陳 偉，許 強

(成都理工大學地質災害防治與地質環(huán)境保護國家重點實驗室，四川成都610059)

地質災害可接受風險水平研究*

陳 偉，許 強

(成都理工大學地質災害防治與地質環(huán)境保護國家重點實驗室，四川成都610059)

可接受風險水平是地質災害風險管制方法研究中重要的研究內(nèi)容之一，其目的是通過估算地質災害風險評價結果值，確定承災體的受災影響，然后將可接受風險水平作為風險評價的判據(jù)，評判所估算的風險值是否可以接受。通過對我國2000－2010年因地質災害而死亡的人數(shù)以及每年總人口數(shù)據(jù)進行分析，針對我國地質災害可接受風險水平的確定分析展開研究，提出了我國地質災害可接受風險標準的上限值(可容忍風險線的風險值)為10－6/a，可接受風險標準的下限值(可接受風險線的風險值)為10－7/a，確定了我國地質災害可接受風險水平FN曲線。

地質災害;可接受風險水平;風險評價;FN曲線

1 概論

隨著我國城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)一體化建設進程加快，城鎮(zhèn)建設正以空前的速度和規(guī)模推進，人類活動不斷增強，暴雨、久雨天氣頻繁，共同導致了我國地質災害種類繁多、活動強烈及高危險性的現(xiàn)狀。不斷發(fā)生的災難讓人們一次又一次體會到地質災害的殘酷無情，也讓我們意識到地質災害風險管理控制的重要性與緊迫性。在地質災害風險管制方法研究中其中一項重要的內(nèi)容是地質災害可接受風險水平的研究，它是在確定承災體的受災影響的基礎上，估算地質災害風險評價結果值，并依此為風險評價的判據(jù)，評判所估算的風險值是否可以接受。風險可接受水平是地質災害風險評價的評判法則，同時也為風險管理控制措施的實施與否的重要決策提供參考，這對地質災害風險管理決策有重要意義。

通過風險概念可知，它是指在一定條件下和一定時期內(nèi)可能發(fā)生各種結果的變動程度。在涉及風險問題的研究中，風險的定義主要包含兩方面:①強調風險的不確定性;②強調風險損失的不確定性。因為風險具有客觀性及不可抗拒性，其大小隨時間變化而變化。

風險研究中包含有兩個重要的概念:①可接受風險(acceptable risk);②可容忍風險(tolerable risk)。英國健康和安全委員會對這兩個概念進行了如下的定義(表 1)［1］。

表1 可接受風險與可容忍風險概念

最早有關于風險可接受水平的文獻見于1974年，英國在其頒布的法律《The Health and Safety at Work Act1974》中已經(jīng)明確了風險決策領域中的ALARP(as low as reasonable practicable)準則，并要求風險管理過程要符合這一法規(guī)，這對于可接受風險的選擇以及合理制定風險減少的方案具有重要的意義［1］。Fell和Hartford等針對滑坡可接受風險準則以及可容忍風險水平的影響因素做了總結性的論述［2－3］。國際地質科學協(xié)會IUGS定義了可容忍風險的定義，并且提出了可接受風險準則中的基本原則［4］。

在理論方面，目前被廣泛接受的是利用F-N曲線來評價地質災害風險性。F-N曲線是將地質災害造成的死亡人數(shù)(N)及其累計頻率(F)點匯于對數(shù)坐標之上，來表達社會可接受風險的標準［5］。

在可接受風險中應用最廣泛的一條準則為ALARP準則，ALARP準則將風險劃分為不可接受區(qū)(不可容忍區(qū))、警報區(qū)(ALARP)以及普遍可接受區(qū)(圖 1)［6］。三個分區(qū)所表達的內(nèi)容包括［7］:

(1)根據(jù)系統(tǒng)定量風險評價的結果，如果所評價出的風險值位于不可容忍線之上時，則落入不可容忍區(qū)，此時，除特殊情況外，該風險是不能被接受的。

