趙陽， 倪化勇， 張?zhí)悾?孫強， 伍劍波， 朱延輝

(1.中國地質(zhì)科學院， 北京 100037； 2.中國地質(zhì)大學(北京)地球科學與資源學院， 北京 100083；3.中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心， 南京 210016)

中國地質(zhì)災害頻發(fā)，人民生命財產(chǎn)安全和社會經(jīng)濟發(fā)展面臨嚴重威脅，亟待進行地質(zhì)災害治理。地質(zhì)災害治理涉及兩個基本問題：何種潛在地質(zhì)災害需要治理和潛在地質(zhì)災害應(yīng)治理到何種程度，這都與風險可接受程度相關(guān)。正確認識地質(zhì)災害風險可接受程度，是對防災減災進行科學決策的基礎(chǔ)。

風險可接受程度在國外研究起步較早。以英國健康與安全委員會為代表，在20世紀90年代提出了可接受風險的定義，建立了可忍受風險的總框架。風險可接受程度的研究引起了各領(lǐng)域研究學者的關(guān)注，如汪金輝等[1-2]對全球氣體運輸船和客船的社會風險可接受衡準進行分析研究；段正肖等[3]研究了可接受風險理論在煤礦安全領(lǐng)域中的應(yīng)用，提出半定量化風險評估方法，為煤礦管理的風險決策提供了重要參考。風險可接受程度在地質(zhì)災害領(lǐng)域也逐漸受到重視，同時中國學者對地質(zhì)災害可接受風險的研究已取得一些進展，尚志海等[4]對災害可接受風險研究進行了展望，對生命風險、經(jīng)濟風險和環(huán)境風險三種表達形式進行了探索；陳偉等[5]通過對中國2000—2010年因地質(zhì)災害而死亡的人數(shù)以及每年總?cè)丝跀?shù)據(jù)進行分析，在生命風險上提出了中國地質(zhì)災害可接受風險標準的上限值和下限值；李紅英等[6]基于最低合理可行(as low as reasonably practicable,ALARP)法則建立了初步的滑坡風險接受準則計算模型，建立了社會生命風險和經(jīng)濟風險可接受模型。

理解風險可接受性，需考慮社會實際背景，經(jīng)濟、教育、文化、地域等方面的差異會造成風險可接受程度的不同。從研究成果看，針對特定地區(qū)的地質(zhì)災害風險可接受程度分析仍然較少。香港土木工程署1998年以問卷方式了解公眾對地質(zhì)災害的可接受程度[7]，提出香港地區(qū)的可接受風險指南；王樹豐等[8]對陜西延安寶塔山景區(qū)進行風險識別，分析了滑坡人員傷亡風險；劉希林等[9]通過問卷調(diào)查和統(tǒng)計分析，以云南東川和甘肅舟曲兩個泥石流易發(fā)區(qū)為例，得出兩地區(qū)公眾對泥石流災害后果關(guān)注程度和對泥石流災害的可接受程度。

麗水市地質(zhì)災害隱患點分布廣泛，遭受地質(zhì)災害損失嚴重，使得該地區(qū)地質(zhì)災害風險管理具有重要意義，而風險可接受程度的研究是實施地質(zhì)災害風險管理的前提。結(jié)合麗水地區(qū)地質(zhì)災害發(fā)育情況和經(jīng)濟發(fā)展等方面的背景，考慮地質(zhì)災害風險對威脅區(qū)的居民和財產(chǎn)影響，以及地質(zhì)災害風險的特點，對區(qū)域性地質(zhì)災害風險可接受程度進行研究，基于最低合理可行原則和統(tǒng)計分析方法，建立地質(zhì)災害生命風險及經(jīng)濟風險的可接受準則模型，對指導當?shù)氐刭|(zhì)災害風險評價與風險管理具有重要意義，同時對制定中國地質(zhì)災害風險可接受標準具有參考價值。

