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1、灾害学原理第一章 地质灾害的概念、类型和分布第一节地质灾害的概念、类型及分类一、灾害的基本涵义（一）灾害的定义 联合国减灾组织（UNDRO，1984）：“一次在时间和空间上较为集中的事故，事故发生期间当地的人类群体及其财产遭到严重威胁并造成巨大损失，以至家庭结构、社会结构也受到不可忽视的影响。” 联合国灾害管理培训教材：“自然或人为环境中对人类生命、财产和活动等社会功能的严重破坏，引起广泛的生命、物质或环境损失；这些损失超出了受影响社会靠自身资源进行抵御的能力。自然灾害的形成条件包括两个方面： （）自然动力过程或自然环境的异常变化； （）受灾害影响的对象，即人类生命财产以及赖以生存和发展的资源
2、与环境。 前者可称为灾害体，后者可称为承灾体或受灾体，二者的对立统一便形成了灾害。（二）灾害的类型1.按成灾条件自然灾害自然灾害的形成条件包括两个方面： （）自然动力过程或自然环境的异常变化； （）受灾害影响的对象，即人类生命财产以及赖以生存和发展的资源与环境。 前者可称为灾害体，后者可称为承灾体或受灾体，二者的对立统一便形成了灾害。（二）灾害的类型1.按成灾条件人为灾害 人为灾害其有两方面的含义： （i）指由干人类活动在自然界诱发的灾害，如修建水库诱发的地震等； （ii）指在人工环境中发生的灾害，有时被称做技术灾害，如人的身体暴露于含有汞或石棉纤维的空气中而发生的中毒事件。（二）灾害的类型2
3、.按成灾潜势高潜势灾害如洪水、飓风、龙卷风、海啸激浪火山、地震、野火等；中潜势灾害如滑坡、崩塌、泥石流、旱灾等；低潜势灾害如海岸侵蚀、霜冻胀缩土、虫灾、生物灾害等。（二）灾害的类型3.自然灾害的圈型分类自然灾害类型 自然灾害系列岩石圈型 地震火山爆发、滑坡、泥石流、崩塌圈型 沙漠化、干旱、滑坡地裂缝水土流失、地而沉降水圈型 洪水、暴雨、雪崩冻害、海啸海水倒灌大气圈型 暴风龙卷风、台风、酷热、严泉干早生物圈型 蝗灾、森林火灾、植被退化、植物病虫害（三）环境灾害 史密斯（Keith Smith 1996）提出了环境灾害的概念，他认为“环境灾害”术语涵盖了自然灾害和人为灾害的范畴，并将其概括为“极端
4、的地质事件、生物变化过程和技术事故以能量和物质的集中释放为特征，并对人类生命安全构成不可预料的威胁及对环境和物质造成极大的破坏。”（四）灾害效应1.原生灾害效应 灾害本身造成的效应。如地震造成的房屋倒塌、滑坡掩埋房屋、矿井瓦斯爆炸造成人员伤亡等。2. 次生灾害效应 主要灾害事件诱发的灾害性过程造成的，如地震造成煤气泄漏酿成火灾等。3. 后续灾害效应 往往是长期的，甚至是永久性的。其中包括野生生物的绝灭、洪水造成的河道变迁、火山造成的气候变化等。（五）损失1.直接损失 直接损失是指灾害发生后立即产生的后果，如地震后建筑物的破坏情况、人员伤亡及财产损失等；多数情况下可用货币价值来衡量损失的大小。2
5、. 间接损失 间接损失是指一场灾难中第二顺序产生的后果，如灾害引发的饥谨、疾病、生产萧条、失业增加以及精神伤害等。间接损失比直接损失持续的时间要长得多，其影响多是无形的，很难用货币来估量。二、地质灾害及其内涵（一）地质灾害定义 地质灾害是指在地球的发展演化过程中，各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件。一般认为，地质灾害是指地质作用（自然的、人为的或综合的）使地质环境产生突发的或渐进的破坏，并造成人类生命财产损失的现象或事件。 地质灾害与气象灾害、生物灾害等都是自然灾害的主要类型，具有突发性、多发性、群发性和渐变影响等特点；它往往造成严重的人员伤亡和巨大的经济损失，因此在自然灾害中占
