楊良權(quán)， 陳愛兵， 高煥芝， 徐 鵬， 吳廣平， 馮鵬宇

(1.北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院， 北京 100048； 2.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院， 云南 昆明 65009； 3.中國有色金屬學(xué)會(huì)， 北京 100814)

目前，中國擁有世界上數(shù)量最多的尾礦庫，但大多數(shù)尾礦庫規(guī)模小、安全環(huán)保投入普遍不足，隱患重重。因此，尾礦庫工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防越來越受到國內(nèi)許多學(xué)者的重視。然而地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究的前提是對其易損性進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，易損性評(píng)價(jià)對地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估體系的完整構(gòu)建和評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性與明確性起著舉足輕重的作用。關(guān)于災(zāi)害易損性的評(píng)價(jià)國內(nèi)外學(xué)者一直在不斷研究[1-9]，但是關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)方面的研究很有限，評(píng)價(jià)的方法多屬于定性或半定量分析，還沒有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型解決這類問題，而且評(píng)價(jià)方法多數(shù)適應(yīng)于區(qū)域性的評(píng)價(jià)研究，對小范圍的易損性研究具有很大的局限性。

更重要的是，關(guān)于尾礦庫工程的地質(zhì)災(zāi)害方面研究更是少之甚少，所以進(jìn)行尾礦庫工程的地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文以云南省山區(qū)特有的地質(zhì)環(huán)境條件為背景，對尾礦庫工程地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)進(jìn)行深入研究。地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)研究的成果具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，可以為政府部門的區(qū)域規(guī)劃發(fā)展提供基礎(chǔ)資料，可以用作建設(shè)項(xiàng)目場地的適宜性評(píng)價(jià)并為基礎(chǔ)設(shè)施的布置提供科學(xué)依據(jù)，還可以為地質(zhì)災(zāi)害綜合防治措施的設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料，直接為防災(zāi)減災(zāi)工程服務(wù)等。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于云南省文山州麻栗坡縣境內(nèi)，距云南省昆明市約450 km。研究區(qū)位于云貴高原南緣地帶，受構(gòu)造切割營力作用，屬于侵蝕中山峽谷地貌，地形坡度20°～50°，海拔高程在980～760 m，相對高差約220 m，地形地貌復(fù)雜。研究區(qū)內(nèi)出露地層為三疊系斜長角閃巖，第四系主要有耕植土(Qpd)、沖洪積成因(Qal+pl)的含黏性土砂卵石層、殘坡積成因(Qel+dl)的含風(fēng)化殘余基巖碎石、角礫粉質(zhì)黏土層；不良地質(zhì)作用主要為沖溝、巖體風(fēng)化及巖體卸載。整體看研究區(qū)內(nèi)的工程地質(zhì)條件中等復(fù)雜，研究區(qū)內(nèi)發(fā)育有滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，災(zāi)害典型，所以對該尾礦庫的研究具有很大意義。

2 尾礦庫工程地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1 尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害破壞效應(yīng)

國內(nèi)學(xué)者認(rèn)為對地質(zhì)災(zāi)害破壞效應(yīng)的分析，是為了界定承災(zāi)體范圍、劃分承災(zāi)體類型，更是地質(zhì)災(zāi)害易損性分析的基礎(chǔ)。尾礦庫工程是建設(shè)項(xiàng)目中較為特殊的一種工程建設(shè)，更異于水利水電工程，尾礦庫工程地質(zhì)災(zāi)害承災(zāi)體種類很多，不同的地質(zhì)災(zāi)害(如崩塌、滑坡、泥石流等)會(huì)對不同承災(zāi)體造成不同的破壞效應(yīng)。

(1)破壞尾礦庫建設(shè)工程。主要導(dǎo)致成災(zāi)的災(zāi)害有崩塌、滑坡、泥石流等，這些災(zāi)害可以使大壩、截洪溝、排水溝等設(shè)施變形、淤埋、沖毀等，此類災(zāi)害不但能造成直接損失，有時(shí)更會(huì)造成嚴(yán)重的間接損失。

