時間：2023-08-04 09:19:15
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【關鍵詞】地質災害;風險評價;方法
中圖分類號：F407.1 文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
目前我國有許多方法可以進行地質災害評價,在傳統的成因機理分析和統計分析方法外,破壞損失評價、危險性評價、風險性評價、防治工程效益評價等方法也是進行地質災害評價的主要方法。地質災害風險評價的應用前景良好,其發展方向也走向評價定量化、綜合化,管理空間化。作為風險管理和減災管理基礎的風險評價,其成果可廣泛的在國土資源規劃,工程選址,地質災害方面以及制定救災應急措施和保護環境上進行運用。
二、地質災害風險定義及其主要特征
目前對災害風險這一概念有不同的定義和解釋。大部分權威性辭典的定義為“面臨的傷害和損失的可能性”;“人們在生產勞動和日常生活中,因自然災害和意外事故侵襲導致的人身傷亡、財產破壞與利潤損失”。1984年,聯全國教科文組織UNESCO將其定義為:由于某特定的自然災害對經濟、社會、人口所可能導致的損失。
基于自然災害風險的普遍意義和地質災害減災需要,將地質災害風險定義為:地質災害活動及其對人類造成破壞損失的可能性。它所反映的是發生地質災害的可能機會與破壞損失
程度。
地質災害風險具有一般自然災害風險的主要特點,主要表現在下述二個方面。
一是風險的必然性或普遍性。地質災害是地質動力活動、人類社會經濟活動相互作用的結果。由于地球活動不斷進行,人類社會不斷發展,所以地質災害將不斷發生。從這一意義上說,地質災害乃是一種必然現象或普遍現象。
二是風險的不確定性或隨機性。地質災害雖然是一種必然現象,但由于它的形成和發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,地質災害事件的發生仍是隨機的,即在什么時候、什么地點發生何種強度(或規模)的災害活動,將導致多少人死亡或造成多大損失,都具有很大的不確定性。
地質災害風險特征是構建地質災害風險評價理論與方法的基礎或出發點。基于地質災害風險的復雜性,對地質災害風險認識與評價是一個不斷深化、完善的理論研究與技術方法的創新過程。
三、地質災害風險構成與基本要素
地質災害風險程度主要取決于兩方面條件:一是地質災害活動的動力條件———主要包括地質條件(巖土性質與結構、活動性構造等)、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)、人為地質動力活動(工程建設、采礦、耕植、放牧等)。通常情況下,地質災害活動的動力條件越充分,地質災害活動越強烈,所造成的破壞損失越嚴重,災害風險越高。二是人類社會經濟易損性,即承災區生命財產和各項經濟活動對地質災害的抵御能力與可恢復能力,主要包括人口密度及人居環境、財產價值密度與財產類型、資源豐度與環境脆弱性等。通常情況下,承災區(地質災害影響區)的人口密度與工程、財產密度越高,人居環境和工程、財產對地質災害的抗御能力以及災后重建的可恢復性越差,生態環境越脆弱,遭受地質災害的破壞越嚴重,所造成的損失越大,地質災害的風險越高。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災害的風險程度。基于此,地質災害的風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條件要素、地貌條件要素、氣象條件要素、人為地質動力活動要素以及地質災害密度、規模、發生概率(或發展速率)等要素。易損性要素系列包括人口易損性要素、工程設施與社會財產易損性要素、經濟活動與社會易損性要素、資源與環境易損性要素。
四、地質災害的主要評價方法、內容及目的
1、成因機理分析評價。以定性地評價地質災害發生的可能性和可能活動規模為目的的成因機理分析評價，主要內容是分析歷史地質災害的形成條件、活動狀況和活動規律，造成地質災害的確定因素，以及可能造成地質災害的因素，根據地質災害活動建立模型或者模式。
2、統計分析評價。統計分析評價的目的是對地質災害危險區的范圍、規模、或發生時間采用模型法或規律外延法進行評價。其內容包括是造成歷史地質災害原因、災害的活動狀況以及活動有何規律,對地質災害的活動規模、頻次、密度進行統計，以及分析地質災害的主要影響因素,對地質災害活動建立相關的數學模型或周期性規律。
3、危險性評價。危險性評價是對以往的地質災害活動和將來發生地質災害的概率進行評價,以及對地質災害發生時將產生的危險的程度的給予評價。其主要內容包括以下兩個方面：
（一）對包括大小、密度、頻次在內的以往地質災害活動的程度進行客觀評價。
（二）對可能影響地質災害的地形地貌條件、地質條件、水文條件、氣候條件、植被條件以及人為活動等地質災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。其評價的內容主要指以下兩個方面：
（一）在結合地質災害危險性評價和易損性評價的之后，綜合地質災害活動概率、破壞范圍、危害強度和受災體損失等內容進行評價。
（二）對由地質災害帶來的的人口、經濟以及資源環境的破壞損失程度進行評價。
5、風險性評價。風險性評價包括了危險性評價和易損性評價的全部內容,對地質災害發生的概率進行分析，并對不同條件下反生的地質災害可能造成的危害進行分析。風險性評價的目的是對發生在不同條件下的地質災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,同時對措施進行經濟評價和評價其在技術上的可行性。優化分析多種防治預案并存的項目,提高防治方案的經濟合理程度,使得措施在技術上可行，達到最優化效益。而防治工程效益評價的根本目的是對地質災害防治措施的效果是否符合經濟合理性和科學性進行評價。
五、地質災害風險評價實施過程以及其評價方法的發展趨勢分析
1、實施過程分析
一是根據評價區具體條件和風險評價的目的,建立關于地質災害風險評價的評價系統,制定風險分區的原則和和評價應用方法，建立指標體系以及評價模型。
二是對基礎數據進行全面調查,并結合風險評價需要進行統計分析,對各種基礎圖件進行編制，建立地質災害風險評價表。
三是將危險性構成、易損性構成及防治能力三者結合,進行危險性分析、易損性分析,并在此基礎上,對期望損失加以分析。
四是對地質災害可能造成的人口傷亡、經濟損失以及資源環境的破壞綜合進行風險評價。
五是對評價區風險的分布特點和形成條件進行分析,在兼顧社會發展需要的前提下，提出能減少災害的建議和對策。
2、發展趨勢
作為當前國際地質災害研究領域的重點課題——地質災害風險評價研究,是對地質災害活動與人類社會關系進行全面分析、對地質災害的破壞效應定量化評價的關鍵問題之一。其發展的基本趨勢是:評價上向定量化,綜合化、管理空間化的方向發展。主要表現為:
一是由過去的歷史與現狀分析轉變為預測與研究相結合的方式。二是從單獨個體分析走向個體與區域研究相結合分析。三是由以往的定性分析發展為定量分析四是將單項要素分析發展為綜合要素評價。五是風險評價與減災管理相結合取代以往單純的風險評價理論,風險評價與防治不再獨立存在,使得風險評價更好的為社會經濟建設和減災管理而服務。
六、結束語
綜上，地質災害的風險評價有利于對環境進行保護和貫徹我國的可持續發展。地質災害一方面是自然因素導致,另一方面則是由于人類開發利用資源環境的不合理性,因此,對資源環境進行合理開發利用、避免地質災害的發生或降低地質災害帶來的損失是保持國民經濟可持續發展的重要方面。因此，應該不斷的加強對地質災害的風險評價的分析和研究。
參考文獻：
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關鍵詞：模糊綜合評判法；公路；崩塌；危險性；評價
Abstract:highway collapse hazard is the result of many factors. This paper, according to the cause of the disaster has collapse mechanism and the main influence factors, from regional geological structure, features and regional environmental characteristic slope three choices risk evaluation of master control factor, and eventually selected joints spacing, slope lithology, slope body structure, slope height, slope, rainfall (24 hours quartile rainfall 25 mm number of days), and the vegetation coverage and strong earthquake of eight main control factors, creating the highway collapse hazard evaluation index system. Based on the fuzzy comprehensive evaluation method, establishes a highway collapse hazard evaluation model. USES ahp evaluation index system of each attribute weights. Based on risk index proposed evaluation standard. The last two highway project example for empirical research.
