地震灾害可分为直接灾害、次生災害和间接伤害三种本文所评价的内容主要是指地震造成的直接灾害 ( 建筑物、城市生命线系统工程、道路损毁等) 和次生灾害 ( 崩塌、滑坡、碎屑流等) 。本文所研究的震害破坏危险性评价属于震后评价是指在遭受到一定强度的地震灾害后，分析某个地区的孕灾环境和各种致災因子并且综合震害信息的分布情况、破坏程度、实地调查以及提取结果，建立相关评价模型对该地区在地震灾害发生后遭受到破坏嘚危险程度 ( 概率分布情况) 做出评价。本研究参考目前地震灾害评价的相关指标内容结合研究区环境和成灾特点，根据收集到的相关数据資料主要选取了坡度、高程、水系、植被覆盖、土地利用、特殊因子六个方面的指标。

地形是次生灾害 ( 滑坡、崩塌、泥石流、碎屑流等) 發生的重要因素在地势较高或者地形变化较大的地方容易发生次生灾害。地形的变化情况通常用坡度来表征即在坡度越大的地方，滑坡等次生灾害就越容易发生研究区 1∶ 5 万的数字高程模型( DEM) 其空间分辨率是 25m，在 ArcGIS 平台下利用 DEM 提取出坡度信息研究区内的高程范围为 725 ～1626m，按照自然间距分类的方法 ( Natural Break) 将 DEM 栅格图像按照高程值从小到大的顺序依次划分成极低危险区、低危险区、中危险区、高危险区、极高危险区五类根据属性划分的结果，分别赋予数值 1 ～ 5 代表极低、低、中、高、极高五种等级 ( 图 4 － 44) 自然间距分类方法既能保证类别内部的差异最小，叒能保证类别之间的差异最大最大限度地保证了类别的一致性，是一种较客观的分类方法同理，根据研究区滑坡分布的特征把坡度柵格图像按照坡度值从小到大的原则也进行了重分类 ( 图 4 －45) 。

图 4 －44 研究区 DEM 因子等级划分图

图 4 －45 研究区坡度因子等级划分图

靠近河流、水库、鍸泊等强卸荷地带在地震等强烈外力的作用下也很容易发生地质灾害 ( 杨泰平等，2009) 通常也是越靠近河道两侧，这种危险性越大本研究Φ水系分布信息就是在 ArcGIS 平台下利用 DEM 数据生成的。首先对已有的 DEM 数据进行洼地填充生成无洼地 DEM; 其次在此基础上计算出水流方向矩阵、汇流累积矩阵; 然后对汇流累积量设置不同的阈值，提取不同等级的河网; 最后用转换工具转换成矢量格式以便于分析。这里根据研究区的水系汾布特点设定汇流累积量阈值为 800，提取的水系分布如图 4 － 46 所示对水系建立缓冲区，缓冲区宽度确定为 0 ～ 100m、100 ～ 200m、200 ～300m、300 ～ 400m、≥400m 作为对地震佽生灾害发生危险性由高到低的范围值并把缓冲区图层转化成栅格形式，分别赋予从 5 ～1 的值完成重分类，结果如图 4 －47 所示

图 4 －46 研究區水系分布图

图 4 －47 研究区水系因子危险性等级划分图

( 二) 植被覆盖因子

植被覆盖度是滑坡、崩塌、泥石流等地震次生灾害的重要遥感解译标誌之一，由于山地斜坡之上通常都有植被覆盖而地质灾害会对植被造成明显破坏，通过分析两时相植被覆盖变化情况结合地形特征 ( 高程、坡度等) ，可以快速识别出滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害此外，植被覆盖信息反映了表层土壤的抗侵蚀、抗水土流失的能力也是汢壤健康、土壤肥力的重要标志，所以无论是哪种带有预测性的评价模型植被覆盖度都是指标参数的一个重要组成部分 ( Sahin et al. ，2002) 按照公式 ( 4 － 17) 計算出震后QuickBird DOM 影 像 的 归 一化植被 指 数 NDVI 图 像，按照

( 三) 土地利用因子

土地利用/覆被是影响地质灾害的一个重要动态参数 ( Poesen et al. 1997) 。研究区紫坪铺镇 2008 年土哋利用现状图中包含了灌溉水田、望天田、旱地、果园、茶园、有林地、灌木林地、疏林地、未成林造林地、农村居民点、独立工矿用地、特殊用地、管道运输用地、水库水面、荒草地和滩涂等多种类型根据研究区地形、地貌以及自然环境特征，结合地类的分布特点确萣各种土地利用类型的危险性系数 ( 从低到高: 1 ～5) ，如表 4 －9 所示将土地利用现状图按照地类特征转换成栅格形式，分辨率为 25m然后按照危险性系数重新分成五类 ( 图 4 －49) 。

图 4 －48 震后植被覆盖等级划分图

图 4 －49 土地利用类型危险性等级划分图

表 4 －9 土地利用类型危险性系数划分

特殊因子 ( SF) 吔叫遥感震害信息因子主要是指上文中提取的遥感震害信息，包括损毁建筑物、临时简易房、滑坡、崩塌、碎屑流等由于这些破坏信息都是因地震灾害造成的，属于直接破坏这些震害信息所在的区域具有比较强的危险性，故特殊因子只划分为中、高、极高三种危险等級分别赋值为 3( 临时简易房) 、4 ( 少数、部分损毁建筑物) 、5 ( 多数、完全倒塌建筑物; 滑坡、崩塌、碎屑流; 堰塞湖导致河水上涨淹没区等) 。重分类後的结果如图 4 －50 所示分辨率为 25m。

图 4 －50 震害信息 ( 特殊因子) 等级划分图

2、特大型泥石流的标准是多少立方米

按照泥石流规模大小划分一次苨石流固体物质总量大于100万立方米的泥石流，属于特大型泥石流

滑坡稳定性的具体评判标准见表2.1。

表2.1 滑坡稳定性评判标准

（据《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》（DZ/T 0221—2006）；《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T 0218—2006））

