時間采用模型法或規(guī)律外延法進行評價。其內(nèi)容包括是造成歷史地質(zhì)災(zāi)害原因、災(zāi)害的活動狀況以及活動有何規(guī)律,對地質(zhì)災(zāi)害的活動規(guī)模、頻次、密度進行統(tǒng)計，以及分析地質(zhì)災(zāi)害的主要影響因素,對地質(zhì)災(zāi)害活動建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型或周期性規(guī)律。
3、危險性評價。危險性評價是對以往的地質(zhì)災(zāi)害活動和將來發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的概率進行評價,以及對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時將產(chǎn)生的危險的程度的給予評價。其主要內(nèi)容包括以下兩個方面：
（一）對包括大小、密度、頻次在內(nèi)的以往地質(zhì)災(zāi)害活動的程度進行客觀評價。
（二）對可能影響地質(zhì)災(zāi)害的地形地貌條件、地質(zhì)條件、水文條件、氣候條件、植被條件以及人為活動等地質(zhì)災(zāi)害的可能影響因素進行評價。
4、破壞損失評價。破壞損失評價其目地在于對災(zāi)害的歷史破壞進行評價，并對損失程度以及期望損失程度進行分析。其評價的內(nèi)容主要指以下兩個方面：
（一）在結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害危險性評價和易損性評價的之后，綜合地質(zhì)災(zāi)害活動概率、破壞范圍、危害強度和受災(zāi)體損失等內(nèi)容進行評價。
（二）對由地質(zhì)災(zāi)害帶來的的人口、經(jīng)濟以及資源環(huán)境的破壞損失程度進行評價。
5、風(fēng)險性評價。風(fēng)險性評價包括了危險性評價和易損性評價的全部內(nèi)容,對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率進行分析，并對不同條件下反生的地質(zhì)災(zāi)害可能造成的危害進行分析。風(fēng)險性評價的目的是對發(fā)生在不同條件下的地質(zhì)災(zāi)害給社會帶來的各種危害程度進行評價。
6、防治工程效益評價。不同于以上各種評價方法，防治工程效益評價是評價已選定的防治措施的效果,同時對措施進行經(jīng)濟評價和評價其在技術(shù)上的可行性。優(yōu)化分析多種防治預(yù)案并存的項目,提高防治方案的經(jīng)濟合理程度,使得措施在技術(shù)上可行，達到最優(yōu)化效益。而防治工程效益評價的根本目的是對地質(zhì)災(zāi)害防治措施的效果是否符合經(jīng)濟合理性和科學(xué)性進行評價。
五、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價實施過程以及其評價方法的發(fā)展趨勢分析
1、實施過程分析
一是根據(jù)評價區(qū)具體條件和風(fēng)險評價的目的,建立關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價的評價系統(tǒng),制定風(fēng)險分區(qū)的原則和和評價應(yīng)用方法，建立指標(biāo)體系以及評價模型。
二是對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行全面調(diào)查,并結(jié)合風(fēng)險評價需要進行統(tǒng)計分析,對各種基礎(chǔ)圖件進行編制，建立地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價表。
三是將危險性構(gòu)成、易損性構(gòu)成及防治能力三者結(jié)合,進行危險性分析、易損性分析,并在此基礎(chǔ)上,對期望損失加以分析。
四是對地質(zhì)災(zāi)害可能造成的人口傷亡、經(jīng)濟損失以及資源環(huán)境的破壞綜合進行風(fēng)險評價。
五是對評價區(qū)風(fēng)險的分布特點和形成條件進行分析,在兼顧社會發(fā)展需要的前提下，提出能減少災(zāi)害的建議和對策。
2、發(fā)展趨勢
作為當(dāng)前國際地質(zhì)災(zāi)害研究領(lǐng)域的重點課題——地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價研究,是對地質(zhì)災(zāi)害活動與人類社會關(guān)系進行全面分析、對地質(zhì)災(zāi)害的破壞效應(yīng)定量化評價的關(guān)鍵問題之一。其發(fā)展的基本趨勢是:評價上向定量化,綜合化、管理空間化的方向發(fā)展。主要表現(xiàn)為:
一是由過去的歷史與現(xiàn)狀分析轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)測與研究相結(jié)合的方式。二是從單獨個體分析走向個體與區(qū)域研究相結(jié)合分析。三是由以往的定性分析發(fā)展為定量分析四是將單項要素分析發(fā)展為綜合要素評價。五是風(fēng)險評價與減災(zāi)管理相結(jié)合取代以往單純的風(fēng)險評價理論,風(fēng)險評價與防治不再獨立存在,使得風(fēng)險評價更好的為社會經(jīng)濟建設(shè)和減災(zāi)管理而服務(wù)。
六、結(jié)束語
綜上，地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險評價有利于對環(huán)境進行保護和貫徹我國的可持續(xù)發(fā)展。地質(zhì)災(zāi)害一方面是自然因素導(dǎo)致,另一方面則是由于人類開發(fā)利用資源環(huán)境的不合理性,因此,對資源環(huán)境進行合理開發(fā)利用、避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生或降低地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失是保持國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要方面。因此，應(yīng)該不斷的加強對地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險評價的分析和研究。
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[中圖分類號] P694 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-2-276-2
1 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估研究的意義
①地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估是制定防災(zāi)救災(zāi)和具體安排防災(zāi)減災(zāi)措施的基礎(chǔ)，是政府有關(guān)部門組織安排災(zāi)后救援和分派救援物資的依據(jù)；②我國地域遼闊，自然災(zāi)害種類繁多，進行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估對國民經(jīng)濟發(fā)展布局的調(diào)整具有參考價值，促進國民經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展；③研究建立一套科學(xué)的災(zāi)害評估指標(biāo)體系、標(biāo)準和模式，有利于防災(zāi)減災(zāi)和災(zāi)后重建的科學(xué)化，給政府和各級救災(zāi)部門、災(zāi)后恢復(fù)重建工作的正確決策和規(guī)劃提供科技支持，有利于政府和人民正確認識災(zāi)害、了解災(zāi)情、提高災(zāi)害意識，從而推動社會減災(zāi)事業(yè)的發(fā)展，構(gòu)建和諧社會。
2 方法和技術(shù)路線
2.1 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估理論體系研究
本研究首先搜集國內(nèi)外相關(guān)文獻，進行歸納、整理、閱讀和總結(jié)，分析地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險的國內(nèi)外研究進展，分析地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險研究的發(fā)展趨勢與不足；探討基于GIS技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估理論與方法；重點研究地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估理論體系，從災(zāi)害評估體系的建立、量化，危險性評估建模、易損性分析，到風(fēng)險評估建模方法，為本次研究提供理論依據(jù)。
2.2 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估系統(tǒng)的研發(fā)
基于地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估理論，建立以C#語言和基于AicEngine為開發(fā)平臺的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估示范系統(tǒng)，開發(fā)利用RS技術(shù)獲取地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估所需數(shù)據(jù)、基于GIS技術(shù)獲取和管理數(shù)據(jù)的模塊，從地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估與制圖的流程出發(fā)，進行空間數(shù)據(jù)處理、災(zāi)區(qū)孕災(zāi)環(huán)境專題信息提取、地質(zhì)災(zāi)害時空分布專題信息提取和風(fēng)險評估建模的模塊開發(fā)，構(gòu)建以多源數(shù)據(jù)為核心的災(zāi)害風(fēng)險快速評估應(yīng)用示范系統(tǒng)。
2.3 示范應(yīng)用研究
以"4.14"，玉樹地震為例，對其誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害進行災(zāi)害風(fēng)險評估示范研究，主要包括：
（1）資料收集、整理與分析，研究的資料包括：地震災(zāi)區(qū)的遙感數(shù)據(jù) （TM/ETM+、SPOT、IKONOS、P6，航空影像數(shù)據(jù)）， SRTMDEM數(shù)據(jù)，1：25萬水系數(shù)據(jù)，《中華人民共和國地貌圖集（1：100萬）》的地貌數(shù)據(jù)，《中國地質(zhì)圖1：200萬》的地質(zhì)數(shù)據(jù)，土地利用數(shù)據(jù)，降雨數(shù)據(jù)以及基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)等。
（2）危險性評估指標(biāo)提取與量化。包括災(zāi)區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件分析，評估指標(biāo)體系的建立、提取與量化。評估時，綜合考慮災(zāi)區(qū)地震、地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生過程、發(fā)育環(huán)境等因子，建立玉樹震區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估模型、評估指標(biāo)體系等。
（3）風(fēng)險評估。地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險（Risk）可以表達為危險性（Hazard）和易損性（Vulnerability）乘積。因此，風(fēng)險評估分三步進行，首先是危險性評價，確定可能發(fā)生災(zāi)害的概率，其次是易損性分析，進行承災(zāi)體的識別與易損性評估，最后進行風(fēng)險評估。
3 地理信息系統(tǒng)分析
地理信息系統(tǒng)（簡稱 GIS）和計算機技術(shù)的發(fā)展無疑為地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃研究提供了很好的平臺和技術(shù)支撐。由澳大利亞專家在Caims地區(qū)利用GIS技術(shù)對滑坡風(fēng)險進行評估，把斜坡地質(zhì)災(zāi)害的危險性、易損性、風(fēng)險評價作為一體進行風(fēng)險區(qū)劃研究，并討論了滑坡的危險性、易損性和風(fēng)險性三個定量指標(biāo)的確定方法，得出風(fēng)險等于危險性、易損性和受災(zāi)對象的乘積。這一成果代表了滑坡災(zāi)害及風(fēng)險區(qū)劃制圖技術(shù)應(yīng)用的國際最新水平和發(fā)展方向。自80年代以來，GIS技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害評估預(yù)測研究中得到廣泛的應(yīng)用，基本形成了基于GIS技術(shù)和"多因素綜合預(yù)測法"進行滑坡危險性分區(qū)的研究理念，在方法論上，經(jīng)歷了從定性到定量模型，再發(fā)展到非線性學(xué)科相結(jié)合的過程，提出了各種針對不同地質(zhì)災(zāi)害研究的數(shù)學(xué)模型，諸如：多元回歸法、模糊綜合評判法、神經(jīng)網(wǎng)路、支持向量機等方法對滑坡產(chǎn)生的危險性進行了有益的研究。
