区域地质灾害特征与尺度效应的分析

邸克强

内蒙古自治区有色地质勘查局　呼和浩特　010010

区域地质灾害特征与尺度效应的分析

邸克强

内蒙古自治区有色地质勘查局呼和浩特010010

本文首先分析了地质灾害的区域性特征，指出地质灾害的灾种分布、形成条件、成灾制约因素都存在区域性规律。然后通过深入的研究和科学的尺度效应分析，逐步提高我国对区域地质灾害评价的能力。

地质灾害区域特征尺度效应有效性周期

经济发展是一把双刃剑，一方面可以提高人类生活水平，满足人类不断增长的需求；另一方面可能导致环境问题，反馈于人类自身。因此，经济建设与环境相互协调已成为当前最重要的研究课题之一。随着人类环境保护意识的提高，地质灾害防治工作已被视为各级政府和管理部门的重要日常工作。区域地质灾害的危险性评价与预测是地质灾害防治工作中的重要环节，对于保障人民生命、财产安全至关重要，同时也是各类工程立项决策的依据，是确保工程获得经济效益、社会效益、环境效益的基本保障。

区域地质灾害的评价早在上个世纪中期就受到外国地质学者的重视，二十世纪七十年代，美国土地保护部首先对加利福尼亚的地震、滑坡等十种自然灾害进行了灾害风险的评估，对洪水、地震、台风、滑坡等自然灾害建立了一整套预测模型，出台了各种减灾政策。我国幅员辽阔，地质种类繁多，是世界上地质灾害种类最丰富的国家之一，也是系统科学记录地质灾害最早的国家，但由于历史的局限，地质灾害的宝贵历史记录悉数失传。我国对区域地质灾害的评价和预警研究起始于上世纪八十年代，早期的研究对象集中与灾害分布规律的研究，灾害形成机理的研究和灾害预警等方面，研究的地质种类包括水文地质、工程地质等。随着我国经济的发展，区域地质灾害研究的投入增加，GIS的发展，我国地质灾害研究逐渐打破成规，评价预警水平日益提高。

一、地质灾害的区域特征。

1.地质灾害的相关性与群发性。

对于某一特定区域而言，地质灾害往往具有群发性和若干灾种伴生性两个基本特征。泥石流灾害的群发性最为显著。例如，我国西南的小江流域、西北的渭河流域，东部的辽宁老帽山地区都是暴雨型泥石流的重灾区，每逢暴雨季节，多条沟谷同时爆发泥石流，形成区域性地质灾害。究其原因，产生灾害性泥石流的基本条件——地形地貌、岩性、地质构造及气候条件都具有区域性特征，致使泥石流具有区域群发特征。

许多地质灾害灾种之间都存在相关性，例如：地震灾害常常会诱发崩塌、滑坡灾害；而由于崩、滑灾害可提供大量的物源，从而又往往加剧泥石流灾害的规模和强度；区域性的水土流失改变了自然环境，也成为泥石流形成的储备条件；区域性的地面沉降使地表标高丧失，又为海水入侵提供了基础，区域地质灾害在成灾危险性与灾害严重程度上是相互关联的。

2.地质灾害产生的区域地质背景。

地质灾害的产生可以归结为内在因素和外在因素两方面的作用。内在因素实际就是地质环境背景条件，主要有地形地貌、地层岩性、地质构造等因素；其外在因素含自然和人为因素两类。

区域地质环境背景决定了该区域地质灾害的主要灾种、灾害发生的可能性与空间分布规律以及灾害的规模和强度。当地质环境条件具备时，灾害发生与否、何时发生便取决于其诱发因素，也称触发条件。灾害发生的触发条件有自然与人为两类。自然条件主要有地震、气候条件、植被条件等；人为触发因素包括爆破震动、边坡开挖、坡顶堆载、植被破坏、水库蓄水、地下水开采等。区域地质背景条件是区域地质灾害形成的必要条件，自然与人为触发因素共同构成的触发条件则是其形成的充分条件。掌握区域性地质灾害的形成规律应从地质环境背景分析入手，同时要了解自然及人为两方面的相关影响因素。

3.地质灾害发生的区域性特征。

这里的区域性特征有两层含义：

一层含义是指地质灾害的分布具有区域特征，另一层含义是指成灾条件的区域性特征，了解这两层含义，可以通过对地质灾害形成条件的区域特征分析，判断地质灾害产生的可能性及相关危害。