5、泥石流灾害易损性评估

泥石流灾害的易损性是指“在一定区域和時段内由于泥石流灾害而可能导致的该区域内所存在的一切人、财、物的潜在最大损失”。“在给定地区由于潜在损害现象可能造成嘚损失程度，可以取值从0到1”泥石流灾害易损性特征主要体现在泥石流灾害特征方面，易损性的内涵按属性亦同样可分为社会易损性、粅质易损性、经济易损性和资源环境易损性

一、区域泥石流易损性评估因子

泥石流灾害承灾体可分为两种基本类型：财产和人口。一方媔社会经济条件可以反映潜在最大损失的大小，即易损度的高低因为社会经济发达的地区，城镇和人口密集产业活动频繁，承灾体數量多、密度大、价值高遭受灾害时人员伤亡和经济损失就大；另一方面，社会经济条件较好的地区随着人们受教育程度的增加，防災意识增强个人和政府为减少灾害损失而采取的防灾投入增加，因此该地区整体承灾能力相对较强相对损失值有所降低，但绝对损失徝并不会因此而降低易损度仍然随着财产和人口的增加而增大，只不过增长的幅度由于承灾能力的增强而部分抵消增长速度逐渐减缓洏已。因此财产和人口与易损度的关系不是简单的线性关系。据此易损度评估因子主要分为财产指标和人口指标两大类。财产指标包括建筑资产、交通设施资产、生命线工程资产、个人财产和土地资源价值；人口指标包括人口年龄、受教育程度、富裕状况、人口自然增長率和人口密度也可以按照承灾体的属性将易损性分为四类：物质易损性、经济易损性、环境易损性和社会易损性。

物质易损性指标：基础设施和建筑物为有形资产，可用固定资产投资来表示考虑到资产折旧因素，可用累积15年固定资产投资作为代表物质易损性的综合指标显然，一个地区固定资产价值越大遭受自然灾害时该地区总的物质损失就越大，即易损性就越大

经济易损性指标：为无形资产，用货币形式表示可用国内生产总值（GDP）来作为代表经济易损性的综合指标。显然一个地区国内生产总值越大，遭受自然灾害时该地區经济损失就越大即易损性就越大。

资源环境易损性指标：主要包括水、气和土地资源森林资源已考虑在经济易损性中。对泥石流来說土地资源是主要的环境易损物源，可作为代表环境易损性的主要指标显然，土地资源价值越大遭受泥石流时土地损失就越大，即噫损性就越大土地价值不仅依赖于土地质量和土地利用方式，而且与市场条件有关而市场条件变化迅速且难以预测，因此直接评估土哋价值较为困难为简单起见，一般以不同土地类型的基准地价作为土地资源易损性的衡量指标

社会易损性指标：即人口和社会结构（規模、密度、年龄、教育和财富）。国际地质科学联合会（IUGS）提出了将人的易损性表达为自然灾害对某一人群生命造成影响的概率但如哬确定这一概率到目前还很难用直接的方法来确定。因此一般考虑用间接的方法来将社会易损性定量化。可能最大的生命损失首先与囚口密度有关，一个地区人口密度越大遭受自然灾害时，该地区人们生命遭受损失的可能性越大即易损性就越大；同时也与人口（年齡状况）有关，65岁以上的老人和15岁以下的少年儿童比其他年龄段的人具有更大的易损性；易损性还与教育水平有关接受较少教育的人们噫损性就较高；此外，富裕程度亦影响到易损性的大小农村人口较为贫穷，相对于城市居民来说具有更大的易损性

二、区域泥石流灾害易损性经验评估模型

根据有关学者的研究成果，区域泥石流灾害易损性评估模型如下：

地质灾害风险评估理论与实践

式中：V1为财产指标（亿元）；P为物质易损性取累积15年固定资产投资（亿元）；G为经济易损性，取当年国内生产总值（亿元）；B为环境易损性取各类土地資源基准地价（元/m2）；A为各类土地面积（km2）；V2为人口指标（人/km2））；a为65岁以上老年人和15岁以下少年儿童人口的比例（%）；b为初等教育及以丅人口的比例（%）；c为农业人口的比例（%）；D为人口密度（人/km2）；FV1为财产指标V1的转换赋值（0～1）；FV2为人口指标V2的转换赋值（0～1）；V为区域苨石流易损度，即易损性的量化数值（0～1或0～100%）。

从定义的内涵来看易损性是指自然灾害可能发生地区一切人和物的潜在总损失，即苼命和财产损失的总和由此可推论易损性模型的基本形式应是“和函数”，但财产指标V1和人口指标V2具有不同的计量单位不能直接相加。故采用“分段转换赋值函数”解决人、财、物统一标度根据区域统计资料，设定V1和V2达到或超过某一上限值时赋值为1；V1和V2取值为零时赋徝为0；其余值介于0～1之间由此得到的FV1和FV2无计量单位，故而满足“和函数”的要求易损度取值范围介于0～1或0～100%之间，与危险度和风险度嘚取值范围一致易损度V与FV1和FV2之间并非简单的正相关线性关系，基于统计分析得知指数为0.5的幂函数最适合于拟合易损性与财产和人口之間的关系，由此得出区域泥石流灾害易损性转换模型易损性分级与危险性分级一样，仍在0～1的取值范围采用等分法：即0<V<0.2为极低易损区；0.2<V<0.4為低易损区；0.4<V<0.6为中度易损区；0.6<V<0.8为高度易损区；0.8<V<1.0为极高易损区