Keywords: fuzzy comprehensive evaluation method; Highway; Collapse; Risk; evaluation
中圖分類號：X734文獻標識碼：A 文章編號：
1、前言
我國公路建設成就輝煌，公路總量持續增長、路網結構進一步改善、公路技術等級和路面等級進一步提高。但同時，由于我國地域廣闊，自然條件差異明顯，各類自然災害頻發，使公路在建設和運營過程中遇到了一系列的災害問題，其中，崩塌作為公路地質災害主要類型之一，給國家和人民造成了巨大的損失。
以陜西省為例，2007年7月4日上午12時至7月5日晚11時，漢中市普遍降暴雨，暴雨導致國道108線的佛坪至洋縣段塌方118處/102905.3m3，沖毀擋護墻44處/20768.55m3，直接經濟損失1079.38多萬元。2010年7月16至18日，安康市出現的持續強降雨過程，致使全市10縣全面受災，巖石坍塌854處/405463m3，直接經濟損失達8.809億元。
因此，開展公路崩塌類災害風險評價研究工作對提高公路災害管理和整治效率，最大限度地減少災害損失具有重大的現實意義。
2、公路崩塌災害危險性主控因子分析
2.1公路崩塌災害概述
崩塌是指陡峻山坡上巖土體在重力和其他外力（地震、水、風、冰凍、植物等）共同作用下，發生的急劇的傾落運動。多發生在大于60°～70°的斜坡上。崩塌體與坡體的分離界面稱為崩塌面，崩塌面往往就是傾角很大的界面，如節理、片理、劈理、層面、破碎帶等。崩塌體的運動方式為傾倒、崩落。崩塌體碎塊在運動過程中滾動或跳躍，最后在坡腳處形成堆積地貌——崩塌倒石錐。崩塌倒石錐結構松散、雜亂、無層理、多孔隙；由于崩塌所產生的氣浪作用，使細小顆粒的運動距離更遠一些，因而在水平方向上有一定的分選性。
崩塌災害具有速度快（一般為5～200m/s）、規模差異大（小于1m3～100m3）及崩塌下落后，崩塌體各部分相對位置完全打亂，大小混雜，形成較大石塊翻滾較遠的石堆等特征。
2.2主控因子
公路崩塌災害是眾多因素綜合作用的結果，影響其危險性因素涉及區域地質條件、地形地貌特征、氣象水文條件、公路工程建設與運營以及人類活動等諸多方面。這些影響因素有宏觀層面的，也有微觀層面的；有自然的，也有人為的。在前人研究成果的基礎上，依據分主次、分層次、共性與個性兼顧、簡明實用、可操作性和針對性強等原則，按照崩塌類災害的致災機理和主要影響因素，從區域地質構造、邊坡特征和區域環境特征三個方面選擇危險性主控因子[1-3]。
區域地質構造方面
論文選擇節理間距、邊坡巖性和坡體結構三方面作為危險性評價主要因子。
（2）邊坡特征方面
論文選擇邊坡高度和邊坡坡度兩方面作為危險性評價主要因子。
（3）區域環境特征方面
論文選擇降雨（24小時降雨量≥25mm的天數）、植被覆蓋度和地震強烈度三方面作為危險性評價主要因子。
3、評價方法
3.1模糊綜合評判法
模糊綜合評判（Fuzzy Comprehensive Evaluation）最早是由我國學者汪培莊提出的，它的實質就是應用模糊變換原理和最大隸屬度原則，考慮被評價目標的主要因素或多個影響因素，對其所作出的綜合評價。可分為單級模糊綜合評判和多級模糊綜合評判。
（1）基本理論
①單因素評判矩陣
假設有兩個區域分別為：
因素集：，為評價因素或稱為評價指標；
評語集：，為評語等級或類別。
對單個因素的評判，得到上的模糊集，所以從到的一個模糊映射 。根據模糊映射可以確定一個模糊關系矩陣稱其為單因素評判矩陣。
②隸屬度與隸屬函數
一般。表示某個評價對象按第個評價指標衡量對第個評語等級的隸屬度。
③綜合評判結果集
即為綜合評判結果集，為某個評價對象屬于第個評語等級的隸屬度，根據最大隸屬度讀取原則，可初步確定某個評判對象的歸屬。
⑤最大隸屬度原則：其數學表達式為：設。若有，使則認為相對隸屬于。
3.2權重確定
層次分析法(簡稱AHP法)是美國運籌學家薩蒂(T.L.Saaty)在20世紀70年代提出的一種多目標、多準則的決策分析方法，是一種定量分析與定性分析相結合的有效方法。
“風險”一詞起源于保險業，包含有多種含義，最常用的含義有兩種：一種是指某個客體遭受某種傷害、損失、毀滅或不利影響的可能性，二是指某種可能發生的危害。因此，自然災害風險也包括兩種含義：一是不同程度自然災害發生的可能性，二是自然災害給人類社會可能帶來的危害。近些年有學者對自然災害風險概念進行了新的討論。黃崇福對目前國際上較有影響的災害風險定義歸為三類：①概率類定義。②期望損失類定義。③概念公式類定義。并指出此三類風險定義均不能或無法表達風險的內涵，又進而提出了以情景為基礎的自然災害風險的定義，即自然災害風險是一種未來不利事件的情景，而該情景是由自然事件或力量為主因所導致的。倪長健認為該定義仍有未能充分揭示自然災害風險和自然災害系統之間的關系、未能充分表征自然災害風險的基本內涵、不便于為定量風險評估提供明確依據等不足之處，并提出了自然災害風險的新定義：自然災害風險是由自然災害系統自身演化而導致未來損失的不確定性。總體上講，災害風險評估是一項在災害危險性、災害危害性、災害預測、社會承載體脆弱性、減災能力分析及相關的不確定研究的基礎上進行的多因子分析工作。自然災害風險評估常常存在在實例分析時存在界定不清、集成模式濫用等諸多問題，而其理論基礎至今仍比較薄弱是導致以上現象的主因。要想找到科學有效的自然災害風險評估方法，就必須對自然災害風險系統的結構及其作用機制有清晰的認識和把握。
2自然災害風險系統要素和風險形成機理
自然災害風險系統主要由承災體、孕災環境、致災因子等要素組成。承災體系自然災害系統的社會經濟主體要素，是指人類及其活動所組成的社會經濟系統。承災體受致災因子的破壞后會產生一定的損失，災情即是其損失值的大小，而之所以會有損失，根本原因是承災體有其核心屬性———價值性。通常脆弱性是指承災體對致災因子的打擊的反應和承受能力，但學術界目前對于脆弱性的認識并不統一。孕災環境主要包括自然環境與人文環境，位于地球表層，是由大氣圈、水圈、巖石圈等自然要素所構成的系統。孕災環境時時刻刻都在進行著物質和能量的轉化，當轉化達到一定條件時會對人類社會環境造成一定影響，稱之為災變，這種災變即為致災因子，基于致災因子的相關研究稱之為風險的危險性分析，故危險性其實是表達了致災因子的強度、頻率等因素，比較有代表性的是地震安全性評價，在對孕災環境和歷史災情的分析研究后以超越概率的形式給出地表加速度來表達某一地區或某一場地的致災因子危險性。相比于孕災環境和承災體之間的復雜關系，影響致災因子的危險性大小的來源相對單一，完全由孕災環境決定。因此，由孕災環境、承災體、致災因子等要素組成的自然災害系統，是一個相互作用的有機整體，揭示的是人類社會與自然的相互關系，承災體可以影響孕災環境，孕災環境通過致災因子影響承災體，三者不僅存在因果關聯，在時間、空間上也相互關聯，密不可分。而關于自然災害風險機理的表達，20世紀90年代以來，1989年Maskrcy提出自然災害風險是危險性與易損性之代數和；1991年聯合國提出自然災害風險是危險性與易損性之乘積，此觀點的認同度較高，并有廣泛的運用；Okada等認為自然災害風險是由危險性、暴露性和脆弱性這三個因素相互作用形成的；張繼權等則認為：自然災害風險度=危險性×暴露性×脆弱性×防災減災能力，該觀點亦被引入近年的多種災害風險評估。
3數學方法在災害風險評估中的應用
國內外學者對風險評估中使用的數學方法做過系統的總結。張繼權等曾對國內外氣象災害風險評價的數學方法做了較系統的總結，葛全勝等亦對自然災害致險程度、承災體脆弱性及自然災害風險損失度等方面的評估方法做過評述。盡管這些方法因針對的災種不同而不盡相同（如用于地震災害的超越強度評估法、構造成因評估法等，用于洪災的水文水力學模型法、古洪水調查法等），但總體而言，數學方法應用及風險定量化表達已成趨勢：
①概率統計：以歷史數據為基礎，考慮自然災害的隨機性，估計災害發生的概率，應用多種統計方法（極大似然估計、經驗貝葉斯估計、直方圖估計等）擬合概率分布函數。由于小樣本分析結果穩定不好，為避免與實際相差過大，故要求歷史樣本容量較大，常應用于臺風、暴雨、洪災、泥石流、地震等災害的風險評估。
②模糊數學：以社會經濟統計、歷史災情、自然地理等數據為數據源，從模糊關系原理出發，構造等級模糊子集（隸屬度），將一些邊界不清而不易定量的因素定量化并進行綜合評價，利用模糊變換原理綜合各指標，能較好地分析模糊不確定性問題。該方法在多指標綜合評價實踐中應用較為廣泛，但在確定評定因子及隸屬函數形式等方面具一定的主觀性，現主要應用于綜合氣象災害、洪災、泥石流、地震、綜合地質災害等等風險評估。