(2)造成人員傷亡。主要導(dǎo)致成災(zāi)的災(zāi)害有崩塌、滑坡、泥石流等，因這些災(zāi)害具有很強(qiáng)的爆發(fā)性和災(zāi)害性，在施工期間會(huì)對其下方的施工人員造成很大的傷害，有時(shí)會(huì)造成一定的人員傷亡。同時(shí)，尾礦庫漫壩、潰壩時(shí)形成的泥石流也對下方的居民造成一定的人員傷亡。例如2008年9月8日發(fā)生在山西省臨汾市襄汾縣新塔礦業(yè)有限公司尾礦庫“9·8”特別重大潰壩事故，造成重大人員傷亡，損失慘重。

(3)破壞廠區(qū)內(nèi)公路，威脅交通安全。主要導(dǎo)致成災(zāi)的有崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害，可使區(qū)內(nèi)公路遭到變形、位移、開裂等破壞。在施工期間會(huì)增加相應(yīng)的修復(fù)費(fèi)用和施工費(fèi)用，同時(shí)還會(huì)延長工期，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。對于區(qū)內(nèi)存在的永久性公路的破壞，則會(huì)使尾礦不能順利運(yùn)送到尾礦庫內(nèi)，導(dǎo)致尾礦庫后期無法正常運(yùn)營，使企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

(4)破壞建筑物及設(shè)施。主要導(dǎo)致成災(zāi)的災(zāi)害有滑坡、泥石流等。位于斜坡上的管理房及施工時(shí)的臨時(shí)建筑等可能遭到滑坡、泥石流的破壞，可能會(huì)導(dǎo)致變形、開裂，甚至沖毀等，有時(shí)甚至造成一定的人員傷亡。

(5)破壞水源資源。水是人類及一切生物賴以生存必不可少的重要物質(zhì)之一，水同時(shí)也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境改善不可替代的寶貴自然資源。對水資源造成的破壞主要來自尾礦所含的有毒成分(如砷等)，可使水資源遭到污染，尤其是對地下水的污染，人畜飲用后可能死亡，同時(shí)也會(huì)使下游的池塘、河流、湖泊等遭到污染。

(6)破壞土地資源。主要導(dǎo)致成災(zāi)的災(zāi)害有泥石流等。因漫壩、潰壩形成的泥石流，因其具有很強(qiáng)的突發(fā)性和破壞性，可將下游的耕地沖毀或淤埋，導(dǎo)致耕地?zé)o法耕種，甚至失去可利用的價(jià)值。

(7)破壞“生命線工程”。主要導(dǎo)致成災(zāi)的災(zāi)害有泥石流等，泥石流可使下游的“生命線工程” ，如供水系統(tǒng)工程、供電系統(tǒng)工程、供氣系統(tǒng)工程、通信系統(tǒng)工程等遭到淤埋或者沖毀，造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，此類破壞還會(huì)嚴(yán)重影響人民生活和工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)等，間接造成嚴(yán)重破壞。

(8)破壞農(nóng)作物、森林、樹木。主要導(dǎo)致成災(zāi)的災(zāi)害有泥石流等?？墒瓜掠蔚霓r(nóng)作物、森林、樹木等遭到?jīng)_毀或淤埋，使作物減產(chǎn)，植被遭到破壞，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。尤其是尾礦庫潰壩形成的泥石流，具有很強(qiáng)的摧毀能力，甚至能將下游的農(nóng)田等夷為平地。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)體系

地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的選取與建立是地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)與區(qū)劃的關(guān)鍵，決定了評(píng)價(jià)結(jié)果是否能夠全面反映承災(zāi)體的易損性特征，是否符合實(shí)際的易損性區(qū)劃，所以建立正確的易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系至關(guān)重要。然而，易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立非常復(fù)雜，需將一切的承災(zāi)體劃入指標(biāo)體系內(nèi)，但此種想法僅僅是理論上的建立，實(shí)際中并無法完成，因此需要采用定性和定量的分析方法建立切合實(shí)際的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