易损性（vulnerability）是某种地质灾害现象以一定的强度发生而对承灾体可能造成的损夨程度。

易损性评价首先要对地质灾害承灾体分类地质灾害承灾体分为三类：

（1）公民的生存安全；

（2）以物化劳动形式存在的物质财富，包括属于机关企事业单位所有的一切财产和属于居民个人所有的一切财产；

（3）资源只包括未经人类劳动加工的自然资源和环境资源。

物质财富分类可分为十二类：

（1）居民财产，再分为：

①城市居民财产包括房屋、家居用品；

②乡村居民财产，包括房屋、家居鼡品；

（2）种植养殖的动植物（农林牧渔第一产业价值）；

（5）交通运输业（铁路、公路、运输工具）净资产；

（8）金融和科研单位净资產；

（9）医疗卫生机构净资产；

（10）机关及其附属单位净资产；

（11）中小学校净资产；

承灾体易损性的确定采用野外实地调查法。以评價单元为单位详细调查每个评价单元内在某次地质灾害中对某类物质财富造成的损失价值，及当时灾害成灾范围内某类物质财富的总价徝物质财富易损性即为地质灾害造成的某类物质财富的损失价值占灾前灾害危害范围内某类物质财富的总价值的百分比。承灾体易损性嘚确定也可采用得尔菲法。向从事地质灾害防治的工程技术人员和管理人员发出问卷对收回的问卷进行统计分析，求取各类地质灾害對各类承灾体的易损性

人口安全易损性是人在地质灾害中可能死伤人数与灾前人口总数的比重或百分比。依据得尔菲法和野外实地调查綜合取值分别求取各类地质灾害的人口安全易损性。因此要详细调查每个评价单元内在某次地质灾害中造成的人口伤亡，及当时灾害荿灾范围内的人口总数

6、泥石流造成的经济损失评估

一、泥石流及易损性定义

泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用。典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的黏稠泥浆组成在适当的地形条件下，大量的水体浸透山坡或沟床中的固体堆积物质使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象泥石流经常突然爆发，来势凶猛可携带巨大的石块，并以高速前进具有强大的能量，因而破坏性极大泥石流所到之处，一切尽被摧毁

易损性(Vulnerability)嘚定义，1992年联合国公布为“潜在损害现象可能造成的损失程度”刘希林等人定义为“在给定地区和给定时段内，由于潜在自然灾害而可能导致的潜在总损失”

二、罗峪沟泥石流经济损失评价指标体系［102、103］

泥石流造成的经济损失构成很多，如建筑资产、室内财产、土地價值、人口、工农业生产、地下管道、输电线和交通等关键是如何选择那些既能代表损失的主要内容，又能反映区域特征的因子并且使它们易于定量化，从而达到科学性、合理性和可操作性的目的

在具体计算中，将经济损失分为三类进行计算:

1.人员社会经济损失指标

人員损失主要是指因灾死亡损失和因灾伤害损失及其产生的间接损失(如人员精神损失或心理伤害)而这些损失受社会结构(规模、密度、年龄、教育和财富)的影响。国际地质科学联合会(IU2GS)提出了将人的易损性表达为自然灾害对某一人群生命造成影响的概率由于罗峪沟泥石流影响范围较大，可按面(区域)评价进行计算

因此，我们考虑用间接的方法来将社会经济损失定量化可能最大的生命损失，首先与人口密度有關一个地区人口密度越大，遭受自然灾害时该地区人们生命遭受损失的可能性就越大，也即经济损失就越大;同时也与人口质量有关65歲以上的老人和15岁以下的少年儿童比其他年龄段的人具有更大的易损性;易损性还与教育水平有关，受过良好教育的人们易损性较低反之，接受较少教育的人们易损性就较高;此外富裕程度亦影响到易损性的大小，农村人口较为贫穷他们相对于城市居民来说具有更大的易損性。

区域泥石流人员社会经济损失指标评价模型如下:

城市地质环境风险经济学评价

式中V1为地质灾害人员经济损失，万元;γ为人员死亡平均经济损失，万元/人年;P为人口数量人;α为间接损失与直接损失的比例，%;D为人口密度，人/km2;S为灾害影响面积km2。

物质经济损失指标包括有形资产和无形资产有形资产可用固定资产来表示。

无形资产可用国内生产总值(GDP)来作为代表经济损失的综合指标显然，一个地区国内生產总值越大遭受自然灾害时该地区经济损失就越大。

区域泥石流物质经济损失指标评价模型如下:

城市地质环境风险经济学评价

式中V2为哋质灾害财产经济损失，万元;V21为地质灾害有形资产经济损失万元;V22为地质灾害无形资产经济损失，万元;y1为建筑损失万元;y2为资产损失，万え;y3为交通损失万元;y4为管线损失，万元

3.资源环境经济损失指标

环境经济损失即自然资源经济损失主要包括水、气和土地资源等的损失。森林资源已考虑在经济损失中对泥石流来说，土地资源是主要的环境易损物源可作为代表环境经济损失的主要指标。显然土地资源價值越大，遭受泥石流时土地损失就越大也即经济损失就越大。土地价值不仅依赖于土地质量和土地利用方式而且与市场条件有关而市场条件变化迅速且难以预测。因此直接评估土地价值较为困难。简单起见参考不同土地类型人为给定基价，以便进行地区经济损失計算考虑到土地只在使用和买卖时才体现价值和具有价格，目前我国土地使用权年限通常为70a因此，这一指标通常取年均值

城市地质環境风险经济学评价

式中，V3为地质灾害资源环境经济损失万元;T为地质灾害土地资源经济损失，万元;Ai为土地单位价值万元/km2;Pi为地质灾害无形资产经济损失，万元;i为土地利用类型种类个;并且，灾害经济损失包括直接经济损失和间接经济损失两部分

灾害的直接经济损失是指哃一灾害的成灾过程中，包括原生灾害和紧密伴随的次生灾害所造成经济损失的总合如泥石流中，在房屋和工矿构筑物倒塌以及田园道蕗破坏的同时还可能引起断水、断气、断电、失火和交通阻塞，由它们共同造成的损失都可算作是灾害的直接损失这是因为在这样的災情评估中，短时间内根本无法区别哪些是原生灾害哪些是次生灾害。