基于GIS技術(shù)進行的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃研究與地質(zhì)災(zāi)害的研究是分不開的。國外對地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃的研究始于上世紀中期，如：60年代末，美國專家在加里福利亞州，利用"滑坡敏感性預(yù)測方法"對該行政區(qū)的斜坡進行危險性分區(qū)研究（殷坤龍等，2000）。
中圖分類號：P426.616 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）2-0001-04
1 引言
洪災(zāi)指在自然和人為條件下，降水達到一定強度，引起陸地水域匯流量驟增，導(dǎo)致堤壩漫溢或潰決，在短期內(nèi)因高強度突變引發(fā)成災(zāi)的客觀自然事件[1]。我國是一個多山地的國家，有69%國土面積屬于山地、丘陵、高原地形。在我國每年因洪災(zāi)造成的人民生命損失和社會經(jīng)濟財產(chǎn)損失不計其數(shù)，據(jù)中國國家防總數(shù)據(jù)顯示，截至2016年7月3日，該年全國已有26個省（區(qū)、市）1192個縣遭受洪澇災(zāi)害，農(nóng)作物受災(zāi)面積294.2萬hm2，受災(zāi)人口3282萬人，緊急轉(zhuǎn)移148萬人，因災(zāi)死亡186人、失蹤45人，倒塌房屋5.6萬間，直接經(jīng)濟損失約506億元。國內(nèi)外不同學(xué)者針對不同的洪災(zāi)研究方向和洪災(zāi)研究尺度，選用了不同的指標(biāo)體系對洪災(zāi)危險性進行評價。如許小華（2015）選取高程、坡度、河網(wǎng)密度、土地利用等指標(biāo)對江西省山洪災(zāi)害危險性進行研究[2]；李謝輝等（2013）從歷史洪災(zāi)、降水、地形、土壤、水系等方面對河南省洪災(zāi)風(fēng)險危險性進行區(qū)劃研究[3]；王一秋等（2010）選取降水、水系、地形、人口、GDP和播種面積等對太湖流域江蘇片區(qū)洪災(zāi)進行研究[4]；孫欣等（2014）選取坡度、起伏度、匯流量、植被覆蓋率、房屋、道路、暴雨量、年均降水量等因子分析安瀾鎮(zhèn)山洪災(zāi)害 [5]。綜合來看，相關(guān)學(xué)者選取的指標(biāo)均是靜態(tài)的，均是從靜態(tài)的角度分析各指標(biāo)因子所起的綜合作用，但洪災(zāi)的形成尤其是山區(qū)洪災(zāi)的致災(zāi)過程是動態(tài)性的，因此，構(gòu)建的危險評價指標(biāo)不僅要包括較全面的靜態(tài)性，而且要能體現(xiàn)洪災(zāi)的動態(tài)特性。
以山區(qū)縣域作為研究尺度，針對山區(qū)縣域洪災(zāi)孕災(zāi)敏感性和致災(zāi)動態(tài)性特征，從地形地貌、氣象水文、下墊面和人類活動等方面遴選縣域洪災(zāi)危險評價的動態(tài)指標(biāo)，根據(jù)降雨-匯流-洪水量（位）之間的動態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建洪災(zāi)危險評價的動態(tài)指標(biāo)，由此建立包含靜態(tài)和動態(tài)相結(jié)合的綜合評價指標(biāo)體系。在此基礎(chǔ)上，詳細分析了各指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取方法并將山區(qū)縣域洪災(zāi)劃分為高、中、低、微危險4個等級，構(gòu)建的指標(biāo)體系可運用于山區(qū)縣域的洪災(zāi)危險綜合評價。
2 洪災(zāi)影響因素分析
洪災(zāi)的孕育與形成由多方面因素綜合導(dǎo)致[5～8]，根據(jù)其成因可將其分為地形地貌、氣象水文、下墊面和人類活動等四個方面因素。
2.1 地形地貌因素
地形地貌是一個地區(qū)的地表形態(tài)，它反映區(qū)域內(nèi)的宏觀地勢起伏情況。地形地貌通過影響降雨的匯流速度與時間，從而影響洪災(zāi)的危險性。在縣域尺度主要體現(xiàn)在坡度、起伏度和微地貌類型。
坡度表征地勢的陡緩程度，坡度值越大，地勢越陡峭，降雨發(fā)生時在陡峭的地勢上流速增加，從而雨水匯流時間減少，增加洪災(zāi)的危險性；起伏度主要反映一定區(qū)域內(nèi)的地勢起伏狀況，是一定范圍內(nèi)高程的閾值，同一個地區(qū)由于選取的范圍不同，其起伏度數(shù)值也會有所差異。起伏度越大地表水流速度越大，并且在低地勢處形成匯積，達到一定水量后又向更低的地勢處匯流，最終形成洪水；微地貌是相對宏觀地形地貌來講的，主要體現(xiàn)為較微小地貌的差異，一般來說不同的微地貌類型對雨水的匯積作用不同，因此其危險性也存在差異。
2.2 氣象水文因素
氣象水文條件是洪災(zāi)發(fā)生的直接因素，降雨形成徑流在地表匯流累積，最終匯入水系中并與其共同形成洪水。其對洪災(zāi)的影響主要體現(xiàn)在降雨量、河網(wǎng)密度、匯流累積量和降雨強度。
降雨量決定了河流的匯流累積量，當(dāng)降雨量越大，匯流量也相應(yīng)越多，洪災(zāi)的危險程度也越高[5，8]；河網(wǎng)密度是研究區(qū)內(nèi)河流長度與區(qū)域面積的比值，其數(shù)值反映河流的密集程度，對于河網(wǎng)越密集的區(qū)域，雨水越容易匯集，且易發(fā)生漲洪現(xiàn)象，由此洪災(zāi)危險性越高；匯流累積量的大小反映了地表徑流形成的難易程度以及水量的大小。匯流累積量越大，則表示越容易形成地表徑流，水量也相應(yīng)較大，并使洪災(zāi)危險性變得越嚴重；降雨強度是一定時間內(nèi)降雨量的大小，它作為一個動態(tài)因子，直接影響匯流累積量。伴隨著降雨強度的增加，匯流累積量也相應(yīng)增大，由此造成洪災(zāi)的危險性也相應(yīng)增高。由于匯流累積量和降雨量均是隨時間變化的動態(tài)性因素，同時單位時間降雨量對匯流累積量也有較大影響，即降雨強度影響匯流累積量，因此將匯流累積量和降雨強度同時作為動態(tài)因子用于評價縣域洪災(zāi)危險性。
2.3 下墊面因素
影響洪災(zāi)的下墊面因素主要包括植被和土壤。降雨落到地面，地面的物質(zhì)組成決定了地表徑流的形成速度和徑流量大小，從而導(dǎo)致洪災(zāi)具有不同的危險性。在一次降雨過程中，植被覆蓋度不同，雨水被植被截留量會有所不同。一般在植被密集的地方，有20%左右的降雨量能夠被地表植被阻攔。由于植被對雨水的這種截留作用，地表徑流匯積的時間增長，推遲洪峰形成的時間，并且削減了山洪流量峰值，降低洪災(zāi)危險性。土壤分為多種類型，不同地區(qū)土壤類型不同，不同類型的土壤其下滲率也有較大差異。一般來說，下滲率大的土壤能減少地表徑流量，當(dāng)發(fā)生降雨時，土壤可下滲一部分的雨水，減少匯流量，降低洪災(zāi)的危險程度。
2.4 人類活動因素
人類的活動會對上述因素造成不同程度的直接或間接影響，人類在地表的生產(chǎn)生活使得地表形態(tài)和土地利用方式發(fā)生變化，因此可用土地利用綜合程度來表征人類活動的強度大小。在人口密集的區(qū)域，對土地的利用程度高，人類生產(chǎn)生活會對地表形態(tài)造成一定的破壞作用，從而地表對雨水的滲透作用以及截留作用減弱，雨水匯流成地表徑流時間減少，洪水也就越容易形成。土地利用的程度不同其對地表形態(tài)破壞程度不同，越是高效利用的土地，對地表的影響越大，增加了洪災(zāi)的危險性。
3 評價指標(biāo)遴選及數(shù)據(jù)獲取方法
3.1 評價指標(biāo)因子及分級賦值
山區(qū)縣域洪災(zāi)是多種因素綜合作用的結(jié)果。結(jié)合山區(qū)縣域特征，綜合考慮孕災(zāi)和致災(zāi)因子對洪災(zāi)危險性的影響[9～13]，對相應(yīng)指標(biāo)進行綜合遴選。最后選取坡度、起伏度、微地貌類型、河網(wǎng)密度、夏半年降水量、土壤類型、植被覆蓋度和土地利用綜合程度8個指標(biāo)作為靜態(tài)評價指標(biāo)，選取不同暴雨強度下的匯流累積量作為動態(tài)指標(biāo)，從靜態(tài)和動態(tài)兩方面構(gòu)建山區(qū)縣域洪災(zāi)危險性評價綜合指標(biāo)體系。對山區(qū)縣域洪災(zāi)危險性劃分為高危險、中危險、低危險和微危險四個等級，并對每個評價指標(biāo)進行分級賦值，
3.2 指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取方法
研究山區(qū)縣域洪災(zāi)危險性需要用到研究區(qū)域行政邊界圖、土地利用類型圖和遙感影像圖、DEM數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及各評價指標(biāo)數(shù)據(jù)，以下具體說明指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取方法。
3.2.1 地形地貌數(shù)據(jù)獲取
坡度數(shù)據(jù)提取一般選取1∶10000地形圖或具有相應(yīng)精度的DEM數(shù)據(jù)，在提取坡度時建議依據(jù)研究區(qū)面積大小選取10 m×10 m或30 m×30 m的柵格尺寸；起伏度數(shù)據(jù)也是通過DEM數(shù)據(jù)進行提取，其中的關(guān)鍵是確定最佳窗口大小。建議采用不同窗口大小計算得到研究區(qū)不同的起伏度值，然后利用起伏度數(shù)據(jù)與相應(yīng)窗口大小進行擬合，得到兩者的回歸曲線，最后以其與45°直線相切的點確定為計算起伏度的最佳窗口大??；利用TPI（地形坡位指數(shù)）可進行研究區(qū)地形坡位和微地貌類型的劃分并獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)。根據(jù)Weiss的劃分標(biāo)準，利用DEM數(shù)據(jù)選取3×3和11×11窗口大小可提取得到微地貌類型[14]。
3.2.2 氣候水文數(shù)據(jù)獲取
當(dāng)前情況下，常使用空間插值和回歸分析兩種方法獲取降雨量的空間分布。其中常用的空間插值方法主要有：反距離權(quán)重法、樣條函數(shù)法、協(xié)同克里格法和普通克里格法4種。在山區(qū)，對降雨量量影響較大的是高程和坡向等因素。因此可以考慮將高程變化作為約束條件進行插值分析；回歸分析是根據(jù)回歸模型計算得到每個網(wǎng)格的降雨量，根據(jù)研究區(qū)域的不同選取的柵格尺寸大小也不同，在研究山區(qū)縣域時建議選用10 m×10 m或30 m×30 m柵格尺寸?；貧w模型的建立主要根據(jù)歷年降雨量數(shù)據(jù)求得，比較求得的回歸曲線相關(guān)系數(shù)確定最佳回歸模型。再考慮坡向?qū)涤炅康挠绊?，選用坡向系數(shù)來對計算的降雨量進行校正得到最終降雨量；河網(wǎng)密度即區(qū)域內(nèi)河流長度與區(qū)域面積的比值，利用水系圖和行政區(qū)劃圖進行疊加計算即可方便得到。
利用不同降雨強度將原本以柵格數(shù)為單位的匯流累積量換算成以雨水量為單位的具體水量。降雨強度數(shù)值單位有很多種，一般選取mm/24h作為單位。結(jié)合當(dāng)前山區(qū)縣域的降雨強度值，建議選取50 mm/24h、75 mm/24h、100 mm/24h、125 mm/24h、150 mm/24h、175 mm/24h、200 mm/24h、250 mm/24h進行動態(tài)模擬。降雨強度對匯流累積量的影響就是將不同的降雨強度換算成每個柵格中匯流的流量總和，其大小也與柵格尺寸有關(guān)。
3.2.3 下墊面數(shù)據(jù)獲取
植被覆蓋度主要利用遙感影像圖進行計算，在眾多的遙感影像系列中，其費用、分辨率均有所不同，綜合考慮建議選取TM遙感影像，利用遙感圖像處理軟件進行植被覆蓋度計算。而土壤類型主要根據(jù)不同土壤類的下B率進行劃分，即利用其土壤類型進行分等定級。例如某南方地區(qū)其土壤下滲率順序為：紫色土
3.2.4 人類活動數(shù)據(jù)獲取
土地利用綜合程度可利用土地利用類型數(shù)據(jù)[15]，結(jié)合實際情況，針對不同用地類型其對地表形態(tài)改變的程度對其進行等級劃分，一般分為高度利用、中度利用、低度利用和未利用，
4 結(jié)語
以山區(qū)縣域為研究尺度，在洪災(zāi)影響因素分析的基礎(chǔ)上，從靜態(tài)和動態(tài)兩個方面入手構(gòu)建了山區(qū)縣域洪災(zāi)危險性綜合評價指標(biāo)體系，得到以下研究結(jié)果。
（1）從地形地貌、氣象水文、下墊面和人類活動等4方面因素入手，選取坡度、起伏度、微地貌類型、河網(wǎng)密度、夏半年降雨量、土壤類型、植被覆蓋度、土地利用綜合程度等作為靜態(tài)指標(biāo)，將不同暴雨強度下的匯流累積量作為動態(tài)指標(biāo)，由此得到動靜結(jié)合的綜合評價指標(biāo)。
（2）詳細探討了縣域尺度洪災(zāi)危險性評價指標(biāo)的獲取方法，為實例應(yīng)用提供相應(yīng)方法。
（3）將山區(qū)縣域洪災(zāi)危險劃分為高危險、中危險、低危險和微危險4個等級，并將各等級按照簡便方法進行賦值量化。
構(gòu)建的山區(qū)縣域洪災(zāi)危險評價指標(biāo)體系在以下2個方面還需要進一步改進與完善。
（1）各指標(biāo)危險等級的劃分閾值可結(jié)合實際的研究區(qū)域進行適當(dāng)調(diào)整。
（2）在遴選動態(tài)指標(biāo)時，僅僅是將匯流累積量由傳統(tǒng)的柵格數(shù)量轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌涤陱姸缺尘跋碌暮樗?，今后需要結(jié)合研究區(qū)各河段的寬度、高程變化情況進行精準的危險分區(qū)劃分。