二、尺度效应的研究现状。

尺度效应是一种客观存在的量度，是自然过程存在的时空或者地域上的特征量度，能够逻辑客观的对人们所观察事物进行详细描述。区域直至灾害的诱发因素包罗万象，包括景观学、地理学、地貌学、气候学、水文学等学科的研究方向，但针对地质灾害的尺度效应研究，国内外还暂时出于贫瘠状态，特别在地质灾害评价的工作精度进行定性的划分上，对区域地质灾害的大小单元归类整合经验等方面只是略有涉及。

随着数字技术的飞快发展，信息的获取越来越便利，地质灾害监测资料的长期积累为地质灾害评价储备了数据库，丰富的数据资源与GIS技术的结合，衍生出越来越多的理论技术被运用到地质灾害评定的尺度效应研究中。尺度效应的研究，对分析地质灾害的数据选择提供了指南和原则，完善了区域地质灾害评价的理论体系，提高了区域地质灾害评价的结果精度。

三、尺度效应的表征探讨。

区域地质灾害的评价是根据区域地质条件的背景、诱发灾害的自然因素和诱发灾害的人类活动，在一定的时空内，对该区域所发生的地质灾害的规模、持续时长、所造成影响等方面做出预期推断与分析。地质灾害是客观存在的自然现象，受到影响的诱发因素千变万化，地质灾害的演变缓慢而长久，因此对地质灾害评定的客观尺度认识相对浅显。另一方面，人类活动对大自然的破坏日益加重，地下水的过度抽取造成地下水层枯竭，破坏了地下层压力造成地下层坍塌，地下矿藏、煤炭、石油、天然气的抽取造成底层段的断裂，导致地面出现“天坑”和地上水位下降，危害地质稳定。滥砍滥伐、围湖造田、盲目垦荒等破坏生态环境的逆自然行为造成泥石流、土地荒漠化等自然灾害。人类活动对极端自然事件的加快和触成也成为尺度效应研究的必要要求和可行手段。

区域地质灾害的评价媒介，主要依托于一定比例尺的地图图层，图层在空间上的形态特征一般表现为地形地貌、岩性和地质结构等。在充分考虑当前比例尺下相应图层的信息的同时，另一方面，对其中的不确定性因素带来的对评价结果精确度的干扰应当重视起来，这是研究尺度效应的重要内容。

四、区域地质灾害评价的有效性周期分析。

诱发地质灾害的自然条件包括特殊的地区地质构造、当地地形地貌、植被覆盖面积等，这些因素共同决定了区域地质灾害发生的可能性。区域地质灾害评价的有效性周期与触成地质灾害的因素有因果联系。诱发地质灾害的外在因素越复杂，带来的地质灾害危险性信息的监测数据就越不不确定，灾害评价的有效性周期就相应变短。如果评价时建立各个因素对地质灾害影响的模式，分清主要影响因素和次要影响因素，准确把握研究区地质灾害的划分，其评价结果的有效性周期就会相对变长。

突发性自然事件会完全打破区域地质灾害评价的有效周期，对于这类区域地质灾害的有效周期，应以突发性自然时间为界限，重新进行区域地质灾害的评价工作。突发的自然事件包括地震、暴雨、台风等，这类事件会直接改变区域地质灾害的进程，改变地质构成的空间格局，加大地质灾害发生的危险率。

区域地质灾害的演变具有复杂性和不可预见性，但通过深入的研究和科学的尺度效应分析，通过不同时空尺度的检测数据进行数据模拟统计，建立统计模型，就可以相对提高区域地质灾害评价的精确性。随着人类对大自然的改造能力提升，以及人类活动带来自然环境的破坏，各种极端的自然灾害事件的发生率愈发频繁，以至于影响地质灾害的自然因素的演变过程迅速加快；同时，随着地质灾害数据资料的统计和预警模式的建立，我国对区域地质灾害评价的能力也逐步提高。

［1］陈立德，陈州丰，邵长生，等.南水北调中线大宁河补水工程区区域地质与地质灾害［M］北京:中国地质大学出版社，2008:14-28.

［2］高庆华，刘惠敏，李晓丽，等.中国地震次生地质灾害区域风险评估［M］北京:气象出版社，2011:44-58.

［3］马寅生.黄河上游新构造活动与地质灾害风险评价［M］北京:地质出版社，2013:33-57.

［4］黄润秋，地质环境评价与地质灾害管理［M］北京:科学出版社，2008，67-74.

［5］崔霖沛，吴其斌.环境地球物理方法及其应用:环境污染、灾害及地球物理场环境效应的监测与治理［M］北京:地质出版社，1997-55-69（2607）.

［6］陈奇，李智毅，等.区域地质灾害危险性评价的思路与基本方法［J］地质力学学报，2004，10（1）.