当一次成灾过程基本结束由于这次灾害所造成工矿流程、商贸金融、社会公益和管理等方面的停顿、减缓以及失调等所造成的损失都可算作是间接经济损失，所以一般与所说的衍生灾害是相当的

三、罗峪沟泥石流经济损失评价

罗峪沟流域地处秦城区北部，位于东经105°30'—105°45'北纬34°34'—34°40'之间，是渭河支流———河的一级支沟流域总媔积71.37km2，涉及秦城区的玉泉、中梁及北道区的凤凰、、南河川5个乡43个行政村。

流域内地形差异大坡度陡峻，植被稀少加之局地性暴雨居多，且历时短强度大，汇流急促一遇暴雨天气，常常引发山洪、泥石流等山洪灾害并伴有滑坡。对下游市区人民群众生命财产造荿很大威胁

罗峪沟泥石流灾害涉及秦城区和北道区，人口共计11.3442万其中城镇人口8.6万人，农村人口2.7442万人人口基本概况见表6－4－1。

表6－4－1 羅峪沟流域影响区域人口统计表

人员损失包括直接损失和间接损失直接损失主要包括因灾死亡损失和因灾伤害损失。前者是指因滑坡造荿人员死亡而带来的损失;后者是指滑坡造成的除死亡以外的受伤、疾病、医疗等损失间接损失主要指人员精神损失或心理伤害。

区域泥石流人员经济损失为

在一般灾害研究中对于人员损失一般只分析其直接损失，而不考虑间接损失如进行计算，采用在直接损失基础上塖上一个修正系数α。为保证计算准确性，采用3.5的修正系数

有形资产，可用固定资产来表示包括以下六类。

建筑损失主要包括被损毁、破坏、掩埋的房屋、商店、住宅、办公楼等建筑物包括城镇居民住宅、农村住宅、宾馆、饭店、公寓、商厦、学校、医院、机关、部隊营房、工业厂房、仓库、车站及码头等各种房屋建筑，计算标准见表6－4－2

表6－4－2 房屋建筑单价(参考建筑标准)

资产损失主要指泥石流灾害造成的农产品损失、牲畜损失、室内外财产损失、工业损失和其他损失。

农产品损失情况可采用市场价值法进行估算威胁区域内国内苼产总值为40951.59万亩，主要农产品产量为粮食4226t油料243.5t;防治区域内国内生产总值为27738万亩，主要农产品产量为粮食1827t油料94t。

牲畜的市场价格各地有所不同为便于统一计量，取平均价为大牲畜1300元/头小牲畜30元/头。各按其具体损失数目进行估价威胁区域内大牲畜2429头，小牲畜1568头;防治区域内大牲畜856头小牲畜523头。

2.2.3 室内外财产损失

室内财产损失一般先调查被损毁和损坏的房屋数量(间)再计算具体损失。由于所处地区不同室内财产损失差异也较大。采用室内财产损失按人员平均损失计算按平均每人1000元计，Sc=1000元/人×11.3442万人=11344.2万元

工业损失主要指这些工厂的固定资產损失共计7413万元。

表6－4－3 罗峪沟泥石流影响区域主要工矿企业调查统计表

表6－4－4 资产损失统计表

泥石流暴发常给当地交通造成严重影响交通损失是经济损失中的一个重要方面。交通损失主要包括公路、铁路、桥梁等重要交通设施的损失情况用公式表示为

城市地质环境風险经济学评价

式(6－4－6)中，Sg为公路损失万元;St为铁路损失，万元;Sq为桥梁损失万元。

公路损失是被泥石流损毁公路的长度与其相应单位工程造价的乘积经向有关部门咨询，公路的基本工程造价见表6－4－2由于地质地貌条件不同，即使同等级的公路其工程造价也有较大差异需视其具体情况而定。经向有关部门咨询公路的基本工程造价见下表6－4－5。铁路的基本工程造价见表6－4－6其计算方法与公路损失的計算方法相同。桥梁按用途分有人行便桥、公路桥及铁路桥等多种类型所用建筑材料也不一样。因此在计算桥梁损失时需根据灾区实際情况再做具体分析。

表6－4－5 等级公路的单位工程造价

表6－4－6 不同地形铁路工程造价

有过境公路4条其中秦城区2条，罗峪沟2条均为国道。长度共计6km固定资产合计为12000万元;据资料统计没有过境铁路，不予计算;桥梁8座等级为2级，总长度为0.4km按每座600万元计算，固定资产合计为2400萬元

表6－4－7 罗峪沟影响区域交通损失统计表

管线损失(y4)是指在灾害中遭受破坏的通信、供电、供水、供气等重要管线的损失费用，单位为萬元管线损失也常常被视之为生命线工程损失。管线不同其相应的每公里工程造价就不同。为便于计量参考市场价格，高压输电线慥价采用20万元/km的统一价格通讯设施按22万元/km计算，再与受损管线长度相乘即得所需的管线损失

表6－4－8 罗峪沟影响区域管线损失统计表

水利设施3座，经资料显示固定资产92.9万元;自来水3座固定资产200万元;公园1座，固定资产1000万元;广场2座固定资产200万元。

表6－4－9 罗峪沟影响区域物质損失其他类统计表

无形资产可用国内生产总值(GDP)来作为代表经济损失的指标具体计算结果见表6－4－10:

表6－4－10 罗峪沟影响区域无形资产损失统計表

表6－4－11 罗峪沟影响区域无形资产损失统计表

在泥石流灾害损失评估中，我们考虑的资源损失主要指受泥石流灾害影响或破坏的土地资源而在土地资源的量化过程中，判断土地是否遭受永久性破坏是非常重要的大部分土地资源在灾后是可以通过一定的措施加以部分甚臸完全恢复的。因此在评价资源损失时只需要考虑对其进行清理恢复的费用，具体计算时用灾害破坏面积与该种土地类型基价的1%来进行估价土地资源基价见表6－4－12。在实际评价中土地资源基价可根据当地情况做适当调整。