(2)如果所評價除的風險值在普遍接受線之下時，則落入普遍接受區(qū)，此時，該風險是可以被接受的，無需再采取安全改進措施。

(3)如果所評價出的風險值在不可容忍線以及普遍接受線之間時，則落入警報區(qū)(ALARP)，需要在實際可能的情況下盡量降低該區(qū)域內(nèi)的風險。

圖1 累積頻率—死亡人數(shù)標準

針對ALARP法則中不可接受風險水平以及可接受風險水平，無論劃分方式及劃分標準，不同國家或部門均有所不同［1］。1989年，英國健康委員會正式發(fā)布了社會風險標準值。HSE推薦使用不可容忍線為:斜率n為－1，并通過點(N，lg［F(i)］)=(1，10－2)。認為這樣的不可接受線符合英國乃至全世界的化工作業(yè)歷史經(jīng)驗，也反映了人們正常的風險厭惡模式，香港、荷蘭及丹麥均采用了F-N曲線評價方法，但參數(shù)值有所相同(圖 2)［8］。

從圖2可以看出，香港的F-N曲線與其他3個國家區(qū)別在于，在FN曲線中設有一個后果限制線(consequence cut-off's)，代表的是當后果超過一定限制(死亡1 000人)之后，任何失事概率都是不容許的。

圖2 國際上不同國家及地區(qū)風險評價F-N曲線的取值

國內(nèi)相關學者在可接受風險水平研究方面也取得了相當?shù)倪M展。汪敏等針對滑坡災害的風險評價理論進行了分析研究，闡述了影響斜坡穩(wěn)定性的不確定性因素及風險，對國內(nèi)外的滑坡災害風險研究作了評述，分析了滑坡災害的可接受風險水平［9］。謝全敏在總結國內(nèi)外文獻資料研究基礎上，給出了單個滑坡災害可接受失穩(wěn)風險準則，并分析了滑坡災害的可接受風險水平［10］。肖義根據(jù)事故后果對風險進行分類，對不同類型風險給出風險定量表示方法，應用F-N曲線和ALARP準則研究相應的可接受風險確定方法，并針對大壩安全風險評價進行探討［11］。劉莉通過對國內(nèi)外破壞性地震的人員傷亡數(shù)據(jù)及1985年以來國內(nèi)其他自然災害(水災、臺風等)和人為災害(火災、交通事故等)引起的非正常死亡的相關資料進行分析，統(tǒng)計分析了各類災害的可接受生命風險指標，從而建議了地震人員傷亡的風險值［12］。尚志海等總結了國內(nèi)外可接受風險的相關研究成果，重點探討了各國的可接受風險標準［13］。尹衍雨等以川渝地區(qū)旱災為例，通過實地調查與訪談，從公眾可接受的旱災損失與頻率、假定旱災風險情景下的避險意愿等角度，對公眾旱災風險可接受性進行了初步探討［14］。

在地質災害風險管理控制工作中，地質災害可接受風險水平評價是一個重要的內(nèi)容，其評價結果意義重大，將直接影響到政府及相關部門的決策制定，有鑒于此，本文在ALARP法則的基礎上，結合F-N曲線分析方法，開展了針對我國地質我國地質災害可接受風險水平的研究。

2 我國地質災害可接受風險水平評價的表達

風險可接受水平是一個綜合的概念，它不是一成不變的，結合本研究的內(nèi)容和特點，針對地質災害的可接受風險水平的研究認為應當從兩方面來考慮:一是從人員的傷亡程度來考慮;二是從災害對于受災體的破壞所造成的經(jīng)濟損失程度來考慮。在全世界特別是在我國，地質災害防治工作中主要堅持“以人為本”的基本原則，因此，本次研究主要討論人口傷亡可接受風險水平。

