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第 27 卷第 1 期 2012 年 1 月 灾害学 JOURNAL OF CATASTROPHOLOGY Vol. 27 No. 1 Jan. 2012 地质灾害可接受风险水平研究 * 陈伟，许强 成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059 摘要可接受风险水平是地质灾害风险管制方法研究中重要的研究内容之一，其目的是通过估算地质灾害风险 评价结果值，确定承灾体的受灾影响，然后将可接受风险水平作为风险评价的判据，评判所估算的风险值是否可 以接受。通过对我国 2000 －2010 年因地质灾害而死亡的人数以及每年总人口数据进行分析，针对我国地质灾害可 接受风险水平的确定分析展开研究，提出了我国地质灾害可接受风险标准的上限值 可容忍风险线的风险值 为 10 －6 /a，可接受风险标准的下限值 可接受风险线的风险值 为 10 －7 /a，确定了我国地质灾害可接受风险水平 FN 曲线。 关键词地质灾害;可接受风险水平;风险评价;FN 曲线 中图分类号P642. 22文献标志码A 文章编号1000 －811X 2012 01 －0023 －05 1概论 随着我国城镇化和城乡一体化建设进程加快， 城镇建设正以空前的速度和规模推进，人类活动 不断增强，暴雨、久雨天气频繁，共同导致了我 国地质灾害种类繁多、活动强烈及高危险性的现 状。不断发生的灾难让人们一次又一次体会到地 质灾害的残酷无情，也让我们意识到地质灾害风 险管理控制的重要性与紧迫性。在地质灾害风险 管制方法研究中其中一项重要的内容是地质灾害 可接受风险水平的研究，它是在确定承灾体的受 灾影响的基础上，估算地质灾害风险评价结果值， 并依此为风险评价的判据，评判所估算的风险值 是否可以接受。风险可接受水平是地质灾害风险 评价的评判法则，同时也为风险管理控制措施的 实施与否的重要决策提供参考，这对地质灾害风 险管理决策有重要意义。 通过风险概念可知，它是指在一定条件下和 一定时期内可能发生各种结果的变动程度。在涉 及风险问题的研究中，风险的定义主要包含两方 面①强调风险的不确定性;②强调风险损失的 不确定性。因为风险具有客观性及不可抗拒性， 其大小随时间变化而变化。 风险研究中包含有两个重要的概念①可接 受风险 acceptable risk ;②可容忍风险 tolerable risk 。英国健康和安全委员会对这两个概念进行 了如下的定义 表 1 ［1 ］。 表 1可接受风险与可容忍风险概念 概念定义 可接受风险 任何可能会被风险影响的人，为了生活或工作 的目的，假如风险控制机制不变，准备接受的 风险即为可接受风险。 可容忍风险 HSE 对可容忍风险作了如下定义为了取得某 种纯利润，社会能够忍受的风险为可容忍风 险，这种风险在一定范围之内既不能忽略也不 能置之不理，需要定期检查，而且，如果可以 的话，应该进一步减少这种风险。 最早有关于风险可接受水平的文献见于 1974 年，英国在其颁布的法律The Health and Safety at Work Act 1974 中已经明确了风险决策领域中的 ALARP as low as reasonable practicable 准则，并要 求风险管理过程要符合这一法规，这对于可接受 风险的选择以及合理制定风险减少的方案具有重 要的意义 ［1 ］。Fell 和 Hartford 等针对滑坡可接受风 险准则以及可容忍风险水平的影响因素做了总结 性的论述 ［2 －3 ］。国际地质科学协会 IUGS 定义了可 容忍风险的定义，并且提出了可接受风险准则中 的基本原则 ［4 ］。 在理论方面，目前被广泛接受的是利用 F- N *收稿日期2011 －08 －30 基金项目中国地质调查局项目 “西南山区城镇建设地质灾害风险管制方法及示范” 1212010814015 作者简介陈伟 1979 － ，广东湛江人，博士，主要从事地质灾害评价预测与防治处理研究． E- mailcwww_com126. com 灾害学27 卷 曲线来评价地质灾害风险性。