第1篇－－第1章
第一篇 地质灾害第一章 地质灾害及其基本属性第一节 地质灾害定义与基本内涵联合国灾害管理培训教材把灾害定义为：自然或人为环境中，对人类生命、财产或活动等社会功能的那种严重的破坏，它引起普遍的人类、物质或环境损失，这些损失使受影响的社会超出了只利用它本身的功能加以应付的能力。简明牛津字典定义灾害为突然发生的巨大灾祸或不幸事件。韦氏字典将灾害定义为：一个突然发生的，造成巨大物质破坏、损失以及危难的不幸事件。灾害管理手册的定义是：灾害是一种突发的或逐渐积累的自然或人为事件，它的侵害是如此之严重，以至于受影响的社会必须对它采取专门的对策。新华字典的定义是：自然界造成的或人为的祸害。地质灾害分类分级标准采用下列定义：地质灾害(Geological disasters)：地球在内动力、外动力或人类工程动力作用下，发生的危害人类生命财产、生产生活活动或破坏人类赖以生存与发展的资源与环境的不幸的地质事件。主要包括地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降；其次包括煤层自燃、矿井突水、冲击地压（围岩岩爆及大变形）、瓦斯突出、矿井热害、海水入侵、特殊岩土灾害、水土流失、土地沙漠化、土地沼泽化、土地盐渍化、水质恶化等。地质灾害是自然灾害的一种，所以它具有自然灾害的基本特征。其内涵主要表现在下列两个方面：第一，强调致灾的动力条件。即因地质作用形成的灾害才是地质灾害。地质作用是指促使地球内部能量以及组成地壳的物质成分、构造形式和表面形态等不断变化和发展的各种作用。地质作用是地质动力引起的。地质动力的能源来自太阳辐射、日月引力、地球转动、重力和放射性元素蜕变等。根据动力来源，地质作用分为内动力地质作用和外动力地质作用。除上述自然地质作用外，随着人类工程――经济活动的规模和范围迅速扩展，人类对地球表面形态和物质组成产生愈来愈大的影响，有人把这类作用称为人类工程动力作用。因此，由内动力地质作用、外动力地质作用和人类工程动力作用导致的灾害称为地质灾害。第二，强调地质动力活动的灾害性后果。即对人类生命财产和社会经济活动以及资源环境产生危害的不幸地质事件称为地质灾害。而那些对人类并没有明显危害，甚至有益的地质动力活动则是一般的地质现象，不属于地质灾害。第二节 地质灾害的基本属性特征地质灾害虽然属于自然灾害，但它既是一种自然现象，又是一种社会经济现象，因此它既具有自然属性，又具有社会经济属性。自然属性是指围绕地质灾害的动力过程表现出的各种自然特征，如地质灾害的规模、强度、频次以及灾害活动的孕育条件、变化规律等，这些特征主要应用动力地质学的理论加以阐述。社会经济属性主要指与成灾活动密切相关的人类社会经济特征，如人口、财产、工程建设活动、资源开发、经济发展水平、防灾能力等。地质灾害的社会经济属性可运用经济学、社会学等理论加以阐述。由于地质灾害是自然动力活动与人类社会经济活动相互作用的结果 ，二者是一个统一的整体，所以尽管将地质灾害的属性特征分为自然属性和社会经济属性，但实际上地质灾害不少特征乃是二者的联合体现。现将地质灾害的主要属性特征简述如下：一、地质灾害的必然性（客观性）从根本上看，地质灾害是地球运动的产物。它是由于地壳能量不均衡，发生能量转移或地壳物质运动而引起的。从地球形成以后，这种运动一直持续进行。从灾害事件的动力过程看，在灾害发生后，能量和物质得到调整，达到了平衡，但是这种平衡是暂时的、相对的――在实现平衡过程中，新的不平衡又在同时产生，一次新的灾害又开始孕育发展，因此不但造成灾害此伏彼起，而且在同一个地区常常出现断续发生或周期性活动特点。