③基于信息擴散理論：以歷史災情、自然地理、社會經濟統計等數據為數據源，是一種基于樣本信息優化利用并對樣本集值化的模糊數學方法，遵循信息守恒原則，將單個樣本信息擴散至整個樣本空間。該方法簡單易行，分析結果意義清楚，雖然近年來受到較多學者推崇和研究，但對擴散函數的形式及適用條件、擴散系數的確定等尚待進一步探討。該方法已有運用于低溫冷害、臺風、暴雨、洪災、旱災、地震、火災等災害的風險評估。
④層次分析：該方法來源于決策學，是一種將定性分析與定量分析結合的系統分析方法，以歷史災情、社會經濟統計、自然條件等數據為數據源。它利用相關領域多為專家的經驗，通過對諸因子的兩兩比較、判斷、賦值而得到一個判斷矩陣，計算得到各因子的權值并進行一致性檢驗，為評估模型的確定提供依據。該方法系統性強、思路清晰且所需定量數據較少，對問題本質分析得較透徹，操作性強。該方法已經應用于綜合地質災害、洪災、滑坡、草原火災等災害的風險評估中。
⑤灰色系統：以歷史災情、自然地理等數據為數據源，以灰色系統理論為基礎，應用灰色聚類法劃分災害風險等級。算法思路清晰，過程簡便快捷而易于程序化，但爭議較大，故在國外研究中運用較少，在國內綜合地質災害、風暴潮、洪災等災害的風險評估中有所應用。
⑥人工神經網絡：以歷史災情、自然地理、社會經濟統計數據為數據源。選定典型評估單元（訓練樣本），將經過處理后的風險影響因子的數值作為輸入，通過訓練獲得權值和閥值作為標桿；然后將其余單元的數據輸入訓練后的神經網絡進行仿真，進而獲得各個單元的風險度。其特點和優勢是基于數據驅動，可較好地避免評估過程中主觀性引起的誤差，但因收斂速度對學習速率的影響會導致訓練結果存在差異，且其“黑匣子”般的訓練過程難以清楚解釋系統內各參數的作用關系。該方法目前已經應用于洪災、泥石流、雪災、地震、綜合地質災害等災害的風險評估工作中。
⑦加權綜合評價：同樣以社會經濟統計、歷史災情、自然環境等數據，對影響自然災害風險的因子進行分析，從而確定它們權重，以加權的、量化指標的指標進行綜合評估。該方法簡單易行，在技術、決策或方案進行綜合評價和優選工作中有廣泛運用，但需指標賦權的主觀性仍是難以回避的問題。該方法目前應用于臺風、暴雨、洪災、綜合地質災害、生態災害、草原火災等自然災害風險評估工作中。（以上幾種方法的綜合比較參考葉金玉等總結）各種數學工具的引入不僅為自然災害評估方法注入了新的活力，同時也讓人看到各具特色的數學方法是對應著不同的自然災害種類，這也是一種提示：針對不同的自然災害可以且應當有不盡相同的評估方法和研究途徑，但這并不影響自然災害風險評估走向定量化的步伐。
4多災種綜合風險評估
簡單的說，自然災害具有群發鏈發的特點，單一一種自然災害往往伴隨或者引發其他伴生（或次生）的災害，對災害鏈的研究，馬宗晉等組成的研究小組曾給予高度的關注，史培軍將其定義為某一種致災因子或正態環境變化引起的一系列災害現象，并將其劃分為群發災害鏈與并發災害鏈兩種，而群發的災害或災害鏈所引發的災情必然是幾種不同災害與承災體脆弱性共同作用所產生的結果，同時，還需認識到，不同自然災害之間相互也會產生一定的影響，因此，對于這樣的情況做單一災種自然災害風險評估顯然是不合適的，自然災害綜合風險的評估就顯得更有現實意義。綜合自然災害評估是風險和災害領域的研究熱點和難點，直到21世紀，學術界的研究方向才逐漸轉向多災種的風險評估。高慶華等認為，自然災害綜合風險評估是在各單類災害風險評估基礎上進行的，它的內容與單類災害風險分析基本一致，所以采用的調查、統計、評估方法與單類災害風險評估中用的方法基本相同，與單類災害風險評估的根本區別是把動力來源不同、特征各異的多種自然災害放到一個系統中進行綜合而系統的評價，以此來反映綜合風險程度；Joseph和Donald基于田間損失分布，提出以年總損失的超越概率來表示綜合風險；而薛曄等卻認為，在復雜的災害風險系統中各個風險并非簡單相加，對目前基本是單一災種的簡單相加的研究成果提出質疑，認為其缺乏可靠性，并以模糊近似推理理論為基礎，建立了多災種風險評估層次模型，對云南麗江地區的地震-洪水災害風險進行了綜合評估。
國內自然災害綜合風險評估研究成果不多，且模型也相對較簡單，更好的評估方法也還有待探索，有待更多數學方法的引入。此外，在建立評估模型的同時，也要考慮到自然災害風險的時空特性，即時間和空間上的分辨率，趙思健認為，同任何事物一樣，風險也存在著時空差異，不同的災種在不同時間、空間尺度上評估的方法和內容應有所區別，這個問題直接影響到該評估的時間有效性和適用范圍。因此，由于在某一確定的評估方法下各單一災種在同一時間空間尺度上的時間有效性并不一定一致，如何考慮這種不一致對評估結果所造成的影響是多災種綜合風險評估中亟待解決的難題之一。盡管有諸多問題困擾著多災種自然災害風險評估的發展，但相比單一災種的風險評估，多災種風險評估更符合實際生活中災害群發的特點，其發展是防災減災工作的現實需要，決定了多災種風險評估是風險學科發展的必然趨勢。
5小結、展望
關鍵詞 PRECIS；干旱致災危險性；時空格局；SRES B2情景；西南地區
中圖分類號 X43 文獻標識碼 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帶來諸多風險。氣候變化風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、風暴潮、干旱、極端降水、高溫熱浪等）[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影響的基礎[2]。預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，但過去的氣象統計信息只能部分地反映未來極端天氣事件的發生概率。氣候模式的不斷改進為利用大氣環流模式（GCMs）和區域氣候模式（RCMs）預估極端天氣事件及其影響提供了更可靠的工具[5-6]。已有一些學者應用氣候模式來評估氣候變化對洪水[7-8]、干旱[9]、風能[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世紀下半葉的持續增暖，全球陸地大部分地區存在著干旱化的趨勢。與全球干旱化一樣，中國部分地區的干旱強度也呈現增加的趨勢，干旱問題日益凸顯，特別是進入21世紀以來，我國頻繁出現了多個破歷史記錄的極端干旱事件。近些年，國內不少學者在干旱災害方面進行研究[13-15]，取得了大量成果，為區域防災減災提供了依據。但這些評估研究都是利用氣象觀測數據或歷史災情資料來開展的，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，選取標準化降水指數預估了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據分辨率較粗（1.875°），且未能從災害風險角度分析未來干旱致災危險性變化。
未來我國西南地區干旱致災危險性時空格局進行預估，以期為全球氣候變化背景下該地區干旱災害風險管理和區域發展規劃提供科學依據。
1 研究數據與研究方法
1.1 數據來源
本研究所使用的氣候情景數據來自中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所氣候變化研究組。該研究組應用英國Hadley中心開發的PRECIS模式，模擬了IPCC《排放情景特別報告（SRES）》中設計的B2情景下中國區域的氣候變化（1961-2100年），其水平分辨率在地理坐標下為緯度0.44°×經度0.44°，在中緯度地區水平格點間距約為50 km。關于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再分析數據和氣象站點觀測數據驗證PRECIS對中國區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。文中所選指標均以各時段30年的平均值進行探討。
1.3 干旱致災危險性評估方法
關于干旱的指標已有大量研究，但很多干旱指標只考慮了降水這一個變量（如連續無雨日數，SPI指數，降水Z指數，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的影響，降水減少是干旱可能發生的一個重要方面；同時，地表溫度的升高會大大增加水分的蒸發散，使得干旱更容易發生。因此，干旱指標應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兩個因素，采用地表濕潤指數（降水量/潛在蒸散量）作為變量來評價旱災危險性。
本文將干旱致災危險性分為5個等級。具體的分級方法如下：首先，對現階段西南地區各縣域單元旱災危險性指數從小到大進行排序，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，提取現階段兩個相鄰等級縣域單元的旱災危險性指數，以其平均值作為旱災危險性的分級標準（如1、2級的分級標準是，將現階段1級縣域單元中最大的旱災危險性指數與2級中最小的旱災危險性指數求平均值所得）；最后，按照此分級標準對未來三個時段干旱致災危險性進行分級。