1 研究背景

1.1 麗水市地質(zhì)與氣候條件

麗水市位于武夷山系腹地，屬山地地貌，全區(qū)海拔多在500 m以上，千米以上的山約有3 570座。地勢西南高、東北低，“V”字形溝谷發(fā)育，溝谷縱坡多在20°～35°，大多三面環(huán)山。麗水市出露地層由老至新為基底變質(zhì)巖系-侏羅紀火山巖系-白堊紀火山巖夾沉積巖系-第四系，經(jīng)多次造山運動，巖層褶皺強烈、斷裂發(fā)育，表部巖石風化強烈，為地質(zhì)災害提供了物源。

麗水地區(qū)年平均降雨量在1 200～1 800 mm，受臺風影響，降雨量高度集中，在6—9月份常發(fā)生短時暴雨。在臺風暴雨影響下，該地貌和地形條件，易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災害，麗水市成為浙江省地質(zhì)災害最為嚴重的地區(qū)之一。

1.2 麗水市地質(zhì)災害發(fā)育與風險情況

高頻高強降雨，嚴重破壞表層巖土體，誘發(fā)形成滑坡、泥石流等地質(zhì)災害。據(jù)浙江自然資源與環(huán)境統(tǒng)計年鑒，2008—2016年，麗水市發(fā)生地質(zhì)災害共計685起，年均地質(zhì)災害76起，造成直接經(jīng)濟損失年均超過2 000萬元；其中2015年11月，蓮都區(qū)里東村發(fā)生重大泥石流災害，造成38人遇難；2016年9月受臺風“鲇魚”影響，遂昌縣發(fā)生重大山體滑坡災害，造成19人死亡，8人失聯(lián)。

據(jù)麗水市國土局發(fā)布的《麗水市地質(zhì)災害防治與地質(zhì)環(huán)境保護“十三五”規(guī)劃》，截至2017年3月，全市共有地質(zhì)災害隱患點695個，其中穩(wěn)定性差和較差的各有388和158個；規(guī)模特大型隱患點2個，大中型規(guī)模隱患點44個；危害程度重大的隱患點120個，危害程度較大的隱患點405個；威脅戶數(shù)12 221戶，威脅人數(shù)39 362人，威脅財產(chǎn)56 360萬元。

2 生命風險可接受程度分析

2.1 麗水地質(zhì)災害風險統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析是風險研究的重要手段[10]。采用統(tǒng)計學方法，基于ALARP法則，建立麗水市地質(zhì)災害生命風險可接受準則模型[11]。麗水市臺風暴雨頻繁出現(xiàn)，誘發(fā)以崩、滑、流為主的地質(zhì)災害，造成較大人員傷亡和財產(chǎn)損失。根據(jù)2008—2016年麗水市因崩、滑、流等地質(zhì)災害造成的死亡人數(shù)，對本區(qū)地質(zhì)災害生命風險可接受準則研究分析。

據(jù)麗水市統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)[12](表1)，各年因崩、滑、流等地質(zhì)災害造成的死亡人數(shù)浮動較大，2008年和2012年因地質(zhì)災害造成的死亡人數(shù)均為1人，2015年和2016年各有40人和26人死亡。

表1 2008—2016年麗水市人口和地質(zhì)災害致死人數(shù)情況

由于年度死亡人數(shù)相差較大，為減小數(shù)量級影響，計算各年的人口死亡概率(圖1)。

圖1 2008—2016年麗水市地質(zhì)災害造成人口死亡概率

地質(zhì)災害的發(fā)生具有偶然性，為降低異常數(shù)據(jù)影響，用中位數(shù)代表可接受風險準則的基準平均數(shù)。將2008—2016年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)排列，中位數(shù)為1.15×10-6，將該值作為麗水市可接受風險的基準值平均數(shù)。

可容忍風險值一般小于可接受風險值1～2個數(shù)量級，本文中取1個數(shù)量級?；鶞势骄鶖?shù)處于風險可接受范圍，故可接受風險線的風險值為1.0×10-6，可容忍風險線的風險值為1.0×10-5。

2.2 生命風險可接受準則(F-N曲線模型)

分析風險值是否可接受，以采取相應(yīng)風險管控措施，應(yīng)首先確定ALARP曲線上的兩條風險限制線：可接受風險線和可容忍風險線。

F-N曲線可接受標準的限制線表達式為

(1)