F- N 曲线是将地质灾 害造成的死亡人数 N 及其累计频率 F 点汇于对 数坐标之上，来表达社会可接受风险的标准［5 ］。 在可接受风险中应用最广泛的一条准则为 ALARP 准则，ALARP 准则将风险划分为不可接受 区 不可容忍区 、警报区 ALARP 以及普遍可接 受区 图 1 ［6 ］。三个分区所表达的内容包括［7 ］ 1 根据系统定量风险评价的结果，如果所评 价出的风险值位于不可容忍线之上时，则落入不 可容忍区，此时，除特殊情况外，该风险是不能 被接受的。 2 如果所评价除的风险值在普遍接受线之下 时，则落入普遍接受区，此时，该风险是可以被 接受的，无需再采取安全改进措施。 3 如果所评价出的风险值在不可容忍线以及 普遍接受线之间时，则落入警报区 ALARP ，需 要在实际可能的情况下尽量降低该区域内的风险。 图 1累积频率死亡人数标准 针对 ALARP 法则中不可接受风险水平以及 可接受风险水平，无论划分方式及划分标准，不 同国家或部门均有所不同［1］。1989 年，英国健康 委员会正式发布了社会风险标准值。HSE 推荐使 用不可容忍线为斜率 n 为 － 1，并通过点 N， lg［ F i ］ 1，10 －2 。认为这样的不可接受线 符合英国乃至全世界的化工作业历史经验，也反 映了人们正常的风险厌恶模式，香港、荷兰及丹 麦均采用了 F- N 曲线评价方法，但参数值有所相 同 图 2 ［8 ］。 从图2 可以看出，香港的 F- N 曲线与其他3 个 国家区别在于，在 FN 曲线中设有一个后果限制线 consequence cut- offs ，代表的是当后果超过一定 限制 死亡 1 000 人 之后，任何失事概率都是不容 许的。 图 2国际上不同国家及地区风险评价 F- N 曲线的取值 国内相关学者在可接受风险水平研究方面也 取得了相当的进展。汪敏等针对滑坡灾害的风险 评价理论进行了分析研究，阐述了影响斜坡稳定 性的不确定性因素及风险，对国内外的滑坡灾害 风险研究作了评述，分析了滑坡灾害的可接受风 险水平 ［9 ］。谢全敏在总结国内外文献资料研究基 础上，给出了单个滑坡灾害可接受失稳风险准则， 并分析了滑坡灾害的可接受风险水平 ［10 ］。肖义根 据事故后果对风险进行分类，对不同类型风险给 出风险定量表示方法，应用 F- N 曲线和 ALARP 准 则研究相应的可接受风险确定方法，并针对大坝 安全风险评价进行探讨 ［11 ］。刘莉通过对国内外破 坏性地震的人员伤亡数据及 1985 年以来国内其他 自然灾害 水灾、台风等 和人为灾害 火灾、交通 事故等 引起的非正常死亡的相关资料进行分析， 统计分析了各类灾害的可接受生命风险指标，从 而建议了地震人员伤亡的风险值 ［12 ］。尚志海等总 结了国内外可接受风险的相关研究成果，重点探 讨了各国的可接受风险标准 ［13 ］。尹衍雨等以川渝 地区旱灾为例，通过实地调查与访谈，从公众可接 受的旱灾损失与频率、假定旱灾风险情景下的避 险意愿等角度，对公众旱灾风险可接受性进行了初 步探讨 ［14 ］。 在地质灾害风险管理控制工作中，地质灾害 可接受风险水平评价是一个重要的内容，其评价 结果意义重大，将直接影响到政府及相关部门的 决策制定，有鉴于此，本文在 ALARP 法则的基础 上，结合 F- N 曲线分析方法，开展了针对我国地 质我国地质灾害可接受风险水平的研究。 42 1 期 陈伟，等地质灾害可接受风险水平研究 2我国地质灾害可接受风险水平评价 的表达 风险可接受水平是一个综合的概念，它不 是一成不变的，结合本研究的内容和特点，针 对地质灾害的可接受风险水平的研究认为应当 从两方面来考虑一是从人员的伤亡程度来考 虑;二是从灾害对于受灾体的破坏所造成的经济 损失程度来考虑。在全世界特别是在我国，地质 灾害防治工作中主要坚持“以人为本” 的基本原 则，因此，本次研究主要讨论人口伤亡可接受风 险水平。 根据前面章节所论述的可接受风险水平评价 基本理论及方法，采用 F- N 曲线以及 ALARP 法则 来表达地质灾害可接受风险水平。标准的 ALARP 框架包括两条基本线 ［2 ］可容忍风险水平标准线 以及可接受风险水平标准线。