地质灾害活动是伴随地球运动，与地球共存的自然现象，这种活动自人类出现以后一直伴随着人类，影响人类生存和社会经济的发展，因此，地质灾害又是与人类共存的自然现象。二、地质灾害的不确定性和不规则的周期性地质灾害活动是在多种条件作用下形成的，它既受地球动力活动控制，又受地壳物质性质、结构和地壳表面形态等多种因素影响；既受自然条件控制，又受人类活动影响。因此，地质灾害活动的时间、地点、强度等具有很大的不确定性，因此地质灾害活动是复杂的随机事件。地质灾害的不确定性，一方面是自然特征的表现，另一方面也是人类对地质灾害认识程度的反映。随着科学技术的发展，人类对自然的认识水平不断提高，可以揭示更多自然现象的规律，扩大自由王国的领域，缩小随机事件的不确定性程度。在这种背景下，人们发现地质灾害在具有不确定性的同时，还有复杂的不规则的周期性。这种特性既可以由一个具体的灾害体活动得到反映，也可以由一个地区或区域灾害活动得到反映。例如，滑坡、泥石流灾害具有一年到几百年的不同时间尺度的周期性活动规律，因此形成波浪起伏的灾害――时间序列。云南省小江流域的蒋家沟，一般规模的泥石流活动每年都要发生一次或几次，大规模的泥石流活动4年～6年发生一次。著名的新滩滑坡，自公元100年有史记载以来，至少发生过4次大规模滑动，并堵塞了长江。近几十年来，又先后于1935年和1985年发生规模不等的滑坡。在全国范围内，近50年，崩塌、滑坡、泥石流灾害大致形成5个强弱交替的周期性变化，其中严重的灾害峰值年分别出现 在1957年～1958年、1971年～1972年、1981年、1991年～1992年、1994年～1998年前后，每个周期大约为10年～14年。三、地质灾害群发性和区域性地质灾害多呈灾害点、灾害群发生，就个别而言有其偶然性和局限性。但从总体看，它们不是孤立的，而是受区域地质构造以及暴雨、地震、地形等条件的制约，因此在空间上具有群发性和区域性。一次大的自然灾害常常诱发出一连串的次生灾害，从而形成灾害链。如1982年7月16日～29日，重庆万州地区连降暴雨，洪涝成灾，云阳县、忠县发生滑坡、崩塌5万多处。就各种地质灾害的内部关系而言，它们都是受一定区域性条件控制。中国的地质构造
轮廓最突出的特点是：“南北分区，东西分带，交叉成网”，这一构造格局对区域性地质灾害的分布起着重要的制约作用。中国的地形从西向东依次降低，形成三个显著的阶梯，第一阶梯青藏高原和第二阶梯中部山地，崩滑流山地地质灾害90%发育在这一带；第三阶梯东部平原，地面沉降、地裂缝、海水入侵等地质灾害多发育在这一带。人口密度和社会经济发展亦有西、中、东部分带的规律，这种灾害的区域性分布与经济区域的划分，城市、工厂、铁路、桥梁、水坝等工程设施分布密度，使灾害造成的经济、生命财产损失有很大的不同，呈现出区域性的特点。四、地质灾害突变性和渐变性地质灾害有突变性地质灾害和渐变性地质灾害两大类。突变性地质灾害是指活动比较猛烈，成灾过程比较短暂的灾害，除地震、火山外，还有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等。渐变性地质灾害是指活动过程比较漫长，成灾程度不断累积的灾害，主要有地面沉降、海水入侵等。突变性地质灾害往往危害人类生命安全，造成重大经济损失。根据守业经济观点，采用负负得正的原理评价灾害损失和减灾效益。这是地质灾害经济学重点研究的问题。渐变性地质灾害是地质环境恶化型，属发展经济范畴，通过规划协调地质环境与社会经济发展的关系，采用综合治理的措施，达到保护环境、减少灾害、发展经济的目的。此外，灾害的发生往往有一个量变的积累过程，当能量积聚或环境恶化到一定程度后才形成灾害。