式(1)中：Pf(x)表示死亡人數(shù)超過x的年概率；FN(x)表示年死亡人數(shù)為N及以上的概率分布函數(shù)；n為厭惡因子，控制限制線的傾斜程度；C為位置確定常數(shù)，控制限制線的位置。

F-N曲線和n、C的參數(shù)情況分別見表2和圖2[5,13]。

圖2 不同國家和地區(qū)風險評價F-N曲線

表2 不同國家和地區(qū)F-N曲線參數(shù)

社會風險厭惡因子n的取值主要有兩種情況：n=1、n=1.5[14]或n=2，n=1的風險接受準則為中立型風險，n=1.5和n=2的風險接受準則為厭惡型風險，其含義如表3所示。

表3 社會風險的厭惡因子取值

厭惡因子n的取值，反映風險損失后果的嚴重程度和社會重視程度，以及政府主管部門的財政支出情況。在n的取值上，大部分學者研究地質(zhì)災害和尾礦壩潰決等生命可接受風險時[5,15-16]，取n=1；研究煤礦、住宅火災及化工行業(yè)的可接受風險時[17-19]，取n=2。地質(zhì)災害防治投入一般不創(chuàng)造新的財富，地質(zhì)災害風險是一種被動接受風險，本研究中可接受風險類型采用厭惡型風險。根據(jù)政府提出的“人民至上、生命至上”的工作要求，考慮麗水市地質(zhì)災害防治現(xiàn)狀，協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟發(fā)展需求，式(1)中，取n=1.5。

F-N曲線的可容忍風險線的風險值為

(2)

F-N曲線的可接受風險線的風險值為

(3)

為F-N曲線設(shè)置后果限制線(死亡1 000人)，確定麗水地區(qū)地質(zhì)災害社會生命風險可接受標準F-N曲線(圖3)。

圖3 麗水市地質(zhì)災害社會生命風險可接受準則模型

3 經(jīng)濟風險可接受程度分析

經(jīng)濟可接受風險水平大多從社會角度進行探討，以F-D曲線表達社會可接受風險水平。從受災個體出發(fā)，探討經(jīng)濟可接受風險能夠更加直觀地反映災害威脅對象的切身利益，下面從個人風險和社會風險兩個方面分析麗水市地質(zhì)災害的經(jīng)濟風險可接受水平。

3.1 個人經(jīng)濟風險可接受程度分析

對個人經(jīng)濟風險可接受水平進行量化，引入人均GDP的指標。衡量個人可接受經(jīng)濟風險，計算公式為

(4)

式(2)中：ID為個人可接受經(jīng)濟風險指數(shù)；PGDP為本區(qū)域人均GDP；PER為本區(qū)域人均經(jīng)濟風險，其等于經(jīng)濟風險與風險人口的比值。

麗水市地質(zhì)災害多為臺風暴雨誘發(fā)的次生災害，對個人而言，經(jīng)濟損失除地質(zhì)災害直接造成外，還包括前期降雨帶來的損失，這兩者的比例難以準確區(qū)分。本研究在分析個人經(jīng)濟風險可接受程度時，選用自然災害造成的經(jīng)濟損失數(shù)據(jù)進行分析，后引入浙江省自然災害與地質(zhì)災害的損失比例進行計算。通過資料收集，對2008—2016年麗水市GDP和自然災害造成的直接經(jīng)濟損失進行分析(表4)。

表4 2008—2016年麗水市GDP與自然災害直接經(jīng)濟損失

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2008—2016年麗水市因地質(zhì)災害造成的人均經(jīng)濟損失約641元/年，人均災害損失與人均GDP的比值如圖4所示。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和災害防控措施的增強，可看出人均災害損失與人均GDP的比值總體呈下降的態(tài)勢。自2010年以來人均災害損失與人均GDP的比值均處于0.02以下；2008—2016年全市災害損失與GDP比值的中位數(shù)約為0.021，與2014年全市災害損失占GDP比值最為接近；2008—2016年全市自然災害直接經(jīng)濟損失的中位數(shù)為19.18億元。