2 結果與分析
2.1 年均潛在蒸散量時空格局變化
如圖1所示，在現階段，我國西南地區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的地區面積增加到12.85%，約為現階段的1.86倍。在中期，西南地區年均潛在蒸散量繼續增加為854.99 mm，最大值增加到1 202.25 mm，年均潛在蒸散量低于700 mm的地區面積繼續減小，而高于1 000 mm的地區則大幅增加為19.45%。到遠期，西南地區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的地區僅占西南地區總面積的5.84%，主要位于四川省西北部，而高于1 000 mm的地區則擴展為26.06%，為現階段的3.77倍之多，集中分布在廣西和云南兩省。可見，伴隨著全球氣溫升高，未來我國西南地區年均潛在蒸散量將呈現持續增大的趨勢，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 年均地表濕潤指數時空格局變化
從圖2中可以發現，各個時段西南地區均呈現出“西干東濕”的格局，并且相對于現階段，未來西南地區總體上將呈變干的趨勢。在現階段，西南地區年均地表濕潤指數的平均值為1.51，其中地表濕潤指數小于1.0的地區占總面積的12.79%，大于1.8的地區占26.66%。而在近期，西南地區年均地表濕潤指數的平均值為1.46，小于1.0和大于1.8的地區分別占到總面積的14.68%和18.54%。中期階段，西南地區年均地表濕潤指數繼續減小為1.42，大于1.8的地區縮小至總面積的12.48%。到了遠期，西南地區年均地表濕潤指數為1.39，其中小于1.0的地區占總面積的17.09%，大于1.8的地區占9.25%，分別較現階段增加4.30%和減小17.41%。
2.3 干旱致災危險性時空格局變化
在對降水和蒸發等各因素分析和數字化的基礎上，依據評價模型（式3）在ArcGIS中對各因素圖層進行計算并分級，得到西南地區縣域尺度干旱致災危險性評價結果（圖3）。為詳細了解西南地區干旱致災危險性格局及其動態變化，表2列出了各時段旱災危險性等級的縣域個數和面積百分比。
可以發現，未來各時段西南地區干旱致災危險性空間格局變化很大。相對于現階段，未來西南地區旱災危險性處于1、2級的縣域個數和面積均呈現先減小后增大的趨勢，而5級的變化趨勢則與之相反，旱災危險性明顯增大。尤其在近期，處于旱災危險性5級的縣域個數由現階段的49個快速增加為236個，面積也占到總面積的50.30%，分別是現階段的4.82倍和6.24倍，是未來旱災危險性最嚴重的時段。到中期和遠期，西南地區旱災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旱災危險性最高的區域，在今后的旱災風險管理及防災減災規劃中需尤為注意。
3 結 論
本文基于PRECIS區域氣候模式，模擬了SRES B2情景下西南地區現階段與未來時段潛在蒸散量和地表濕潤指數的變化情況，并對該地區干旱致災危險性的時空格局和變化趨勢進行研究，得到以下主要結論：
（1）伴隨著全球氣溫升高，未來西南地區年均潛在蒸散量將持續增大，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，未來西南地區年均地表濕潤指數將逐漸減小，總體呈現變干的趨勢。
（2）相對于現階段，未來西南地區干旱致災危險性明顯增大，尤其是近期時段。在近期，西南地區旱災危險性處于5級的縣域個數和面積百分比分別為236個和50.30%，分別是現階段的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未來旱災危險性最高的區域。
4 討 論
自然災害具有自然和社會雙重屬性，其中致災危險性評估是從自然屬性角度來評估干旱危險性。根據自然災害風險分析理論[20]，在危險性評價的基礎上，進一步考慮社會經濟因素，如人口、GDP、耕地、森林、草原、各種工程設施等的分布情況，以及遭遇干旱時這些承災體的易損程度、社會防災救災能力等，就可以進行干旱災害風險評價，辨識出高風險區，為各級政府開展風險管理提供科學依據。通過查閱《中國氣象災害大典》、《中國災害性天氣氣候圖集》以及近些年的災情資料可以發現，本文對現階段（1981-2010年）西南地區旱災危險性的評價結果與實際災情發生區域基本符合。但由于干旱災害形成、發展及產生后果的復雜性，影響因子眾多，目前的評價結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、各干旱等級權重值的真實性、預估氣候數據的誤差以及評價模型的科學性等等，還需要不斷深入研究，作出更符合實際、更加可信的干旱災害風險評價。
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展規劃的氣候情景，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，在現有情景預估的基礎上，進一步發展集合概率預測等技術手段，建立基于多情景多模式的集合概率預測情景方案。同時加強氣候模式模擬研究，提高模擬數據精度，降低氣候系統模式的不確定性[21]。
致謝：承蒙中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所許吟隆研究員在論文數據方面提供的幫助，在此表示衷心的感謝！
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關鍵詞：管道運輸 預先危險性分析（PHA） 管道泄漏 對策措施 安全性
中圖分類號：TG172 文獻標識碼：B
The Enlightenment of the PHA on the pipeline leakage accident
Zhang Xiaodie1， Lin Yihong1， Ji Lili2， Cai Lu2， Ying Zhiwei3， Song Wendong4*（1.School of Port and transportation engineering， Zhejiang Ocean University；
2.Innovation & Application Institute， Zhejiang Ocean University；3.Zhoushan SLT Ocean Technology Co.，Ltd；4.School of Petrochemical & Energy Engineering， Zhejiang Ocean University ， Zhoushan 316022， Zhejiang， China）
Abstract： In recent years， oil and gas pipeline accidents occur frequently， resulting in huge economic， environmental and human losses. In this article，through the analysis of pipeline storage and transportation of oil and gas in the accident， the use of pre-hazard analysis analyzes the relationship between the specifi c reasons for the understanding of pipeline leakage and various reasons. Finally make the fi nal list of pipeline leakage accident risk analysis table， to prevent the pipeline of oil and gas transportation and the relevant departments of the leakage are discussed. Through the pipeline leakage risks which exists in the analysis， this article which puts forward specifi c measures to prevent leakage accidents， has an important role on the safety of pipeline transportation.
