灾害地质学-第2章地质灾害灾情评估与减灾效益分析.ppt

第二章 地质灾害灾情评估与减灾效益分析,地质灾害防治,灾情评估的目的、类型与主要内容地质灾害危险性评价社会经济易损性评价地质灾害破坏损失评价地质灾害防治工程评价地质灾害经济损失分析地质灾害减灾效益分析,主 要 内 容,1、地质灾害灾情评估的目的 通过揭示地质灾害的发生和发展规律，评价地质灾害的危险性及其所生成的破坏损失、人类社会在现有的经济条件下抗御灾害的能力，运用经济学原理评价减灾防灾的经济投入及取得的经济效益、社会效益。,突发性地质灾害：如地震等，负负得正原则,渐变性地质灾害：如地面沉降等，综合治理措施,深层次看：地质灾害灾情评估必须与灾害成因研究、灾害破坏、损失的工程分析相结合,2、地质灾害的评估类型 1.按评估时间分类地质灾害“灾前评估”对一个地区地质灾害事件的危险程度和可能造成的破坏损失程度的预测性评价。是制定国土规划、社会经济发展计划以及减灾对策预案的基础 地质灾害“灾期跟踪评估”灾害发生时对灾害损失的快速评估。是制定救灾决策和应急抗灾措施的基础地质灾害“灾后总结评估”灾害结束后对灾害损失进行的全面评估。是决定救灾方案、制定灾后援建计划和防御次生灾害的重要依据,2、地质灾害的评估类型 2.按评估范围和面积分类点评估：对一个灾害体或相对独立的灾害群面评估：对具有相对统一特征的区域区域评估：跨流域、地区的大面积地灾评估,地质灾害灾情评估范围分类及其特征表（张梁等，1998）,3、地质灾害灾情评估的内容1）定义：地质灾害灾情评估是对地质灾害进行调查、统计、分析、评价的过程2）评估的内容（1）危险性评价：主要是分析评价孕灾的自然条件和灾变程度,通过分析地质灾害的形成条件和致灾机理，确定地质灾害的强度、规模、频度及危害范围等。（2）易损性评价：是对受灾体的分析，其目的是划分受灾体类型,统计分析受灾体损毁数量、损毁程度，核算受灾体体的损毁价值。（3）破坏损失评价：是对地质灾害发生后人员伤亡和财产损失的情况分析，其基本任务是核查人口伤亡数量、核算经济损失程度，评定灾害等级和风险等级；（4）防治工程评价：是用来评价地质灾害防治工程的经济效益、社会效益和环境效益，对防灾抗灾工程的资金投入和效益进行分析。,灾情评估的目的、类型与主要内容地质灾害危险性评价社会经济易损性评价地质灾害破坏损失评价地质灾害防治工程评价地质灾害经济损失分析地质灾害减灾效益分析,主 要 内 容,1、地质灾害危险性是地质灾害自然属性的体现，评价的核心要素是地质灾害的活动强度。从定性分析看，地质灾害的活动强度越高，危险性越大，灾害的损失越严重。历史灾害危险性：指已经发生的地质灾害的活动强度，评价要素为灾害的类型、规模、活动周期以及研究区内灾害的分布密度；潜在灾害危险性：指具有灾害形成条件但尚未发生的地质灾害的潜在危害性，评价要素包括地质条件、地形地貌条件、气象水文条件、植被条件和人为活动条件等,2、地质灾害危险性评估的内容：点评估：对潜在灾害体或已经出现的灾害现象进行分析评价，确定未来的灾害发生几率、可能的规模和危害范围、活动强度及破坏程度等。面评估：对一个地区某类或几类地质灾害的活动程度进行分析评价，确定研究区未来灾害的类型、活动频率强度规模及其破坏能力并进行危险性分区。区域评估：对大范围内多种地质灾害活动强度的综合分析评价，通过危险性区划确定区域性地质灾害的活动水平和危害程度。,1）突发性地质灾害发生概率的确定崩塌、滑坡、岩溶塌陷、地震等突发性地质灾害危险性分析的重要指标地质灾害发生概率突发性地质灾害发生概率的确定方法：经验法 动力分析法 条件分析法 历史灾害频数统计法,1、对于活动频繁且有较长时间观测记录或充分研究资料的地质灾害可通过进一步分析不同时间尺度的灾害周期性变化规律，根据经验确定不同规模灾害事件的发生概率。(经验法)2、动力分析与条件分析方法是通过潜在灾害体的力学机制和形成条件分析利用数学模型确定灾害发生概率的方法。