通过这两条线的划 定，风 险 被 分 为 三 个 区 域不 可 容 忍 区 域、 ALARP 区 合理可行的最低限度区 ，以及可接受 区。ALARP 框架的基本原则是可接受风险并不是 一个单一数值，它是通过确定两条风险线所对应 的风险值，然后让风险评价处理的事件风险与其 对比，确定风险值落在那个范围区域，然后再进 行决策分析。 根据风险评价值，如果落在不可容忍区域， 那么该值风险很大，必须采取相关的强制性措施 来降低风险;若在可接受区，风险值代表一个很 低的标准，是可以完全被接受的，不用采取任何 措施;若在 ALARP 区，则需要在通过对各种风险 处理措施方法进行成本效益分析的基础上，在实 际可能的情况下尽量降低风险。ALARP 准则是建 立在 F- N 曲线基础上的，故也称 FN 准则 ［15 ］，FN 准则设定的步骤如下 1 确定不可容忍线，在不可容忍线的上面为 不可容忍区; 2 确定可接受线，在可接受线的下面为可接 受区; 3 在 不 可 容 忍 线 与 可 接 受 线 之 间 为 ALARP 区; 4 F- N 曲线可以用下式表示 ［4 ］ Pf x 1 － FN x∫ ∞ 0 xfN x dx 。 1 限制线为 Pf x1 － FN x ≤ C xn 。 2 式中FN x 为年死亡人数的概率分布函数;n 为 风险水平线的倾斜度，可理解为风险水平线斜率。 根据目前的研究，n 取值分为两种情况n 1 以 及 n 2。国际上将斜率 n 1 的风险接受准则称 为中立型风险，斜率 n 2 时，称之为厌恶型风 险，在这种情况下，风险损失后果严重，更受重 视，但会增加政府相关部门的财政支出 ［16］。C 为决定风险水平线的位置，可理解为风险水平线 截距。 3我国地质灾害可接受风险水平的 确定 在广泛收集 2000 － 2010 年我国因地质灾害而 死亡的人数、每年人口总数据等相关数据 ［17 －19 ］的 基础上，对我国地质灾害可接受风险水平的确定 分析展开研究，相关人口数据如图 3 和图 4 所示。 图 3 2000 －2010 年我国人口总数 图 4 2000 －2010 年我国因地质灾害而死亡人数 通过对以上两个图的比较分析，不难看出， 随着国家对地质灾害管理控制的逐渐重视，群策 群防的体系的建立，以及人们防灾减灾的意识不 断提高，除了因汶川特大地震、舟曲特大泥石流 等极端事件的影响外，我国因地质地质灾害而死 亡的人数以及死亡概率整体呈明显的逐年下降趋 势 表 2、图 5 。 52 灾害学27 卷 表 22000 －2010 年我国地质灾害造成人口死亡概率 年度死亡概率/ 10 －7 20009. 3 20016. 17 20027. 06 20035. 75 20045. 65 20054. 42 20065. 04 20074. 53 20085. 7 20093. 64 20101. 67 图 52000 －2010 年我国地质灾害造成人口死亡概率 由于地质灾害的发生具有明显的不确定性以 及偶然性，如汶川地震以及舟曲泥石流的发生， 地质灾害造成死亡的人数偶然性也更加明显。根 据相关文献 ［7 ］，在风险可接受标准研究中可以通 过利用平均数来体现。平均数可分为 5 种算术平 均数、调和平均数、几何平均数、众数以及中位 数。其中，中位数可以反映出可接受风险标准的 基准值平均数。通过采用平均数的计算方法，不 仅可以避免某年甚至某几年的异常数据影响到整 个标准，同时，也最大限度地保证了数据的平 稳性。 计算中位数的主要步骤是将死亡概率按数 值大小顺序排成数列，设数列项数为 x，当 x 为奇 数时，第 x 1 /2 位即为中位数;当 x 位偶数时， 第 x 1 /2 的前后两项的算术平均数即为中位数。 在本例中，从 2000 － 2010 年共有 11 项数据， n 为奇数，通过将这 11 项数据按数值大小顺序排 成数列后，取 x 1 /2 7 位的前后两项 第 6 项 及第 8 项 的算术平均数为中位数 5. 700 22 10 －7 6. 174 24 10 －7 /2 5. 937 23 10－7≈6 10 －7，因此，可将 6 10－7作为可接受风险标准的 基准值平均数。 