针对灾害管理任务，地质灾害经济所要研究的正是地质灾害孕育发展过程中的―系列自然―社会经济关系，为减灾最优决策提供科学依据。五、地质灾害的不可避免性和可防御性自然灾害是自然作用的一种形式，是按照一定规律发生的一种自然社会现象，因此它是不可避免的。但是通过研究灾害的基本属性，揭示并掌握地质灾害发生、发展及其空间分布规律，进行预测、预报和防治，就可以对灾害进行控制，并减少和避免灾害造成的损失。例如：我国曾成功地预报了1975年2月4日的辽宁海城地震以及发生在新滩和巫峡中阳村的滑坡等地质灾害；沿交通干线和城镇修建了许多防抗地质灾害的工程设施，有效地减轻了灾害损失。这一特性乃是地质灾害经济学得以建立的基础。六、地质灾害与其他自然灾害的密切相关性地质灾害与其他多种自然灾害具有十分密切的关系，其他自然灾害常常引起地质灾害，地质灾害也常诱发或加剧其他灾害。例如，暴雨、洪水常引起大量崩塌、滑坡、泥石流活动；地震常引起大量滑坡、地裂缝……再如，崩塌、滑坡、泥石流加剧了水土流失，造成水库、江河、湖泊淤积，因此加剧了洪水灾害；火山常引起火山雷雨……基于这一特征，防治地质灾害以及其他自然灾害都不能孤立地进行，必须统一规划，相互配合，综合防治，才能取得充分的减灾效果。七、地质灾害与社会发展的同步性人类社会的早期，人口稀少，生产能力低下，缺乏改造自然的能力，主要是顺乎自然以求生存，对自然界改造与破坏的程度不大。但随着人口的增多，生产力水平的提高，特别是社会组织功能的发挥，人类改造自然的能力愈来愈大，对地球表面环境系统演变的作用愈来愈强。为了满足人口增长和社会经济发展的需求，人类无节制地向自然索取土地、矿产、淡水等资源，并将大量废料遗弃在地球表层，这是灾害丛生的一个重要原因。回顾
我国历史，一方面民族不断繁荣，社会财富在增多；另一方面，灾害也在增多，损失也愈来愈严重。就地质灾害来说，大约有一半是人类工程～经济活动诱发的，而且随着社会经济的发展，其严重程度也在增长。当今世界人口、资源、环境、灾害形势日趋严峻，因此，要抑制社会与自然向恶性循环方向发展，就必须强化对灾害与社会同步性的认识和协调，依靠社会的共同努力，从自然与社会两大方面，制定相应的人口政策、资源政策、环境政策、减灾政策，谋求人口、资源、环境的协调发展，这是减灾工作一项需要特别重视的问题，也是地质灾害减灾的根本途径。八、地质灾害的破坏性与“建设性”同其他许多自然灾害一样，地质灾害在对人类造成破坏的同时，有时对人类也产生一定的益处，即具有“建设性”特点。例如，火山活动可以摧毁城镇村庄，造成严重灾难，但也同时可以形成多种矿产资源、地热资源以及旅游资源、矿水资源等。根据地质灾害破坏性与“建设性”共存特点，在灾害防治中，力求控制其破坏性，发挥其“建设性”，尽可能变害为利，或变大害为小害，取得最大的防治效益。九、地质灾害的“负经济学”特性一般经济学研究的着眼点是现有社会生产力的发挥与新的社会生产力的获得，其任务一是从客观方面分析社会生产关系与社会生产力相适应的可能性与必然性，二是从主观方面探讨改善或改革社会生产关系，使之与社会生产力相适应。它们的研究基本出发点和归宿都是积极的、“正”的经济效益。而灾害经济学研究的是已经获得的社会经济效益与已经形成的资产或资源的破坏和损害，其基本出发点和归宿是如何减少灾害给社会经济和环境带来的破坏与损害，以及如何在灾害造成的损害发生后，努力去谋求有所补偿。因此，灾害经济学研究的经济效益是“负”的经济效益，灾害统计也是“负”的经济效益的统计。在灾害经济分析工作中，我们必须十分明确地认识到灾害经济的这种“负经济学”特性。十、地质灾害防治的迫切性和社会性地质灾害除了造成人员伤亡、破坏房屋、铁路、公路、航道等工程设施，造成直接损失外，还破坏生产以及资源和环境，给地区社会经济发展造成广泛而又深刻的影响。