導(dǎo)語：泥石流災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1引言

泥石流是世界范圍最危險(xiǎn)的地滑過程之一。最近幾年，泥石流導(dǎo)致大約3萬人死亡，數(shù)億美元經(jīng)濟(jì)損失。高頻泥石流的位置易于辨識(shí)，因而能夠避開或減輕，但低頻泥石流由于泥石流過程難于識(shí)別和潛在后果沿泥石流溝槽或溢流區(qū)發(fā)展，因而可能導(dǎo)致更大的威脅。

1.1JonesCreek

1983年在JonesCreek發(fā)生的一次泥石流損失雖然較小，但提醒管理者：更大的事件可能給位于沖積扇上的Acme鎮(zhèn)帶來巨大的損害。這種現(xiàn)實(shí)迫使Whatcom縣頒布一個(gè)詳細(xì)的JonesCreek泥石流研究項(xiàng)目(KerrWoodLeidal2004)。該項(xiàng)研究目的包括：確定500年爆發(fā)期泥石流的規(guī)模，評(píng)價(jià)潛在的后果并提出減輕風(fēng)險(xiǎn)的措施。

廣泛的調(diào)研已經(jīng)開始，包括：開挖探槽、14C測(cè)年、泥石流模擬，本文總結(jié)了這些研究成果。基于這些在手邊的信息，對(duì)于50、500和5000年一遇的泥石流事件進(jìn)行模擬，旨在確定對(duì)于房屋和基礎(chǔ)設(shè)施可能的影響及死亡概率。繪制了個(gè)人或人群死亡概率(N)與泥石流事件概率(F)關(guān)系圖，并且與一般大眾可承受的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了比較。

1.2區(qū)域相關(guān)性

Washington州有數(shù)百個(gè)類似于JonesCreek的沖積扇，并且其中很多沖積扇在溢流區(qū)發(fā)展有泥石流(Weden&Associates1983,Foxetal.1992)。北美沒有制定泥石流災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)量化的法規(guī)，而且咨詢顧問和當(dāng)?shù)貦?quán)威人士之間也沒有普遍可接受的方法。不象洪災(zāi)研究采用100年（美國、歐洲）或200年（加拿大）一遇洪災(zāi)進(jìn)行洪泛區(qū)設(shè)計(jì)和洪災(zāi)保險(xiǎn)，泥石流的設(shè)計(jì)再現(xiàn)期沒有標(biāo)準(zhǔn)。

除了滿足災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)量化的主要目的，該案例研究表明：需要下大力氣運(yùn)用科學(xué)的防護(hù)方法完成目標(biāo)。該研究也強(qiáng)調(diào)需要建立統(tǒng)一的災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，以便在更大的地區(qū)、州或省、甚至整個(gè)國家應(yīng)用。比選方案將為咨詢顧問和政策制定者的工作質(zhì)量產(chǎn)生天壤之別，特別是對(duì)災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)量化和風(fēng)險(xiǎn)承受度的決策。缺乏標(biāo)準(zhǔn)可能導(dǎo)致混亂和給將來立法帶來困難。

2研究區(qū)概況

JonesCreek流域面積為美國華盛頓州Whatcom縣Cascade山麓6.8km2的地區(qū)，該流域朝東向，位于Bellingham以東約35km。流域高程范圍從Stewart山南端的990m降低到與SouthForkNooksack河的廣闊漫灘交匯處的85m。由于一系列泥石流活動(dòng)，一個(gè)大的復(fù)合扇已在谷底形成，疊加在Nooksack河漫灘之上，而且深部與河床沉積交錯(cuò)。位于JonesCreek沖積扇上的Acme鎮(zhèn)有大約居民250人和建筑物100幢。

JonesCreek有記載的泥石流包括1983年發(fā)生的方量25000m3的事件(Rainesetal.1983)以及1953年一次方量未知的小型泥石流。Creek泥石流溝長約5km,在沖積扇頂部溝槽平均梯度為18%。沖積扇梯度在靠近頂部的6%到與SoothFork會(huì)合處的2%之間變化。