將受地質(zhì)災(zāi)害影響較大且具有代表性的承災(zāi)體歸入指標(biāo)體系，而且要保證其數(shù)據(jù)精準(zhǔn)、易于量化和具有可操作性，這樣建立的易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系更符合實(shí)際，區(qū)劃更加準(zhǔn)確。

2.2.1 尾礦庫工程地質(zhì)災(zāi)害承災(zāi)體 尾礦庫工程是建設(shè)項(xiàng)目中特征較為特殊的一種，其地質(zhì)災(zāi)害承災(zāi)體的種類多樣特殊，所以在災(zāi)害評(píng)價(jià)中只能將其統(tǒng)計(jì)分析、整理歸類，劃分若干類型，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)，獲得所需要的易損性參數(shù)。本文僅針對云鎳尾礦庫工程的承災(zāi)體進(jìn)行分析研究。

(1)人口。在尾礦庫建設(shè)項(xiàng)目評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的人口應(yīng)包括兩個(gè)方面，一是工程建設(shè)施工階段的施工人員，二是尾礦庫下游庫岸兩側(cè)常住居民，這些均被稱為人口承災(zāi)體。在云鎳尾礦庫施工區(qū)內(nèi)的施工人員多為成年男性，由于長期從事工業(yè)與民用建筑的施工工作，所以風(fēng)險(xiǎn)觀念及自我安全保護(hù)意識(shí)較強(qiáng)，在面對災(zāi)害突發(fā)來臨的反應(yīng)相對于庫區(qū)村民而言較敏感迅速。從這個(gè)角度來說，施工區(qū)內(nèi)的人口易損性相對較低，并且施工單位的組織機(jī)構(gòu)也很重視災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)的宣傳，提高施工人員的防災(zāi)減災(zāi)避災(zāi)的意識(shí)，這方面的加強(qiáng)能夠減少一定的傷害。但是施工區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害較為集中，有崩塌、滑坡、泥石流等，如此高的危險(xiǎn)性會(huì)造成一定的人員傷害，從這個(gè)角度分析，施工區(qū)內(nèi)的人口易損性又相對較高。經(jīng)實(shí)地調(diào)查，對本研究區(qū)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)及其下游庫岸兩側(cè)無居住人口，本次評(píng)價(jià)不予考慮。

(2)資產(chǎn)。尾礦庫建設(shè)項(xiàng)目評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的資產(chǎn)包括兩個(gè)方面，一是工程區(qū)內(nèi)的主要工程建筑，如大壩、截洪壩、排水系統(tǒng)、管理所、公路及施工階段的臨時(shí)建筑等，二是尾礦庫庫區(qū)下游的居民房屋及屋內(nèi)財(cái)產(chǎn)、交通設(shè)施和設(shè)備及其他基礎(chǔ)設(shè)施等，均為資產(chǎn)范疇。因?yàn)楸疚难芯康脑奇囄驳V庫的地勢有一定特殊性及工程級(jí)別相對較小，所以其主要的工程建筑物相對較少，主要包括攔礦大壩、截水溝、排水溝、排滲設(shè)施、公路及施工期間的臨時(shí)建筑等。工程建筑物中的攔礦大壩最為重要，其損毀而潰壩帶來的嚴(yán)重后果不堪設(shè)想，所以大壩易損性是本文研究的重點(diǎn)。因研究區(qū)內(nèi)及其評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的庫岸下游兩側(cè)并無村鎮(zhèn)、企業(yè)及交通設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施等，所以本次評(píng)價(jià)不予考慮。