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Methods for Assessment Index System of Flood Disaster Risk
in Mountainous Counties
Wang Fang，Lin Xiaosong，He Lang，Cui Mengrui，Zhou Yuanrui，Yang Han
中圖分類號 X43 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104（2013）09-0165-07
全球氣候變化將給人類社會和自然系統(tǒng)帶來諸多風(fēng)險。氣候變化風(fēng)險源主要包括兩個方面：一是平均氣候狀況（氣溫、降水、海平面上升等）；二是極端天氣事件（熱帶氣旋、風(fēng)暴潮、干旱、極端降水、高溫?zé)崂说龋1]。研究極端天氣事件的潛在變化是評估未來氣候變化對人類社會和自然系統(tǒng)影響的基礎(chǔ)[2]。預(yù)估極端天氣事件的方法之一是利用氣象觀測資料進行趨勢外推[3-4]。盡管歷史氣象資料有很大的參考價值，但過去的氣象統(tǒng)計信息只能部分地反映未來極端天氣事件的發(fā)生概率。氣候模式的不斷改進為利用大氣環(huán)流模式（GCMs）和區(qū)域氣候模式（RCMs）預(yù)估極端天氣事件及其影響提供了更可靠的工具[5-6]。已有一些學(xué)者應(yīng)用氣候模式來評估氣候變化對洪水[7-8]、干旱[9]、風(fēng)能[10]及水資源[11]可能造成的影響。但GCMs過粗的分辨率對于分析氣候變化對區(qū)域尺度的潛在影響是不夠的，而RCMs卻能很好地反映影響局地氣候的地面特征量和氣候本身未來的波動規(guī)律，被認為是獲取高分辨率局地氣候變化信息的有效方法[12]。
伴隨著20世紀下半葉的持續(xù)增暖，全球陸地大部分地區(qū)存在著干旱化的趨勢。與全球干旱化一樣，中國部分地區(qū)的干旱強度也呈現(xiàn)增加的趨勢，干旱問題日益凸顯，特別是進入21世紀以來，我國頻繁出現(xiàn)了多個破歷史記錄的極端干旱事件。近些年，國內(nèi)不少學(xué)者在干旱災(zāi)害方面進行研究[13-15]，取得了大量成果，為區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)提供了依據(jù)。但這些評估研究都是利用氣象觀測數(shù)據(jù)或歷史災(zāi)情資料來開展的，并未考慮氣候變化對未來極端干旱事件發(fā)生頻率、強度和空間格局的影響。翟建青等[16]利用ECHAM5/MPI-OM氣候模式輸出的2001-2050年逐月降水量資料，選取標(biāo)準化降水指數(shù)預(yù)估了3種排放情景下中國2050年前的旱澇格局，但其所使用的氣候情景數(shù)據(jù)分辨率較粗（1.875°），且未能從災(zāi)害風(fēng)險角度分析未來干旱致災(zāi)危險性變化。
未來我國西南地區(qū)干旱致災(zāi)危險性時空格局進行預(yù)估，以期為全球氣候變化背景下該地區(qū)干旱災(zāi)害風(fēng)險管理和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。
1 研究數(shù)據(jù)與研究方法
1.1 數(shù)據(jù)來源
本研究所使用的氣候情景數(shù)據(jù)來自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所氣候變化研究組。該研究組應(yīng)用英國Hadley中心開發(fā)的PRECIS模式，模擬了IPCC《排放情景特別報告（SRES）》中設(shè)計的B2情景下中國區(qū)域的氣候變化（1961-2100年），其水平分辨率在地理坐標(biāo)下為緯度0.44°×經(jīng)度0.44°，在中緯度地區(qū)水平格點間距約為50 km。關(guān)于PRECIS物理過程的詳細介紹可參閱文獻[17]。許吟隆[12，18]等人利用ECMWF再分析數(shù)據(jù)和氣象站點觀測數(shù)據(jù)驗證PRECIS對中國區(qū)域氣候模擬能力的研究表明：盡管一些氣候要素的模擬值存在一定偏差，但總體上PRECIS具有很強的模擬溫度和降水的能力，基本能夠模擬出各氣象要素年、季的大尺度分布特征。因此，本文不再對PRECIS模式進行驗證。
1.2 研究時段劃分
本研究包括以下四個時段：現(xiàn)階段為1981-2010年，未來分為近期（2011-2040年）、中期（2041-2070年）和遠期（2071-2100年）三個時段。文中所選指標(biāo)均以各時段30年的平均值進行探討。
1.3 干旱致災(zāi)危險性評估方法
關(guān)于干旱的指標(biāo)已有大量研究，但很多干旱指標(biāo)只考慮了降水這一個變量（如連續(xù)無雨日數(shù)，SPI指數(shù)，降水Z指數(shù)，降水距平等），在全球變暖背景下，僅僅考慮降水因素是不夠的。陸地表面干濕變化主要受降水和蒸發(fā)的影響，降水減少是干旱可能發(fā)生的一個重要方面；同時，地表溫度的升高會大大增加水分的蒸發(fā)散，使得干旱更容易發(fā)生。因此，干旱指標(biāo)應(yīng)該能夠衡量地表水分收支大小，本研究綜合考慮降水和蒸發(fā)兩個因素，采用地表濕潤指數(shù)（降水量/潛在蒸散量）作為變量來評價旱災(zāi)危險性。
本文將干旱致災(zāi)危險性分為5個等級。具體的分級方法如下：首先，對現(xiàn)階段西南地區(qū)各縣域單元旱災(zāi)危險性指數(shù)從小到大進行排序，再按1∶2∶4∶2∶1的大致比例將487個縣域單元分為5級；之后，提取現(xiàn)階段兩個相鄰等級縣域單元的旱災(zāi)危險性指數(shù)，以其平均值作為旱災(zāi)危險性的分級標(biāo)準（如1、2級的分級標(biāo)準是，將現(xiàn)階段1級縣域單元中最大的旱災(zāi)危險性指數(shù)與2級中最小的旱災(zāi)危險性指數(shù)求平均值所得）；最后，按照此分級標(biāo)準對未來三個時段干旱致災(zāi)危險性進行分級。
2 結(jié)果與分析
2.1 年均潛在蒸散量時空格局變化
如圖1所示，在現(xiàn)階段，我國西南地區(qū)年均潛在蒸散量平均為775.42 mm，最大值為1 100.21 mm，年均潛在蒸散量低于700 mm的地區(qū)占總面積的39.14%，主要分布在四川省、貴州省和重慶市，而高于1 000 mm的地區(qū)僅占6.91%，位于廣西省南部和云南省的北部。到了近期，西南地區(qū)年均潛在蒸散量增大為819.78 mm，其最大值為1 149.45 mm，其中大于1 000 mm的地區(qū)面積增加到12.85%，約為現(xiàn)階段的1.86倍。在中期，西南地區(qū)年均潛在蒸散量繼續(xù)增加為854.99 mm，最大值增加到1 202.25 mm，年均潛在蒸散量低于700 mm的地區(qū)面積繼續(xù)減小，而高于1 000 mm的地區(qū)則大幅增加為19.45%。到遠期，西南地區(qū)年均潛在蒸散量增加到890.30 mm，最大值為1 265.00 mm，年均潛在蒸散量低于700 mm的地區(qū)僅占西南地區(qū)總面積的5.84%，主要位于四川省西北部，而高于1 000 mm的地區(qū)則擴展為26.06%，為現(xiàn)階段的3.77倍之多，集中分布在廣西和云南兩省?？梢?，伴隨著全球氣溫升高，未來我國西南地區(qū)年均潛在蒸散量將呈現(xiàn)持續(xù)增大的趨勢，尤其是年均潛在蒸散量超過1 000 mm的面積將大幅增加。
2.2 年均地表濕潤指數(shù)時空格局變化
從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，各個時段西南地區(qū)均呈現(xiàn)出“西干東濕”的格局，并且相對于現(xiàn)階段，未來西南地區(qū)總體上將呈變干的趨勢。在現(xiàn)階段，西南地區(qū)年均地表濕潤指數(shù)的平均值為1.51，其中地表濕潤指數(shù)小于1.0的地區(qū)占總面積的12.79%，大于1.8的地區(qū)占26.66%。而在近期，西南地區(qū)年均地表濕潤指數(shù)的平均值為1.46，小于1.0和大于1.8的地區(qū)分別占到總面積的14.68%和18.54%。中期階段，西南地區(qū)年均地表濕潤指數(shù)繼續(xù)減小為1.42，大于1.8的地區(qū)縮小至總面積的12.48%。到了遠期，西南地區(qū)年均地表濕潤指數(shù)為1.39，其中小于1.0的地區(qū)占總面積的17.09%，大于1.8的地區(qū)占9.25%，分別較現(xiàn)階段增加4.30%和減小17.41%。
2.3 干旱致災(zāi)危險性時空格局變化
在對降水和蒸發(fā)等各因素分析和數(shù)字化的基礎(chǔ)上，依據(jù)評價模型（式3）在ArcGIS中對各因素圖層進行計算并分級，得到西南地區(qū)縣域尺度干旱致災(zāi)危險性評價結(jié)果（圖3）。為詳細了解西南地區(qū)干旱致災(zāi)危險性格局及其動態(tài)變化，表2列出了各時段旱災(zāi)危險性等級的縣域個數(shù)和面積百分比。
可以發(fā)現(xiàn)，未來各時段西南地區(qū)干旱致災(zāi)危險性空間格局變化很大。相對于現(xiàn)階段，未來西南地區(qū)旱災(zāi)危險性處于1、2級的縣域個數(shù)和面積均呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，而5級的變化趨勢則與之相反，旱災(zāi)危險性明顯增大。尤其在近期，處于旱災(zāi)危險性5級的縣域個數(shù)由現(xiàn)階段的49個快速增加為236個，面積也占到總面積的50.30%，分別是現(xiàn)階段的4.82倍和6.24倍，是未來旱災(zāi)危險性最嚴重的時段。到中期和遠期，西南地區(qū)旱災(zāi)危險性相對于近期總體有所減小，但處于5級的縣域干旱致災(zāi)危險性值卻有一定程度增大。需要指出的是，未來四川省西南部和云南省大部始終是西南地區(qū)旱災(zāi)危險性最高的區(qū)域，在今后的旱災(zāi)風(fēng)險管理及防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃中需尤為注意。
3 結(jié) 論
本文基于PRECIS區(qū)域氣候模式，模擬了SRES B2情景下西南地區(qū)現(xiàn)階段與未來時段潛在蒸散量和地表濕潤指數(shù)的變化情況，并對該地區(qū)干旱致災(zāi)危險性的時空格局和變化趨勢進行研究，得到以下主要結(jié)論：
（1）伴隨著全球氣溫升高，未來西南地區(qū)年均潛在蒸散量將持續(xù)增大，尤其是年均潛在蒸散量超過
1 000 mm的面積將大幅增加；同時，未來西南地區(qū)年均地表濕潤指數(shù)將逐漸減小，總體呈現(xiàn)變干的趨勢。
（2）相對于現(xiàn)階段，未來西南地區(qū)干旱致災(zāi)危險性明顯增大，尤其是近期時段。在近期，西南地區(qū)旱災(zāi)危險性處于5級的縣域個數(shù)和面積百分比分別為236個和50.30%，分別是現(xiàn)階段的4.82倍和6.24倍。四川省西南部和云南省大部始終是該地區(qū)未來旱災(zāi)危險性最高的區(qū)域。
4 討 論
自然災(zāi)害具有自然和社會雙重屬性，其中致災(zāi)危險性評估是從自然屬性角度來評估干旱危險性。根據(jù)自然災(zāi)害風(fēng)險分析理論[20]，在危險性評價的基礎(chǔ)上，進一步考慮社會經(jīng)濟因素，如人口、GDP、耕地、森林、草原、各種工程設(shè)施等的分布情況，以及遭遇干旱時這些承災(zāi)體的易損程度、社會防災(zāi)救災(zāi)能力等，就可以進行干旱災(zāi)害風(fēng)險評價，辨識出高風(fēng)險區(qū)，為各級政府開展風(fēng)險管理提供科學(xué)依據(jù)。通過查閱《中國氣象災(zāi)害大典》、《中國災(zāi)害性天氣氣候圖集》以及近些年的災(zāi)情資料可以發(fā)現(xiàn)，本文對現(xiàn)階段（1981-2010年）西南地區(qū)旱災(zāi)危險性的評價結(jié)果與實際災(zāi)情發(fā)生區(qū)域基本符合。但由于干旱災(zāi)害形成、發(fā)展及產(chǎn)生后果的復(fù)雜性，影響因子眾多，目前的評價結(jié)果尚難以做到與實際情況完全吻合，有以下幾方面原因：考慮因素的全面性、各干旱等級權(quán)重值的真實性、預(yù)估氣候數(shù)據(jù)的誤差以及評價模型的科學(xué)性等等，還需要不斷深入研究，作出更符合實際、更加可信的干旱災(zāi)害風(fēng)險評價。
本文只選取了SRES B2情景，雖然這一情景是比較符合我國中長期發(fā)展規(guī)劃的氣候情景，但仍然存在較大不確定性。在以后的研究中，需要進一步拓展降低不確定性的方法，在現(xiàn)有情景預(yù)估的基礎(chǔ)上，進一步發(fā)展集合概率預(yù)測等技術(shù)手段，建立基于多情景多模式的集合概率預(yù)測情景方案。同時加強氣候模式模擬研究，提高模擬數(shù)據(jù)精度，降低氣候系統(tǒng)模式的不確定性[21]。
致謝：承蒙中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所許吟隆研究員在論文數(shù)據(jù)方面提供的幫助，在此表示衷心的感謝！
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0.引言
近年來，由于自然災(zāi)害風(fēng)險評價方法的發(fā)展，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法也得到了相應(yīng)的發(fā)展，不過至今在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法與理論方面尚未形成一套成熟的體系。[1]我國在進行地質(zhì)災(zāi)害評價的過程中，用于評價地質(zhì)災(zāi)害的方法有：傳統(tǒng)的成因機理分析、危險性評價、統(tǒng)計分析、破壞損失評價、易損性評價等等，另外還有防治工程效益評價以及風(fēng)險性評價等方法作為地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法的補充。[2]這些方法在使用上可以相互結(jié)合、互為補充，依風(fēng)險評價的方法、目的的不同進行不同的選擇。