特别是在我国，严重的崩塌、滑坡、泥石流等灾害主要分布在山区，那里自然条件差，交通阻塞、经济基础薄弱，至今许多地区仍属于贫困地区。在这种情况下，严重的地质灾害进一步阻碍了这些地区的资源开发和工程建设活动，不但阻碍了这些地区脱贫致富、经济发展的步伐，而且加重了国家和其他较发达地区的负担，影响全国经济发展宏伟目标的实现。因此有效地防治地质灾害不但对保护灾害区人民生命财产安全具有重要的现实意义，而且对于促进地区经济和全国经济发展具有广泛而又深远的意义。我国地质灾害分布十分广泛，有效地防治地质灾害不但需要巨大的经费投入而且需要社会的广泛参与。我国目前经济还比较落后，国家每年只能拿出有限的资金用于重点防治；即使国家经济比较发达以后，也不可能花费巨大资金实施全面治理。无论是现在还是将来，除政府负责主导性的防治外，需要企业、民众广泛参与防灾、抗灾和灾后重建事业，只有这样才能取得充分的减灾效果。因此，从这个意义上说，地质灾害的减灾事业是关系地区、国家以致世界可持续发展的全民事业，具有突出的紧迫性和广泛的社会性。十一、地质灾害防治工程的风险性实施必要的工程措施是有效防治地质灾害的重要途径。但是防灾工程不同于其他工程的一个重要特点是，防灾工程方案是建立在一定时段内、以一定保证程度（如抗御若干年一遇的灾害）为依据的。如果设计的依据不可靠，或者实施的工程未达到设计要求，即可能使工程失效，甚至加重灾害，因此将造成巨大浪费。由于地质灾害是一种随机事件，虽然灾害活动有一定的规律性，但灾害发生的时间、强度、危害范围、破坏程度等都具有很大的不确定性，因此地质灾害防治工程具有不同程度的风险性。基于这种情况，深入分析地质灾害的活动规律，研究灾害形成条件，核算灾害的期望损失，在此基础上规划和设计防治工程，最大限度地降低防治工程的风险程度，保障以最小的减灾投入，取得最充分的减灾效益，这正是进行地质灾害经济学研究的初衷和追求的目标。第三节 地质灾害分类、分级一、地质灾害分类分级原则(1)地质灾害是依据地质灾害概念和涵义进行全面的科学分类。凡是与内动力地质作用、外动力地质作用、人类工程动力作用有关的地质灾害，以岩石圈自然地质作用为主导因素形成的自然灾害都归入地质灾害类型。(2)地质灾害分类体系采用三级分类体系，把地质灾害按照灾类、灾型、灾种三级层次进行划分或归类。灾类为一级结构、灾型为二级结构、灾种为三级结构。(3)地质灾害分级指标要反映地质灾害的基本属性特征和主要灾情特点。(4)分级的级次数量和不同级次的差幅适当，要能恰如其分地反映不同种类、不同强度地质灾害的成灾差异。(5)地质灾害与其它自然灾害分类分级要具有协调性、可比性。二、地质灾害分类地质灾害分类分级标准将地质灾害的类型按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分。划分为地球内动力活动灾害类、斜坡岩土体运动（变形破坏）灾害类、地面变形破裂灾害类、矿山与地下工程灾害类、河湖水库灾害类、海洋及海岸带灾害类、特殊岩土灾害类、土地退化灾害类共八类地质灾害。按成灾过程的快慢划分灾型。从灾害发生过程看，对人类影响最严重的是灾害的活动过程。根据灾害活动过程把地质灾害划分为突变型地质灾害和缓变型地质灾害两类。突然发生的，并在较短时间内完成灾害活动过程的地质灾害为突变型地质灾害。发生、发展过程缓慢，随时间延续累进发展的地质灾害为缓变型地质灾害。突变型地质灾害包括：地震灾害、火山灾害、崩塌灾害、滑坡灾害、泥石流灾害、地面塌陷灾害、地裂缝灾害、矿井突水灾害、冲击地压灾害、瓦斯突出灾害、围岩岩爆及大变形灾害、河岸坍塌灾害、管涌灾害、河堤溃决灾害、海啸灾害、风暴潮灾害、海面异常升降灾害、黄土湿陷灾害、砂土液化灾害共19个灾种。缓变型地质灾害包括：地面沉降灾害、煤层自燃灾害、矿井热害、河湖港口淤积灾害、水质恶化灾害、海水入侵灾害、海岸侵蚀灾害、海岸淤进灾害、软土触变灾害、膨胀土胀缩灾害、冻土冻融灾害、土地沙漠化灾害、土地盐渍化灾害、土地沼泽化灾害、水土流失灾害共15个灾种。地质灾害分类体系如下表：