Key words： pipeline transportation； pre-hazard analysis（PHA）； pipeline leakage； countermeasures； safety
油夤艿澇聳涫且恢擲用管道作為主要載體的以運輸石油和天然氣為主的長距離的運輸方式，專門將石油與天然氣從生產地輸向市場或者使用地的運輸方式。如今的油氣運輸產業廣泛采用管道運輸作為主要方式，這已經成為國家能源運輸管網中不可或缺的重要組成部分。管道運輸的優點較多，不僅運輸總量較大，連續性強，速度快，相對比較安全并且運輸的效率比較高，同時管道運輸投資較小，占地面積較少，對環境的污染比較小，比較節約資源并且較容易控制，因此也就相對詞較安全。但與此同時，油氣管道的危險隱患也是存在的，一旦發生事故，必將造成不可挽回的人員損傷以及重大的經濟損失。近年來，油氣管道泄漏事故頻頻發生，分析油氣管道泄漏事故發生的背景以及具體原因，并且通過總結，提出針對油氣管道泄漏事故具體有效的預防措施和方法，將會對管道的安全運輸體制有重要以及深遠的意義，本文將采用預先危險性分析的方法，對油氣管道泄漏事故進行分析。
1.預先危險性分析
1.1定義
預先危險性分析是一種定性的系統安全分析方法，也是安全評價的一種方法。是在每項工作具體開展之前，特別是在生產活動的初始階段，對系統可能存在危險的種類、造成危險出現環境條件、危險發生后可能會出現的后果等進行大體的分析，盡可能識別出潛在的危險。主要是在還未對系統有全面的了解之前，辨識可能出現或者已經存在的危險源，并且努力找出可以預防或者進行補救的相關措施[1-4]。
1.2預先危險性分析的步驟以及流程
步驟：確定系統并完成資料收集調查 系統功能分解 危險性分析以及識別 確定危險等級 制定措施 實施措施。
1.3危險等級劃分
管道泄漏一般分為四個危險等級，詳細劃分見表1：
2.預先危險性分析法在油氣管道泄漏事故分析中的應用實例
近年來，管道泄漏事故在全球頻繁發生，給當地居民的生活以及環境造成了十分嚴重的破壞，本文就三起比較嚴重的輸油管道泄漏事故，用預先危險性分析法來分析事故發生的原因以及提出相關的預防措施，希望對減少此類事故的發生有一定的積極意義。
2.1青島中石化輸油管道泄漏以及爆炸事故
2014年11月14號，中石化發生嚴重的管道泄漏事故，該事故造成了嚴重的人員傷亡以及經濟損失。具體事故是輸油管道發生泄漏，事故發生段管道是沿著開發區的方向東西向走線的，并且泄漏管道屬于地埋管道。管道泄漏地點位于秦皇島路橋涵東側墻體外15厘米，泄漏處位于管道正下方，管道泄漏后原油進入市政排水暗渠。后搶修人員進入現場搶修，搶修時由于操作失誤，用挖掘機工作，加上暗渠內油氣濃度達到一定程度，挖掘機工作時產生火花發生了爆炸。
雖然在事故發生后的23分鐘后關閉了輸油，但還是導致齋堂島街約1000平方米范圍的路面被原油污染，并且部分泄漏的原油和雨水一起流入了膠州灣，污染了很大面積的海面，污染面積將近3000平方米[5，6]。隨即黃島區在海面上設置了兩道油欄來防止原油污染的進一步擴散。
2.2加拿大本拿比市石油泄漏事故
2007年夏天，加拿大本拿比市的建筑工人由于施工失誤，無意中將金德摩根公司的輸油管道鏟漏，導致原油泄漏，周邊50多戶居民被迫疏散，該事件中，雙方都覺得責任在對方，摩根公司認為責任在施工方，由于其施工失誤，施工方則認為責任在公司，由于其管道標記的位置是錯誤的。當地居民擔憂泄漏會對環境造成長期的負面影響。
2.3 大連新港輸油管線爆炸事故
2010年7月16日晚間18時左右，大連新港附近一艘30萬噸級外籍油輪在卸油的過程當中，由于操作不當引發的輸油管線爆炸。經過兩千多名消防官兵的努力，大火于次日上午基本撲滅。雖然事故沒有人員的傷亡，但是對大連附近大面積的海域造成不同程度的原油污染。遼寧省政府成立了專門的調查組調查事故原因，調查發現事故原因是儲油區管線起火最終引爆了邊上的儲罐區。
2.2管道泄漏事故案例分析
通過對這三起事故的調查以及分析，研究發現，造成管道泄漏以及爆炸事故的原因是多方面的，沒一個小的環節都有可能導致事故的發生，通過對以上事件的調查研究，對管道泄漏進行了預先危險性分析，分析結果顯示，造成管道泄漏的因素主要分為管道本身，管道內的原油或者天然氣，外部因素三類。
2.2.1管道本身因素
管道本身的問題是會造成管道泄漏的一個重要因素，其中管道本身的觸發因素有以下幾個。
管道腐蝕：所處區域為重鹽堿區域或者氯化物含量較高。
管道設計：一是管道處于交通樞紐區域，長期受到道路承重；二是城市規劃不合理，城市化進程加快，導致城市建設超負荷建筑物以及人口過度密集，地下管道陸續被占壓，并且建筑物的密集導致建筑物離管道較近，在管道出現安全隱患時，無法對管道防腐層進行大修，存在一些安全隱患；三是油氣管道鋪設與排水暗渠交叉工程設計不合理，導致管道發生泄漏后易流入排水暗渠，難以搶修。工程設計不合理，導致管道發生泄漏后易流入排水暗渠，難以搶修。
管道附件：安全附件失效引起事故液化石油氣球罐的安全附件包括安全閥、壓力表、溫度計、液位計、切水器及緊急切斷閥等。安全附件造成的事故：一類是由于安全附件失靈造成儲罐超裝、超溫或超壓；另一類是安全附件本身損壞或與罐體結合部位連接不嚴，造成泄漏[7]。
管道檢修：石油化工集團公司及下屬企業或者生產部門部門職責不清，責任體系不落實，安全生產工作以及檢查中存在盲區以及死角，導致在安全檢查不夠深入以及細致，沒有及時消除事故的隱患。
由于管道本身原因造成的事故，危險等級屬于Ⅲ級，后果主要分為兩類，一類是因為管道腐蝕造成的后果：地埋管道長時間受腐蝕導致管壁變薄，管道破裂管道腐蝕造成的后果：地埋管道長時間受腐蝕導致管壁變薄，管道破裂。第二類是因為管道設計不合理造成的后果：
一是長期受道路承重，導致管道加速減薄導致破裂；二是規劃不合理導致存在安全死角以及隱患，不方便檢修，并且在管道發生泄漏時，無法在第一時間進行搶修；三是附件失靈，造成油氣管道內部壓力失去控制或者超溫，導致管體發生破裂或者泄露，針對管道本身可能會產生的問題，提出了相關的防范措施：
第一，在重鹽堿地區，加強地下管道材料的防腐蝕力度，選擇具有高防腐性能的防腐涂料；第二，定期對地下油氣管道進行檢修，排除隱患；第三，加強對石油化工企業的監管力度，加強對失責行為的懲罰力度，落實責任體系以及部門職責；第四，進行合理的工程布局，與相關的城市規劃相結合，結合考慮，充分保證建筑物與管道的距離；第五，定期對管道附件進行檢修，防止由于附件失靈導致的故障；第六，管道建O盡量避開主要承重路段或者車流量大的路段。
2.2.2管道內的油氣因素
管道內儲存的石油和天然氣也是會造成管道泄漏的一個重要因素，其中包含觸發因素及間接后果。
第一，事故應急救援不力，現場應急處置措施不當，搶修之前未進行可燃氣體濃度檢測，并且用非防爆設備進行作業，嚴重違反相關條例，搶修中溢出的油氣達到一定濃度，遇到明火或者靜電引起的火花。
第二，對管道泄漏突發事件的應急預案缺乏演練，對應急救援人員的培訓不夠，導致應急救援人員對自己的職責和應對措施不熟悉。
第三，沒有很好地貫徹落實國家安全生產法律法規，導致在事故發生時缺乏基本的安全意識
第四，對事故的風險等級判斷失誤，沒有及時有效地提出對應的應急預案，擴大了原油以及天然氣擴散和污染的面積。
第五，沒有在第一時間采取警戒以及封鎖措施，并且沒有及時疏散群眾。由于管道本身原因造成的事故，危險等級屬于Ⅳ級，后果比較嚴重，分為直接后果和間接后果，直接后果：一是原油流入周邊海域或者陸地，遇到明火或靜電引起的火花引起火災，造成人員傷亡以及經濟損失；二是天然氣泄漏達到一定濃度，遇到明火或者靜電引起的火花造成爆炸，導致嚴重的人員傷亡以及經濟損失。
間接后果：一是地面擴散；原油泄漏，向周邊陸地以及海域擴散，污染周邊路面以及海域，危害水生態環境；二是空氣擴散；天然氣泄露，向周邊空氣擴散，污染周邊空氣，導致周圍居民或者工作人員中毒，傷害人體中樞神經系統以及呼吸道系統；三是土壤擴散，向土壤以及土壤更深層擴散，地下擴散使得土壤導水受阻，透水性降低，破壞土壤微生態環境，影響植物的正常生長，甚至造成地下水的污染。
針對管道本身可能會產生的問題，本文提出了相關的防范措施：