1.地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法概述
上世紀七十年代以前，我國地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法研究主要集中于對地質(zhì)災(zāi)害的形成機理、分布規(guī)律以及趨勢預(yù)測等方面進行研究，基本上依附于基礎(chǔ)的工程地質(zhì)勘察工作以及水文地質(zhì)的研究工作。[3]而在上世紀七十年代以后，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法研究開始突破傳統(tǒng)，研究的理論與價值得到不斷提高，研究內(nèi)容不斷豐富，尤其是在九十年代之后，更是逐漸形成了具有自身特色的獨立學(xué)科。[4]地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法由傳統(tǒng)的成因機理分析出發(fā)，并且同社會經(jīng)濟的發(fā)展相互結(jié)合，以此來通過統(tǒng)計分析強化評價過程的規(guī)范性。[5]過去的定性研究走向現(xiàn)在的定量研究，在此過程中，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法也漸漸形成了具有較高完整性以及規(guī)范性的評價體系，其評價內(nèi)容也日漸豐富，災(zāi)害評價的科學(xué)性也日漸提高。[6]下面對幾種主要的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法進行闡述：
（1）成因機理分析評價。這種評價方法的主要內(nèi)容是根據(jù)歷史地質(zhì)災(zāi)害的形成條件，以及活動狀況、活動規(guī)律來分析地質(zhì)災(zāi)害的潛在形成條件。該方法的評價目的主要是通過定性的方式，來分析地質(zhì)災(zāi)害的可能性、活動規(guī)模。
（2）危險性評價方法。該方法的主要目的在于評價地質(zhì)災(zāi)害的歷史活動以及未來地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率，以此來確定地質(zhì)災(zāi)害的危險性程度。其主要內(nèi)容為：地質(zhì)災(zāi)害的歷史性活動規(guī)模、頻率以及密度；未來地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性條件，如氣候條件、地質(zhì)條件、地形地貌等。
（3）易損性評價方法。該方法主要考察地質(zhì)愛海受害受災(zāi)時的承災(zāi)能力，其主要是根據(jù)受災(zāi)體的構(gòu)成情況、人口分布情況、城市企業(yè)分布情況以及土地分布情況進行評價。該方法的評價目的為主要是評價受災(zāi)體遭受地質(zhì)災(zāi)害破壞的可能性以及其難易程度。
（4）統(tǒng)計評價分析方法。依據(jù)歷史地質(zhì)災(zāi)害如何形成以及其活動狀況、規(guī)律等情況，來統(tǒng)計地質(zhì)災(zāi)害的活動規(guī)模與頻率。主要目的在于使用模型法或者使用外延法來評價地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的危險區(qū)的范圍、時間。
2.構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價體系
地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價辦法主要目的在于清晰評價與反饋不同地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害的總體風(fēng)險水平以及地區(qū)差異，以此來為我國國土資源開發(fā)與保護工作提供依據(jù)。
構(gòu)建一套完整的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價體系與辦法，一方面能夠促進地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價工作的有序進行，另一方面也能夠提高對于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警意識。在對于人口傷亡以及經(jīng)濟損失、資源與環(huán)境破壞的期望損失分析中，要將危險性分析以及易損性分析納入地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價體系之中。通過對于地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方面的危險性、易損性分析兩方面分析，確定風(fēng)險區(qū)位置、范圍以及地質(zhì)災(zāi)害活動的發(fā)生頻率。[7]其中期望損失分析作為地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價分析的核心，目標(biāo)在于能夠檢測地質(zhì)災(zāi)害對于環(huán)境、資源的破壞程度。
從以上幾方面進行分析與聯(lián)系，形成具有層次性的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價體系，如圖1。針對不同的目的，可以選擇不同的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法。而根據(jù)不同的地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險評價類型以及面積，可以將其分為點或面評價以及區(qū)域性評價。
其中點或面評價是指針對一個地質(zhì)災(zāi)害體進行具有獨立特征的災(zāi)害群的災(zāi)情程度評價，或者針對一個具有統(tǒng)一特征的自然區(qū)域、社會區(qū)域來進行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價。一般情況下，評價區(qū)可以選擇一個縣市，也可以選擇幾個縣市。而區(qū)域性評價主要是針對跨地區(qū)的面積較大的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，其評價范圍可以是一個省份或者幾個省份，面積可以達到幾百萬平方千米。不過這種評價方法常常難以精確計算其數(shù)據(jù)，綜上，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價指標(biāo)體系具體可見表1。
3.地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價的具體實施
根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價辦法的不同，其評價目的與內(nèi)容也有所不同，構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價體系之后能夠進一步明確不同的指標(biāo)體系以及評價模型，以此來確定風(fēng)險分區(qū)的原則以及方法。同時可以通過針對各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的全面調(diào)查，來對風(fēng)險評價進行統(tǒng)計分析，編制地質(zhì)災(zāi)害分布圖，同時將各種基礎(chǔ)圖件以及地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價表數(shù)據(jù)編制出來。最后通過綜合地質(zhì)災(zāi)害可能造成的經(jīng)濟損失以及人口死亡、環(huán)境破壞等情況，進行綜合風(fēng)險評價。
4.結(jié)語
地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法是風(fēng)險管理與與減災(zāi)管理的基礎(chǔ)，其成果能夠為國土資源開展有效規(guī)劃工作提供指導(dǎo)，以此為救災(zāi)應(yīng)急措施提供依據(jù)。本文從地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法概述入手，通過對傳統(tǒng)的成因機理分析、危險性評價、統(tǒng)計分析、破壞損失評價、易損性評價等方法進行說明，以此構(gòu)建一套完整的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價體系來促進地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價工作的發(fā)展。通過實施地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法，來將其理論與實踐工作不斷結(jié)合，最終豐富與完善地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險評價體系。
參考文獻
中圖分類號：P208；P694 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0009-02
當(dāng)前我國對地質(zhì)災(zāi)害的研究越來越重視，與此同時，對地質(zhì)災(zāi)害評估的研究也越來越向高準備、高要求、高預(yù)測以及高防治的方向發(fā)展。其中，新興的GIS作為當(dāng)前在地質(zhì)災(zāi)害評估研究中應(yīng)用最廣泛的信息系統(tǒng)。做好地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害評估中的應(yīng)用研究就顯得尤為迫切和重要。
1 GIS及地質(zhì)災(zāi)害評估概述
1.1 認識GIS及地質(zhì)災(zāi)害評估
GIS即地理信息系統(tǒng)，它是一門集信息科學(xué)、空間科學(xué)和地球科學(xué)為一體的綜合技術(shù)學(xué)科，它實現(xiàn)了遙感技術(shù)、計算機信息工程以及現(xiàn)代地學(xué)理論和方法的有機結(jié)合。作為一種基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地理信息的空間分析以及地圖可視化的計算機系統(tǒng)。它是有效表達、處理以及分析與地理分布有關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)，并為人們提供了一種快速展示有關(guān)地理信息和分析信息的新的手段和平臺。GIS的主要功能有：數(shù)據(jù)采集和提取、轉(zhuǎn)換與編輯、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)的重構(gòu)與轉(zhuǎn)換、查詢與檢索、空間操作與分析、空間顯示和成果輸出及數(shù)據(jù)更新等。
地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評估是指對地質(zhì)災(zāi)害活動程度及破壞損失情況進行評定估算的工作，對于有發(fā)生可能但尚未發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)災(zāi)害評估是預(yù)測評價地質(zhì)災(zāi)害的可能程度。地質(zhì)災(zāi)害的評估內(nèi)容包括如下兩點：一是分析評價地質(zhì)災(zāi)害活動的危險程度和地質(zhì)災(zāi)害危險區(qū)受災(zāi)體的可能破壞程度，即地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價和災(zāi)害區(qū)的易損性評價。二是在做出地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價和災(zāi)害區(qū)的易損性評價基礎(chǔ)上進一步分析預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)期損失，即進行地質(zhì)災(zāi)害的破壞損失評價。其中，地質(zhì)災(zāi)害評估的基本目的是通過綜合指標(biāo)或單項指標(biāo)定量化反映地質(zhì)災(zāi)害的破壞損失程度和主要特點，從而為相關(guān)部門規(guī)劃、部署和實施地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供科學(xué)依據(jù)。
1.2 GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析