(3)資源。土地和水源等都屬于資源的范疇，均是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。在尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)中，土地資源和水資源是評(píng)價(jià)的重點(diǎn)。根據(jù)云鎳集團(tuán)提供的初設(shè)報(bào)告，可知本文研究的云鎳尾礦庫中的尾礦屬于無害礦，對地表水和地下水污染的可能性極小，所以關(guān)于水資源易損性評(píng)價(jià)的研究在本次評(píng)價(jià)并無太大意義，故不予考慮。本次研究中主要通過對土地利用類型劃分來進(jìn)行易損性評(píng)價(jià)。

2.2.2 尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害易損性指標(biāo)體系 地質(zhì)災(zāi)害易損性指標(biāo)包括諸多因素，國際上并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)學(xué)術(shù)界則通常認(rèn)為地質(zhì)災(zāi)害易損性指標(biāo)分為人口指標(biāo)、物質(zhì)指標(biāo)、資源指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)4大類。每一類指標(biāo)又可分為若干亞類指標(biāo)，其中人口指標(biāo)可分為人口總數(shù)量，人口平均密度，年齡結(jié)構(gòu)，人口構(gòu)成因素等；物質(zhì)指標(biāo)可分為房屋建筑，交通建筑，供水供電設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備；資源指標(biāo)又可分為土地資源，水資源，生物資源等。

在地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)中，數(shù)據(jù)收集的充分與否是決定能否正確建立指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的關(guān)鍵問題之一，中國學(xué)者在做此方面研究時(shí)也會(huì)時(shí)常遇到，如黃潤秋在對東川地區(qū)泥石流易損性評(píng)價(jià)時(shí)就遇到了這方面的問題，學(xué)者們則是利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合遙感解譯的方法解決此類問題。本文研究也未能全部收集指標(biāo)數(shù)據(jù)，為了較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)尾礦庫的地質(zhì)災(zāi)害易損性，通過到麻栗坡相關(guān)政府部門借調(diào)資料和現(xiàn)場實(shí)際收集，并結(jié)合云鎳集團(tuán)提供的基礎(chǔ)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，同時(shí)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)原則和尾礦庫的承災(zāi)體類型，構(gòu)建了云鎳尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

(1)人口易損性。包括工程區(qū)內(nèi)的人口易損性和庫區(qū)下游的人口易損性，根據(jù)實(shí)際調(diào)查，在研究的范圍內(nèi)庫區(qū)下游并無人口，故本文僅對工程區(qū)內(nèi)的人口易損性進(jìn)行研究。通常人口這個(gè)Ⅰ級(jí)指標(biāo)可以分為3個(gè)Ⅱ級(jí)指標(biāo)，一是人口分布密度，二是年齡構(gòu)成，三是受教育程度，如果人口分布密集，且人員都是一些年齡較長的，受教育的程度較低，那么面對突發(fā)的災(zāi)害時(shí)反應(yīng)速度就相對較慢，不能及時(shí)作出正確判斷，較容易受到危害。其中人口分布密度的結(jié)果是通過工程區(qū)的人口總數(shù)除以土地面積得到，年齡結(jié)構(gòu)系數(shù)通過50～60歲施工人口除以施工總?cè)丝诘玫?，受教育程度系?shù)是通過文盲和小學(xué)學(xué)歷的施工人口總數(shù)除以施工總?cè)丝诘玫?表1)。

(2)資產(chǎn)易損性。尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害資產(chǎn)易損性評(píng)價(jià)應(yīng)包含工程區(qū)內(nèi)的建筑物資產(chǎn)和庫區(qū)下游的房屋、交通設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施等資產(chǎn)兩個(gè)方面，由于本次研究區(qū)范圍的下游無村鎮(zhèn)等，所以資產(chǎn)易損性評(píng)價(jià)也僅針對工程區(qū)內(nèi)的資產(chǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要包括攔礦壩、排水溝、截洪溝、排滲設(shè)施、區(qū)內(nèi)公路等。尾礦庫建設(shè)項(xiàng)目共計(jì)投資740.74萬元，其中建筑工程569.63萬元，工程預(yù)備費(fèi)96.62萬元，其他費(fèi)用74.49萬元。