(动力分析法和条件分析法)3、历史灾害频数统计法是通过对地质灾害在历史上的活动次数进行统计，总结出不同规模灾害活动随时间的分布频数曲线，根据曲线类型确定灾害活动规模与灾害发生频率的关系从而得出灾害发生的概率。（历史灾害频数统计法）,2）渐进性地质灾害发展速率的确定 地灾发展速率是地裂缝、地面沉降等渐进性地质灾害危险性分析的基础指针。评价对象是已经发生灾害的地区，评价内容土要是地质灾害的未来活动强度和成灾水平。评价方法主要有约束外推法和模拟模型法：A.约束外推法:通过分析系统内大量随机现象的变化规律，确定系统发展的约束条件，并依此推测系统未来发展趋势的方法。具体方法主要有德尔菲法、单纯外推法、趋势外推法、移动平均法、指数平滑活动、时间序列法等。B.模型模拟法：根据“同态性原理”确定评估对象的同态预测模型，建立数学模型，分析未来状态与现实状态之间评价目标的数量关系从而得出未来情况的目标值。,3）地质灾害危害范围的确定地质灾害危害范围的大小主要取决于灾害类型、活动规模和活动方式。如地震灾害可波及几千平方公里的范围，而崩塌的危害范围一般为几百几于千平方米。危害范围可根据致灾的动力因素来分析确定.如崩塌、滑坡和泥石流它们的成灾范围一般包括灾害体发育区、灾害体活动区以及由其引发的次生灾害危害区三部分组成。,案例：2000年4月9日，西藏波密易贡山体大滑坡危害范围的确定 2000年4月9日，西藏波密易贡山体大滑坡危害范围的确定后，中国水科院遥感技术应用中心利用我国“资源”号卫星在上述地区的l月26日、4月13日和5月9日的遥感数字图像，结合国家测绘局制作的1：250 000电子地图，在滑坡的发生范围内生成了三维立体图像，了解到了滑坡体和受淹地区的全貌，成功地对滑坡灾害做出了定性评估。为了预测滑坡体一旦溃决对下游造成的灾害，做好减灾救灾的防范措施，水科院遥感技术应用中心在数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）的基础上，计算出滑坡体下游至通麦桥的河道坡度，获得了直观全面而准确的资料，为有关部门迅速地做出决策提供了可靠的科学依据。,4）区域地质灾害危险性区划目的:把地质条件复杂、危险性程度参差不齐的大面积评价区，划分成若干个地质灾害活动条件和危险程度相近的单元，作为确定评价参数实现区域评价的基础，反映的是不同地区地质灾害危险性的相对差异。基本步骤：A.将评价区划分成若干单元，分析各个单元地灾活动的基本要素、成因机制；B.建立数学模型，利用数学模型对评价区域进行定量化计算，确定不同单元的危险性指数；C.根据危险性指数的分布特点和自然地理与社会经济条件进行分区。危险性指数的计算方法:灰色聚类法、模糊综合评判法、信息熵评判法等。,灾情评估的目的、类型与主要内容地质灾害危险性评价社会经济易损性评价地质灾害破坏损失评价地质灾害防治工程评价地质灾害经济损失分析地质灾害减灾效益分析,主 要 内 容,1、社会经济易损性构成易损性：是指受灾体遭受地质灾害破坏机会的多少与发生损毁的难易程度。由受灾体自身条件和社会经济条件决定受灾体自身条件：类型、数量、分布情况社会经济条件：人口分布、城镇布局、厂矿企业分布、交通通讯设施等,2、易损性评价的主要内容与基本方法1）对象：受灾体2）目的：分析现有经济枝术条件下人类社会对地质灾害的抗御能力，确定不同社会经济要素的易损性参数3）主要评价内容包括：划分受灾体类型，调查受灾体数量及其分布情况，核算受灾体价值，分析各种受灾体遭受不同类型、不同强度地质灾害危害时的破坏程度及其价值损失率。,1.受灾体价值损失率：是指受灾体遭受破坏损失的价值的比率，它是易损性评价的重要内容。2.灾害敏感度分析和承灾能力分析灾害敏感度：指在一定社会经济条件下，评价区内人类及其财产和所处的环境对地质灾害的敏感水平和可能遭受危害的程度。通常情况下，人口和财产密度越高，对灾害的反应越灵敏，受灾害危险的程度越高 承灾能力：指人类社会对地质灾害的预防、治理程度及灾后的恢复能力。