當(dāng)前GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用主要有以下三個方面：一是利用GIS開展的地質(zhì)災(zāi)害的評價和管理。通過建立基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害空間信息管理系統(tǒng)可以對某一特定空間分布的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料以及空間分布特征信息等進行評價和管理。二是利用地GIS可以實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的危險性分區(qū)，通過評價地質(zhì)因素之間相互作用的復(fù)雜性，以及由于各種地質(zhì)因素本身的不確定性，對研究區(qū)運用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析模型進行地質(zhì)災(zāi)害危險性等級的劃分，從而為地質(zhì)災(zāi)害的管理和防治提供科學(xué)依據(jù)。三是GIS在與地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的專家系統(tǒng)中的集成應(yīng)用。其中，在集成的專家系統(tǒng)中，GIS主要負責(zé)時空數(shù)據(jù)的管理，利用專家知識和空間目標(biāo)的事實推理，在進行空間分析的基礎(chǔ)上實習(xí)災(zāi)害危險程度的自動判定，從而可以實現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的動態(tài)管理。
2 GIS應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害評估的研究方法
應(yīng)用GIS技術(shù)的基于多源數(shù)據(jù)和面向突發(fā)性自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險快速評估研究方法是當(dāng)前我國政府部門在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險管理中應(yīng)用的最為廣泛的地址災(zāi)害評估研究方法，該方法的應(yīng)用為政府及地方社會應(yīng)對各類突發(fā)性自然災(zāi)害的救災(zāi)、減災(zāi)等提供了有效的信息保障和科學(xué)的決策支持。該研究方法主要包括GIS數(shù)據(jù)準備、格網(wǎng)數(shù)字高程模型的構(gòu)建以及地形因子的提取三個方面的內(nèi)容。
2.1 GIS數(shù)據(jù)準備
在進行災(zāi)害研究及評估前需要準備多項數(shù)據(jù)，主要是野外實測CAD數(shù)據(jù)的整理，然后提取CAD數(shù)據(jù)中的高程點數(shù)據(jù)為.dat文件。將該.dat文件作為研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，后面所有的應(yīng)用分析都是基于野外實測CAD數(shù)據(jù)進行。CAD數(shù)據(jù)的處理軟件有多種，其中GIS數(shù)據(jù)準備常用的軟件主要有ArcGIS、MapInfo、MapGIS、TopMap、GeoBean等。
2.2 格網(wǎng)數(shù)字高程模型的構(gòu)建
數(shù)字高程模型（DEM）區(qū)域地形的基礎(chǔ)信息之一，是賴以構(gòu)建區(qū)域地形型和進行各種地形研究的基礎(chǔ)信息。數(shù)字高程模型是描述包括高程在內(nèi)的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內(nèi)的線性和非線性組合的空間分布。它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型。而格網(wǎng)數(shù)字高程模型是把DEM覆蓋區(qū)劃分成規(guī)則格網(wǎng)，每個網(wǎng)格大小和形狀都相同，用相應(yīng)矩陣元素的行列號來實現(xiàn)網(wǎng)格點的二維地理空間定位，第三維為特性值，可以是高程和屬性。以MapGIS軟件生成的格網(wǎng)DEM為例。在MapGIS工作平臺下，利用該軟件的強大地形分析功能模塊DTM分析模塊，采用基于距離冪函數(shù)反比加權(quán)網(wǎng)格的離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化方法，生成GRD地形數(shù)據(jù)。
2.3 地形因子的提取
地形因子的提取是指研究區(qū)坡度與坡向的提取。而坡度就是指GRID中像素高程值的變化率，分別用0～90度來表示，每一定的度數(shù)間隔采用不同的顏色表示。坡向是指GRID中每個像素面的朝向，范圍為0～360度，其中0度代表北，90度代表東等。
3 GIS在地質(zhì)災(zāi)害評估過程中的實際應(yīng)用案例分析
3.1 研究區(qū)域概況
陜西省府谷縣新區(qū)地處陜、晉、蒙三?。▍^(qū)）交界處，渭北黃土高原溝壑區(qū)，以丘陵、山地地貌為主，總的地勢是西北高、東南低，海拔高度在780～1426.5 m之間。區(qū)內(nèi)屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，溫差大、降水變化明顯。旱、澇、霜、雹自然災(zāi)害加之溝壑地形結(jié)構(gòu)，為地質(zhì)災(zāi)害創(chuàng)造了有利條件。而不合理的人為開挖和填埋等活動更加重了該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害惡化的程度，境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。因此該區(qū)迫切需要進行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報防患于未然。根據(jù)府谷縣新區(qū)地質(zhì)災(zāi)害評估的需要，通過建立以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的、用于地質(zhì)災(zāi)害評價的空間分析模型，調(diào)查、分析評估區(qū)內(nèi)潛在的地質(zhì)災(zāi)害、工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，以及工程建設(shè)和建成后可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，進行地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估，對地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險評估意義重大。
3.2 基于GIS的三維地形圖的描述
三維地形圖是遙感、地理信息系統(tǒng)、三維仿真等高新技術(shù)的結(jié)合。它主要以一種三維電子沙盤的形式反映研究區(qū)的地形起伏情況，根據(jù)高程的不同賦予不同顏色值，制作出三維地形圖，用以表達不同的地形起伏情況。其中，研究區(qū)的三維地形圖如圖1所示。
3.3 標(biāo)高分析圖的生成
標(biāo)高分析圖是由若干離散高程數(shù)據(jù)通過空間數(shù)據(jù)差值生成的地理曲面數(shù)據(jù)（.GRD格式數(shù)據(jù)），然后進行等值線分析產(chǎn)生的。經(jīng)過分層設(shè)色后，不同高程的范圍值被賦予一定的高程數(shù)據(jù)，顯示不同的顏色值，來反映不同的地形起伏情況。其中，研究區(qū)的標(biāo)高分析圖如圖2所示。
3.4 基于數(shù)字高程模型的坡度分析和坡向分析
坡度是描述地形特征信息的重要指標(biāo)，它能夠間接表示地形的形態(tài)起伏和結(jié)構(gòu)特征，并且反映地貌坡面的傾斜程度。坡向作為描述地貌特征的重要參數(shù)，它反映坡面所面對的方向，也是通過數(shù)字高程模型（DEM）計算得到的。其中，研究區(qū)的坡度分析和坡向分析分別如圖3和圖4所示。
3.5 地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價
經(jīng)過上述的地質(zhì)災(zāi)害評估，可以發(fā)現(xiàn)陜西省府谷縣新區(qū)地形復(fù)雜，以及存在滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的潛在危害性較大，對于該地區(qū)農(nóng)業(yè)、交通、經(jīng)濟等埋下隱患；在新區(qū)存在潛在的地質(zhì)災(zāi)害、相關(guān)工程建設(shè)和建成后可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，地質(zhì)災(zāi)害及其危險性，當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)部門需要結(jié)合評估結(jié)果提供科學(xué)有效的防治措施。
4 前景與討論
當(dāng)前GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中應(yīng)用的非常廣泛，將GIS技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害評估的中，可以成功進行地形分析，通過制作各種地形分析圖，給地質(zhì)工作者提供了地形分析的數(shù)據(jù)，從而能夠使地質(zhì)決策部門更好的掌握研究區(qū)可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害狀況。
由于預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)是一個復(fù)雜的過程，基于GIS的計算機技術(shù)也在不斷革新。本文的思想技術(shù)方法可以為相關(guān)課題提供框架路線，相應(yīng)的評估方法和應(yīng)用手段還需進一步探討和研究。
參考文獻
中圖分類號：F416.1 文獻標(biāo)識碼：A
1概述
地質(zhì)災(zāi)害是在地質(zhì)作用下，地質(zhì)自然環(huán)境惡化，造成人類生命財產(chǎn)損毀或人類賴以生存與發(fā)展的資源、環(huán)境發(fā)生嚴重破壞的過程或現(xiàn)象，是對人類生命財產(chǎn)和生存環(huán)境產(chǎn)生損毀的地質(zhì)事件。因而，從該意義上來講，地質(zhì)災(zāi)害不僅是一種自然現(xiàn)象，而且?guī)в忻黠@的社會經(jīng)濟屬性。
在以往工程地質(zhì)領(lǐng)域?qū)τ诘刭|(zhì)災(zāi)害的研究中， 多考慮地質(zhì)災(zāi)害的自然屬性，評價預(yù)測也多從其內(nèi)外影響因素入手，把地質(zhì)災(zāi)害僅作為一種地質(zhì)動力活動，著力于災(zāi)害形成機制與誘發(fā)條件、發(fā)展規(guī)律等自然特征的分析，度量的指標(biāo)多為穩(wěn)定性程度等。而對地質(zhì)災(zāi)害的社會屬性和與之密切相關(guān)當(dāng)破壞效應(yīng)等注意的不夠。這種狀況越來越不適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展對減災(zāi)研究的需要。誠然，對于單體地質(zhì)災(zāi)害而言，地質(zhì)災(zāi)害自然屬性研究必不可少，但如果從一個更深的層次來看，這顯然沒有考慮到地質(zhì)災(zāi)害的社會經(jīng)濟屬性。人類防治地質(zhì)災(zāi)害的最終目的并不是杜絕引起地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)事件的發(fā)生，而是確保這些地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)事件不對人類造成不可接受的危害。所以從社會減災(zāi)防災(zāi)意義上講，除了考慮其自然因素，更應(yīng)該考慮其社會屬性因素，由此才有了地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)除評價的概念的產(chǎn)生。
2 對地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險概念的認識
目前對災(zāi)害風(fēng)險和地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險還沒有統(tǒng)一的認識。在聯(lián)合國教科文組織的一項研究計劃中，Varnes（1984年)提出了自然災(zāi)害及風(fēng)險的術(shù)語定義，隨后得到了國際地質(zhì)災(zāi)害研究領(lǐng)域的普遍認同，成為了對地質(zhì)災(zāi)害危險性、易損性和風(fēng)險評估的基本模式。地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險可定義為：在一定的區(qū)域時間限度內(nèi)，特定的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象對生命財產(chǎn)、經(jīng)濟活動等可能造成的損失，即地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險是潛在地質(zhì)災(zāi)害危險性和社會經(jīng)濟易損性的函數(shù)，它可表示為：
式中：R(Risk)：地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險，指特定的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象可能造成的損失；H(Hazard)：一定地區(qū)范圍內(nèi)某種潛在的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象在一定的時間內(nèi)發(fā)生的概率，即地質(zhì)災(zāi)害的危險性；E(Element)：給定區(qū)域內(nèi)受特定地質(zhì)災(zāi)害威脅的對象，包括人口、財產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟活動等；v(Vulnerability)：特定的地質(zhì)災(zāi)害以一定的強度發(fā)生而對受威脅對象所造成的損失程度，即受威脅對象的易損性，它用0～1來表示，0表示無損失，1表示完全損失。