過去對(duì)流域的擾動(dòng)包括野火、過度伐木及滑坡。由于1884年一場(chǎng)大火燒毀了Acme鎮(zhèn)附近大量的森林(deLaChapelle2000)，因而對(duì)該流域早期的開發(fā)很少。隨著40年代在沖積扇上建設(shè)鋸木廠，該流域內(nèi)開始了大規(guī)模的伐木。伐木經(jīng)歷了幾個(gè)輪回，其間毀壞了約99%的老森林。

圖1標(biāo)有地質(zhì)邊界和主要滑坡的JonesCreek流域中游地形圖

圖2靠近Darrington滑坡腳下發(fā)育的大型地塹

JonesCreek流域發(fā)育兩組巖層（見圖1）。該流域上覆基巖由Chuckanut組組成，該巖組是始新世（統(tǒng)）時(shí)期(Johnson1984)在華盛頓西部廣泛沉積的河流相堆積體。該巖組的特點(diǎn)是由砂巖、細(xì)礫巖、泥巖、黑色頁巖和煤層交替沉積而形成。

流域下部的40%覆蓋有Darrington千枚巖，該巖層通過傾向北東的斷層從Chuckanut組中分離出來。Darrington千枚巖是Shuksan變質(zhì)巖套中形成最早的巖層，而Shuksan變質(zhì)巖套組成了NorthCascades山脈的部分變質(zhì)巖核部(Brown1987)。高度褶皺和斷裂的千枚巖力學(xué)特性軟弱，易于風(fēng)化成富含粘土礦物的殘積碎片。因而，該組巖層易遭受深部旋轉(zhuǎn)破壞、蠕滑和塊體滑移(Thorsen1989)。圖1顯示了這些滑坡中的幾個(gè)。這些滑坡的特點(diǎn)是發(fā)育有一系列垂直錯(cuò)位1－3m的陡崖、地塹和地壘形跡、坡腳坍塌和靠近溪流的解體現(xiàn)象（見圖2）。Darrington滑坡是這些滑坡聯(lián)合體中最大的滑坡，沿著溪流北側(cè)下滑400m，且延伸到上坡相似的距離。

千枚巖的不穩(wěn)定性也可能與山谷的冰川史有關(guān)。更新世冰川作用末期(Fraser冰川)從2萬年前持續(xù)到1萬年前，并在山谷底板中保留有很厚的冰水沉積物以及在山坡上保留有冰磧物覆蓋層(Easterbrook1971)。SouthFork河的許多支流是

圖3JonesCreek沖積扇上的探槽位置

懸谷，這些懸谷很有可能是隨著支流山谷中的冰川消融作用排泄Nooksack山谷殘余冰水成為無冰干谷過程中而形成的。后來的冰川消融導(dǎo)致較低山谷的河流下切作用，由溪谷縱向剖面呈凸形與“V”字形過陡的岸坡表明至今還沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)均衡的山坡。在JonesCreek地區(qū)，這種過陡的山坡很可能引起Darrington千枚巖的蠕變最終導(dǎo)致滑坡，該過程與在溪谷中修筑臨時(shí)性的攔擋壩造成大規(guī)模的泥石流的發(fā)生有密切聯(lián)系，本文證實(shí)了該結(jié)論。

3災(zāi)害分析

該研究的首要目的是量化JonesCreek地區(qū)的泥石流災(zāi)害。為了分析災(zāi)害，必須確定泥石流事件概率和事件規(guī)模。

3.1泥石流頻率

JonesCreek地區(qū)泥石流頻率或概率是通過開挖探槽揭示的。探槽方法可以進(jìn)行個(gè)別泥石流沉積物的放射性碳測(cè)年，以及沉積物厚度測(cè)量，用來反演泥石流方量。

2003年7月在沖擊扇上開挖了深度達(dá)5m的探槽18個(gè)。經(jīng)過土地所有者許可，探槽的布置盡可能廣泛地穿越?jīng)_積扇（參見圖3）。

泥石流沉積物經(jīng)常被古土壤分割，探槽揭示了泥石流沉積物的層序。圖4提供了發(fā)育良好的土壤和泥石流沉積物序列的實(shí)例。對(duì)每一個(gè)探槽中的地層進(jìn)行了編錄，并在開挖孔回填前采集了有機(jī)質(zhì)樣品。23個(gè)有機(jī)質(zhì)樣品送往新西蘭Waikato大學(xué)放射性碳同位素實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行放射性測(cè)年和AMS測(cè)年。校準(zhǔn)的年代為編制過去7000年JonesCreek地區(qū)泥石流年代史(表1)奠定了基礎(chǔ)。