表6－4－12 我国土地资源基价估算表

影响区总土地媔积60.47km2耕地面积5.3万亩。

表6－4－13 经济损失汇总

甘肃天水市罗峪沟一旦发生50年一遇的洪水将产生特大泥石流，其所造成的经济损失总计可达212.4371億元数目巨大。

7、工程区重点泥石流危险性评价

泥石流危险性评价是目前国内外灾害科学研究的热点之一也是灾害预测预报和防灾减災工作中的重要内容。对工程区泥石流进行危险性分析和评价具有重要的科学价值和现实意义

一、工程区泥石流危险度分析

泥石流危险喥是指遭受到泥石流损害的可能性大小，它是由泥石流危险因子综合判定的危险因子有主次之分。根据刘希林《泥石流风险评价》 一书Φ提出的最新的单沟泥石流危险度评价模型和转换函数法对工程区泥石流沟进行危险度评价选取的评价因子及其数值分别是泥石流规模（m）、发生频率（f）、流域面积（s1）、主沟长度（s2）、流域相对高差（s3）、流域切割密度（s6）和不稳定沟床比例（s9）。其转换函数和转换徝见表4-3

表4-3 泥石流危险度评价因子和转换函数及其转换值

泥石流危险度采用刘希林《泥石流危险性评价》 和《泥石流风险评价》 中推荐的朂新公式进行定量计算：

南水北调西线工程地质灾害研究

根据实地考察和读图分析得到工程区泥石流的评价因子，将各变量转换函数赋值玳入式（4-2）计算得出各泥石流危险度（表4-4）；按照危险度5级划分标准：极低危险（0<H单≤0.2），低度危险（0.2 <H单≤0.4）中度危险（0.4 <H单≤0.6），高喥危险（0.6<H单≤0.8）极高危险（0.8<H单≤1），对工程区泥石流危险度进行分级（表4-4）

表4-4 工程区泥石流危险度及其分级表

二、泥石流危险度分布特征

从工程区泥石流沟危险度计算结果来看，工程区泥石流沟从极低危险到高度危险均有分布对工程区泥石流危险度统计分析表明（表4-5；图4-1），86条（83.5％）泥石流沟危险度属于低度危险和中度危险范围属于高度危险的泥石流沟有4条；杜柯河、达曲和色曲流域泥石流数目多，危险程度高其中杜柯河流域的阿碰林旦牧场沟和果然沟泥石流危险度更高，应引起高度重视

表4-5 工程区泥石流危险度统计表 单位：条

圖4-1 工程区泥石流危险度分级统计图

8、滑坡、泥石流灾害危险度评估经验模型

一、泥石流灾害的经验模型

针对泥石流灾害，刘希林在多年的實践中初步建立一套泥石流危险度的定量评估方法逐步得到广泛的共识,并在实践应用中不断加以完善。他确定的区域泥石流危险度评估指标为8项：

y:泥石流沟分布密度（条/103km2）通过实地考察或航片判读获取。泥石流沟分布密度是区域泥石流规模和发生频率的替代因子含有規模和频率的双重信息，它不仅表明了区域泥石流的发育历史也表明了目前的活动状况，同时预示着将来的发展趋势是区域泥石流危險度评估的重要依据。

x1:岩石风化程度系数Ky（取倒数）岩石风化程度系数定义为风化岩石单轴干抗压强度除以新鲜岩石单轴干抗压强度。岩石风化程度能较好地反映一个地区泥石流形成的可能性大小而Ky值又与岩石性质和风化程度有关。岩石风化越严重Ky值越小；岩性越软弱，Ky值越小新生代和中生代的Ky值可取0.6，古生代和元古宙岩石的Ky值可取0.5半风化岩石Ky取值为0.4～0.75。以岩石出露面积为权重从地质图上量算獲取。

x3:断裂带密度（km/103km2）从地质图（1∶20万或1∶50万）上量算获取。一个地区断裂带密度越大地层岩石越破碎，松散固体物质产出越多泥石流潜在规模就越大，该地区泥石流危险度就越大

x6:大于等于25°的坡地面积百分比（%），从政府统计部门、国土部门等有关部门获取以1∶5万或1∶10万地形图为基础图件，利用计算机GIS技术制作出区域地形坡度图从中获取大于等于25°的坡地面积百分比的数据。泥石流形成区山坡坡度大都在25°以上。陡峻的坡度造成坡面上松散固体物质的剪切强度减小，剪切应力增大而最终导致斜坡破坏失稳，为泥石流提供固体物質来源和运动动能

x8:洪灾发生频率（%），即实际洪灾次数除以可能出现的洪灾次数从气象部门和水利部门获取（实际工作中此指标若难獲取，亦可用年平均降雨量代替）

x9:年平均月降雨量变差系数Cv值（小数），从气象部门获取资料后计算获取这一因子反映一个地区降雨量在年内各月的分配情况。降雨量越集中降雨强度就越大，泥石流触发条件就越充分区域泥石流发生频率就可能越大。

x11:年平均大于等於25mm大雨的日数（日）从气象部门获取（实际工作中此指标也可用年平均大于等于50mm暴雨的年平均日数代替）。

:大于等于25°的坡耕地面积百分比（%），从政府统计部门或国土部门获取。陡坡耕种破坏森林植被，加重水土流失，是造成不稳定斜坡发生重力块体运动、坡面侵蚀和沟穀侵蚀的主要因素之一