綜上所述我們可以看出，地震災(zāi)害的危險性(H)和受威脅對象(E)的易損性(v)共同決定了地質(zhì)災(zāi)害的損失大小，是控制地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險的（R）的基本條件。因此，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)驗評價應(yīng)從下述兩方面進行：(1)地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價，其與歷史地質(zhì)災(zāi)害活動強度和周期性規(guī)律(即災(zāi)害發(fā)生的頻次、規(guī)模、分布強度)以及地質(zhì)災(zāi)害孕育的環(huán)境與形成條件(即地形地貌、地質(zhì)背景、水文氣象、植被和人類工程活動等影響因素)密切相關(guān)；(2)區(qū)域社會經(jīng)濟易損性評價，包括了直接易損性評價(受威脅對象分布與抗災(zāi)能力)和間接易損性評價(地區(qū)社會經(jīng)濟與防災(zāi)能力)2個方面內(nèi)容。
由于實際情況的復(fù)雜性，在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估中很難對H、E、V等進行精確的定量表示。在這種情況下，可以采用“等級”的概念，先對地質(zhì)災(zāi)害的危險性、社會經(jīng)濟易損性進行分級，然后再采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行最終的風(fēng)險評估。
3 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價模型
目前有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價的模型有信息量模型、層次分析等模型，在這里簡述信息量模型。
根據(jù)實際情況，將影響地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險因素的實測值轉(zhuǎn)化為信息量值，并用信息量來表征地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險影響因素的“貢獻”大小，進而評價地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險程度。信息量用條件概率計算：
I(X，A)=lg(P(X/A)/P(X)) (3)
式中：I(X，A)為單因素(指標(biāo))X影響地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險A的信息量；
P(X/A)為地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險惡化條件下出現(xiàn)X的概率；
P(X)為研究區(qū)影響因素X出現(xiàn)的概率。具體運算時，總體概率用樣本頻率計算，即：
式中：I為某一單元P種因素組合情況下地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險惡化的總信息量；
S為樣本區(qū)總單元數(shù)：
N為該區(qū)己知地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險惡化的單元總數(shù)；
S1為含有影響因素X的單元個數(shù)；
N1為含有影響因素X的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險惡化單元個數(shù)。
用總信息量I值作為該單元多種因素共同作用下的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險改善的綜合指標(biāo)。對I值進行統(tǒng)計分析(主觀判斷或聚類分析))找出突變點作為分界點，將區(qū)域分成若干個地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級，由此建立的信息量模型，將作為研究區(qū)的風(fēng)險預(yù)測模型。只要查明研究區(qū)各因素的情況，根據(jù)樣本區(qū)計算出的信息量值，并將各評價單元的諸影響因素的信息量值疊加便可預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級。
信息量模型適合于各地質(zhì)災(zāi)害影響要素的信息量比較豐富的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價，按統(tǒng)計方法對各影響要素進行聚類分析，按照一定的閾值，將評價區(qū)域進行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分區(qū)。
4 基于GIS技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分析
地理信息系統(tǒng)(GIS)是有效表達、處理以及分析與地理分布有關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)的技術(shù)，它為人們提供了一種快速展示有關(guān)地理信息和分析信息的新的手段和平臺。從20世紀80年代以來，GIS在災(zāi)害管理中得到逐步深入的應(yīng)用。
各種地質(zhì)災(zāi)害都是在地球表層一定空間范圍和一定時間限度內(nèi)發(fā)生的，盡管不同種類的地質(zhì)災(zāi)害之間、同一種類的地質(zhì)災(zāi)害的不同個體之間大都形態(tài)各異，形成機理也是千差萬別，但它們都是災(zāi)害孕育環(huán)境與觸發(fā)因子共同作用的結(jié)果，而這些都與空間信息密切相關(guān)，利用GIS技術(shù)不僅可以對各種地質(zhì)災(zāi)害及其相關(guān)信息進行管理，而且可以從不同空間和時間的尺度上分析地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與環(huán)境因素之間的統(tǒng)計關(guān)系，評價各種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率和可能的災(zāi)害后果。
GIS與傳統(tǒng)意義上的信息系統(tǒng)的根本差異在于：它不僅可以存儲、分析和表達各類對象的屬性信息，而且還可以管理空間(圖形)信息，可以使用各種空間分析方法，從空間特征和屬性特征兩個方面對多種不同的信息進行綜合分析，尋找空間實體間的相互關(guān)系，分析和處理一定區(qū)域內(nèi)分布的現(xiàn)象和過程。GIS軟件提供了一些基本的空間分析工具，如區(qū)域疊加分析、緩沖分析、矢量柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、屬性數(shù)據(jù)查詢檢索、數(shù)字高程模型、數(shù)字地面模擬分析等，但僅僅直接利用這些基本的工具進行地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險分析顯然是不現(xiàn)實的，還需要結(jié)合專業(yè)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價模型，如將信息量模型與GIS平臺相結(jié)合，應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估分析中。
信息量法模擬和層次分析評價模型與GIS的結(jié)合可以從以下幾個方面考慮：
(1)利用GIS采集數(shù)據(jù)及進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理。GIS具有強大的數(shù)據(jù)采集與空間分析功能，可以利用它來采集評價所需的數(shù)據(jù)并進行管理。GIS對數(shù)據(jù)的預(yù)處理一是將定性數(shù)據(jù)按照一定的原則定量他；二是利用GIS的自動劃分功能形成用于評價的圖元區(qū)域。
(2)應(yīng)用信息量法模型可擴充GIS的分析評價功能。利用GIS的二次開發(fā)功能，選定合適的信息量法模型對GIS進行二次開發(fā)，擴充GIS的分析評價功能，實現(xiàn)傳統(tǒng)分析方法與GIS的結(jié)合。把GIS已經(jīng)剖分的圖元區(qū)域的各種信息存入預(yù)先確定的數(shù)據(jù)庫，然后通過編寫接口，信息量法模型就可以直接調(diào)用這部分數(shù)據(jù)供分析之用。
(3)利用GIS強大的成圖功能，將信息量法模型分析結(jié)果返還到GIS處理成圖，形成最終成果。
這樣就可以在建立一個基于GIS技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估系統(tǒng)，首先在建立評估區(qū)信息數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價分析模型(信息量模型)，運用GIS的空間分析功能(緩沖區(qū)分析、疊置分析等)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)以及高精度計算實現(xiàn)對多種不同類型的地質(zhì)災(zāi)害(如滑坡、泥石流、巖溶塌陷等)進行危險性分析、易損性分析和最終的風(fēng)險評估。整個地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估工作都是有序進行的，其基本程序見圖1所示。
結(jié)論
（1）地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估包括地質(zhì)災(zāi)害危險性評價、社會經(jīng)濟易損性評價兩大內(nèi)容。危險性評價應(yīng)以歷史危險性(災(zāi)害發(fā)生的頻率、規(guī)模、程度)和影響災(zāi)害發(fā)生的主要因素(基于災(zāi)害發(fā)育機理研究)的綜合分析進行；易損性評價應(yīng)包括受威脅對象的易損性分析和受威脅對象的價值分析2個方面。
（2） 運用GIS開展地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估是必然趨勢，國外已有許多成功的范例。GIS技術(shù)為地質(zhì)災(zāi)害在專業(yè)評價模型(如信息量模型)條件下的風(fēng)險評估提供了有效的技術(shù)支持?；贕IS技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估系統(tǒng)較好的實現(xiàn)了GIS技術(shù)與地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價模型的結(jié)合，能夠充分利用GIS的圖形編輯、屬性管理、空間分析、數(shù)字高程分析等功能優(yōu)勢，快捷方便的實現(xiàn)一般分析方法與手段難以解決的問題。它可以根據(jù)變化了的情況與資料，實時性的進行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分析，進一步縮減風(fēng)險分析的模糊性與不確定性，具有較強的準確性與客觀性，而這正是常規(guī)分析手段所難以比擬的。
參考文獻
通過多種方法加強廣大干部群眾對自然災(zāi)害的特點和抓減災(zāi)增收工作重要性的認識，切實增強責(zé)任感。利用會議、廣播、電視等多種形式，宣傳防抗救結(jié)合、以防為主的救災(zāi)工作方針，培訓(xùn)減災(zāi)知識，災(zāi)害性天氣預(yù)報，報道先進典型，提高全社會防災(zāi)減災(zāi)意識，積極建立健全群防群救體系，努力提高全社會防災(zāi)救災(zāi)的自覺性。
二、加強工程建設(shè)
(一)推進基礎(chǔ)設(shè)施工程。以新農(nóng)村建設(shè)為抓手，圍繞“兩?！?保人畜飲水、保田地用水)，推行“農(nóng)戶申請公示制、鄉(xiāng)村審核評議制、政府補助實物制、技術(shù)指導(dǎo)責(zé)任制、項目管理合同制、產(chǎn)權(quán)明晰業(yè)主制”六種機制，突出病害塘庫整治，堅持大中小微并舉興修水利；加強“五改三建”(改水、改路、改廚、改廁、改圈，建池、建園、建家)；采取清淤保暢、加固防洪堤，增加江河瀉洪能量；實施先進技術(shù)，注重質(zhì)量，打牢路基，夯實排水溝，提高公路防洪能力；改造中低產(chǎn)田土，全力治理水土流失，切實改善居民生產(chǎn)生活條件。
(二)推進移民工程。抓好移民普查、規(guī)劃和宣傳、培訓(xùn)、教育引導(dǎo)工作，全面落實移民政策，采取城鄉(xiāng)聯(lián)動、梯次推進移民與就地就近移民和把貧困戶直接遷移到城鎮(zhèn)落戶相結(jié)合，將縣內(nèi)居住在山高坡陡、地質(zhì)復(fù)雜、土地瘠薄、干旱缺水、信息閉塞、交通不便、經(jīng)濟落后地區(qū)的農(nóng)民遷移到生產(chǎn)生活條件好的區(qū)域，尤其應(yīng)向小集鎮(zhèn)集中，逐步實現(xiàn)由政府主導(dǎo)的成建制移民為政府牽線的經(jīng)常性分散移民。
(三)推進良種工程。不同作物品種抗旱基因各異，因此，選育、繁殖和推廣抗旱優(yōu)良品種，在減災(zāi)中具有根本性的作用。無水源保障的望天田、高磅田和漏篩田，應(yīng)走旱作多熟復(fù)種的道路。