假定重疊時(shí)代范圍代表同一泥石流事件，表1對(duì)此做了簡化。基于有機(jī)樣品采集位置，確定了單個(gè)泥石流沉積物的年代最小值和最大值，得出了假定泥石流的時(shí)代為距今400、900、2100、3400、4200和7000年(表2)。

本文的分析意味著能夠分辨出在過去的7000年里發(fā)生過八次泥石流活動(dòng)，平均重現(xiàn)期為大約900年。其中的兩次事件(1953,1983)的規(guī)模(<25000m3)比其他幾次事件的小得多。由此只有六次大型泥石流計(jì)算在內(nèi)(大型泥石流定義為方量超過75000m3，見下節(jié))，其回歸周期大約為1200年。

上面的分析基于如下假定，鑒定時(shí)代的事件是泥石流，而不是集中流，并且鑒定時(shí)代的事件準(zhǔn)確地反映了JonesCreek地區(qū)發(fā)生過的所有大型泥石流。考慮到地層信息在開挖探槽過程做過編錄，第一條假設(shè)是合理的。而且，即使一些事件或其流體殘余塑性流動(dòng)可能大致歸類為集中流，但是這些術(shù)語之間的差異并不影響泥石流災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)分析。

第二條假設(shè)有可能是不完備的，因?yàn)槟嗍黝l率的分辨率除了取決于采集樣品中的放射性碳的時(shí)代，還取決于探槽的數(shù)量和深度。例如，如果沒有開挖18條探槽（沒有得到土地所有者許可），記錄只可能追蹤到距今4200年，其泥石流再現(xiàn)其為800年。因此，假定記錄到的過去7000年以來大型泥石流活動(dòng)發(fā)生過六次是一個(gè)最小的數(shù)字而不是精確的事件數(shù)目是合理的。而且時(shí)代更早的泥石流堆積物可能埋藏于開挖深度之下貨地下水位以下。

圖4發(fā)育良好的泥石流堆積物與古土壤互層序列

基于上面討論的限制，能夠得出如下結(jié)論，JonesCreek地區(qū)大型泥石流的再現(xiàn)期大約為400-600年。

表1探槽中的有機(jī)樣品的14C年齡匯總表

測(cè)定的年齡/年（距今）

樣品編號(hào)

定年物質(zhì)

1350-1540

1B

土，有機(jī)質(zhì)

790-1060

2B

土，有機(jī)質(zhì)

550-740

3A

木頭

310-520

4A

木炭

3160-3470

4B

土，有機(jī)質(zhì)

760-930

5A

木頭

3690-3990

7B

土，有機(jī)質(zhì)，木炭

3360-3580

8A

土，有機(jī)質(zhì)

3690-4080

8B

土，有機(jī)質(zhì)

450-560

9A

木頭

300-480

9B

木頭

980-4360

9D

土，有機(jī)質(zhì)，木炭

1890-2160

11A

土，有機(jī)質(zhì)

-10-290

14A

木頭

-10-320

14B

木頭

3160-3450

15A

土，有機(jī)質(zhì)，木炭

1950-2310

16B

土，有機(jī)質(zhì)

290-470

17A

木頭

1510-1780

17B

土，有機(jī)質(zhì)，木炭

現(xiàn)代

17C

木頭

6790-7230

18B

土，有機(jī)質(zhì)，木炭

表2JonesCreek地區(qū)確定時(shí)代的泥石流事件匯總表

測(cè)定的年齡/年（距今）

假定的時(shí)代

樣品編號(hào)