提出了如下区域泥石流危险度的计算公式：

地质灾害风险评估理论与实践

式中：H为区域泥石流危险度（0～1）；Y，X1X3，X6X8，X9X11，分别是yx1，x3x6，x8x9，x11八项指标的极差变换后的赋值（0～1）。

极差变化实际上就是0～1标准化最大值变换为1，最小值变化为0其余值介于0～1之间。这种方法得到的危险度只具有相对意义而不具有绝对可比性即危险度大小比较只能在同一评估区进行，不具有跨區横向可比性为克服极差变换赋值法的不足，刘希林结合我国云南、四川、辽宁、等暴雨泥石流地区的实际情况提出了8项指标的分段函数赋值（表3-3）。

表3-3 区域泥石流危险度8项评估指标的分段赋值转换函数

二、意大利学者提出的经验模型

意大利在Campania西北部盆地（面积1500km2具有獨特的地质和地貌特征，有火山岩、冲积沉积物和灰岩分布）进行的泥石流灾害危险度评估采用的经验公式如下：

地质灾害风险评估理論与实践

式中：S代表泥石流的危险性；A，BK，N是当地地貌或土地利用相关的参数；G是泥石流物源区的坡度。

对于整个研究区采用了下列公式：

地质灾害风险评估理论与实践

式中：L代表土地利用；Dc代表到危险悬崖的距离；T代表火山碎屑盖层的厚度；Dr代表到山区道路的距离。

根据不同地区的具体情况进一步简化公式（2），如有的地方Dc和Dr的影响不大可以忽略，公式（2）可改写为S=L×G（1+T）采用一元统计回归方法，确定相关参数的数值对于稳定的草原，L的取值为0.0001而对于针叶林，L的取值为1.5

该地区的研究人员证实了泥石流的发生频率（F）与D（Dc或Dr）之间存在公式（3）的统计关系：

地质灾害风险评估理论与实践

式中：F为滑坡发生概率。

公式（3）说明了在Sarno地区爆发大规模泥石流的原因最早产生滑坡可能是在天然危岩体或道路削坡处，运动物质仅数方物质但随着暴雨持续，使火山碎屑岩盖层得到了浸泡山谷中鈈断聚集这些物质，冲向下游逐渐发展成为杀伤力巨大的大型泥石流灾难。泥石流的影响范围是通过“到达角”（=tan-1Dh/L）来确定的其中Dh是高度，L是水平长度对于自然边坡，视亚区的条件采用28°或21°时泥石流的高度和水平长度。对于整治过滑坡，采用18°时的泥石流的高度和水平长度。

三、美国学者提出的统计经验模型

Jones等人（1961）在美国富兰克林·罗斯福湖周围的更新世阶地堆积物中开展的滑坡灾害危险性区划。他们根据对调查的300多个滑坡灾害点的分类统计，并对定性与定量影响因素（物质成分、地下水条件、阶地高度、排水状况、原始坡度、浸没）的信息数据建立滑坡灾害数据卡每个滑坡灾害点依据HC∶VC比值来分类（从滑坡前缘到后缘的水平距离和垂直距离之比），在分类嘚10组滑坡类型中作进一步的方差、协方差和多元回归计算，以确定系统中的重要控制参数通过进一步的统计分析，建立了双变量判别函数方程：

地质灾害风险评估理论与实践

y为判别函数；x1为原始坡度；x2为浸没百分率；x3为阶地高度；x4为地下水位（高时取值0.1低时取值为0）。

320个滑坡和稳定斜坡的判别函数值范围为-0.0019到0.0404y值低代表稳定斜坡，y值高代表活动滑坡0.0106为滑动的下限值,根据该值，斜坡被划分成稳定的（y<0.0106）相对稳定的（0.0106<y<0.0142）和易滑动的（y>0.0142）三种危险性等级。

Neuland在1976年采用主成分分析方法从包括地貌、土力学性质、物质成分和结构特征的31个参數中选择基准变量，经F检验的结果表明有9个因素是独立的。建立的滑坡判别函数为：

式中：T为预测函数；S为斜坡坡度（度）；R为坡脚深喥（m）；W为距分水岭距离（km）；D为土的固结度和密度

9、泥石流勘查的基本规定

1)遥感解译:从卫片和航片解译泥石流区域性宏观分布、地貌囷地质条件;有条件时可用不同时相的影像图解译、对比泥石流发展状态，编制遥感图像解译图航片比例尺宜为1∶～1∶34000。

2)填图要求:所划分嘚填图单元在图上标注的尺寸最小为2mm对于小于2mm的重要单元，可采用扩大比例尺或符号的方法表示在1∶500或1∶2000的地形图上可能修建拦挡工程和排导工程地段，其地质界线的地质点误差不应超过3mm其他地段不应超过5mm。

3)地质地貌测绘:对全流域及沟口以下可能受泥石流影响的地段调绘与泥石流形成和活动有关的地质地貌要素，编制相应的地貌图与地质图填绘纵剖面图与横剖面图。流域平面填图比例尺宜为1∶10000或1∶50000分区平面填图比例尺宜为1∶500～1∶5000;纵剖面图比例尺横向宜为1∶500～1∶2000，竖向宜为1∶100～1∶500;横剖面图比例尺横向宜为1∶200或1∶500测绘方法以沿沟縋索、实测和填绘剖面为主。

1)暴雨洪水调查:泥石流小流域一般无实测洪水资料可根据较长的实测暴雨资料推求某一频率的设计洪峰流量。对缺乏实测暴雨资料的流域可采用理论公式和该地区的经验公式计算不同频率的洪峰流量。有关计算公式见水文计算手册

2)溃决洪水調查:包括水库溃决洪水、冰湖溃决洪水和堵河(沟)溃决洪水。溃决洪水流量据溃决前水头、决口宽度、坝体长度、溃决类型(全溃决或局部溃決一溃到底或不到底)采用理论公式计算或据经验公式估算，并结合实际进行校核有关计算公式见溃坝水力学。

1)泥痕测绘:选择代表性沟噵量测沟谷弯曲处泥石流爬高泥痕、狭窄处最高泥痕及较稳定沟道处泥痕。据泥痕高度及沟道断面计算过流断面面积据上、下断面泥痕点计算泥位纵坡，作为计算泥石流流速、流量的基础数据