(四)推進環(huán)境保障工程。切實加強天然林資源保護，大興植樹造林，不斷提高森林覆蓋率；禁止引進生產(chǎn)工藝落實、環(huán)境污染嚴重的企業(yè)，實行環(huán)境保護“一票否決”制度；加強工業(yè)污染源的治理；對城鎮(zhèn)生活垃圾、固定廢棄物、污水集中進行無害化處理，達標(biāo)排放；實施生態(tài)家園富民計劃沼氣工程，禁止焚燒農(nóng)作物秸稈、雜草，使用電、液化氣、天然氣等清潔能源。
(五)推進生態(tài)經(jīng)濟工程。充分運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，開發(fā)有比較優(yōu)勢的生態(tài)資源和市場競爭力強的綠色產(chǎn)品，構(gòu)建生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)工業(yè)、生態(tài)旅游、生態(tài)城鎮(zhèn)的生態(tài)經(jīng)濟框架，實現(xiàn)以資源型的經(jīng)濟向生態(tài)型經(jīng)濟的轉(zhuǎn)變。
三、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
一是加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，強力發(fā)展以工業(yè)、旅游、城鎮(zhèn)建設(shè)為主的城鎮(zhèn)經(jīng)濟，提高第二、第三產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中的比重，減小自然災(zāi)害對經(jīng)濟的影響區(qū)域。二是切實調(diào)整農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展非糧食作物農(nóng)產(chǎn)品。三是狠抓糧食結(jié)構(gòu)調(diào)整，堅持減水稻、增玉米，大種薯類、豆類、小雜糧。
四、推廣科學(xué)技術(shù)
(一)重視氣象信息。氣象部門應(yīng)編印《氣象歷書》，加大發(fā)行力度；廣大干群應(yīng)重視天氣變化，購買氣象歷書和收看、收聽天氣預(yù)報。氣象部門應(yīng)武裝設(shè)備，提高工作能力，增強責(zé)任感，準確的預(yù)報；并通過電視、廣播、手機短信等多種方式將氣象信息及時傳遞到廣大干群中，確保有效開展防災(zāi)、抗災(zāi)，以切實降低災(zāi)害損失。
(二)推廣農(nóng)村實用技術(shù)。推廣地膜覆蓋；深施追肥、增厚土層；挖溝排水(濕)；實行兩季固定廂溝雙免耕；采取農(nóng)作物套作，提高復(fù)種指數(shù)。
(三)推行節(jié)水灌溉技術(shù)。針對現(xiàn)有耕地有效灌溉率低，除修水利“開源”措施外，還應(yīng)采取噴灌、滴灌、微灌等灌溉技術(shù)“節(jié)流”，以提高有限水資源的利用率。
(四) 實施人工影響天氣。切實抓好人工增雨滅火和增加蓄水，人工消云、消霧、消雹、防霜凍等作業(yè)試驗。逐步建成高炮(火箭)防雹增雨及森林防火試驗示范基地、水庫蓄水增雨試驗示范基地等。
(五)科學(xué)規(guī)劃房屋建設(shè)。為禁止危巖、滑坡地帶和臨河建房行為，建房、建廠、建集鎮(zhèn)選址定點應(yīng)由救災(zāi)辦、安辦、國土資源局、規(guī)劃和建設(shè)局、民政局、防洪辦等部門實地勘查地質(zhì)地貌結(jié)構(gòu)，進行危險性評估；鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府和國土資源部門憑危險性評估資料方可簽據(jù)意見上報，縣及縣以上人民政府根據(jù)提供的危險性評估報告方可審批集鎮(zhèn)規(guī)劃和用地許可證。
(六) 開展災(zāi)害規(guī)律性研究。辯證地認識災(zāi)害是人們依靠科技減災(zāi)的前提。應(yīng)探索災(zāi)害成因機理和成災(zāi)過程，揭示災(zāi)害的自然和
人力屬性，分析災(zāi)害的時空分布特征；自然災(zāi)害在時間上大都有孕育期、潛伏期、爆發(fā)期、持續(xù)期、衰減期直至平息期的演化規(guī)律。因此，必須對災(zāi)害前兆表現(xiàn)和災(zāi)害反饋信息進行跟蹤監(jiān)測的綜合分析，及時制定和采取正確的決策。自然災(zāi)害預(yù)測面臨著自然變異的多因子性、多解性和不確定性，要廣泛收集信息，向綜合預(yù)報和綜合減災(zāi)方向發(fā)展。 五、制定落實預(yù)案
引言:滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害是導(dǎo)致人民生命財產(chǎn)損失的自然災(zāi)害之一,我國是一個地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國家,隨著人類活動增多,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率、強度以及對人民生命財產(chǎn)所造成的損失越來越大,加強對地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測與評估對于減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失具有重要的現(xiàn)實意義。
1地質(zhì)災(zāi)情評估的目的、意義
地質(zhì)災(zāi)害是自然因素、人為因素綜合作用的結(jié)果。地質(zhì)災(zāi)害危險性是地質(zhì)災(zāi)害自然屬性的體現(xiàn),評價的核心要素是地質(zhì)災(zāi)害的活動強度。從定性分析看,地質(zhì)災(zāi)害的活動強度越高,危險性越大,災(zāi)害的損失越嚴重。對地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情預(yù)測評估首先是為了通過揭示地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律,評價地質(zhì)災(zāi)害的危險性及其所造成的破壞損失、據(jù)此進行地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育趨勢的預(yù)測;其次通過地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評估、做出救災(zāi)防災(zāi)決策的依據(jù)。因此。加強對地質(zhì)災(zāi)害減災(zāi)規(guī)劃和臨災(zāi)預(yù)案的制定與實施有重要的意義。
2地質(zhì)災(zāi)害危險性評估方法
目前,我國在地質(zhì)災(zāi)害危險評估中已具備較為完善的定量方法,常用的方法有層次分析法(AHP)、灰色關(guān)聯(lián)度法、模糊綜合評判法和信息量評判法等。由于不同的方法各有特點,在實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)實際情況,選取較適合的方法,并進行合理的優(yōu)化。
2.1層次分析法(AHP)
層次分析法也叫系統(tǒng)工程法,它是一種實用的多方案或多目標(biāo)的決策方法其主要特征是,它合理地將定性與定量的決策結(jié)合起來,按照思維、心理的規(guī)律把決策過程層次化、數(shù)量化。2.2灰色關(guān)聯(lián)度法
灰色關(guān)聯(lián)度分析法是建立在灰色系統(tǒng)理論基礎(chǔ)上的一種定量評價方法。著重研究概率統(tǒng)計、模糊數(shù)學(xué)所難以解決的“小樣本”、“貧信息”等不確定性問題,它根據(jù)評價因子之間的發(fā)展態(tài)勢的相似或相異程度,來衡量評價因子之間的關(guān)聯(lián)程度,最終將評價因子的權(quán)重與其等級的分數(shù)相乘然后相加,得出評價結(jié)論。
2.3模糊綜合評判法
模糊數(shù)學(xué)是研究和處理模糊現(xiàn)象的科學(xué),它所揭示的是客觀事物之間差異的中介過渡性引起的劃分上的一種不確定性。通過建立模糊相似關(guān)系將客觀事物予以分類。它主要應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評價、單災(zāi)點穩(wěn)定性評價中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.4信息量評判法
信息量評判法是在信息社會中產(chǎn)生的,它屬于統(tǒng)計分析方法,在我國以前多用于地質(zhì)找礦等領(lǐng)域,目前在地質(zhì)災(zāi)害空間區(qū)劃中得到了廣泛的應(yīng)用。用于地質(zhì)災(zāi)害評估中主要通過某些因素對所提供的研究對象信息量的計算來評價,亦即用信息量的大小來評價影響因素與研究對象關(guān)系的密切程度。
3 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測評估影響因子
3.1氣象因子
氣象因子包括氣候類型、氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)力、云量、降水等要素在這些要素中,對地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生和穩(wěn)定性影響的最重要原因是降水。地質(zhì)災(zāi)害與降水有密切的關(guān)系,危巖(崩塌)、滑坡主要集中發(fā)生在降水較多的月份,而泥石流發(fā)生更離不開降水形成的強烈地表徑流。
3.2 地形地貌因子
危巖(崩塌)、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害與地形坡度的關(guān)系十分密切。如喬建平等研究了長江三峽庫區(qū)云陽一巫山段斜坡坡度對滑坡的貢獻率得出了該地區(qū)滑坡發(fā)育的主要坡度區(qū)間。
3.3地層巖性組合
地層巖性是產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的基本物質(zhì)條件,其組合決定了巖土體類型特征,也就決定了地質(zhì)災(zāi)害類型及規(guī)模。如:軟硬相間巖組,由于軟弱巖體抗風(fēng)化能力較差,被風(fēng)化剝蝕而形成巖腔,使上部堅硬巖體失去支撐易產(chǎn)生危巖(崩塌)同時,軟弱巖體的強度相對較差,易成為滑坡的易滑地層。
3.4地質(zhì)構(gòu)造因子
地質(zhì)災(zāi)害是地球內(nèi)外動力耦合作用的結(jié)果,地質(zhì)災(zāi)害多與地質(zhì)構(gòu)造作用有關(guān)。如對于某一特定地區(qū),剪切帶區(qū)域抗風(fēng)化能力較差,易于誘發(fā)泥石流災(zāi)害,而與新構(gòu)造應(yīng)力場主壓應(yīng)力垂直或大角度相交的陡崖或陡坡,則易于孕發(fā)危巖、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。所以說地質(zhì)構(gòu)造因子是
地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的一個重要因子,起主導(dǎo)控制作用。
3.5水文地質(zhì)條件
在所有誘發(fā)和觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的因子中,地下水扮演著極為重要的角色,是地質(zhì)災(zāi)害勘測、評價、預(yù)測與防治必須考慮的因子。在以往的各種地質(zhì)災(zāi)害中,大部分危巖(崩塌)、滑坡的產(chǎn)生均有地下水的參與。
3.6人類工程活動
隨著社會經(jīng)濟發(fā)展,人類對自然改造加大,各種大小工程活動,直接或者間接誘發(fā)了各種地質(zhì)災(zāi)害。如:人類過度的開采造成對植被的破壞,從而導(dǎo)致水土流失,誘發(fā)泥石流;公路修建切坡形成危巖(崩塌)、滑坡等。
結(jié)束語:在實際地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測評估中,為了便于計算機識別和數(shù)學(xué)處理,一般會對影響因子進行量化,從而得出影響的強度。地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測評估是一項系統(tǒng)的工程,只有充分分析了其影響因子基礎(chǔ)上,利用科學(xué)計算方法,才能準確預(yù)測出地質(zhì)危害,從而減少對人類的損失。
中圖分類號：P931文獻標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）02022305
1引言
山洪災(zāi)害是指由于降雨在山丘區(qū)引發(fā)的洪水災(zāi)害及由山洪誘發(fā)的泥石流、滑坡等對國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成損失的災(zāi)害，具有突發(fā)性、水量集中、破壞力大等特點[1]。我國地域遼闊，地貌形態(tài)復(fù)雜，暴雨頻發(fā)、人類活動劇烈等導(dǎo)致山洪災(zāi)害頻繁發(fā)生且存在地域差異性。我國山洪災(zāi)害點多面廣、發(fā)生頻繁，每年都要造成重大人員傷亡和基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境的毀滅性破壞，已成為我國自然災(zāi)害造成人員傷亡和經(jīng)濟損失的主要災(zāi)種。西南地區(qū)是我國山洪災(zāi)害發(fā)育最嚴重的地區(qū)，隨著人們對山區(qū)資源利用強度的加大和自然環(huán)境的改變，使得山洪災(zāi)害有進一步加劇的趨勢[2，3]。重慶市山區(qū)山高坡陡，河流眾多，城鎮(zhèn)多沿江分布，是山洪災(zāi)害頻發(fā)區(qū)和重災(zāi)區(qū)，山洪災(zāi)害防御的形勢嚴峻。通過深入研究山洪災(zāi)害發(fā)生和分布規(guī)律，從而增強防御山洪災(zāi)害的預(yù)見性和科學(xué)性，把握防災(zāi)抗災(zāi)的主動權(quán)。