6、突出地位。 （二）地质灾害的内涵1.动力条件 地质灾害的动力条件为内、外力地质作用和人为地质作用，伴随科技发展，人类活动范围、活动能力直线上升，充分显示了人类对地表形态和物质组成的巨大改造力量，其力量往往超越自然；因此人为地质作用必须引起足够重视和利用。2.后果 只有对人类生命财产和生存环境产生破坏和影响的地质事件才是地质灾害，无人区的火山喷发、滑坡、泥石流不是地质灾害，往往会有利于人类的未来开发。三 、地质灾害的属性特征（一）地质灾害的必然性与可防御性 从灾害事件的动力过程看，灾害发生后能量和物质得以调整并达到平衡，但这种平衡是暂时的、相对的；随着地球的不断运动，新的不平衡又会形成。因此，地
7、质灾害是伴随地球运动而生并与人类共存的必然现象。（二）地质灾害的周期性和随机性 地壳物质组成、地质构造、地表形态以及人类活动等都是地质灾害形成和发展的重要影响因素。因此，地质灾害发生的时间、地点和强度等具有很大的不确定性。 地质灾害在内的多种自然灾害具有周期性发生的特点。如地震活动具有平静期与活跃期之分，强烈地震的活跃期从几十年到数百年不等。（三）地质灾害的突发性和渐进性 突发比地质灾害大都以个体或群体形态出现，具有骤然发生、历时短、爆发力强、成灾快、危害大的特征。如地震、火山、滑坡、崩塌、泥石流等均属突发隆地质灾害。 渐进性地质灾害指缓慢发生的，以物理的、化学的和生物的变异、迁移交换等作用逐
8、步发展而产生的灾害。这类灾害主要有土地荒漠化、水土流失飞地面沉降、煤田自燃等。（四）地质灾害的群体性和诱发性 许多地质灾害不是孤立发生或存在的，前一种灾害的结果可能是后一种灾害的诱因或是灾害链中的某环节。在某些特定的区域内，受地形、区域地质和气候等条件的控制，地质灾害常常具有群发隆的特点。（五）地质灾害的成因多元性和原地复发性 不同类型地质灾害的成因各不相同，大多数地质灾害的成因具有多元性，往往受气候、地形地貌地质构造和人为活动等综合因素的制约。 某些地质灾害具有原地复发生，如我国西部川藏公路沿线的古乡冰川泥石流年内曾发生泥石流70多次，为国内所罕见。（六）地质灾害的区域性 地质灾害的形成和演
9、化受制于一定的区域地质条件，空间分布呈现出区域性的特点：如中国“南北分区，东西分带，交叉成网”的区域性构造格局对地质灾害的分布起着重要的制约作用。 按成因和类型，中国地质灾害可划分为四大区域： （）以地面下降、地面塌陷和矿井突水为主的东部区； （）以崩塌、滑坡和泥石流为主的中部区； （）以冻融、泥石流为主的青藏高原区； （）以土地荒漠化为工的西北区。（七）地质灾害的破坏性和“建设性” 地质灾害的发生有时可对人类产生有益的“建设性”作用。例如，流域上游的水土流失可为下游地区提供肥沃的土壤；山区发生的崩塌、滑坡堆积为人类活动提供了相对平缓的台地，人们常在古滑坡台地上居住或种植农作物。（八）地质灾害
10、影响的复杂性和严重性（九）人为地质灾害的日趋显著性（十）地质灾害防治的社会性和迫切性四、地质灾害的分类与分级（一）地质灾害的类型 地质灾害的划分方案（1）由地质作用或地质条件恶化导致的自然灾害（2）仅限于自然地质作用为主导因素形成的自然灾害1.按地质灾害空间分布分类（1）陆地地质灾害 分地面地质灾害和地下地质灾害。（2）海洋地质灾害 分海底地质灾害和水体地质灾害。2.按地质灾害的成因分类（1）自然动力型地质灾害内动力亚型地质灾害：地震、火山活动、地裂缝等。外动力亚型地质灾害：崩塌、滑坡、泥石流、土地荒漠化、水土流失、岩溶塌陷等。内、外动力复合亚型地质灾害：崩塌、滑坡、泥石流等。 (2)人为动力