表1－1 地质灾害分类体系表灾 类灾 型灾 种地球内动力活动灾害类突变型地震灾害（原生灾害、次生灾害）、火山灾害缓变型斜坡岩土体运动（变形破坏）灾害类突变型崩塌灾害（危岩、高边坡）、滑坡灾害（土体滑坡、岩体滑坡）、泥石流灾害（泥流、泥石流、水石流）缓变型地面变形破裂灾害类突变型地面塌陷灾害（岩溶塌陷、采空塌陷）、地裂缝灾害（构造地裂缝、非构造地裂缝）缓变型地面沉降灾害矿山与地下工程灾害类突变型矿井突水灾害、冲击地压灾害、瓦斯突出灾害、围岩岩爆及大变形灾害缓变型煤层自燃灾害、矿井热害河湖水库灾害类突变型河岸坍塌灾害、管涌灾害、河堤溃决灾害缓变型河湖港口淤积灾害、水质恶化灾害海洋及海岸带灾害类突变型海啸灾害、风暴潮灾害、海面异常升降灾害缓变型海入水侵灾害、海岸侵蚀灾害、海岸淤进灾害特殊岩土灾害类突变型黄土湿陷灾害、砂土液化灾害缓变型软土触变灾害、膨胀土胀缩灾害、冻土冻融灾害土地退化灾害类突变型缓变型土地沙漠化灾害、土地盐渍化灾害、土地沼泽化灾害、水土流失灾害三、地质灾害分级1.地质灾害灾度等级划分地质灾害灾度分级，以一次灾害事件造成的伤亡人数和直接经济损失两项指标把地质灾害灾度等级划分为特大灾害、大灾害、中灾害、小灾害4级。潜在地质灾害根据直接威胁人数和灾害期望损失值亦划分为相应的4级灾害。表1－2 地质灾害灾度等级分级表指标特大灾害（Ⅰ级灾害）大灾害（Ⅱ级灾害）中灾害（Ⅲ级灾害）小灾害（Ⅳ级灾害）伤亡人数死亡（人）＞100100～1010～10重伤（人）＞150150～2020～5＜5直接经济损失（万元）＞10001000～500500～50＜50直接威胁人数（人）＞500500～100100～10＜10灾害期望损失（万元/年）＞50005000～10001000～100＜100注：经济损失值为1990年不变价格地质灾害直接经济损失指地质灾害发生过程中直接造成的现场经济损失，强调的是直接致灾原因是地质灾害且经济损失发生在即时即地。地质灾害期望损失是基于地质灾害发生概率计算出的，在相当长时期内的年平均经济损失值。非实际发生的灾害经济损失，为预测经济损失。地质灾害期望损失计算公式：
Sq=Σ ΣGij·Jij·Ji·Lij
式中：Sq――一次灾害事件期望损失；i――受灾害事件危害的受灾体类型；j――受灾体损毁程度等级；Gij――评价区第i类受灾体遭受一定强度灾害危害后发生j级破坏的概率；Jij――i类受灾体发生j级破坏情况下的价值损失率；Ji――i类受灾体平均单价；Lij――i类受灾体发生j级破坏的数量。地质灾害灾度等级分级表中，伤亡人数和直接经济损失两项指标用于地质灾害发生后确定灾情使用。直接威胁人数和灾害期望损失两项指标用于潜在地质灾害（尚未成灾的）防治分级时使用。2.地质灾害灾变等级划分。包括地质灾害在内的自然灾害的灾情程度主要取决于两方面条件：灾害活动程度和灾害影响区受灾体的易损程度。灾害活动程度主要指灾害活动强度（或规模）、活动频次。灾害活动是自然环境变异的结果。自然环境变异程度越高，灾害活动越强烈，破坏能力越大。在灾害研究中，为了区分灾害活动与灾害的成灾后果，把灾害活动程度称为灾变强度，把对灾害活动程度的分级称为灾变分级。常见地质灾害灾变等级划分见表1～3。表1－3 几种地质灾害灾变等级划分