,灾情评估的目的、类型与主要内容地质灾害危险性评价社会经济易损性评价地质灾害破坏损失评价地质灾害防治工程评价地质灾害经济损失分析地质灾害减灾效益分析,主 要 内 容,1、地质灾害破坏损失构成广义：地质灾害的破坏损失由生命损失、经济损失、社会损失、资源与环境损失构成。从定量化的角度看：生命损失、经济损失对人类不但具有最直接的关系，而且比较容易定量化评价；社会损失、资源与环境损失主要表现为间接损失，目前还难以进行定量化评价。因此地质灾害破坏损失主要是指经济损失，即以货币形式反映的地质灾害受灾体的价值损失。,2、评价内容地质灾害破坏损失评价是定量化分析地质灾害经济损失程度的过程，利用以货币形式表示的绝对损失额和相对损失额来反映地质灾害破坏损失的程度。1）主要内容：计算评价区域地质灾害经济损失额、损失模数、相对损失率；评价经济损失水平和构成条件；分析破坏损失的区域分布特点。,2）损失核算方法成本价值损失核算：以受灾体成本价值为基数，根据其灾害损失程度或者修复成本、防灾成本投入核算受灾体的价值损失。如：房屋、道路、桥梁、生命线工程、水利工程、构筑物、设备。收益损失核算：以受灾体可能收益为基数，根据其灾害损失程度核算受灾体价值损失，主要适用于农作物价值损失核算。成本收益价值损失核算：以受灾体的成本和收益为基数，根据其灾害损失程度核算受灾体价值损失，主要适用于资源价值损失核算。,3、评价方法1.历史灾害破坏损失评价-指对已经发生的地质灾害的经济损失进行统计分析，评价的基本方法是调查统计。对于成灾范围较小、受灾体数量较少的灾害事件，可以对所有受灾体进行实际调查，评估其灾前价值；然后，根据实际破坏情况，逐一确定损毁程度和价值损失率；如果成灾范围较大、受灾体数量较多。可采用分类调查统计或抽样调查统计方法核算灾害事件的经济损失。,3、评价方法2.地质灾害期望损失评价 在危险性评价和易损性评价基础上核算可能的灾害损失平均值，即期望损失评价。,据灾害的不同期望损失评价方法不一,1）崩塌、滑坡、泥石流等突发性作地质灾害的期望损失评价可根据风险评价理论采用概率预测方法进行；2）地面沉降、海水入侵等渐进性地质灾害可采用趋势预测方法进行计算；3）膨胀土胀缩灾害可根据防治措施采用影子工程法计算其期望损失。,灾情评估的目的、类型与主要内容地质灾害危险性评价社会经济易损性评价地质灾害破坏损失评价地质灾害防治工程评价地质灾害经济损失分析地质灾害减灾效益分析,主 要 内 容,1、地质灾害防治工程评价内容评价的目的：实现灾害防治的最优化基本内容：分析地质灾害防治工程的科学性，评估地质灾害防治工程的经济效益，评价地质灾害防治工程的可行性和合理性。评价的途径：结合地质灾害防治规划或防治方案，评价防治措施的技术可行性和经济合理性,2、防治工程经济效益评价方法防灾效益取决于防治条件下减少的地质灾害(期望)损失费用与防灾工程的投入费用，其表达式为：E=O/I 其中，E：防灾效益，O：防灾收益（或地质灾害期望损失费用），I：防灾工程投入费用。,灾情评估的目的、类型与主要内容地质灾害危险性评价社会经济易损性评价地质灾害破坏损失评价地质灾害防治工程评价地质灾害经济损失分析地质灾害减灾效益分析,主 要 内 容,1、经济损失分析1)地质灾害经济损失类型直接经济损失:是指由灾害事件摧毁或损坏的现有设施的价值；间接经济损失：救灾资金的投入、各产业部门产值的减少、环境的恶化以及自然资源的破坏等不同类型的地质灾害所造成的直接经济损失有所不同(见下表)。,地质灾害经济损失类型构成表,2）地质灾害经济损失分析 1992年国家计委下达“全国地质灾害现状调查”项目，该项目对我国15种地质灾害的直接经济损失进行了比较全面的准确的评估。采用的评估方法有直接统计法（水土流失、土壤岩渍化、冷浸田、煤层自燃、瓦斯爆炸、地面塌陷、地面沉降、地裂缝）、模数法（崩滑流）直接引用主管政府部门发布的数字（土地沙化、地震）。