11、型地质灾害按人类活动性质可分为水利水电工程地质灾害、矿山工程地质灾害、道路工程地质灾害、城镇建设地质灾害、海岸港口工程地质灾害、核电工程地质灾害等。(3)自然与人为复合动力型地质灾害人为与外动力复合亚型地质灾害：崩塌、滑坡、泥石流、土地荒漠化、水土流失等。人为与内动力复合亚型地质灾害：岩爆、煤与瓦斯突出、地面沉降、地裂缝等。2.按地质灾害的成因分类3.按地质环境变化速度分类(1)突发性地质灾害： 地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流等。(2)渐进性地质灾害： 土地荒漠化、水土流失、地面沉降等。(二)地质灾害分级 从广义上讲，地质灾害的破坏损失由生命损失、经济损失、社会损失、资源与环境损失构成。但从定
12、量化的角度看，生命损失、经济损失对人类不但具有最直接的关系，而且比较容易定量化评价；社会损失、资源与环境损失主要表现为间接损失，目前还难以进行定量化评价。因此地质灾害破坏损失主要是指地质灾害的经济损失，即以货币形式反映的地质灾害受灾体的价值损失。 地质灾害的分级方案有：（i）灾变分级：是对地质灾害活动强度、规模和频次的等级划分；（ii）灾度分级：反映了灾害事件发生后所造成的破坏和损失程度；（）风险分级：是在灾害活动概率分析基础上核算出来的期望损失的级别划分。五、中国地质灾害的发育概况与分布规律（一）中国地质灾害的发育概况1.地震2.崩塌、滑坡、泥石流3.岩溶塌陷4.矿山采空5.地面沉降6.地裂
13、缝7.土地荒漠化（二）中国地质灾害的空间分布规律 地质灾害的空间分布及其危害程度与地形地貌、地质构造格局、新构造运动的强度与方式、岩上体工程地质类型水文地质条件、气象水文及植被条件、人类工程活动的类型等有着极为密切的关系。受上述诸因素制约，我国地质灾害的区域分布具有东西分区、南北分带的特征。 中国陆地地势变化很大，总体是西高东低，大地貌区划分为三级地势阶梯。 第一阶梯平均海拔4000m以上为高原寒冷气候，寒冻作用普遍，冻张、融沉、泥流、雪崩等灾害发育。 第二级阶梯般海拔高度在10002000m以下在第一与第二级阶梯过渡地带，地形切割强烈，山地地质灾害如滑坡崩塌、泥石流、水土流失等分布广泛，灾度
14、也高； 东部广大平原、盆地区属于三级阶梯，地势最低，地形平缓，人口稠密，城市化程度高，由于大规模的生产建设，城市生产生活和农林灌溉用水量大，过量开采地下水造成地面沉降和海水入侵灾害：因此，中国东部地区地质灾害的类型及其空间分布主要与人类大规模经济活动密切相关。1.平原、丘陵地面沉降与塌陷为主的地质灾害大区 位于山海关以南，太行山、武当山、大娄山一线以东，包括中国东部和东南部的广大地区。2.山地斜坡变形破坏为主的地质灾害大区 包括长白山南段、阴山东段，长城以南，阿尼玛卿山、横断山北段一线以东、雅鲁藏布江以南的广大地区，属中国中部地区、青藏高原南部及东北部分地区。 3.内陆高原、盆地干旱、半干旱风