表1 云鎳尾礦庫地質(zhì)工程易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

(3)資源易損性。資源包括土地資源、水資源、生物資源、環(huán)境資源等，結(jié)合本研究的實(shí)際情況，資源易損性評(píng)價(jià)只針對土地資源，土地的利用類型可分為耕地、林地、荒地等，其計(jì)算方法是用各土地利用類型的面積除以評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)的總面積。

然后對各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦值，其賦值范圍均為0～1,0代表的是指標(biāo)的實(shí)際貢獻(xiàn)值小，1代表的是實(shí)際貢獻(xiàn)值大，例如表1中的“人口”Ⅰ級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)下的Ⅲ級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)“18歲以下人口所占比例”賦值為0.3，“18～60歲人口所占比例”賦值為0.2，“60歲以上人口所占比例”賦值為0.5。

尾礦庫工程不同于其他建設(shè)項(xiàng)目，其自身為一個(gè)高度危險(xiǎn)源，因此選擇易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)要以人為本。首先，選擇人口作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，而且更要重視尾礦庫運(yùn)營后期對下游居民的危害。其次，要選擇資產(chǎn)這一指標(biāo)，尾礦庫工程不同于其他場地建設(shè)項(xiàng)目，尾礦庫潰壩危害的影響范圍很廣，破壞后的資產(chǎn)難以挽回。這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)是易損性評(píng)價(jià)的重點(diǎn)，但因云鎳尾礦庫下游無村民居住，故本文未對該部分作討論，但根據(jù)尾礦庫鮮明的自身特點(diǎn)，在其他地區(qū)的尾礦庫易損性評(píng)價(jià)必須重視這兩要點(diǎn)。

3 尾礦庫工程地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)模型及方法

3.1 地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)模型

國內(nèi)外學(xué)者提出了多種地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)模型，大體有基于歷史記錄的評(píng)價(jià)模型，物元綜合評(píng)價(jià)模型，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及核算承災(zāi)體價(jià)值模型等[10-19]。

基于歷史記錄評(píng)價(jià)模型是指以詳細(xì)的地質(zhì)災(zāi)害歷史記錄為基礎(chǔ)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并分析災(zāi)害發(fā)生時(shí)的特征及其后果，從而得到地質(zhì)災(zāi)害易損性的分布規(guī)律，確立評(píng)價(jià)模型。這種評(píng)價(jià)模型和方法在中國香港地區(qū)和外國地區(qū)使用較多，因?yàn)檫@些地方對地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)管理做得比較成熟，有非常詳細(xì)的地質(zhì)災(zāi)害歷史記錄。中國缺乏詳細(xì)的歷史資料和數(shù)據(jù)，此類模型不太適用。

物元綜合評(píng)價(jià)模型最后只能得到評(píng)判等級(jí)，因此對于地質(zhì)災(zāi)害易損性的預(yù)測評(píng)價(jià)精度是不夠的，加之其評(píng)判等級(jí)及范圍的確定具有很強(qiáng)主觀性，故該模型的應(yīng)用有一定的局限性，實(shí)際應(yīng)用中可以和其他模型相結(jié)合起來進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型通過樣本區(qū)標(biāo)準(zhǔn)樣本的學(xué)習(xí)建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)(預(yù)測)網(wǎng)絡(luò)，從而推廣到研究區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。此類模型對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)樣本的選擇要求相當(dāng)高，樣本的訓(xùn)練數(shù)量也十分重要。在解決實(shí)際問題時(shí)，要選擇一個(gè)包容性大且有代表性的典型樣本難度較大，實(shí)際操作性也不太強(qiáng)。

核算承災(zāi)體價(jià)值模型沒有考慮承災(zāi)體發(fā)生某一級(jí)別破壞的概率和承災(zāi)體的損失率，亦是認(rèn)為災(zāi)害發(fā)生時(shí)承災(zāi)體為完全損毀。此類模型有一定的局限性，有時(shí)與實(shí)際情況會(huì)有相對較大偏差，因此，該類模型適合區(qū)域性的易損性評(píng)價(jià)，簡單、直觀。