,具体数值及分析如下表,15种主要地质灾害直接经济损失统计表,(据段永贵等，1993),间接经济损失评估更加困难。只能应用典型实例直接和间接损失的比例关系如下(原地矿部数据)：崩塌、滑坡 1：10 泥石泥 1：5 地面沉降 1：3,2、中国地质灾害发育现状评估地质特征：位于多条火山、地震带上地貌特征：样式齐全，起伏较大地质灾害十分严重，人员伤亡及经济损失巨大:1、地震、火山；2、崩塌、滑坡、泥石流；3、地裂缝；4、岩溶塌陷；5、矿井灾害；6、土地沙漠化；7、地面沉降；8.水土流失；6.冻融；7.海岸灾害,表2-4 1949-1992年中国地质灾害概况表,2010年1至6月，中国发生地质灾害19553起，为2009年同期10倍多；死亡和失踪464人，是2009年同期的2.7倍。其中滑坡14614起、崩塌4013起、泥石流608起、地面塌陷236起、地裂缝55起、地面沉降27起；造成人员伤亡的地质灾害147起，355人死亡、109人失踪、241人受伤；直接经济损失18.61亿元。中国属于地质灾害多发国家，强降雨及地震致使山体地质破碎，以及人为的工程扰动等，都能诱发地质灾害。据统计，自然因素引发的有18781起，占总数的96%；人为因素引发的有772起，占总数的4%。自然因素主要为强降雨、持续降雨、融雪和冻融等；人为因素主要为切坡建房、修路、采矿、开采地下水和水渠渗漏等。,灾情评估的目的、类型与主要内容地质灾害危险性评价社会经济易损性评价地质灾害破坏损失评价地质灾害防治工程评价地质灾害经济损失分析地质灾害减灾效益分析,主 要 内 容,1、地质灾害损失 地质灾害减灾效益分析：针对地质灾害防治工程而言，指通过分析地质灾害防治工程的经费投入和减灾效果来评价其效益；地质灾害损失：直接损失：灾害对现有资产造成毁坏而损失的价值 间接损失：直接损失以外的非现实发生的而又由灾害导致必然发生的实际损失,1)地质灾害损失计算方法直接经济损失:在统计评估时，一般按各种资产的原值或现值进行计算。间接经济损失(包括5个部分):a.用于人员伤亡的善后处置费、医药费和灾民生活、生产救济费。b.原地无法重建时的易地搬迁费和人员安置费。c.从生产力遭受破坏或影响到恢复期间所损失的工农业产值。d.国土资源损失，如崩塌和滑坡造成的林地损失、农田毁坏或土壤肥力降低造成的损失等。e.对次生灾害所投入的抗灾、救灾等费用。,2、防治工程投资效益防治工程投资是以防治地质灾害为目的的资金投入，它不产生资金增殖，因此不能用投入与产出之比反映它的效益。它属于社会公益性投入其效益反映在社会效益和经济效益两个方面。,防治工 程经费,减灾 效果,保值效益(直接经济效益):对灾区现有资产的保障。保值效益（Z）由灾害损失价值（J）与减灾投入资金（T）之差求得，即 Z=JT 或用减灾效益比(b)来表示：b=Z/T保产效益(间接经济效益):减灾资金投入后对未来经济收益的保障，主要为受益地区现有生产规模的工农业年产值。保产效益等于减灾投入资金与受益地区的生产总值之比。,3、地质灾害防治工程减灾效益分析实例1.湖北秭归县新滩滑坡2.四川云阳县鸡扒子滑坡（投入/效益=1/23.7）3.四川华莺市溪口地区崩滑流灾害(1/120)4.天津市地面沉降,灾害防治“十分之一”法则，灾前投入一份资金，治理后可得到十分的效益。实际上还远小于这一比例,灾前投资/治理后效益1/10,1985年6月12日凌晨,位于长江西陵峡内的湖北省宜昌市秭归县新滩镇发生巨型坍山滑坡,造成高达70米的过江涌浪。由于监测预报准确,疏散及时,新滩镇457户1371人全部安全转移。图为：秭归新滩滑坡遗址。,湖北秭归千将坪滑坡是三峡库区蓄水到135米后的第一个大型滑坡。2003年7月14日凌晨零点20分，大滑坡开始，长1200米、宽1000米、平均厚度20米，总方量约2400万立方米的滑坡体直冲清干河，将河道彻底斩断。全村被毁，死亡24人,辽宁海城地震概况：1975年2月4日19点36分，我国辽宁省海城、营口县一带；震级7.3级，震源深度16.21公里，震中烈度为9度强。