15、沙为主的地质灾害大区 地处秦岭、昆仑山一线以北、由高原、沙漠、戈壁及高大山系、盆地、平原等地貌类型组成。4.青藏高原及大、小兴安岭北段地区冻融为主的地质灾害大区 位于青藏高原中北部及大、小兴安岭北段地区，大地构造上属于青藏断块和东北断块区。第二节 灾害地质学的诞生与发展一、古代社会对地质灾害的认识（一）古代社会的灾异观天谴论、阴余论以及“人定胜天论”。（二）科学思想的萌芽与“神天观” 相反的“人天观” 客观地观察、记录直至探究各种灾变的成因和防御之道。我国地质灾害科学观的奠基人应首推东汉时代的张衡。（二）科学思想的萌芽 明、清时代关于地震的文献记录表明早在1418世纪时期，我国对地震灾害的认识
16、已不限于只记载房毁屋塌和人员伤亡以及地表地形的变化等情况，还注意到灾害的前兆、前震和主震及主要破坏阶段、地震原因分析、区域分布规律和发震时间规律等，同时总结了大震应急措施。 朝赈与官赈 救灾包括灾前、灾中和灾后。二、灾害地质学的形成与发展1920年宁夏海原大地震，我国历史上第一个地震灾害考察团前往震区调查，报道了灾区的受灾情况，详细分析了灾区的地质、地层、山崩、地裂、河谷堰塞、窑洞坍塌、井泉变比和地貌改观等现象：对地震的成因、灾害惨重的原因等也进行了探讨。1930年在北京西郊建立的鹫峰地震研究室，第一次装配了能够记录全世界大地震的监测仪器，开始有了地球物理研究手段。新中国建立后，我国分别成立了
17、中国科学院地球物理所地震专业（1965）和中国科学院地震工作委员会（1953）。1969年成立中央地震工作领导小组，并于1971年扩建为国家地震局。国家地震局下属有省（区）地震局、研究所和地震台站等。第二章 地质灾害灾情评估与减灾效益分析第一节 地质灾害灾情评估一、地质灾害灾情评估的目的、类型与主要内容（一）地质灾害灾情评估的目的 1.揭示地质灾害的成因和发展规律。 2.评价地质灾害的危险性、损失及人类抗灾能力，运用经济学原理评价减灾防灾的经济投入和取得的经济效益、社会效益；达到经济效益、社会效益之和超过减灾防灾经济投入的目的。（二）地质灾害的评估类型 1.按评估时间分类地质灾害灾前评估地质灾
18、害灾期跟踪评估地质灾害灾后总结评估 2.按评估范围和面积分类点评估面评估区域评估（三）地质灾害灾情评估的内容1.危险性评价2.易损性评价3.破坏损失评价4.防治工程评价二、地质灾害的危险性评价（一）突发性地质灾害发生概率的确定（二）渐进性地质灾害发展速率的确定（三）地质灾害危害范围的确定（四）区域地质灾害危险性区划三、社会经济易损性评价（一）社会经济易损性构成 易损性是指受灾体遭受地质灾害破坏机会的多少与发生损毁的难易程度。 （二）易损性评价的主要内容与基本方法 主要评价内容包括：划分受灾体类型，调查受灾体数量及其分布情况，核算受灾体价值，分析各种受灾体遭受不同类型、不同强度地质灾害危害时的破
19、坏程度及其价值损失率。1.受灾体价值损失率 受灾体价值损失率是指受灾体遭受破坏损失的价值的比率 。2.灾害敏感度分析和承灾能力分析灾害敏感度 灾害敏感度是指在一定社会经济条件下，评价区内人类及其财产和所处的环境对地质灾害的敏感水平和可能遭受危害的程度。 承灾能力 承灾能力是指人类社会对地质灾害的预防、治理程度及灾后的恢复能力。 四、地质灾害破坏损失评价（一）地质灾害破坏损失构成 从广义上讲，地质灾害的破坏损失由生命损失、经济损失、社会损失、资源与环境损失构成。但从定量化的角度看，生命损失、经济损失对人类不但具有最直接的关系，而且比较容易定量化评价；社会损失、资源与环境损失主要表现为间接损失，目