第一，在搶修前，要充分做好準備，并且進行各項檢測，檢測完畢確認沒有危險時再進行搶修；檢修時，要充分注意在通風環境下進行工作，并且在檢修時要注意監測可燃氣體的濃度，一旦達到危險狀態，立即采取措施；第二，按規定用防爆設備并且采取防靜電措施，避免產生靜電或者火花，造成爆炸；第三，定期對應急救援人員進行培訓和演習，加強對搶修人員的安全教育工作；第四，正確及時判斷事故危險等級，采取相關警戒措施，及時通知并疏散周邊群眾；第五，加強對管道周邊居民的安全教育，以便在事故發生時第一時間撤離，將損失降至最低
2.2.3外部因素
外部因素同樣會造成管道泄漏，主要分為兩種：人為因素和自然災害因素，人為因素是指挖掘機或者其他挖掘工作時產生的破壞，部分石油盜竊行為造成的人為破壞導致的管道的破壞，自然災害因素是指由于惡劣天氣如颶風雷雨等自然災害導致的管道的破壞。
由于管道本身原因造成的事故，危險等級屬于Ⅲ級，后果主要是管道破裂，石油或者天然氣溢出，造成進一步的破壞，針對管道本身可能會產生的問題，提出了相關的防范措施：一是對地下管道所在的地方進行醒目的標識，提醒施工作業的人員注意地下管道的安全；二是對石油盜竊行為進行嚴厲懲罰，杜絕此類現象的再次發生；三是對可能會發生的自然災害采取通過預先危險性分析，管道泄漏的主要危險等級是Ⅲ― Ⅳ級，屬于比較嚴重的安全事故，每一個環節的安全都應該受到重視，管道泄漏前應該盡最大的努力做好預防工作，防止管道泄漏事故發生，如果一旦發生管道泄漏，應及時準確采取相關處理方法，避免爆炸的產生。
總的來說管道事故極易造成嚴重的人員傷亡還有經濟損失，造成的損失不僅僅只有直接的經濟損失以及人員傷亡，更嚴重的是對環境造成的破壞，比如原油污染，很難進行清理，并且需要漫長的整治過程，所以要對油氣管道運輸進行預先危險性分析，熟悉油氣管道運輸的各個流程，直觀詳細得辨識容易產生危險的環節以及因素，分析其中可能會存在的安全隱患，提出預防措施，防患于未然，可以有效得避免許多油氣管道泄漏事故的發生，從而避免許多不必要的人員傷亡以及經濟損失[7]。
3.結束語
油氣管道已經成為城市的生命線，特別是大城市，如上海、廣州，一旦發生類似管道泄漏的事故，后果將極其嚴重，因此管道安全顯得尤為重要。對油氣管道采用預先危險性分析，可以有效地辨識事故發生的潛在危險環節，并且有針對性得提出相關安全對策措施，從而減少事故隱患、降低事故發生頻率、保證油氣運輸過程的安全。
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【關鍵詞】LNG 管道輸送 泄漏 控制 措施
0 引言
LNG是英文液化天然氣（liquefied natural gas）的縮寫，其主要成分為甲烷。改革開放以來，隨著我國經濟持續高速發展，對能源，特別是天然氣等優質能源需求迅速增長。天然氣幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質，燃燒產生的二氧化硫排放量幾乎為零，氮氧化物和二氧化碳的排放量僅分別為燃煤的19.2%和42.1%。以福建為例，擴大引進LNG后，年消費LNG500萬噸，產生的CO2為1173萬噸，而燃用同等熱值褐煤將產生CO2量2112萬噸，引進LNG將實現每年減排CO2量941萬噸，減排SO2量91.0萬噸，減排NOX量16.7萬噸。通過擴大天然氣覆蓋范圍、普及程度與市場占有率，改善城鄉居民的生活品質，促進全面小康社會建設進程。但LNG火災危險性類別為甲類，爆炸極限范圍（V%）為5.35%～15%，屬易燃、易爆物質，存在很大的危險性。
1 LNG長輸管線危險性分析
1.1 LNG長輸管道輸送流程
LNG長輸管道輸送上下游關系流程圖，見圖1。
1.2 LNG長輸管道輸送危險性分析
造成長輸管道泄漏的主要原因有：第三方破壞、自然災害和管道缺陷。其中第三方破壞主要包括：野蠻施工挖破管道、沿線違章占壓管道、運移土層造成管道暴露或懸空，或在管道附近打樁、挖掘、定向鉆、大開挖等；自然災害破壞主要是在臺風、暴雨、洪水、地基坍塌、地震等情況下導致泥石流、土層移動、坍塌等，造成管道外露、懸空及（或）位移；管道缺陷主要有：管道腐蝕穿孔、管道材料缺陷或焊口缺陷隱患等。
天然氣管線發生泄漏時，泄漏氣體的噴射、擴散后濃度在其燃爆極限范圍內的鐵路上通行的內燃機車、電力機車，公路上通行的機動車輛、沿途穿越、鄰近的輸電線路，管線沿途附近的工業區內企業的生產活動、居住區內居民的活動等，均有可能成為引起火災爆炸事故的點火源。
由于天然氣管道壓力較高，泄漏時高速氣體通過孔洞產生的靜電，也可能成為引發火災爆炸事故的點火源。
天然氣泄漏時遇雷暴，可能引發火災爆炸事故。
同時采用加壓輸送工藝（設計壓力約7.5MPa），又加劇了發生火災、爆炸的危險。
2 LNG管道輸送泄漏模擬分析
2.1 模型建立
為了便于計算和說明問題，本文采用蒸汽云爆炸事故后果模擬分析法對某公司天然氣管網二期工程LNG長輸管道輸送泄漏引發的火災爆炸事故影響進行模擬分析。即：某天然氣管網二期工程，全長約80km，線路用管直徑813mm，全線共設置2座站場、3座閥室，輸氣量2.07×1008m3/a，管內輸送介質為天然氣。
2.2 LNG管道輸送泄漏模擬分析
LNG管道輸送過程中，泄漏最為危險，遇點火源進而發生火災、爆炸事故。
LNG管道泄漏后延遲點火的概率比較高，取延遲點火時間為1min、5min，對孔泄漏方式進行蒸氣云爆炸事故后果模擬；取延遲點火時間為1min，對管道完全斷裂方式進行蒸氣云爆炸事故后果模擬。
根據《基于風險檢驗的基礎方法》（SY/T6714-2008）和《化工企業定量風險評價導則》（征求意見稿），泄漏情景可根據泄漏孔徑大小分為完全破裂以及孔泄漏兩大類，有代表性的泄漏場景見表1。
依據整個管道的直徑將確定的有關數據輸入安全評價與風險分析系統軟件，得到的模擬結果見表2、表3、表4和表5。
3 結果分析及其控制措施
關鍵詞：地質災害；風險評估；GIS
中圖分類號：F416.1 文獻標識碼：A
1概述
地質災害是在地質作用下，地質自然環境惡化，造成人類生命財產損毀或人類賴以生存與發展的資源、環境發生嚴重破壞的過程或現象，是對人類生命財產和生存環境產生損毀的地質事件。因而，從該意義上來講，地質災害不僅是一種自然現象，而且帶有明顯的社會經濟屬性。
在以往工程地質領域對于地質災害的研究中， 多考慮地質災害的自然屬性，評價預測也多從其內外影響因素入手，把地質災害僅作為一種地質動力活動，著力于災害形成機制與誘發條件、發展規律等自然特征的分析，度量的指標多為穩定性程度等。而對地質災害的社會屬性和與之密切相關當破壞效應等注意的不夠。這種狀況越來越不適應社會經濟發展對減災研究的需要。誠然，對于單體地質災害而言，地質災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災害的社會經濟屬性。人類防治地質災害的最終目的并不是杜絕引起地質災害的地質現象或地質事件的發生，而是確保這些地質現象或地質事件不對人類造成不可接受的危害。所以從社會減災防災意義上講，除了考慮其自然因素，更應該考慮其社會屬性因素，由此才有了地質災害風除評價的概念的產生。
2 對地質災害風險概念的認識
目前對災害風險和地質災害風險還沒有統一的認識。在聯合國教科文組織的一項研究計劃中，Varnes（1984年)提出了自然災害及風險的術語定義，隨后得到了國際地質災害研究領域的普遍認同，成為了對地質災害危險性、易損性和風險評估的基本模式。地質災害的風險可定義為：在一定的區域時間限度內，特定的地質災害現象對生命財產、經濟活動等可能造成的損失，即地質災害風險是潛在地質災害危險性和社會經濟易損性的函數，它可表示為：
式中：R(Risk)：地質災害的風險，指特定的地質災害現象可能造成的損失；H(Hazard)：一定地區范圍內某種潛在的地質災害現象在一定的時間內發生的概率，即地質災害的危險性；E(Element)：給定區域內受特定地質災害威脅的對象，包括人口、財產、基礎設施、經濟活動等；v(Vulnerability)：特定的地質災害以一定的強度發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)共同決定了地質災害的損失大小，是控制地質災害風險的（R）的基本條件。因此，地質災害風驗評價應從下述兩方面進行：(1)地質災害的危險性評價，其與歷史地質災害活動強度和周期性規律(即災害發生的頻次、規模、分布強度)以及地質災害孕育的環境與形成條件(即地形地貌、地質背景、水文氣象、植被和人類工程活動等影響因素)密切相關；(2)區域社會經濟易損性評價，包括了直接易損性評價(受威脅對象分布與抗災能力)和間接易損性評價(地區社會經濟與防災能力)2個方面內容。