圖4 麗水市2008—2016年人均災害損失與人均GDP比值

研究個人經(jīng)濟風險可接受程度時，為克服麗水市地質(zhì)災害損失數(shù)據(jù)較少的不足，分析浙江自然災害損失和地質(zhì)災害損失占比(表5)，引入比例系數(shù)η。

表5 浙江省自然災害損失與地質(zhì)災害損失占比

為消除極端值影響，采用截尾系數(shù)取α=4/17≈0.24的截尾均值，得比例系數(shù)η=0.116。在分析麗水地區(qū)個人可接受經(jīng)濟風險指數(shù)時，根據(jù)計算結(jié)果和調(diào)查經(jīng)驗，取比例系數(shù)η=0.1。

選用“十三五”的首年(2016年)麗水市地質(zhì)災害相關(guān)數(shù)據(jù)，計算個人可接受經(jīng)濟風險，以指導“十四五”期間地質(zhì)災害風險評價。據(jù)麗水市國土資源局發(fā)布數(shù)據(jù)[20]，截至2015年底，全市地質(zhì)災害威脅人口3.86萬人。

個人可接受經(jīng)濟風險指數(shù)計算公式為

(5)

計算值ID=0.084處于個人可接受經(jīng)濟風險范圍，故本研究對麗水地區(qū)災害個人經(jīng)濟可接受風險水平的取值為：00.2，個人經(jīng)濟風險為不可接受風險。

本研究中選取個人經(jīng)濟可接受風險水平的限值與前人分析泥石流災害個人經(jīng)濟可接受風險水平相近[21]。

3.2 社會經(jīng)濟風險可接受準則(F-D曲線模型)

社會經(jīng)濟風險可接受水平是地質(zhì)災害風險可接受水平的重要組成部分。隨著地質(zhì)災害經(jīng)濟損失的逐步增長，在經(jīng)濟層面考慮地質(zhì)災害風險是否可以接受將對風險管理和風險決策過程產(chǎn)生重要影響。本文中以F-D曲線模型表達社會經(jīng)濟風險可接受程度。

社會經(jīng)濟可接受風險F-D曲線標準表達式為

(6)

式(6)中：FD(x)為經(jīng)濟損失x的概率分布函數(shù)，表示年經(jīng)濟損失x的概率；fD(x)為年經(jīng)濟損失的概率密度函數(shù)；P(D>x)為年經(jīng)濟損失D不小于x的概率；C為常數(shù)，決定風險控制線的位置；n為風險厭惡系數(shù)，表示F-D曲線的傾斜程度，與F-N曲線類似，n=1為中立型風險，n=2為厭惡型風險。

經(jīng)濟損失的表示形式主要有兩種，絕對損失與相對損失。絕對損失更加直觀，但考慮地質(zhì)環(huán)境、災害規(guī)模、物價水平等多方面的差異，采用相對經(jīng)濟損失能有效減小誤差。相對經(jīng)濟損失表示實際經(jīng)濟損失與總投資的比值。麗水市2008—2016年地質(zhì)災害的直接損失情況統(tǒng)計見表6。

表6 2008—2016年麗水市地質(zhì)災害損失情況統(tǒng)計

麗水市在地質(zhì)災害綜合治理方面，“十一五”期間累計投入約7億元，“十二五”期間累計投入10.7億元，“十三五”期間麗水全市投入資金約33億元?！笆晃濉薄笆濉薄笆濉蹦昃度氲刭|(zhì)災害綜合治理資金分別為1.4億元、2.14億元、6.6億元。相對經(jīng)濟損失情況見表7。

表7 麗水市地質(zhì)災害年度相對經(jīng)濟損失

綜合考慮麗水市地質(zhì)災害發(fā)育情況和社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀[22]，本研究經(jīng)濟可接受風險標準的F-D曲線選用中立型風險，即n=1。為減小異常數(shù)據(jù)影響，用中位數(shù)代表經(jīng)濟損失可接受風險準則的基準平均數(shù)。由表7相對經(jīng)濟損失情況，中位數(shù)為0.073，確定可接受風險線的風險值取1×10-2。