20、前还难以进行定量化评价。因此地质灾害破坏损失主要是指地质灾害的经济损失，即以货币形式反映的地质灾害受灾体的价值损失。 （二）评价内容及损失核算方法1.评价内容 地质灾害破坏损失评价是定量化分析地质灾害经济损失程度的过程，利用以货币形式表示的绝对损失额和相对损失额来反映地质灾害破坏损失的程度。其主要内容包括：计算评价区域地质灾害经济损失额、损失模数、相对损失率；评价经济损失水平和构成条件；分析破坏损失的区域分布特点。2.损失核算方法成本价值损失核算 成本价值损失核算以受灾体成本价值为基数，根据其灾害损失程度或者修复成本、防灾成本投入核算受灾体的价值损失。 收益损失核算 收益损失核算以受灾体可能收
21、益为基数，根据其灾害损失程度核算受灾体价值损失，主要适用于农作物价值损失核算。成本收益价值损失核算 成本收益价值损失核算以受灾体的成本和收益为基数，根据其灾害损失程度核算受灾体价值损失，主要适用于资源价值损失核算。 （三）评价方法1.历史灾害破坏损失评价 历史灾害破坏损失评价是指对已经发生的地质灾害的经济损失进行统计分析，评价的基本方法是调查统计。2.地质灾害期望损失评价 在危险性评价和易损性评价基础上核算可能的灾害损失平均值，即期望损失评价。 五、地质灾害防治工程评价（一）评价内容地质灾害防治工程评价的基本内容是分析地质灾害防治工程的科学性，评估地质灾害防治工程的经济效益，评价地质灾害防治工
22、程的可行性和合理性。（二）防治工程评价经济效益评价方法 以地质灾害防治工程为主构成的灾害防御系统，其基本功能是减轻或免除灾害给自然环境造成的破坏以及对人类生命财产造成的损失，保障和维护人类的正常生产和生活，促使人类劳动价值的增值（财富增值）。防灾效益取决于防治条件下减少的地质灾害（期望）损失费用与防灾工程的投入费用，其表达式为： E = O/I （21）其中，E：防灾效益，O：防灾收益（或地质灾害期望损失费用），I：防灾工程投入费用。第二节 地质灾害减灾效益分析一、地质灾害经济损失分析（一）地质灾害经济损失分析1.地质灾害经济损失类型 地质灾害所造成的直接经济损失是指由灾害事件摧毁或损坏的现有
23、设施的价值；而救灾资金的投入、各产业部门产值的减少、环境的恶化以及自然资源的破坏等均属间接经济损失。不同类型的地质灾害所造成的直接经济损失有所不同，如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等所造成的损失主要是破坏地表的建筑物；土壤盐渍化则主要使农作物减产；而煤层自燃主要表现为自然资源的破坏等。 2.地质灾害经济损失分析 地质灾害经济损失评估涉及面广、内容复杂，对地质灾害经济损失的评估结果往往有一定出入。1992年国家计委下达“全国地质灾害现状调查”项目，该项目对我国15种地质灾害的直接经济损失进行了比较全面的准确的评估。采用的评估方法有直接统计法（水土流失、土壤岩渍化、冷浸田、谋层自燃
24、、瓦斯爆炸、地面塌陷、地面沉降、地裂缝）、模数法（崩滑流）直接引用主管政府部门发布的数字（土地沙化、地震）。 （二）中国地质灾害发育现状评估1.崩滑流2.地面变形3.水土流失4.特殊岩土5.矿井灾害6.冻融7.海岸灾害8.地震二、地质灾害减灾效益分析（一）地质灾害损失计算方法与防治工程投资效益1.地质灾害损失计算方法直接经济损失 直接经济损失在统计评估时，一般按各种资产的原值或现值进行计算。间接经济损失包括5个部分：a.用于人员伤亡的善后处置费、医药费和灾民生活、生产 救济费。b.原地无法重建时的易地搬迁费和人员安置费。c.从生产力遭受破坏或影响到恢复期间所损失的工农业 产值。d.国土资源损失