0-320

1953或1983

14A,14A,17C

310-470

400

3A,4A,9A,9B,17A

790-830

900

1B,2B,5A,17A

1890-2160

2100

11A,16B

3360-3470

3400

4B,8A

3690-4360

4200

7B,8B,9D

6790-7230

7000

18B

3.1.1區(qū)域性研究

JonesCreek地區(qū)的結(jié)果與Orme(1989，1990)和deLaChapelle(2000)做過的區(qū)域性泥石流的研究一致。Orme研究了MillsCreek地區(qū)（在JonesCreek南）和SmithCreek地區(qū)（Stewart山脈西坡）的泥石流頻率，而deLaChapelle(2000)考察了Stewart山脈東坡JonesCreek地區(qū)北三個(gè)流域的泥石流頻率。表3表明泥石流放射性碳年代、deLaChapelle(2000)古土壤年代和Orme所做的研究(1989,1990)三者出現(xiàn)了有意義的重疊。

表3JonesCreek地區(qū)及其附近泥石流和古土壤非校準(zhǔn)14C年齡

序號(hào)

deLaChapelle(2000)

Orme(1989,1990)

本研究

1

90

2

370

3

430

320，330，400

4

880，1055，1125

470，730

5

1150

940，1040

6

1305，1520

1720

7

1930，2015

1570，1720

8

2280

2070，2130

9

3045，3295

3370

10

3750，3750

3090，3110，3240

11

4270，4270

3570，3570，3790

12

4880

13

5225，5260

14

6120

注：斜體數(shù)值代表古土壤年齡，其他值代表泥石流沉積物中的有機(jī)質(zhì)年齡

表4JonesCreek沖積扇上的泥石流假定的年齡、體積和峰值流量（所有數(shù)值已取整）

年齡/年（距今）

Vmed/m3

Vmax/m3

Qmed/m3•s-1

Qmax/m3•s-1

400

135000

205000

420

630

900

100000

150000

310

470

2100

170000

255000

530

790

3400

90000

135000

280

420

4200

170000

255000

530

790

7100

85000

125000

260

390

3.2泥石流規(guī)模

泥石流規(guī)模能表述為從一個(gè)感興趣地區(qū)輸運(yùn)出物質(zhì)的總體積或指定的某一地點(diǎn)的峰值流量。Mizuyama等(1992)與Jakob和Bovis(1996)等學(xué)者證實(shí)并經(jīng)Rickenmann(1999,2005)歸納出，泥石流方量與峰值流量有相關(guān)關(guān)系。

泥石流的體積由每一探槽地層編錄、泥石流物質(zhì)和古土壤年齡定年和采用可比較時(shí)代的沉積物與其他探槽中的泥石流物質(zhì)建立相關(guān)關(guān)系來確定。由于沖積扇中部區(qū)域開挖探槽沒有得到許可，重要的誤差來源于在該區(qū)缺少探槽。因此，一些泥石流堆積了連續(xù)的一大片泥石流物質(zhì)或是流動(dòng)到了分散的冰川舌中還未為可知。通過繪制冰川舌中的泥石流堆積物面積和連接探槽群的等值平行線，分析中包含這兩種可能性，這種方法導(dǎo)致表4匯總的兩種不同的體積。

泥石流峰值流量(Qp)運(yùn)用Jakob(1996)導(dǎo)出的粘性泥石流體積(V)和Q之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式確定：

(1)

基于溝槽、滑坡和探槽中的堆積物的粒徑分析假定發(fā)生的是粘性泥石流。粘土含量在解釋泥石流的可流動(dòng)性(Scott1985,Jordan1994)方面顯示出重要性。粘土含量超過4%的泥石流能夠從很低角度的溝槽中流出，并有可能抵抗水的排泄長期一段時(shí)間。JonesCreek的許多樣品粘土含量超過4%，這與JonesCreek沖積扇較低的平均梯度(4%)相吻合。細(xì)粒泥石流堆積物常不能形成粗糙前鋒邊界，該粗糙邊界通過基床摩擦減緩泥石流流速并促使泥石流物質(zhì)過早沉積。

3.3泥石流引發(fā)機(jī)制

JonesCreek地區(qū)的泥石流可能由幾個(gè)不同的過程引發(fā)的。這些過程的識(shí)別因統(tǒng)計(jì)頻率分析要求同源不相關(guān)的數(shù)據(jù)而顯得重要起來。同源性只能通過相同類型的引發(fā)機(jī)制能夠與一定回歸周期的泥石流相聯(lián)系來保證。