灾 变 等 级灾 种 指 标特大型大 型中 型小 型崩塌（危岩）体积（104m3）＞100100～1010～1＜1滑坡体积（104m3）＞10001000～100100～10＜10泥石流堆积物体积（104m3）＞5050～2020～1＜1岩溶塌陷影响范围（km2）＞2020～1010～1＜1地裂缝影响范围（km2）＞1010～55～1＜1地面沉降沉降面积（km2）＞500500～100100～10＜10最大累计沉降量（m）2.0～1.01.0～0.50.5～0.1＜0.1海水入侵入侵范围（km2）＞500500～100100～10＜10地下水氯离子最高含量（mg/l）＞10001000～800800～500500～50四、地质灾害与地震、洪水等成灾等级比较在自然灾害领域，由于灾害种类繁多，它们的破坏效应和成灾表现各异，所以长期以来，在灾害管理和研究中，对灾害成灾标准和等级划分五花八门。为了便于不同灾害之间的对比，统一灾害标度，马宗晋等于1988年首先提出以灾度作为自然灾害成灾程度的标志即以一次灾害事件所造成的死亡人数和经济损失额为灾度指标，将自然灾害分为巨灾、大灾、中灾、小灾、微灾等5个等级（表1～4）。这一认识和看法，得到越来越广泛的肯定和应用，是科学可行的灾害等级划分方法。表1－4 自然灾害灾度等级灾度等级死亡人数（人）财产损失（元）巨灾（A级）＞104＞1010大灾（B级）103～104108～109中灾（C级）102～103107～108小灾（D级）10～102106～107微灾（E级）＜10＜106灾度等级与灾变等级既有区别又有联系：灾变等级反映的是灾害动力活动的强度级次，灾度等级反映的是灾害事件发生后所造成的破坏损失程度的级次；一般情况下，灾度等级与灾变等级呈正相关变化。灾度等级划分的思路和方法适用于地质灾害，但等级指标不符合地质灾害灾情特点。和洪水、地震、台风、风暴潮等自然灾害相比，地质灾害事件的灾害范围和成灾规模要小得多。根据这种情况，为了能够反映不同种类、不同强度的地质灾害的成灾差异，根据一次灾害事件所造成的死亡人数和直接经济损失额，将地质灾害分为特大灾害、大灾害、中灾害、小灾害4级。同马宗晋提出的灾度等级相比，地质灾害的特大灾害相当其中灾或大灾、巨灾，大灾害相当其小灾，中灾害、小灾害相当其微灾。几十年来，在灾害管理和研究工作中，一些部门或专家还对地震、洪水、森林火灾、风暴潮等灾害的成灾等级进行了划分，它们与地质灾害灾度等级对比关系列于表1～5。表1－5 地质灾害与地震、洪水等成灾等级划分对比灾害种类成 灾 等 级 划 分来源地质灾害灾度等级特大灾害大灾害中灾害小灾害本书划分指标 死亡损失＞100人＞1000万元10人～100人500万元～500万元1人～10人50万元～500万元0人＜50万元地震灾害灾度等级特大破坏性地震严重破坏性地震中等破坏性地震一般破坏性地震国家地震局（1991）划分指标 死亡损失万人以上＞30亿元以上数百到数千人5亿元～30亿元数十到数百人1亿元～5亿元数人到数十人1亿元以下洪水灾害成灾等级巨灾重灾中灾轻灾弱灾王劲峰等（1993）划分指标 死亡损失＞1万人＞10亿元1000人～1万人1亿元～10亿元100人～1000人1000万元～1亿元10人～10人100万元～1000万元＜10人＜100万元风暴潮灾害成灾等级特大潮灾较大潮灾一般潮灾轻度潮灾杨华庭等（1993）划分指标 死亡损失千人以上数亿元数百人2000万元～1亿元数十人千万元少量数百万元以下森林火灾灾度等级Ⅳ级Ⅲ级Ⅱ级Ⅰ级林业部（1995）划分指标 损失100万元以上50万元～100万元10～50万元10万元以下