模糊綜合評(píng)價(jià)模型是指通過構(gòu)造等級(jí)模糊子集把被評(píng)價(jià)單元的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化，然后利用模糊變換的原理對各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合的模型。主要是通過選定評(píng)價(jià)因子、劃分評(píng)價(jià)等級(jí)、確定模糊矩陣和因子的權(quán)重值，最后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，模糊綜合評(píng)價(jià)模型一般是針對城市的地質(zhì)災(zāi)害易損性進(jìn)行評(píng)價(jià)，適用對象有限，對于本文的研究范圍不太適合。

綜上所述，國內(nèi)外雖然已有一些關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)模型、方法，但由于不同地區(qū)的地質(zhì)條件不同，承災(zāi)體所處的自然和社會(huì)環(huán)境不同，這些方法在西南山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)中的適用性和可操作性較差。本文選取能將地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)體系中各級(jí)指標(biāo)有機(jī)結(jié)合起來的廣義目標(biāo)函數(shù)作為評(píng)價(jià)模型[7]，不僅能夠全面考慮西南山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易損性影響因素，又能夠體現(xiàn)出各因素的相對重要性。

廣義目標(biāo)函數(shù)公式如下：

(1)

式中：Zi——Ⅰ級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)中i個(gè)因素的總值；i——Ⅰ級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)；J——Ⅰ級(jí)指標(biāo)中第i因素的Ⅱ級(jí)指標(biāo)的第j子因素；L——Ⅱ級(jí)指標(biāo)下的Ⅲ級(jí)指標(biāo)的第L子因素；Ki——Ⅰ級(jí)指標(biāo)第i項(xiàng)影響因素的個(gè)數(shù)；Ki00——Ⅰ級(jí)指標(biāo)第i子因素的權(quán)重;Kij0——Ⅱ級(jí)指標(biāo)第j子因素的權(quán)重；KijL——Ⅲ級(jí)指標(biāo)第L子因素的權(quán)重；KijLS——Ⅲ級(jí)指標(biāo)第L因素“實(shí)際貢獻(xiàn)率”。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)方法及權(quán)重的選取

3.2.1 評(píng)價(jià)方法 在確定評(píng)價(jià)模型后需要確定評(píng)價(jià)方法，本文采用的是在ArcGIS軟件中的多重標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)方法。利用GIS系統(tǒng)的二次開發(fā)平臺(tái)，將收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)，通過程序計(jì)算得出易損性評(píng)價(jià)的分級(jí)分區(qū)圖。

3.2.2 易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的選取 目前國內(nèi)外關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害易損性權(quán)重值的確定基本上采用德爾菲法、層次分析法和模糊數(shù)學(xué)法。國內(nèi)基本采用德爾菲法和層次分析法，而國外習(xí)慣采用層次分析法和模糊數(shù)學(xué)法。德爾菲法的優(yōu)點(diǎn)是能夠充分挖掘了專家的知識(shí)，匯集專家的綜合優(yōu)勢，能把專家的知識(shí)變?yōu)閿?shù)字語言表達(dá)，缺點(diǎn)主要是主觀賦權(quán)值較重，較容易缺乏客觀性。而層次分析法的優(yōu)點(diǎn)則是在建立不同的目標(biāo)層基礎(chǔ)之上，比較每個(gè)目標(biāo)層的評(píng)價(jià)因子作用，明確什么條件下各種評(píng)價(jià)因子的作用最明顯，缺點(diǎn)主要是評(píng)價(jià)目標(biāo)層的建設(shè)中存在人為因素作用，會(huì)導(dǎo)致權(quán)重缺乏可靠性。模糊數(shù)學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)則是能夠?qū)⒉煌脑u(píng)價(jià)因子按等級(jí)劃分建立模糊集合，對評(píng)價(jià)因子進(jìn)行優(yōu)化處理后得到各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，缺點(diǎn)主要是個(gè)人主觀判別的準(zhǔn)確性容易影響計(jì)算權(quán)重的可靠性，而且計(jì)算過程相當(dāng)繁瑣。本文則是按照國內(nèi)計(jì)算的習(xí)慣，采用德爾菲法和層次分析法來確定云鎳尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值。具體取值如表2所示。