泥石流爆發(fā)最共有的過程是巖土體碎屑物質(zhì)在主溝槽中滑動(dòng)或崩塌產(chǎn)生的直接變形(Benda&Cundy1990)。JonesCreek易于遭受這種過程，因?yàn)榈貏?shì)較低的3km被陡峻的邊坡圍限，這也是發(fā)生過歷史淺層滑坡的證據(jù)。地勢(shì)較低的溝槽以存在可快速風(fēng)化為厚層細(xì)粒物質(zhì)的千枚巖為特點(diǎn)。這些泥石流的規(guī)模是沒有引起泥石流發(fā)生的碎屑物質(zhì)的體積和從泥石流引發(fā)區(qū)帶到溝槽下游的碎屑物質(zhì)的數(shù)量的函數(shù)。1983年發(fā)生的泥石流據(jù)估計(jì)體積是25000m3，就是這類泥石流的一個(gè)例子。

但是，表4中匯總的大型泥石流不大可能是由碎屑物質(zhì)崩塌產(chǎn)生的直接變形引發(fā)的。這些泥石流可能是地勢(shì)較低流域埋深較大的巖石滑塌沉陷堵塞JonesCreek而引發(fā)的。兩個(gè)論點(diǎn)支持這種假說。第一，沖積扇上的泥石流堆積物幾乎都由單一的千枚巖組成，該千枚巖只發(fā)現(xiàn)于JonesCreek較低的一半。第二，重建的泥石流的最大體積為255000m3。假定以體積計(jì)算的固體集度為60%到70%，相對(duì)應(yīng)的水的體積至少為65000m3。以100年一遇峰值流量8.5m3/s計(jì)算，峰值瞬時(shí)排泄量必須延續(xù)至少2小時(shí)才能與使最大型泥石流運(yùn)動(dòng)的總水量相等。使大型泥石流發(fā)生的最合理的解釋是，上游的大型滑坡堆積壩潰決時(shí)突然釋放蓄存的水引發(fā)泥石流。這個(gè)過程已經(jīng)被確認(rèn)為西北太平洋地區(qū)的陡峻的山地流域普遍發(fā)生的事件(Coho&Burges1994,Jakob&Jordan2001)。Darrington滑坡在坡腳處有一個(gè)活動(dòng)的陡崖，可以想象到深部巖體失穩(wěn)可能阻塞JonesCreek到達(dá)超過15m，這樣至少可以蓄水45000m3。

3.4泥石流頻率-規(guī)模關(guān)系

建立大型歷史泥石流的存在序列，Whatcom縣政府命令掌握500年重現(xiàn)周期的泥石流規(guī)模以便進(jìn)行土地利用區(qū)劃，并進(jìn)行建筑物減災(zāi)措施的概念設(shè)計(jì)。作為第一步驟，用表4的數(shù)據(jù)完成了頻率分析。1983年和1953年的發(fā)生的泥石流事件因來源于不同的數(shù)據(jù)母樣本(觀測(cè)與通過地層信息重建相對(duì)立)而從分析中剔出。更多的與1983或1953同樣大小的泥石流事件很有可能在歷史上發(fā)生過，但是在地層柱狀圖中沒有充足的記錄。

泥石流體積及其相應(yīng)的重現(xiàn)期繪制在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中，并且用最佳擬合曲線來擬合這些數(shù)據(jù)點(diǎn)(圖5)。圖5基于面積范圍上的似然誤差分析，包含了已知的泥石流事件的最佳估計(jì)體積(Vmed)和最大體積(Vmax)。數(shù)據(jù)集的極限包絡(luò)線用于計(jì)算500年重現(xiàn)期的泥石流的規(guī)模：體積為90000m3，峰值流量為280m3/s。

圖5JonesCreek泥石流頻率-規(guī)模曲線

圖5因?yàn)榇_定時(shí)代的泥石流事件可能沒有反映所有JonesCreek上發(fā)生的大型泥石流事件，明顯地帶有一些誤差。然而，本文的分析為約化設(shè)計(jì)泥石流規(guī)模提供充足的細(xì)節(jié)資料。