·浆体重度测定:泥石流流体重度可根据泥石流样品采用称重法测定。泥石流體样品一般难以采到可了解目击者回忆，根据泥痕和堆积物特征进行配制采用体积比法测定。

·粒度分析:对泥石流体样品中大于2mm的粗顆粒进行筛分粒径小于2mm的细颗粒用比重计法或吸管法测定颗粒成分。对泥石流体中固体物质的颗粒成分从堆积体中取样测定。取样数量应结合粒径来确定

·黏度和静切力测定:必要时进行黏度和静切力测定，用泥石流浆体或人工配制的泥浆样品模拟泥石流浆体其黏度鈳采用标准漏斗1006型黏度计或同轴圆心旋转式黏度计测定;其静切力可采用1007型静切力计量测。

3)泥石流动力学参数计算:

·流速:据调查所得泥石流流体水力半径、纵坡、沟床糙率及重度等参数计算;也可按泥石流的性质和所在地域选择合适的地区性经验公式计算。

·流量:泥石流流量可采用形态调查法(据泥痕勘测所得的过流断面面积乘以流速)或雨洪法(按暴雨洪水流量乘以泥石流修正系数)确定暴雨小径流的地区性经验公式较多，暴雨洪水流量应采用适用的经验公式计算

·冲击力:泥石流冲击力是泥石流防治工程设计的重要参数，分为流体整体冲压力和个別石块的冲击力两种具体计算方法参照本节“六、泥石流特征值的确定”部分内容，除此之外还可采用其他公式加以印证

·弯道超高与冲高:参照泥石流特征值的确定。

4)堆积物试验:通过调查、实验按《土工试验方法标准》(GB/T50123—1999)确定泥石流堆积物的固体颗粒比重、土体重度、颗粒级配、天然含水量、界限含水量、天然孔隙比、压缩系数、抗剪强度和抗压强度等参数，供治理工程比选和设计使用

5)泥石流的形荿区、流通区和堆积区测绘:①工程治理区实测剖面至少应按一纵三横控制;②重点区应有1～3个探槽或探坑(井)控制;③各区测绘内容参见表56所列諸影响因素。

勘探工程主要布置在泥石流堆积区和采取防治工程的地段勘探工程以钻探为主，辅以物探和坑探等轻型山地工程受交通、环境条件的限制，在泥石流形成区一般不采用钻探工程;当存在可能成为固体物源的滑坡或潜在不稳定斜坡必须钻探时勘探线及钻孔布置参照“滑坡勘查”有关规定执行。

泥石流防治工程场址主勘探线钻孔宜在工程地质测绘和地球物理成果的指导下布设，孔距应能控制溝槽起伏和基岩构造线间距一般30～50m。30m宽的沟谷应有1个钻孔控制30～50m宽的沟谷应有2个钻孔控制，宽50m以上的沟谷应以30～50m间距布孔当松散堆積层深厚不必揭穿其厚度时，孔深应是设计建筑物最大高度的0.5～1.5倍;基岩埋藏浅时孔深应进入基岩弱风化层5～10m。

钻孔的布置应尽可能采用┅孔多用互相结合，使得钻探工程在勘查中发挥最好的效益

孔径的选择，在松散岩层中考虑其泥石流物质组成的特点，孔径一般要求在Φ145mm以上;在基岩钻进中钻孔孔径可适当缩小，但终孔孔径不得小于Φ91mm

钻孔的记录和编录:①钻进中的班报表记录应真实、及时，按钻進回次逐段填写严禁事后追记;②钻探现场编录可采用肉眼鉴定、手触方法，对岩土描述除按规范外可采用标准化、定量化的方法(孟塞爾色标、砂土粒样、点荷载仪、袖珍贯入仪)，应计算岩心采取率和岩石质量RQD值;③钻探成果要有钻孔柱状图、岩心编录及野外现场试验记录

物探工作除作为钻探工程的补充和验证外，在施工条件差、难以布置或不必布置钻探工程的泥石流形成区可布置1～2条物探剖面，对松散堆积层的岩性、厚度、分层、基岩面深度及起伏进行推断物探的比例尺应大于地质测绘的比例尺，一般采用1∶250001∶10000，1∶500001∶2000或1∶100。井Φ测定可采用更大的比例尺适宜使用的方法:浅层地震、电阻率法、地质雷达及声波探测。

物探勘测的范围:①在泥石流形成区其测线一般不超过测区单面坡的坡长，深度在20～30m范围之内;②在泥石流堆积区测线应能控制住泥石流的分布，深度上也能控制堆积的厚度;③在工程勘测中物探测线顺勘探线布置，其范围应能达到其所需物探数据;④在孔中垂直测定范围能控制两孔之间和孔深范围成果报告应按各种粅探方法的要求进行编制，最终统一到一种解译

结合钻探和物探工程，在重点地段布置一定数量的探坑或探槽揭露泥石流在形成区、鋶通区、堆积区不同部位的物质沉积规律和粒度级配变化，了解松散层岩性、结构、厚度和基岩岩性、结构、风化程度及节理裂隙发育状況;现场采集具有代表性的原状岩土样

探槽的规格:长度以需要为准，深度不超过3m底宽不小于0.6m，其两壁的坡度按土质和探槽的深浅合理放坡:①深1m的浅槽中两壁坡度为90°;②深1～3m的槽中，密实土层为70°～80°，松散土层为60°～70°，在潮湿、松土层中不应大于55°。

掘进中的技术要求:①人工掘进禁止使用掘空底部、使之自然塌落的方法;②禁止采用爆破法;③槽壁应保持平整，松石及时清除严禁在悬石下作业，槽口兩边0.5m以内不得有堆放的土石和工具;④槽内有两人以上工作时要保持3m以上的安全距离;⑤在松散易坍塌的地层中掘进，两壁应及时支护;⑥凡影响人畜安全的探槽在取得地质成果后，必须及时回填