求得可接受风险标准的基准值平均数后，还 需要计算可接受风险标准的上限值 可容忍风险线 的风险值 以及下限值 可接受风险线的风险值 ， 根据相关文献的研究 ［2 ］，可容忍风险线值一般小 于可接受风险值 1 ～ 2 个数量级，本文取值 1 个数 量级，根据可接受风险标准的基准值平均数 6 10 －7，可推断出可接受风险标准的上限值 可容忍 风险线的风险值 为 1 10 －6，可接受风险标准的 下限值 可接受风险线的风险值 为 1 10 －7。 由于厌恶型风险将加大社会风险控制成本， 不利于我国经济建设，而且，厌恶型风险将增加 标准实际应用中的难度，因此，针对地质灾害可 接受风险水平研究采用中立型风险，即公式 Pf x 1 － FN x ≤ C xn 中斜率 C 的取值为 1，因此，可 得到 FN 曲线上限线 可容忍风险线的风险值 Pf x1 － FN x ≤10 －6 x 。 3 FN 曲线下限线 可接受风险线的风险值 Pf x1 － FN x ≤10 －7 x 。 4 因此，根据可容忍风险线的风险值以及可接 受风险线的风险值，采用香港在 F- N 曲线中设有 后果限制线 死亡 1 000 人 的形式，确定我国地质 灾害可接受风险水平 F- N 曲线 图 6 。 图 6我国地质灾害可接受风险水平 F- N 曲线 4结论 1在通过大量文献分析的基础上，分析了目 前可接受风险水平研究现状，并对确定可接受风 险水平的方法及理论进行了研究。 2展开我国地质灾害可接受风险水平评价的 表达的研究，采用 F- N 曲线以及 ALARP 法则来表 达地质灾害可接受风险水平。 3通过分析我国 2000 － 2010 年因地质灾害 而死亡的人数以及每年总人口数据，针对我国地 质灾害可接受风险水平的确定分析展开研究，在 62 1 期 陈伟，等地质灾害可接受风险水平研究 确定我国地质灾害可接受风险标准的上限值 可容 忍风险线的风险值 为 10 －6 /a，可接受风险标准的 下限值 可接受风险线的风险值 为 10 －7 /a 的基础 上，最终得出我国地质灾害可接受风险水平 FN 曲线。 参考文献 ［ 1］李宝岩． 可接受风险标准研究［D］． 南京江苏大学， 2010． ［ 2］Fell R． Landslide risk assessment and acceptable risk［J］． Cana- dian Geotechnical Journal， 1994，31261 －272. ［ 3］Fell R ，Finlay P J ，Mostyn G R． Framework for assessing the probability of sliding of cut slopes［ C］/ /Proceedings of the 7th In- ternationalSymposiumonLandslides．Trondheim ISROM， 1996201 －208. ［ 4］IUGS Working Group on Landslides，Committee on Risk Assess- ment．Quantitative risk assessment for slopes and landslides． Landslide Risk Assessment［ M］ ． Balkema，Rotterdam，19973 －12. ［ 5］Ho K ，Leroi E ，Keynote B． Lecturequantitative risk assess- ment- application，myths and future direction［C］/ /Proceedings of the International Conference on Geotechnical and Geological Engi- neering 2000．MelbourneInternational Society for Rock Me- chanics，2000. 1. 236 －312. ［ 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assessment;FN curve 72