根據(jù)前面章節(jié)所論述的可接受風險水平評價基本理論及方法，采用F-N曲線以及ALARP法則來表達地質災害可接受風險水平。標準的ALARP框架包括兩條基本線［2］:可容忍風險水平標準線以及可接受風險水平標準線。通過這兩條線的劃定，風險被分為三個區(qū)域:不可容忍區(qū)域、ALARP區(qū)(合理可行的最低限度區(qū))，以及可接受區(qū)。ALARP框架的基本原則是可接受風險并不是一個單一數(shù)值，它是通過確定兩條風險線所對應的風險值，然后讓風險評價處理的事件風險與其對比，確定風險值落在那個范圍區(qū)域，然后再進行決策分析。

根據(jù)風險評價值，如果落在不可容忍區(qū)域，那么該值風險很大，必須采取相關的強制性措施來降低風險;若在可接受區(qū)，風險值代表一個很低的標準，是可以完全被接受的，不用采取任何措施;若在ALARP區(qū)，則需要在通過對各種風險處理措施方法進行成本效益分析的基礎上，在實際可能的情況下盡量降低風險。ALARP準則是建立在F-N曲線基礎上的，故也稱FN準則［15］，F(xiàn)N準則設定的步驟如下:

(1)確定不可容忍線，在不可容忍線的上面為不可容忍區(qū);

(2)確定可接受線，在可接受線的下面為可接受區(qū);

(3)在不可容忍線與可接受線之間為ALARP區(qū);

(4)F-N曲線可以用下式表示［4］:

限制線為:

式中:FN(x)為年死亡人數(shù)的概率分布函數(shù);n為風險水平線的傾斜度，可理解為風險水平線斜率。根據(jù)目前的研究，n取值分為兩種情況:n=1以及n=2。國際上將斜率n=1的風險接受準則稱為中立型風險，斜率n=2時，稱之為厭惡型風險，在這種情況下，風險損失后果嚴重，更受重視，但會增加政府相關部門的財政支出［16］。C為決定風險水平線的位置，可理解為風險水平線截距。

3 我國地質災害可接受風險水平的確定

在廣泛收集2000－2010年我國因地質災害而死亡的人數(shù)、每年人口總數(shù)據(jù)等相關數(shù)據(jù)［17－19］的基礎上，對我國地質災害可接受風險水平的確定分析展開研究，相關人口數(shù)據(jù)如圖3和圖4所示。

圖3 2000－2010年我國人口總數(shù)

圖4 2000－2010年我國因地質災害而死亡人數(shù)

通過對以上兩個圖的比較分析，不難看出，隨著國家對地質災害管理控制的逐漸重視，群策群防的體系的建立，以及人們防災減災的意識不斷提高，除了因汶川特大地震、舟曲特大泥石流等極端事件的影響外，我國因地質地質災害而死亡的人數(shù)以及死亡概率整體呈明顯的逐年下降趨勢(表2、圖5)。

表2 2000－2010年我國地質災害造成人口死亡概率

圖5 2000－2010年我國地質災害造成人口死亡概率

由于地質災害的發(fā)生具有明顯的不確定性以及偶然性，如汶川地震以及舟曲泥石流的發(fā)生，地質災害造成死亡的人數(shù)偶然性也更加明顯。根據(jù)相關文獻［7］，在風險可接受標準研究中可以通過利用平均數(shù)來體現(xiàn)。平均數(shù)可分為5種:算術平均數(shù)、調和平均數(shù)、幾何平均數(shù)、眾數(shù)以及中位數(shù)。其中，中位數(shù)可以反映出可接受風險標準的基準值平均數(shù)。通過采用平均數(shù)的計算方法，不僅可以避免某年甚至某幾年的異常數(shù)據(jù)影響到整個標準，同時，也最大限度地保證了數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性。