本文選取重慶市巴南區(qū)接龍鎮(zhèn)為研究對象，在構(gòu)建山洪災(zāi)害危險評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，將山洪災(zāi)害風(fēng)險度評價技術(shù)[4]與GIS技術(shù)相結(jié)合，分析山洪孕災(zāi)環(huán)境與致災(zāi)因子空間分布規(guī)律，利用層次分析法和加權(quán)綜合評價法進行山洪災(zāi)害危險性綜合分區(qū)研究。
2研究區(qū)域
接龍鎮(zhèn)位于重慶市巴南區(qū)東南部，是重慶市巴南區(qū)“一城五鎮(zhèn)”發(fā)展戰(zhàn)略的中心鎮(zhèn)之一，人口眾多，社會經(jīng)濟較發(fā)達。全鎮(zhèn)幅員面積為196.36km2，整體海拔為255～1025m。屬低山孤丘區(qū)，境內(nèi)多低山丘陵，地形起伏較大，整體呈現(xiàn)東西兩端高于中部并向北邊傾斜的地勢特點。接龍鎮(zhèn)雨量充沛，全年平均降水量1100mm。近年來，隨著巴南區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，極端天氣的日趨增多，造成了山洪災(zāi)害的頻發(fā)。據(jù)山洪歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)顯示：2001～2009年接龍鎮(zhèn)共發(fā)生41次滑坡、泥石流等山洪災(zāi)害，累計經(jīng)濟損失達2400萬元人民幣，鎮(zhèn)域范圍山洪災(zāi)害防治工作任務(wù)艱巨。
3數(shù)據(jù)來源
（1）地理數(shù)據(jù)：接龍鎮(zhèn)所在1∶10000地形圖16幅，重慶市土地利用現(xiàn)狀圖；
（2）降水?dāng)?shù)據(jù)：接龍鎮(zhèn)歷年降雨情況數(shù)據(jù)、重慶市氣象站點暴雨站點數(shù)據(jù)以及重慶市暴雨等值線圖等；
（3）歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)：接龍鎮(zhèn)2001～2009年山洪災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)；
（4）研究區(qū)相關(guān)的各種自然和社會經(jīng)濟統(tǒng)計資料等。
4山洪災(zāi)害危險評價方法
4.1山洪災(zāi)害危險評價指標(biāo)選取與權(quán)重計算
4.1.1指標(biāo)選取與分級賦值
影響山洪災(zāi)害的因素很多，其發(fā)生是多種因素綜合作用的結(jié)果。山洪災(zāi)害危險性主要取決于天氣和下墊面等自然因素[5]。根據(jù)相關(guān)規(guī)定[1]，參考山洪災(zāi)害危險性評價相關(guān)研究[6～12]，結(jié)合研究區(qū)域的實際情況，綜合考慮孕災(zāi)環(huán)境因子和致災(zāi)因子對研究區(qū)山洪災(zāi)害危險性的影響，從而進行相應(yīng)指標(biāo)的選取。其中孕災(zāi)環(huán)境因子主要考慮降水和下墊面因素，選取年均降水量、地形坡度、地形起伏度、植被覆蓋率、路網(wǎng)密度、居民點密度、歷史災(zāi)害點密度共7個指標(biāo)；致災(zāi)因子主要考慮降水因素和水系因素，選取匯流累積量、暴雨強度、河網(wǎng)密度共3個指標(biāo)。在研究已獲得的孕災(zāi)環(huán)境綜合分區(qū)結(jié)果基礎(chǔ)上，綜合考慮孕災(zāi)環(huán)境（x1）、匯流累積量（x2）、暴雨強度（x3）和河網(wǎng)密度（x4）共4個指標(biāo)對山洪災(zāi)害危險性的影響，構(gòu)建山洪災(zāi)害危險評價指標(biāo)體系并對各指標(biāo)分級賦值。將4個指標(biāo)分為4級賦值，各指標(biāo)4個分區(qū)等級賦值之和為100。指標(biāo)體系的具體分級賦值見表1。表1接龍鎮(zhèn)山洪災(zāi)害危險評價指標(biāo)體系
指標(biāo)分級與賦值極高危險區(qū)高危險區(qū)中危險區(qū)低危險區(qū)孕災(zāi)環(huán)境（x1）分級>7373-5656-3250005000-10001000-10085.7585.75-82.2584-82.251.51.5-1.01.0-0.5
指標(biāo)權(quán)重的計算方法有很多，根據(jù)簡單實用性的原則，本次選擇層次分析法進行計算。層次分析法源自美國運籌學(xué)家T.L.Saaty于20世紀70年代提出的“分析的遞階過程（Analytic Hierarchy Process）”，又稱AHP法[13～15]。它是一種定性和定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法，能夠?qū)Q策者的經(jīng)驗判斷定量化?；?0位專家的判斷評分構(gòu)造判斷矩陣，利用和積法計算得到山洪災(zāi)害危險指標(biāo)孕災(zāi)環(huán)境（x1）、匯流累積量（x2）、暴雨強度（x3）和河網(wǎng)密度（x4）的權(quán)重值，分別為0.2272、0.4231、0.2272和0.1225，并通過了一致性檢驗。
4.2山洪災(zāi)害危險評價數(shù)據(jù)獲取
在構(gòu)建的評價指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，收集大量相關(guān)數(shù)據(jù)資料，并利用GIS技術(shù)對數(shù)據(jù)進行提取和處理，并將各指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層進行柵格化處理，柵格單元大小取100m×100m。
4.2.1孕災(zāi)環(huán)境數(shù)據(jù)獲取
本研究中將已得到的孕災(zāi)環(huán)境綜合分區(qū)作為山洪災(zāi)害危險評價的一個指標(biāo)。孕災(zāi)環(huán)境綜合指數(shù)值采用多因素綜合指數(shù)法對7個孕災(zāi)指標(biāo)進行綜合分析加權(quán)疊加計算而得。各孕災(zāi)指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取方法如下所述。
（1）年均降水量：利用重慶市周邊149個氣象站點年均降雨量觀測數(shù)據(jù)，與站點經(jīng)度、緯度和高程之間進行線性回歸分析，建立線性回歸方程，利用ArcGIS軟件中柵格計算器計算模擬得到接龍鎮(zhèn)年均降水量分布圖。
（2）地形坡度數(shù)據(jù)：以1∶10000地形圖為基礎(chǔ)，利用ArcGIS軟件空間分析功能生成TIN，按照100m×100m柵格化處理得到研究區(qū)DEM（數(shù)字高程模型），并提取出坡度信息。
（3）地形起伏度：在ArcGIS軟件空間分析模塊中移動窗口功能支持下，調(diào)整窗口大小，最終選取1.1km×1.1km窗口大小統(tǒng)計接龍鎮(zhèn)的地形起伏度。
（4）植被覆蓋率：利用接龍鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀圖，結(jié)合實地野外調(diào)研情況以及專家意見對各土地利用類型的植被覆蓋率進行賦值而得到。
（5）路網(wǎng)密度、居民點密度和歷史災(zāi)害點密度：以接龍鎮(zhèn)DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用ArcGIS軟件水文分析功能提取劃分得到127個小流域。以各小流域為統(tǒng)計單元，結(jié)合路網(wǎng)數(shù)據(jù)、居民點分布數(shù)據(jù)和接龍鎮(zhèn)2001～2009年山洪災(zāi)害歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件空間疊加和統(tǒng)計分析功能得到各小流域中道路總長度、居民點總面積和歷史災(zāi)害點數(shù)量，并分別除以所在小流域面積計算得到路網(wǎng)密度、居民點密度和歷史災(zāi)害點密度。
依據(jù)各指標(biāo)實際情況和專家意見，將各指標(biāo)劃分為極高易發(fā)區(qū)、高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)4個等級并對其分別進行賦值，其中最大值為100，最小值為0。同時采用層次分析法和專家評分法得到山洪災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境7個指標(biāo)的權(quán)重值分別是0.1588、0.3498、0.1035、0.0435、0.0675、0.0306和 0.2463，并通過一致性檢驗。最后采用多因素綜合指數(shù)法計算得到山洪災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境綜合指數(shù)，對其設(shè)置相應(yīng)閾值得到山洪災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境分區(qū)圖（圖1）。
4.2.2致災(zāi)因子數(shù)據(jù)獲取
（1）暴雨強度：基于重慶市暴雨等值線圖和相關(guān)歷史資料，利用ArcGIS軟件空間插值功能，采用反距離加權(quán)法，模擬得到接龍鎮(zhèn)暴雨強度分布情況，并按照指標(biāo)體系進行量化分級得到暴雨強度量化分值圖（圖2）。
（2）匯流累積量：基于接龍鎮(zhèn)無洼地DEM，利用GIS水文分析功能，計算水流方向匯流經(jīng)過每個柵格單元的柵格數(shù)量總和，并按照4個等級量化賦值得到匯流累積量量化分值圖（圖3）。
（3）河網(wǎng)密度：根據(jù)接龍鎮(zhèn)DEM，利用ArcGIS軟件水文分析功能，提取出矢量化河網(wǎng)數(shù)據(jù)。然后在已獲得的各小流域為基礎(chǔ)，利用空間疊加分析與空間統(tǒng)計分析功能，統(tǒng)計落在每個小流域內(nèi)的河網(wǎng)總長度，除以小流域面積，計算出每個小流域的河網(wǎng)密度。最后結(jié)合量化標(biāo)準和評價體系對河網(wǎng)密度進行分級量化得到河網(wǎng)密度量化分值圖（圖4）。
5山洪災(zāi)害危險評價
5.1山洪災(zāi)害危險評價模型
山洪災(zāi)害危險性分析是對某區(qū)域山洪災(zāi)害的孕災(zāi)環(huán)境或致災(zāi)因子的各種自然屬性特征的概率分布做出評價[5]。接龍鎮(zhèn)山洪災(zāi)害危險評價采用加權(quán)綜合評價法[16]。加權(quán)綜合評價法綜合考慮各指標(biāo)對評價因子的影響程度，將各個指標(biāo)的作用大小綜合起來，用數(shù)量化指標(biāo)加以集中，其計算公式如下：
5.2山洪災(zāi)害危險綜合分區(qū)與評價
根據(jù)已獲取的山洪災(zāi)害危險指標(biāo)數(shù)據(jù)以及指標(biāo)權(quán)重，通過對各指標(biāo)影響情況的分析，利用山洪危險綜合指數(shù)計算模型，采用加權(quán)綜合利用ArcGIS軟件空間分析技術(shù)對各指標(biāo)進行疊加分析，得到研究區(qū)100m×100m柵格單元的山洪災(zāi)害危險綜合指數(shù)值，如圖5所示。
6結(jié)論與討論
（1）山洪災(zāi)害是我國自然災(zāi)害造成人員傷亡的主要災(zāi)種，其造成的基礎(chǔ)設(shè)施損毀、生態(tài)環(huán)境破壞也十分嚴重，已成為我國防洪減災(zāi)工作的重點和難點。西南地區(qū)山區(qū)丘陵鎮(zhèn)域山洪災(zāi)害對鎮(zhèn)域人民的生命財產(chǎn)構(gòu)成重大威脅，進行山洪災(zāi)害危險合理分區(qū)研究，可對建立鎮(zhèn)域山洪災(zāi)害預(yù)警預(yù)報機制以及為政府的防災(zāi)減災(zāi)決策提供科學(xué)依據(jù)。
（2）以山區(qū)鎮(zhèn)域為研究單元，選取孕災(zāi)環(huán)境、匯流累積量、暴雨強度和河網(wǎng)密度4個指標(biāo)構(gòu)建了山區(qū)鎮(zhèn)域山洪災(zāi)害危險評價指標(biāo)體系，并在GIS技術(shù)支持下，獲取了各個指標(biāo)的評估數(shù)據(jù)。 利用層次分析法和專家評分法得到各指標(biāo)的權(quán)重值。
（3）采用加權(quán)綜合評價法構(gòu)建山洪災(zāi)害危險評價模型，計算得到接龍鎮(zhèn)山洪災(zāi)害風(fēng)險綜合指數(shù)，同時依據(jù)評價指標(biāo)體系中各危險等級的閾值將山洪災(zāi)害危險分為4個等級，最終得到山洪災(zāi)害危險綜合分區(qū)。從分析結(jié)果可以看出：接龍鎮(zhèn)山洪災(zāi)害危險綜合指數(shù)值處于8～69之間，全鎮(zhèn)范圍內(nèi)約80.53%的地區(qū)處于中等危險區(qū)，山洪災(zāi)害危險對全鎮(zhèn)的潛在影響情況不容忽視，山洪災(zāi)害防治預(yù)警工作不容懈怠。
（4）由于山洪災(zāi)害發(fā)生的復(fù)雜性與不確定性，影響因子眾多，結(jié)合實際情況選取哪些因子能更加全面地作為不同區(qū)域山洪危險評價指標(biāo)，有待進一步的探討和完善。
（5）本文只對山區(qū)鎮(zhèn)域山洪災(zāi)害危險性進行了分析研究，可進一步對山洪災(zāi)害社會經(jīng)濟易損性進行分析研究，對山區(qū)鎮(zhèn)域山洪災(zāi)害風(fēng)險進行綜合評價。
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