3.5泥石流災(zāi)害強(qiáng)度

為評(píng)價(jià)JonesCreek設(shè)計(jì)事件提出的泥石流災(zāi)害，水力學(xué)建模工具FLO-2D用于最大泥石流深度和流速的建模工作。FLO-2D是二維的洪水演算模型，分析非常規(guī)洪水，諸如復(fù)雜地形上的無側(cè)限流，碎屑洪水和泥石流方面的問題非常有用。但該模型不太適用于西北太平洋地區(qū)的泥石流，JonesCreek的數(shù)據(jù)集能夠容許對(duì)輸入的參數(shù)給予較好的校準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)泥石流事件的建模結(jié)果用于定義和繪制4種災(zāi)害強(qiáng)度區(qū)劃（表5）。

表5500年重現(xiàn)期的泥石流的強(qiáng)度和量化結(jié)果等級(jí)

后果/影響區(qū)

泥石流發(fā)展區(qū)的可能后果

強(qiáng)度參數(shù)

v(m/s)

z(m)

d(m)

極高

直接影響，大范圍的建筑物破壞

>7

>3

>1

高

有影響，給建筑物帶來潛在破壞，大范圍碎屑沉積和破壞

3-7

2-3

0.6-1

中等

建筑物不破壞，但是由于碎屑沉積和洪水給財(cái)產(chǎn)帶來公害

2-3

0.3-3

0.3-0.6

低

小規(guī)模惱人的洪災(zāi)

<2

<0.3

<0.3

4風(fēng)險(xiǎn)分析

風(fēng)險(xiǎn)分析的目的是評(píng)價(jià)在所調(diào)研的災(zāi)害下保證人類生命和財(cái)產(chǎn)安全的措施是否到位。風(fēng)險(xiǎn)分析與災(zāi)害及其后果的衡量相結(jié)合，災(zāi)害的定義是事件的概率和規(guī)模的組合，這個(gè)概念已經(jīng)在前面的章節(jié)中建立起來。最常用的衡量災(zāi)害后果的方法是人類生命的損失。

4.1定性的風(fēng)險(xiǎn)

定性風(fēng)險(xiǎn)有多種方法。其中的一類方法運(yùn)用災(zāi)害及其后果的嚴(yán)重程度的專門分類，再與一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)矩陣結(jié)合。在JonesCreek地區(qū)，基于泥石流災(zāi)害強(qiáng)度、災(zāi)害后果、泥石流發(fā)生概率(高：重現(xiàn)期<20年；中等：重現(xiàn)期為20-100年；低：重現(xiàn)期<500年)建立了風(fēng)險(xiǎn)矩陣，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分見表6。

表6JonesCreek的泥石流定性風(fēng)險(xiǎn)矩陣

后果

災(zāi)害概率

高

中等

低

極高

極高

高

高

高

高

高

中等

中等

高

中等

中等

低

中等

中等

低

4.2定量的風(fēng)險(xiǎn)

一種更客觀的風(fēng)險(xiǎn)定量分析方法是F/N曲線，即單個(gè)災(zāi)害事件的死亡人數(shù)(N)與災(zāi)害概率(P)建立函數(shù)關(guān)系。繪制幾個(gè)事件概率的N獲得F/N圖上的一條曲線，并能與普遍接受的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比。

第一步，用FLO-2D模擬重現(xiàn)期分別為50、500和5000年的泥石流事件。災(zāi)害強(qiáng)度區(qū)劃用于估算潛在死亡率。假定高強(qiáng)度地區(qū)死亡概率為1，中等強(qiáng)度和低強(qiáng)度地區(qū)的死亡概率為0。表7匯總了定量風(fēng)險(xiǎn)分析的輸入?yún)?shù)。

表7JonesCreek地區(qū)泥石流災(zāi)害定量風(fēng)險(xiǎn)分析輸入?yún)?shù)

重現(xiàn)期TDF/年

NH

NR

P(TH)

P(TO)

NP

P(THTO)/%

50年

1

3

0.3

0.1

1.2

2.4

500年

5

18

0.3

0.1

7.2

1.4

5000年

10

36

0.3

0.1

14.4

0.3

注：TDF為泥石流的重現(xiàn)期；NH是可能遭受結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致人身傷亡的家庭數(shù)量；NR是在紅色和棕色災(zāi)害區(qū)劃之外無居民家庭數(shù)量；P(TH)是泥石流發(fā)生時(shí)間內(nèi)居民在家的概率；P(TO)是泥石流發(fā)生時(shí)間內(nèi)一個(gè)人出門在外的概率；NP是泥石流發(fā)生期間可能的死亡人數(shù)；；P(THTO)是年死亡概率，