F-D曲線的橫坐標起始取值為0，即地質(zhì)災害造成的直接經(jīng)濟損失為0，將可容忍線的位置常數(shù)C取為1。根據(jù)統(tǒng)計資料和地質(zhì)災害損失實際情況，將相對損失的數(shù)值間隔設(shè)置為10-6、10-5、10-4、10-3、10-2。為清晰表達社會經(jīng)濟風險可接受程度，參照“十三五”期間麗水市國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值，將相對損失的基準值設(shè)為1 000億元，相對損失與實際損失情況見表8。

表8 麗水市地質(zhì)災害社會經(jīng)濟風險相對損失與實際損失

考慮現(xiàn)實意義，對F-D曲線設(shè)置后果限制線，地質(zhì)災害的發(fā)生導致實際經(jīng)濟損失超過1億元(相對經(jīng)濟損失超過10-3)時，將不可接受，這一經(jīng)濟損失取值與特別重大事故的直接經(jīng)濟損失處于同量級。綜上分析，建立社會經(jīng)濟風險可接受準則(F-D曲線)模型如圖5所示。

圖5 麗水市地質(zhì)災害社會經(jīng)濟風險可接受準則模型

影響地質(zhì)災害經(jīng)濟風險的因素是多方面的，涉及政治、經(jīng)濟、市政等。采用相對經(jīng)濟損失衡量地質(zhì)災害社會經(jīng)濟風險可接受程度，雖能有效減小地質(zhì)災害發(fā)生的不確定性產(chǎn)生的隨機誤差，但隨著地質(zhì)災害綜合防治投入的加大和國民生產(chǎn)總值的提高，相對經(jīng)濟損失隨之變化，由此制定的社會經(jīng)濟風險可接受準則模型也應(yīng)進行調(diào)整，時效可選擇5年，與國民經(jīng)濟和社會發(fā)展五年規(guī)劃相對應(yīng)。

4 結(jié)論

地質(zhì)災害風險分析和評價包括風險識別、風險評估與決策、風險管理與控制，制定科學合理的風險可接受準則、確定風險可接受程度，是地質(zhì)災害風險分析和評價的前提，對地質(zhì)災害風險可接受標準進行了分析，基于ALARP原則建立了符合麗水地區(qū)的地質(zhì)災害可接受風險準則模型。

(1)從統(tǒng)計學的角度出發(fā)，建立了麗水市地質(zhì)災害社會生命風險可接受準則模型(F-N曲線)。社會生命可接受和可容忍風險曲線截距分別為1.0×10-6/年和1.0×10-5/年；F-N曲線斜率取-1.5，即風險厭惡因子n=1.5;當年死亡人數(shù)超過100人時，地質(zhì)災害發(fā)生概率可接受區(qū)限值為10-9，如地質(zhì)災害發(fā)生概率超過10-8，即為不可接受區(qū)域，應(yīng)對高易發(fā)、威脅人口多的地質(zhì)災害隱患點治理，降低風險。設(shè)置后果限制線，死亡人數(shù)超過1 000人，任何概率都不可接受。

(2)引入人均GDP的指標，對個人經(jīng)濟風險可接受水平進行量化，得出個人可接受經(jīng)濟風險指數(shù)為0.1，即地質(zhì)災害受災區(qū)人均經(jīng)濟損失不超過人均GDP的10%為個人經(jīng)濟風險可接受范圍。

(3)選用相對經(jīng)濟損失的指標，建立社會經(jīng)濟風險可接受準則模型(F-D曲線)。F-D曲線斜率為-1，即中立型風險，風險厭惡因子n=1。針對麗水地區(qū)，相對經(jīng)濟損失超過10-5(實際損失100萬元)，經(jīng)濟損失概率超過10-3，將不可接受；相對經(jīng)濟損失低于10-4(實際損失1 000萬元)，經(jīng)濟損失概率小于10-5是可以接受的。設(shè)置后果限制線，當實際經(jīng)濟損失超過1億元(相對經(jīng)濟損失超過10-3)時，任何概率條件下均不可接受。

地質(zhì)災害風險分析與評價是一個動態(tài)的過程，地質(zhì)災害風險可接受程度也應(yīng)動態(tài)調(diào)整，對于區(qū)域地質(zhì)災害風險可接受程度可每五年重新制定一次，以保證可接受準則的指導作用。