25、，如崩塌和滑坡造成的林地损失、农田 毁坏或土壤肥力降低造成的损失等。e.对次生灾害所投入的抗灾、救灾等费用。2.防治工程投资效益 防治工程投资效益是以防治地质灾害为目的的资金投入，既不是生产性投入也不是经营性投入，它不产生资金增殖，因此不能用投入与产出之比反映它的效益。它属于社会公益性投入其效益反映在社会效益和经济效益两个方面。 保值效益 灾害区现有资产的保障属于直接经济效益保值效益。保值效益（Z）由灾害损失价值（J）与减灾投入资金（T）之差求得，即 Z = JT （22）或用减灾效益比（b）来表示：b = Z/T保产效益 是一种间接经济效益，即减灾资金投入后对未来经济收益的保障，主要为受益地
26、区现有生产规模的工农业年产值。保产效益等于减灾投入资金与受益地区的生产总值之比。（二）地质灾害防治工程减灾效益分析实例1.湖北秭归县新滩滑坡2.四川云阳县鸡扒子滑坡3.四川华莺市溪口地区崩滑流灾害4.天津市地面沉降第三章 地质灾害减灾对策第一节 地质灾害减灾措施与减灾系统工程一、“国际减轻自然灾害十年”与21世纪全球减灾新战略（一）“国际减轻自然灾害十年”简介（二）21世纪全球减灾新战略二、减灾防灾的基本原则(一)、树立全民减灾防灾意识，提高全社会的防灾抗灾能力(二)、以防为主，防、抗、救相结合(三)、群众性与专业性相结合(四)、突出重点，兼顾一般(五)、减灾与发展并重，坚持可持续发展的减灾对
27、策(六)、积极开展灾害科学研究，充分发挥政府的协调职能(七)、避免盲目发展，保护生态环境三、减轻地质灾害的措施（一）灾害监测（二）灾害预报（三）灾害评估（四）防灾 1.工程性措施 2.非工程性措施（五）抗灾与救灾1.抗灾2.救灾救灾予案的主要内容：灾情分析，明确主要灾害种类、灾害破坏程度、 发生频率及分布规律。救灾通讯系统的设计与启用方案。灾情评估，设计快速判定灾情的备用方案，以指挥调动救灾队伍的种类和数量。人员、物资、设备等不同种类救灾力量的分布、预组织和调用的方案设计。不同种类、不同等级救灾指挥部的组织预案。死伤人员和幸存人员的安置、确保道路交通畅通的准备方案等。（六）安置与恢复（七）保险
28、与援助 1.灾害保险 2.灾害援助（八）宣传教育与减灾立法（九）组织与指挥四、减轻地质灾害的系统工程（一）减灾系统工程的主要任务减灾系统工程的主要任务包括攻克减灾措施中关键性技术难关、建立立体勘察监测系统和信息处理系统；研究灾害群发性的成因机制和分布规律、探索及时有效的灾害预报方法；选择灾种多、频次高、成灾强度大的重灾区，建立测、报、防、抗、救、援的综合减灾实验区；建立多学科的综合研究体系，开展全社会减灾教育、提高全民减灾意识。（二）减灾系统工程的主要内容1.监测与预报2.灾害评估3.防灾与抗灾4.救灾科学技术、立法与教育、减灾基金与保险是减灾系统工程的三大支柱。第二节 地质灾害监测预报与防治一、地质灾害监测（一）地质灾害监测的目的与内容1.地质灾害监测的目的2.地质灾害的监测内容地质灾害的监测内容包括成灾条件的监测、成灾过程的监测以及地质灾害防治效益的反馈监测。（二）地质灾害监测的技术方法 1.建立立体监测系统2.运用高科技仪器与技术，提高监测精度3.建立实时监测预报系统二、地质灾害预报（一）地质灾害预报的步骤（二）地质灾害分析（三）灾害预报模型（四）地质灾害预报方法 1.类比分
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