表2 地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重值

4 尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)選取的尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害易損性的指標(biāo)體系、模型、方法，應(yīng)用ArcGIS軟件對云鎳尾礦庫的研究區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如下。

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)并根據(jù)研究區(qū)內(nèi)的實(shí)際情況，將尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害易損性進(jìn)行等級(jí)劃分，如表3所示。尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害易損性分級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1所示。

表3 地質(zhì)災(zāi)害易損性等級(jí)劃分

圖1 云鎳尾礦庫工程地質(zhì)災(zāi)害易損性分級(jí)評(píng)價(jià)

(1)地質(zhì)災(zāi)害易損性極高區(qū)。主要集中在主體工程區(qū)內(nèi)，攔礦壩所在位置附近，主要發(fā)育泥石流災(zāi)害。該區(qū)內(nèi)施工人員分布較密集，且投資成本大，亦是地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性高度區(qū)，所以地質(zhì)災(zāi)害易損性極高，地質(zhì)災(zāi)害易損極高區(qū)分布較小，面積約為0.002 2 km2，約占研究區(qū)總面積的0.28%。

(2)地質(zhì)災(zāi)害易損性高區(qū)。主要集中在主體工程區(qū)內(nèi)，左右壩肩處，左右岸截洪溝及排水溝的分布位置，該區(qū)內(nèi)的施工人員較多，投資成本較高，且地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性相對較高，所以易損性也相對高。易損性高區(qū)面積約為0.052 1 km2，約占總面積的6.71%。

(3)地質(zhì)災(zāi)害易損性中等區(qū)。尾礦庫的地質(zhì)災(zāi)害易損性中等區(qū)主要分布在擬建道路所在位置，主要是一些林地，工作人員分布相對較稀松。地質(zhì)災(zāi)害易損性中等區(qū)的面積約為0.068 86 km2，約占研究區(qū)總面積的8.86%。

(4)地質(zhì)災(zāi)害易損性低區(qū)。該區(qū)主要集中在主體工程外圍，區(qū)內(nèi)主要分布林地、荒地等，無建筑設(shè)施分布且施工人員很少活動(dòng)，所以易損性相對低。地質(zhì)災(zāi)害易損性低區(qū)的面積為0.653 6 km2，約占研究區(qū)總面積的74.15%。

5 結(jié) 論

(1)針對尾礦庫工程特性，根據(jù)西南山地特有的地質(zhì)環(huán)境，以云鎳尾礦庫為例，對地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、模型和方法進(jìn)行深入研究，得到了易損性極高、易損性高、易損性中等及易損性低4個(gè)等級(jí)，評(píng)價(jià)真實(shí)可靠，可以為其他尾礦工程的易損性研究提供參考，也可為政府的區(qū)域規(guī)劃、場地適宜性評(píng)價(jià)等提供科學(xué)依據(jù)。

(2)關(guān)于尾礦庫工程地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取，筆者認(rèn)為在今后的研究中可以考慮不同地質(zhì)災(zāi)害種類的影響，這樣會(huì)使評(píng)價(jià)體系更全面和科學(xué)。但是在易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中如何考慮災(zāi)害點(diǎn)對承災(zāi)體的影響，需要更深一步探討與研究。同時(shí)，關(guān)于指標(biāo)的權(quán)重值需要根據(jù)不同尾礦庫所處的不同地質(zhì)環(huán)境條件而重新確定，否則會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)失真。

致謝：本文在寫作過程中得到昆明理工大學(xué)李波、伍波、王思學(xué)、喬爽等人的指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝。

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