計算中位數(shù)的主要步驟是:將死亡概率按數(shù)值大小順序排成數(shù)列，設數(shù)列項數(shù)為x，當x為奇數(shù)時，第(x+1)/2位即為中位數(shù);當x位偶數(shù)時，第(x+1)/2的前后兩項的算術平均數(shù)即為中位數(shù)。

在本例中，從2000－2010年共有11項數(shù)據(jù)，n為奇數(shù)，通過將這11項數(shù)據(jù)按數(shù)值大小順序排成數(shù)列后，取(x+1)/2=7位的前后兩項(第6項及第8項)的算術平均數(shù)為中位數(shù):(5.700 22×10－7+6.174 24 ×10－7)/2=5.937 23 ×10－7≈6 ×10－7，因此，可將6×10－7作為可接受風險標準的基準值平均數(shù)。

求得可接受風險標準的基準值平均數(shù)后，還需要計算可接受風險標準的上限值(可容忍風險線的風險值)以及下限值(可接受風險線的風險值)，根據(jù)相關文獻的研究［2］，可容忍風險線值一般小于可接受風險值1～2個數(shù)量級，本文取值1個數(shù)量級，根據(jù)可接受風險標準的基準值平均數(shù)6×10－7，可推斷出可接受風險標準的上限值(可容忍風險線的風險值)為1×10－6，可接受風險標準的下限值(可接受風險線的風險值)為1×10－7。

由于厭惡型風險將加大社會風險控制成本，不利于我國經(jīng)濟建設，而且，厭惡型風險將增加標準實際應用中的難度，因此，針對地質災害可接受風險水平研究采用中立型風險，即公式Pf(x)=1－F(x)≤中斜率C的取值為1，因此，可N得到:

FN曲線上限線(可容忍風險線的風險值)

FN曲線下限線(可接受風險線的風險值):

因此，根據(jù)可容忍風險線的風險值以及可接受風險線的風險值，采用香港在F-N曲線中設有后果限制線(死亡1 000人)的形式，確定我國地質災害可接受風險水平F-N曲線(圖6)。

圖6 我國地質災害可接受風險水平F-N曲線

4 結論

(1)在通過大量文獻分析的基礎上，分析了目前可接受風險水平研究現(xiàn)狀，并對確定可接受風險水平的方法及理論進行了研究。

(2)展開我國地質災害可接受風險水平評價的表達的研究，采用F-N曲線以及ALARP法則來表達地質災害可接受風險水平。

(3)通過分析我國2000－2010年因地質災害而死亡的人數(shù)以及每年總人口數(shù)據(jù)，針對我國地質災害可接受風險水平的確定分析展開研究，在確定我國地質災害可接受風險標準的上限值(可容忍風險線的風險值)為10－6/a，可接受風險標準的下限值(可接受風險線的風險值)為10－7/a的基礎上，最終得出我國地質災害可接受風險水平FN曲線。

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Study on the Level of Acceptable Risk Level of Geohazards

Chen Wei and Xu Qiang
(State Key Laboratory of Geo-Hazard Prevention and Geo-Environment Protection，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China)

Study on acceptable risk level of geohazards is one of important research contents in the geological disaster risk control．Its goal is to identify the impact on vulnerability through estimating geohazard risk value．The level of acceptable risk is used as the criterion for risk assessment to judge whether the risk value can be accepted or not．Through analysis of the relation between the data of deaths because of geohazard and the total population each year from 2001 to 2010，the upper limitof acceptable risk level as10－6/a(tolerable risk line)and the lower limit as 10－7/a in China are given．Finally，the FN curve for the acceptable risk level in China is plotted．

geohazard;acceptable risk;risk assessment;FN curve

P642.22

A

1000－811X(2012)01－0023－05

2011－08－30

中國地質調查局項目“西南山區(qū)城鎮(zhèn)建設地質災害風險管制方法及示范”(1212010814015)

陳偉(1979－)，廣東湛江人，博士，主要從事地質災害評價預測與防治處理研究．E-mail:cwww_com@126.com