由于實際情況的復雜性，在地質災害風險評估中很難對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，先對地質災害的危險性、社會經濟易損性進行分級，然后再采用適當的方法進行最終的風險評估。
3 地質災害風險評價模型
目前有關地質災害風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。
根據實際情況，將影響地質災害風險因素的實測值轉化為信息量值，并用信息量來表征地質災害風險影響因素的“貢獻”大小，進而評價地質災害的風險程度。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)X影響地質災害風險A的信息量；
P(X/A)為地質災害風險惡化條件下出現X的概率；
P(X)為研究區影響因素X出現的概率。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災害風險惡化的總信息量；
S為樣本區總單元數：
N為該區己知地質災害風險惡化的單元總數；
S1為含有影響因素X的單元個數；
N1為含有影響因素X的地質災害風險惡化單元個數。
用總信息量I值作為該單元多種因素共同作用下的地質災害風險改善的綜合指標。對I值進行統計分析(主觀判斷或聚類分析))找出突變點作為分界點，將區域分成若干個地質災害風險等級，由此建立的信息量模型，將作為研究區的風險預測模型。只要查明研究區各因素的情況，根據樣本區計算出的信息量值，并將各評價單元的諸影響因素的信息量值疊加便可預測地質災害風險等級。
信息量模型適合于各地質災害影響要素的信息量比較豐富的地質災害風險評價，按統計方法對各影響要素進行聚類分析，按照一定的閾值，將評價區域進行地質災害風險分區。
4 基于GIS技術的地質災害風險分析
地理信息系統(GIS)是有效表達、處理以及分析與地理分布有關的專業數據的技術，它為人們提供了一種快速展示有關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在災害管理中得到逐步深入的應用。
各種地質災害都是在地球表層一定空間范圍和一定時間限度內發生的，盡管不同種類的地質災害之間、同一種類的地質災害的不同個體之間大都形態各異，形成機理也是千差萬別，但它們都是災害孕育環境與觸發因子共同作用的結果，而這些都與空間信息密切相關，利用GIS技術不僅可以對各種地質災害及其相關信息進行管理，而且可以從不同空間和時間的尺度上分析地質災害的發生與環境因素之間的統計關系，評價各種地質災害的發生概率和可能的災害后果。
GIS與傳統意義上的信息系統的根本差異在于：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系，分析和處理一定區域內分布的現象和過程。GIS軟件提供了一些基本的空間分析工具，如區域疊加分析、緩沖分析、矢量柵格數據轉換、屬性數據查詢檢索、數字高程模型、數字地面模擬分析等，但僅僅直接利用這些基本的工具進行地質災害的風險分析顯然是不現實的，還需要結合專業地質災害風險評價模型，如將信息量模型與GIS平臺相結合，應用于地質災害風險評估分析中。
信息量法模擬和層次分析評價模型與GIS的結合可以從以下幾個方面考慮：
(1)利用GIS采集數據及進行基礎數據處理。GIS具有強大的數據采集與空間分析功能，可以利用它來采集評價所需的數據并進行管理。GIS對數據的預處理一是將定性數據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域。
(2)應用信息量法模型可擴充GIS的分析評價功能。利用GIS的二次開發功能，選定合適的信息量法模型對GIS進行二次開發，擴充GIS的分析評價功能，實現傳統分析方法與GIS的結合。把GIS已經剖分的圖元區域的各種信息存入預先確定的數據庫，然后通過編寫接口，信息量法模型就可以直接調用這部分數據供分析之用。
(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技術的地質災害風險評估系統，首先在建立評估區信息數據庫的基礎上，結合地質災害風險評價分析模型(信息量模型)，運用GIS的空間分析功能(緩沖區分析、疊置分析等)、數據融合技術以及高精度計算實現對多種不同類型的地質災害(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險評估。整個地質災害風險評估工作都是有序進行的，其基本程序見圖1所示。
結論
（1）地質災害風險評估包括地質災害危險性評價、社會經濟易損性評價兩大內容。危險性評價應以歷史危險性(災害發生的頻率、規模、程度)和影響災害發生的主要因素(基于災害發育機理研究)的綜合分析進行；易損性評價應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開展地質災害風險評估是必然趨勢，國外已有許多成功的范例。GIS技術為地質災害在專業評價模型(如信息量模型)條件下的風險評估提供了有效的技術支持。基于GIS技術的地質災害風險評估系統較好的實現了GIS技術與地質災害風險評價模型的結合，能夠充分利用GIS的圖形編輯、屬性管理、空間分析、數字高程分析等功能優勢，快捷方便的實現一般分析方法與手段難以解決的問題。它可以根據變化了的情況與資料，實時性的進行地質災害風險分析，進一步縮減風險分析的模糊性與不確定性，具有較強的準確性與客觀性，而這正是常規分析手段所難以比擬的。
參考文獻
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關鍵詞：地質災害；災害防治；區劃；崇州市
近年來，隨著社會經濟日益發展，地質災害與社會經濟發展矛盾越來越嚴重，保護地球、保護我們的家園已成為當前社會一項重要任務，研究與防治地質災害是地質工作者應盡的義務，減災與可持續發展已成為當前各區域研究及全球關注的焦點[1]。
崇州市屬于四川盆地山地向中心平原的過渡地段，因此在地質環境上具有復雜性特點，地質災害在邊緣過渡帶具有高發性、危害性大的特點。對崇州市地質災害發生規律、特點進行研究有助于了解山地與平原過渡帶地質特點，災害孕育機理，在該區域進行地質災害危險性區劃對于類似區域的地質災害研究與防治可以提供借鑒。
1.崇州市地質環境特點
崇州市地處四川盆地西南邊緣，背靠龍門山，面向成都平原，在四川盆地和龍門山構造帶中南段，以北東向的龍門山隆起褶帶、霧中山褶斷帶和成都凹陷為主，龍門山隆起褶帶是褶皺、斷裂活動強烈，多期復合、規模巨大的構造帶，由一系列北東向隆起、坳陷、單式和復式褶皺，壓性、壓扭性斷裂組成。地勢西北高，東南低，呈階梯狀逐漸降低，山地、丘陵、平原兼有的地貌類型，全境以街子鎮、三郎鎮、懷遠西山為一線，線之西北為山地，線之東南為平原、丘陵地區，西北部多有海拔2000m以上的山峰，海拔最高處為茍家鄉境內大雪塘主峰，達5364m。丘陵和平原地區的平均海拔高度為560m，最低點為三江鎮境內之蒙渡，海拔高度僅480m。海拔1000m以上的中山、高山區占了全市總面積的38.4%，低山和丘陵為8.7%，平壩為52.9%。市境內河流稠密，水系完整，屬岷江流域水系，主要河流有3條：西河、黑石河和金馬河。
2.崇州市地質災害發育特征
2.1 地質災害概況
表1 崇州市主要地質災害統計表
崇州市地處四川盆地西南，中西部為丘陵區，東南部為平原，廣大的西部地區為低山―高山地貌，西部低山區斷裂褶皺的影響，節理裂隙發育，巖體破碎，因地形切割深，相對高差大，此類地質環境條件為地質災害發生提供基礎條件。加之本區降水量豐富，多暴雨天氣，以及強烈的人類工程活動，為地質災害的產生提供了引發條件。受前述自然條件的控制，人為因素的影響，地質災害類型以滑坡、崩塌為主，不穩定斜坡次之，泥石流災害較少。各類地質災害主要分布于崇州市西南和中西部山地和丘陵地區，特別是西部區域為地質災害頻發區。崇州市主要地質災害區域及類型見表1.