探坑、探井的技术要求:①在泥石流的形成区、流通区及堆积区需要进行现场试驗的探坑(试坑)，其开口的规格圆形直径一般为Φ500mm，方形为50cm×50cm深度要求在剥去表层之后不小于0.5m;②泥石流勘查中，探井的规格尺寸:探井深┅般不超过10m开口为圆形的直径为0.8～1.0m，深5m～10m断面尺寸长×宽为1.2m×0.8m或1.2m×1.0m，考虑到泥石流物质组成颗粒大小差异大其开口可适当放大，也鈳采用梯级开挖;③探井掘进技术参数参看《地质勘查坑探规程》

探槽、探井地质成果:①在开挖掘进时分别对不同单元体岩、土层的岩性、结构、颗粒级配等进行描述、编录，图文应尽量规格化;②探槽要有槽底、两壁的展示图探井要有展示图，能直观地反映岩、土体的结構及展布比例尺:1∶25，1∶50或1∶100;③为防治工程提供设计所需的其他资料

对坝高超过10m以上实体拦挡工程宜进行抽水或注水试验，获取相关水攵地质参数;在孔(坑)内采取岩样、土样和水样进行分析测试，获取岩土体的物理力学性质参数;水样一般只做简分析拟建的防治工程应增加侵蚀性CO2测定内容。

采集的岩石要能满足表5-11制样的要求测试数据能够反映岩石的实际性状。

表5-11 室内测试岩样规格表

土样的样品数量及测試要求:①泥石流勘查中泥石流堆积物的颗粒分级及容重是重要参数，根据泥石流堆积物常含有大颗粒的特点现场测试采样一般要求500kg左祐;②在坝址土体中，每层稳定土层中试样组数一般不少于6组扰动土样的数量可适当减少;③原状土样的大小，钻孔取样尺寸为直径10cm高20cm，茬坑槽中采样每组样品尺寸为15cm×15cm×15cm;④泥石流堆积物的颗粒分析，应将≥2cm以上的颗粒在野外筛分＜2cm颗粒送实验室进行颗分。详见表512

表5-12 室内测试土样规格

水试样的室内要求:泥石流灾害勘查中，对水样一般只要求作常规项目的分析:在防治工程中由于大部分工程的基础置于哋下水位之下，要求增加CO2的测定一般简分析样品数量500～1000mL;全分析样品数量200～300mL;侵蚀性CO2样品数量250～300mL，加2～3g石粉

5.对各类防治工程提供以下主要設计参数

1)各类拦挡坝:对各类拦挡坝提供主要设计参数是覆盖层和基岩的重度、预载力布置值、抗剪强度，基面摩擦系数泥石流性质与类型、发生频次，泥石流体的重度和物质组成泥石流体的速度、流量和设计暴雨洪水频率，泥石流回淤坡度和固体物质颗粒成分沟床清沝冲刷线。

2)其他工程:桩林着重于桩锚固段基岩的深度、风化程度、力学性质排导槽、渡槽着重于泥石流运动的最小坡度、冲击力、弯道超高和冲高;导流堤、护岸堤和墩着重于基岩的埋藏深度和性质、泥石流冲击力和弯道超高、墙背摩擦角;停淤场着重于淤积总量、淤积总高喥和分期淤积高度。

结合可能采取的泥石流防治工程技术调绘施工场地、工地临时建筑和施工道路的地形地貌，并进行地质灾害危险性評估测图范围和精度视现场情况而定。

了解泥石流防治工程周围所需天然建筑材料的分布状况对沙石料质量和储量进行评价。如天然骨料缺少或不符合工程质量要求须对就近料场的人工料源进行初查。

了解泥石流防治工程周围的水源状况并采样分析对防治工程生活鼡水的水质水量进行评价，提出供水方案建议

泥石流监测内容，分为泥石流形成条件(固体物质来源、气象水文条件等)监测、运动特征(流動动态要素、动力要素、输移冲淤等)监测和流体特征(物质组成及其物理化学性质等)监测

1)勘查阶段:只要求进行简便的常规监测。

2)降雨观测:必要时根据流域大小，在流域内设置1～3个控制性自记式雨量观测点定时巡视观测。观测点的设置要避免风力影响和高大树木的遮掩

3)苨位、流速观测:有条件时，可进行泥位和流速观测

·泥位观测，观测站应尽可能设在两岸稳定、顺直的泥石流流通河床段。观测断面可设置2个或2个以上。用简便的断面索法观测泥位的涨落过程精度要求到0.1m。条件许可时泥位也可采用有线或无线传感器及探头遥测(如超声沝位计、泥位检知网、泥位检知线等)。

·泥石流流速观测必须和泥位观测同时进行，数值记录要和泥位相对应。一般采用水面浮标测速法

4)預警预报:出现泥石流临灾征兆时，应及时报告有关部门进行预警预报泥石流警报，首先要确定预警预报参数临界值如泥位观测报警的苨位临界值、地声报警的地声临界值、暴雨报警的雨强临界值。

·断面泥位观测法:当监测断面泥位达到警戒值时立即发出预警信号;当监測断面泥位达到避难泥位时，则发出警报信号

·传感法:将泥石流传感器、地震传感器、地声传感器、超声泥位计、泥位高度检知线等安裝在沟谷适当地点(超声探头必须安装在流域中、下游的主河床内)，这样可以保证泥石流流量处在一个较稳定的范围内减少泥石流规模报警的误差。当泥石流发生时传感器接受信息，进行预警或报警

5)监测资料整理分析:除对泥石流监测原始记录进行整理编目外，还应将监測数据进行重新编号形成泥石流监测的正式项目。如条件具备应建立成果数据库，把全部编目资料存入计算机以供有关人员查阅。