CN107368938B - 一种单体滑坡风险损失定量评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单体滑坡(包括土质滑坡、岩质滑坡)风险损失定量评估方法，属于地质灾害防灾减灾与风险管理研究领域。该方法基于上、下限定理和区间分析法，从下限和上限两个方向来逼近滑坡灾害风险损失真值，克服了过去采用单一定值风险损失评估结果所带来的不确定性大、评估结果与滑坡灾害实际损失偏差较大等弊端，具有快速、动态、实用等特点，可服务于滑坡灾害定量风险评估，为制定滑坡灾害风险管理措施提供决策依据。
Description
技术领域
本发明属于地质灾害防灾减灾与风险管理研究领域，涉及一种可用于单体滑坡灾害风险损失预测评估的方法。
背景技术
滑坡灾害是致灾体作用于承灾体的结果，同时也是滑坡的自然属性与社会经济属性共同作用的结果，应分别从滑坡发生的可能性和滑坡可能造成的损失，即风险损失(RiskLosses-RL)或期望损失(潜在损失)两方面来考虑。因此，滑坡灾害风险损失评估(亦称危害性评估)是滑坡灾害风险评估的两个重要基础工作之一。通过开展单体滑坡灾害风险损失定量评估方法研究，从而为滑坡灾害进行有效的风险管理奠定基础，以减少滑坡灾害造成的生命财产损失和节约防灾减灾工程费用。
由于滑坡风险损失评估研究具有重要的意义和工程价值，日益成为国内外众多专家学者和工程师的研究热点和难点。综观前人的研究成果可以发现，国内外自20世纪80年起开始研究滑坡灾害风险评估以来，已取得了较丰硕的成果，已基本建立了滑坡灾害风险评估和管理的理论框架，并有一定的工程应用。然而，尽管单体滑坡风险评估研究已经逐步深入和完善，但是却限于问题的复杂性和不确定因素太多，尚没有形成系统完善的理论和方法体系，尤其是理论研究与工程实践结合程度不高、风险评估方法的实用性、可推广性不强，有进一步发展与突破的可能和必要。特别是在滑坡风险损失进行定量评估方面，基本上将风险损失定量表示为单值形式，看似对滑坡可能造成的风险损失进行“精确的量化”，但滑坡灾害真正发生时，往往发现滑坡风险损失预测值与滑坡灾害实际损失(人员伤亡和直接经济损失)相差甚大，有时甚至是数倍之巨。这样的“误差”已经不是误差，而是错误了，显然是我们所不能接受的。
发明内容
该发明综合应用了上、下限定理和区间分析法，从下限和上限两个方向来逼近滑坡风险损失真值，克服了过去采用定值评估结果不确定性大，评估结果与实际损失偏差较大等问题，具有快速、动态、实用等特点，特别是倡导最大限度地利用现有的科学技术方法和信息有效开展单体滑坡风险损失定量评估,可为制定风险管理措施提供决策依据。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种单体滑坡灾害风险损失定量评估的方法，其特征在于按照以下步骤进行：
1)基于滑坡空间预测和运动模型，分析预测滑坡风险区范围的下限和上限：
首先采用本地区历史滑坡统计数据，获取本地区滑坡体规模—滑距(或风险区范围)关系，经过相似比分析和归一化处理，获得滑坡风险区范围(即滑坡危害范围)的下限和上限，有条件时还可以结合DAN3D软件、LS-RAPID软件等国际著名滑坡运动模拟分析软件对滑坡风险区范围进行定量数值模拟，结合数值模拟结果对前述经统计分析获得的风险区范围的下限与上限进行修正，若在统计分析风险区范围区间内，则以软件数值模拟结果作为新的风险区范围的下限和上限，综合确定滑坡风险区范围的下限和上限；
2)通过高分辨率遥感技术、无人机航拍及人工现场调查等方法，识别风险区内各种承灾体，并进行分类和承灾体价值量化，确定全部承灾体价值的下限Ei 和上限
(包括风险区内公众总人数和直接经济损失或财产损失的原始总价值，其中承灾体总数为n，下标i表示第i个承灾体，可为人或财产)；
3)估算承灾体受灾(即遭受滑坡体冲击破坏或掩埋)的空间概率下限Psi 、上限
和时间概率下限Pti 、上限
由Psti ＝Psi ·Pti 计算承灾体受灾的时空概率下限Psti ，由
计算时空概率上限
4)根据财产损失率和生命/健康损害率的估计，估算所有承灾体易损性的下限Vi 和上限
5)采用公式
计算滑坡风险损失下限RL，采用公式
计算滑坡风险损失上限
6)计算滑坡风险损失极差
与滑坡风险损失均值
比较极差是否超过均值的30％，若
则进入步骤7；若
则进一步收集获取资料信息，进一步精细化滑坡空间预测和运动模型，重复步骤1)至6)，直至满足
为止；
7)最终确定单体滑坡风险损失范围
值得说明的是，既然风险定义为损失的不确定性，那么风险损失应采用非单点值表示，应采用区间表达更和合理和准确。因此，本发明提出基于上、下限定理和区间分析法，从下限和上限两个方向来逼近滑坡风险损失真值，以克服过去采用定值评估结果不确定性大，评估结果与实际损失偏差较大等问题，具有快速、动态、实用等特点，可服务于滑坡灾害定量风险评估，为制定风险管理措施提供决策依据。
本发明提出的方法仅考虑滑坡可能造成的人员伤亡和财产损失等直接经济损失，暂未考虑对社会、资源与环境等间接经济损失，但所提出的模型方法对滑坡灾害其他损失评估同样具有一定的适用性，可供借鉴和参考。
附图说明