2.2地質災害發育特征
由于崇州市西南部、中西部和東南部地質、地貌不一致，因此造成崇州市地質災害具有明顯的地域性，主要受區域地貌特征、巖土性質及水文條件的控制，各類地質災害主要發生于地形變化大，切割深的各鄉鎮。綜合分析崇州市地質災害發育和分布特點，具有以下規律：
2.2.1地域性規律
地質環境條件的不同，造成災害類型的差異。崇州市特殊的地理位置，既有高山、丘陵也有平原地區。位于西南部的高山、丘陵地區地質構造上屬于龍門山隆起褶皺帶、霧中山褶皺帶，該地質構造帶構造活動活躍，斷裂較多，該區域地層破碎嚴重，節理極為發育。加之區域內巖層復雜，三大巖類分布其中，其中尤以沉積巖中軟硬巖層互層區域，地質災害極為發育。另外在高山、丘陵區域由于大部分區域存在坡陡、上覆巖層巖石破碎、表層坡積物厚度大，且較為松散，在外在條件誘發下，極易發生滑坡等地質災害。如崇州市主要地質災害滑坡和崩塌，主要分布在西部的山區和中西部丘陵區。尤其是西部山區的雞冠山鄉、文井江鎮災害點最多。
2.2.2 相關性規律
主要指氣候和人類活動等相關性，如各類災害與降水和冰雪 融水密切相關；人類各種社會經濟活動也在很多程度上誘發了多種地質災害。地質災害的類型、發育程度與地貌特征、巖土類型密切相關。崇州市屬四川盆地亞熱帶溫潤季風氣候，四季分明，春秋短、冬夏長，雨量充沛，日照偏少，無霜期較長。該區域年平均降雨量為1012.4mm，但時間分布上不均勻，大部分降雨量都集中于夏季，特別是6-9月為降雨集中期。這一時期也是崇州市地質災害高發期。崇州市屬于經濟發達地區，人類經濟活動頻繁，特別是近年來，隨著經濟持續發展，人類工程活動越來越多，但由此也改變工程活動區域地質平衡。根據調查結果顯示，在人類工程活動頻繁區域，地質災害相較其它區域發生概率要大的多。
2.2.3 誘發性規律自然因素的不平衡性、突發性以及人類不貴發的社會經濟活動都是誘發或加重地質災害發生的直接因素。如每年夏季的強降水、地震的突發性、人類開挖坡腳修建道路形成的人工邊坡都是誘發地質災害發生的直接因素。如統計數據顯示，崇州市與人類工程活動有關的地質災害點為43處，約占總地質災害的37.07%。
3．地質災害易發區劃分及防治分區
根據崇州市在2008年后地質災害現狀及自然條件、地質環境以及人類各項活動基礎上，建立地質災害危險性評價模型，對評價區域地質環境、人文環境進行地質災害危險性區劃和防治。
3.1 地質災害危險性劃分
3.1.1 危險性評價模型
地質災害危險性評價模型的建立采用統計分析方法―信息量評判法。該方法通過某些因子對所提供的研究對象的信息量的計算所得的綜合評價值來實現，亦即用信息量的大小來評價影響因子與研究對象關系的密切程度，其評價模型為[2]:
3.1.2 層次分析法
層次分析法最早由美國運籌學家Saaty教授于20世紀70年代初期提出的一種對指標進行定性定量分析的多準則決策方法。它的主要優點就是定性和定量相結合、系統化、層次化的多目標決策方法，并能將數據、專家意見和分析者的客觀判斷直接有效地結合起來的一種靈活、適用的方法。它的基本思路是：利用該領域多位專家的經驗對每個因子進行比較判斷和賦值得到一個判斷矩陣，經過計算得到每一因子的權重值，并進行一致性檢驗。通過對指標進行一對一的比較，可以連續進行并能隨時改進，是比較方便有效的計算方法,其確定權重的工作程序如下[3,4]：
首先選定有豐富經驗的專家對各因素的相對重要性進行評估打分，根據打分表，構造判斷矩陣T:
式中：為評價因素集。
若因素ui與uj比較判斷得uij，則因素uj與ui比較判斷得uji=1/uij。
根據判斷矩陣，利用線性代數知識，求出T的最大特征值所對應的特征向量，將特征向量進行歸一化處理，即可求得權數的分配。
3.2 地質災害危險性分區
地質災害要真正做到以防為主，則首先必須明確認識到災害的風險所在，風險程度如何，在此基礎上提出防治的具體方案、措施，真正做到少投入、避風險、少損失[5]。地質災害風險評估是在地質災害空間預測評價的基礎上綜合考慮人員、社會經濟要素和抗災能力的綜合預測評價[6]。本文在地質災害評價模型計算結果基礎上，結合實際調查資料，將崇州市劃分為4類區域，分別為地質災害高危險性、中危險性、低危險性以及無風險區域，見圖1。
由于崇州市特殊的地理位置特點，區域范圍內既有高山、丘陵也有平原地區，因此其地質災害分布與地質、地形地貌具有較強相關性，因此，地質災害治理要根據實際情況，一是要盡量考慮到地質災害對自然環境的破壞；二是要重點考慮對當地人文環境及經濟破壞；三是要統籌兼顧地區經濟發展。在地質災害防治中，盡量集中財力、物力對重點災害進行重點防治，做到有重點、分層次、分批次的地質災害防治。
圖1 崇州市地質災害風險分區圖
4．地質災害防治建議
崇州市是地質災害易發的區域、特別是西南部的高山與丘陵地區由于特殊地質環境與地貌形態，是滑坡、崩塌災害的易發區。從人文發展而言，該地質災害易發區較其它區域人口密度較小，經濟欠發達，因此，對于該區域災害防治，一方面要盡力采取各類預防與治理措施；另一方面，要考慮實際情況（包括有限的財力與物力）及長久有效的防治效果，可適當將部分山區地質災害嚴重區域居民搬離原址，在平坦區域重新選址建新的居民定居點。在地質災害防治上，要預防為主，建立完善的地質災害預警系統，做到災害發生前能提取發出預警；災害治理上，要重點突出，合理分配有限的財力和物力，盡最大努力保護當地人民生命財產安全。
參考文獻:
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