區域地質災害評價的尺度效應研究

【摘 要】地質災害是地球地殼活動引起的地質動力活動，導致地質環境突變，或者由于人類活動對地層的破壞導致的一種自然災害，能夠直接破壞人類的生存環境，危害人類的生命財產安全，造成嚴重的后果。誘發區域地質災害的因素是多重的，例如地震、降水、人類活動等。因此，研究區域地質災害的演變規律，主要是研究造成地質災害的各個因素之間的相互關系和所占比重，以及他們之間的內在關聯。地質災害的評價基于兩個大方向，分別是基于物理模型的數值模擬發，基于概率的數學統計法，其他的既是這兩個大方向的交叉組合評定方法。地質災害的評價取決于時空尺度。地質災害評價的尺度效應區別于其他學科，比如水文學和地理學等，區域地質災害評價是多學科技術的交叉應用，但也具有其自有的鮮明特征。區域地質災害的評價的尺度效應包括空間效應、時間效應和方法效應等。不同尺度的信息源都會對評價結果產生不確定影響，不同尺度效應的組合方法直接影響分析與評價的精度和可操作性。

【關鍵詞】地質災害危險性；尺度效應；青川

區域地質災害的評價早在上個世紀中期就受到外國地質學者的重視，20世紀70年代，美國土地保護部首先對加利福尼亞的地震、滑坡等十種自然災害進行了災害風險的評估，對洪水、地震、臺風、滑坡等自然災害建立了一整套預測模型，出臺了各種減災政策。我國幅員遼闊，地質種類繁多，是世界上地質災害種類最豐富的國家之一，也是系統科學記錄地質災害最早的國家，但由于歷史的局限，地質災害的寶貴歷史記錄悉數失傳。我國對區域地質災害的評價和預警研究起始于上世紀八十年代，早期的研究對象集中與災害分布規律的研究，災害形成機理的研究和災害預警等方面，研究的地質種類包括水文地質、工程地質等。隨著我國經濟的發展，區域地質災害研究的投入增加，GIS的發展，我國地質災害研究逐漸打破成規，評價預警水平日益提高。

1 尺度效應的研究現狀

尺度效應是一種客觀存在的量度，是自然過程存在的時空或者地域上的特征量度，能夠邏輯客觀的對人們所觀察事物進行詳細描述。區域直至災害的誘發因素包羅萬象，包括景觀學、地理學、地貌學、氣候學、水文學等學科的研究方向，但針對地質災害的尺度效應研究，國內外還暫時出于貧瘠狀態，特別在地質災害評價的工作精度進行定性的劃分上，對區域地質災害的大小單元歸類整合經驗等方面只是略有涉及。

隨著數字技術的飛快發展，信息的獲取越來越便利，地質災害監測資料的長期積累為地質災害評價儲備了數據庫，豐富的數據資源與GIS技術的結合，衍生出越來越多的理論技術被運用到地質災害評定的尺度效應研究中。尺度效應的研究，對分析地質災害的數據選擇提供了指南和原則，完善了區域地質災害評價的理論體系，提高了區域地質災害評價的結果精度。

2 尺度效應的表征探討

區域地質災害的評價是根據區域地址條件的背景、誘發災害的自然因素和誘發災害的人類活動，在一定的時空內，對該區域所發生的地質災害的規模、持續時長、所造成影響等方面做出預期推斷與分析。地質災害是客觀存在的自然現象，收到影響的誘發因素千變萬化，大到當地地質、水文、氣候環境，小到一場暴雨、一座危崖、一棵枯樹，并且地質災害的演變緩慢而長久，因此對地質災害評定的客觀尺度認識相對淺顯。另一方面，人類活動對大自然的破壞日益加重，地下水的過度抽取造成地下水層枯竭，破壞了地下層壓力造成地下層坍塌，地下礦藏、煤炭、石油、天然氣的抽取造成底層段的斷裂，導致地面出現“天坑”和地上水位下降，危害地質穩定。濫砍濫伐、圍湖造田、盲目墾荒等破壞生態環境的逆自然行為造成泥石流、土地荒漠化等自然災害。人類活動對極端自然事件的加快和觸成也成為尺度效應研究的必要要求和可行手段。

區域地質災害的評價媒介，主要依托于一定比例尺的地圖圖層，圖層在空間上的形態特征一般表現為地形地貌、巖性和地質結構等。在充分考慮當前比例尺下相應圖層的信息的同時，另一方面，對其中的不確定性因素帶來的對評價結果精確度的干擾應當重視起來，這是研究尺度效應的重要內容。

3 區域地質災害評價的有效性周期分析

誘發地質災害的自然條件包括特殊的地區地質構造、當地地形地貌、植被覆蓋面積等，這些因素共同決定了區域地質災害發生的可能性。區域地質災害評價的有效性周期與觸成地質災害的因素有因果聯系。誘發地質災害的外在因素越復雜，帶來的地質災害危險性信息的監測數據就越不不確定，災害評價的有效性周期就相應變短。如果評價時建立各個因素對地質災害影響的模式，分清主要影響因素和次要影響因素，準確把握研究區地質災害的劃分，其評價結果的有效性周期就會相對變長。

突發性自然事件會完全打破區域地質災害評價的有效周期，對于這類區域地質災害的有效周期，應以突發性自然時間為界限，重新進行區域地質災害的評價工作。突發的自然事件包括地震、暴雨、臺風等，這類事件會直接改變區域地質災害的進程，改變地質構成的空間格局，加大地質災害發生的危險率。以汶川地震作為典型突發性自然事件為例，地震后明顯改變了青川縣滑坡危險性區劃的空間格局，加大了青川縣滑坡危險區的面積。采取對青川縣滑坡危險區的土地、坡度、斷層、地層巖性、降水五個因素作為模糊綜合評價指標，對震前震后的區域滑坡危險性進行評價并且劃分等級。震前的滑坡危險區包括涼水、樓子、七佛、蘇河等鄉鎮，震后增加了白家、關莊、紅光、馬鹿、建峰等鄉鎮地區。

區域地質災害的演變具有復雜性和不可預見性，但通過深入的研究和科學的尺度效應分析，通過不同時空尺度的檢測數據進行數據模擬統計，建立統計模型，就可以相對提高區域地質災害評價的精確性。隨著人類對大自然的改造能力提升，以及人類活動帶來自然環境的破壞，各種極端的自然災害事件的發生率愈發頻繁，以至于影響地質災害的自然因素的演變過程迅速加快；同時，隨著地質災害數據資料的統計和預警模式的建立，我國對區域地質災害評價的能力也逐步提高。

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[責任編輯：丁艷]