图1为本发明单体滑坡灾害风险损失定量评估方法的流程图
图2为滑坡要素关系示意图
图3为本地区滑坡体规模——滑距(或风险区范围)关系图
图4为滑坡风险区范围下限L
图5为滑坡风险区范围上限
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
在进行步骤1之前，应首先限定分析范围(滑坡要素关系示意图见图2)，尽最大可能搜集各类相关资料，包括地形、地貌、工程地质、水文地质、气候降雨、地震活动、水位变化、人类工程活动等资料信息和相关数据以及历史文献资料等。
1)基于滑坡空间预测和运动模型，分析预测滑坡风险区范围下限和上限：首先采用本地区历史滑坡统计数据，获取本地区滑坡体规模——滑距(或危害范围)关系(如图3)，经过相似比分析和归一化处理，获得风险区范围(即滑坡危害范围)下限(图3中斜线a)和上限(图3中斜线b)，有条件时还可结合DAN3D软件、LS-RAPID软件等国际著名滑坡运动模拟分析软件对滑坡风险区范围进行定量数值模拟，结合数值模拟结果对前述经统计分析风险区范围的下限和上限进行修正，若在统计分析风险区范围区间内，则以软件数值模拟结果作为新的风险区范围的下限和上限，综合确定滑坡风险区范围下限L(如图4)和上限
(如图5)。
2)通过高分辨率遥感技术、无人机航拍及人工现场调查等方法，识别风险区内各种承灾体，并进行分类和承灾体价值量化，确定全部承灾体价值的下限Ei 和上限
(包括公众人数和直接经济损失或财产损失的价值，其中承灾体总数为n，下标i表示第i个承灾体，可为人或财产)，经过风险识别，获得风险区承灾体为一栋3层砖混结构建筑物，以及建筑物内人员共计15人：
2-1)其中，60岁以上老人3人，下限与上限均为3人；20～60岁5人，下限与上限均为5人；10～20岁3人，下限与上限均为3人；10岁以下4人，下限与上限均为4人；
2-2)其中，建筑物总价值300万元，下限与上限均为300万元。
3)估算承灾体受灾(即遭受滑坡体冲击破坏或掩埋)的空间概率下限Psi 、上限
和时间概率下限Pti 、上限
由Psti ＝Psi ·Pti 计算承灾体受灾的时空概率下限Psti ，由
计算时空概率上限
由此可获得承灾体的时空概率如下表所示：
4)根据财产损失率和生命/健康损害率的估计，估算所有承灾体易损性下限Vi 和上限
如表所示：
5)采用公式
计算滑坡风险损失下限RL，采用公式
计算滑坡风险损失上限
求得结果如下表所示：
*备注：对生命损失(人)取整的原因是考虑到人的生命不可以为小数。
6)计算滑坡风险损失极差
与滑坡风险损失均值
比较极差是否超过均值的30％，若
则进入步骤7；若
则进一步收集获取资料信息，进一步精细化滑坡空间预测和运动模型，重复步骤1至6，直至满足
为止。
经过计算，滑坡风险损失极差：
6-1)对生命损失：
为4人-3人＝1人，滑坡风险损失均值
满足
进入下一步。
*备注：对生命损失(人)取整的原因是考虑到人的生命不可以为小数。
6-2)对财产损失(直接经济损失)：
滑坡风险损失均值
满足
进入下一步。
7)最终确定单体滑坡风险损失范围
7-1)对生命损失：
7-2)对财产损失(直接经济损失)：
Claims (1)
1.一种单体滑坡灾害风险损失定量评估的方法，其特征在于按照以下步骤进行：
1)搜集滑坡要素资料；所述滑坡要素资料包括地形、地貌、工程地质、水文地质、气候降雨、地震活动、水位变化、人类工程活动资料信息和相关数据以及历史文献资料；
2)基于滑坡空间预测和运动模型，分析预测滑坡风险区范围的下限和上限：
首先采用本地区历史滑坡统计数据，获取本地区滑坡体规模—滑距或风险区范围关系，经过相似比分析和归一化处理，获得滑坡风险区范围的下限和上限；结合DAN3D软件或LS-RAPID软件对滑坡风险区范围进行定量数值模拟；结合数值模拟结果对经统计分析获得的滑坡风险区范围的下限和上限进行修正，若在统计分析风险区范围区间内，则以软件数值模拟结果作为新的风险区范围的下限和上限，综合确定滑坡风险区范围的下限和上限；
3)通过高分辨率遥感技术、无人机航拍或人工现场调查方法，识别风险区内各种承灾体，并进行分类和承灾体价值量化，确定全部承灾体价值的下限Ei 和上限
其中，承灾体为人或财产；承灾体总数为n；承灾体价值包括风险区内公众总人数和直接经济损失或财产损失的原始总价值；下标i表示第i个承灾体；
4)估算承灾体受灾的空间概率下限Psi 、上限
和时间概率下限Pti 、上限
由Psti ＝Psi ·Pti 计算承灾体受灾的时空概率下限Psti ，由
计算时空概率上限
5)根据财产损失率和生命/健康损害率的估计，估算所有承灾体易损性的下限Vi 和上限
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计算滑坡风险损失下限RL，采用公式
计算滑坡风险损失上限
7)计算滑坡风险损失极差
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8)最终确定单体滑坡风险损失范围
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