这次地震共造成8.1亿元的经济损失。在地震烈度7度区域范围内，有鞍山、营口、辽阳三座较大城市，人口1678万；还有海城、营口、盘山等11个县，人口660万。合计人口8348万，其中城市人口占20，人口平均密度为每平方公里1000人左右。地震震中区面积760平方公里，区内房屋及各种建筑物大多数倾倒和破坏，铁路局部弯曲，桥梁破坏，地面出现裂缝、陷坑和喷沙冒水现象，烟囱几乎全部破坏。,成功进行了短临预报，有效地减少了人员伤亡营口县政府震前采取应急预防措施：城乡停止一切会议；工业停产，商店停业，：医院一般患者用战备车送回家，少数重病者留在防震帐篷里就地治疗。城乡招待所、旅社要动员客人离开；城乡文化娱乐场所停止活动；各级组织采取切实措施做到人离屋、畜离圈，重要农机具转移到安全地方。邢台地震、通海地震、唐山地震的人员伤亡率分别为14、13、18.4。按这三次地震的人员伤亡率平均值估算，海城地震人员伤亡将近15万，死亡可达5万以上。而由于发布了短临预报，震区各级政府组织群众预防，使全区人员伤亡共18308人，仅占7度区总人口数的0.22，其中，死亡328人，占总人口数的0.02，重伤4292人，轻伤12688人，轻重伤占总人口数的0.2。,海城地震震中位置图,秘鲁铜矿矿难 这个救援中有太多极限数据。8月5日矿难，8月22日才寻获矿工位置，得知“我们全部33人都在避难所内，全部安好”，这中间有17天。从矿难发生到有人成功升井，相隔60多天。60多天里，井下受困人员全部状况良好。营救过程中，井下应急避难所发挥重要作用 智利矿难真正的“救生舱”是制度,1、人性化救援：政府拒绝作秀 他们也不是对矿工进行思想政治教育，或是讲一些多难兴邦的大道理，而是用具体的心理指导建立矿工们的信心和希望。他们没有为维护所谓的救援秩序而将矿工的家属隔离开来。他们告诉矿工的是，用轻松的心理去应对灾难。2、制度防范：井下须建紧急避难所 正是这些地下的避难所或者救援室，让被困者先升井与后升井同样有着生命的保证。所以，智利矿难中那耀眼的人性光芒，到底是人性原点的放大，还是制度保证下的升华，很值得我们思考并用来完善我们社会的人文塑构。避难所中，室温维持在32至36摄氏度，有通风口，有生命赖以维持的饮用水。这种简朴的场所，不是第一次看到。媒体在今年4月初对美国西弗吉尼亚州一起矿难的报道中显露：该煤矿矿下设有密闭救援室，里面储有四天食物、水和氧气，以备矿难中矿工避难等待营救。3、科学救援：靠天靠地不如靠科技智利动用所有可能的力量和最先进救援科技，在矿井现场有数百名支援人员，从工程师、心理学家到营养师、实验室人员。大至重型挖掘机和“胶囊”救援舱，小至安慰矿工心灵的投射机和灭菌铜纤维短袜，这些高科技产品有助援救，同时保证矿工在井下的生活质素。营救人员还设计了一条如通风管的空心圆柱“白兰鸽”，以把补给送到矿工避难处。4、矿工互助：团结配合求井底还生 33名矿工意志顽强，团结协作。33人共分为三组，每组11人，分别负责避难所、斜坡和105米（海拔高度）处作业区三个地点的工作，实行“三班倒”制度。每个组的负责人直接向8月5日矿难发生当天的班长刘易斯乌尔祖亚汇报。,被困69天后，矿工领班最后一个升井获救,舟曲泥石流2010年8月7日22时许，甘南藏族自治州舟曲县突降强降雨，县城北面的罗家峪、三眼峪泥石流下泄，由北向南冲向县城，造成沿河房屋被冲毁，泥石流阻断白龙江、形成堰塞湖。据中国舟曲灾区指挥部消息，截至21日，舟曲“88”特大泥石流灾害中遇难1434人，失踪331人以前舟曲山上多是郁郁葱葱的大树，很少发生泥石流，由于伴随着乱砍乱伐和毁林开荒之风的盛行，舟曲周围的山体几乎全变成了光秃秃的荒山，加上民用木材和倒卖盗用，全县森林面积每年以10万立方米的速度减少，植被破坏严重，生态环境遭到超限度破坏，水土流失极为严重，又遇突如其来的强降雨，导致较严重的泥石流发生。,多 难 兴 邦,