上面的分析表明重現(xiàn)期為500年的泥石流的死亡人數(shù)為7人，個(gè)人死亡概率大約為1.4%。圖6顯示了ANCOLD(1997)建立起來的可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平。因此，盡管上述計(jì)算的假設(shè)條件簡單(例如，沒有考慮每天每棟建筑物有多少小時(shí)多少人居住)，JonesCreek的泥石流的風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)今為西方社會(huì)難于接受。

圖6JonesCreek地區(qū)泥石流的F/N曲線(風(fēng)險(xiǎn)定義據(jù)ANCOLD，1997)

5討論

運(yùn)用F/N曲線進(jìn)行定量的風(fēng)險(xiǎn)提供了一種可對(duì)比的可重復(fù)的泥石流風(fēng)險(xiǎn)分析方法，從而為生命和財(cái)產(chǎn)免受泥石流災(zāi)害沖擊的保護(hù)措施提供客觀決策。實(shí)際上，公眾心理承受能力和政治環(huán)境能夠影響F/N風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果的解釋。

美國政府對(duì)于2001年9月恐怖襲擊的反應(yīng)就是一個(gè)重要的事例，在此次事件中紐約市世貿(mào)中心雙塔的倒塌導(dǎo)致3000人喪生。

過去的500年中美國本土死于恐怖活動(dòng)的人數(shù)大約為3200，每年6.4人。2億6千萬美國公民現(xiàn)在生活在美國本土，美國個(gè)人在恐怖活動(dòng)中的年死亡概率為2.5×10-8，與之相比JonesCreek沖積扇個(gè)人死亡概率為1.4×10-2。美國恐怖襲擊的死亡危險(xiǎn)能夠歸為可接受的風(fēng)險(xiǎn)，如果應(yīng)用于某一產(chǎn)業(yè)或基礎(chǔ)設(shè)施的所有者，很可能做出決策，災(zāi)害不能夠辯解基金的花費(fèi)。這個(gè)結(jié)果與最近開始的通過本土防衛(wèi)計(jì)劃(HomelandDefense)對(duì)美國國內(nèi)外的恐怖襲擊作斗爭花費(fèi)的數(shù)十億美元形成鮮明對(duì)比。這個(gè)例子證實(shí)了即使F/N曲線作為風(fēng)險(xiǎn)的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)并支撐對(duì)于災(zāi)害反應(yīng)的決策，政治考慮和大眾的心理承受能力能夠壓倒科學(xué)的客觀性。

6結(jié)論

本文對(duì)JonesCreek沖擊扇上的泥石流災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了定量研究。通過測(cè)定有機(jī)質(zhì)年齡和外推沖積扇上的泥石流沉積物厚度確定了重現(xiàn)期為500年的泥石流頻率和規(guī)模。通過與泥石流體積建立相關(guān)關(guān)系確定了峰值流量。估算出設(shè)計(jì)泥石流的方量為90000m3，相應(yīng)峰值流量為320m3/s。接下來的泥石流建模工作，繪制年死亡概率和期望死亡人數(shù)關(guān)系曲線定量化災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。F/N曲線表明現(xiàn)在存在的風(fēng)險(xiǎn)為現(xiàn)今西方社會(huì)所不能承受，并且應(yīng)采取減災(zāi)措施。盡管F/N曲線可用于客觀地評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)是否值得花費(fèi)基金，公眾心理或是政治環(huán)境能夠取代可接受的風(fēng)險(xiǎn)的概念。

盡管受到探槽的數(shù)量和深度以及放射性碳測(cè)年的限制，本研究證實(shí)了本次研究努力和方法能夠適用于評(píng)價(jià)由泥石流形成的沖積扇的災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)?？紤]到山區(qū)存在大量的有相似人口的沖積扇和泥石流可預(yù)報(bào)性差(與洪災(zāi)相對(duì))，發(fā)展災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)定量化和制圖的統(tǒng)一體系迫在眉睫。希望本文能夠?yàn)榇四繕?biāo)稍盡綿薄之力。

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