Инженерная защита территорий

Рекомендации по количественному анализу оползневых рисков. Часть 1

Авторы
КОРОМИНАС Х. Факультет геотехники и наук о Земле Технического университета Каталонии, г. Барселона, Испания

ВАН ВЕСТЕН К.

Факультет геоинформатики и наблюдений за Землей Университета Твенте, г. Энсхеде, Нидерланды

ФРАТТИНИ П.

Факультет наук о Земле и окружающей среде Миланского университета Бикокка, г. Милан, Италия

КАШИНИ Л.

Факультет гражданского строительства Университета Салерно, г. Салерно, Италия

МАЛЕ Ж.-П.

Национальный центр научных исследований при Страсбургском институте физики Земли, г. Страсбург, Франция

ФОТОПУЛУ С.

Отделение по исследованиям геотехнической сейсмостойкости и динамики грунтов факультета гражданского строительства Университета Аристотеля в Салониках, г. Салоники, Греция

КАТАНИ Ф.

Факультет наук о Земле Флорентийского университета, г. Флоренция, Италия

ВАН ДЕН ЭКХАУТ М.

Институт окружающей среды и устойчивого развития Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии, г. Испра, Италия

МАВРОУЛИ О.

Факультет геотехники и наук о Земле Технического университета Каталонии, г. Барселона, Испания

АЛЬЯРДИ Ф.

Факультет наук о Земле и окружающей среде Миланского университета Бикокка, г. Милан, Италия

ПИТИЛАКИС К.

Отделение по исследованиям геотехнической сейсмостойкости и динамики грунтов факультета гражданского строительства Университета Аристотеля в Салониках, г. Салоники, Греция

ВИНТЕР М.Г.

Лаборатория транспортных исследований (TRL), г. Эдинбург, Великобритания

ПАСТОР М.

Институт инженеров путей сообщения Мадридского политехнического университета, г. Мадрид, Испания

ФЕРЛИЗИ С.

Факультет гражданского строительства Университета Салерно, г. Салерно, Италия

ТОФАНИ В.

Факультет наук о Земле Флорентийского университета, г. Флоренция, Италия

ЭРВАС Й.

Институт окружающей среды и устойчивого развития Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии, г. Испра, Италия

СМИТ Дж.Т.

Компания Golder Associates (ранее – TRL), г. Бурн-Энд, графство Бакингемшир, Великобритания


Предлагаем вниманию читателей немного сокращенный адаптированный перевод обзорной статьи итальянских, испанских, греческих, британских, голландских и французских исследователей "Рекомендации по количественному анализу оползневых рисков" (Corominas et al., 2014). Она была опубликована в 2014 году в рецензируемом научном журнале Bulletin of Engineering Geology and the Environment ("Бюллетень по инженерной геологии и окружающей среде"), который выпускается издательством Springer Science+Business Media от имени Международной ассоциации инженерной геологии и окружающей среды. Указанная работа находится в открытом доступе на сайте ResearchGate по лицензии CC BY 2.0 (предыдущей версии CC BY 3.0 и CC BY 4.0), которая позволяет распространять, переводить, адаптировать и дополнять ее при условии указания типов изменений и ссылки на первоисточник. В нашем случае полная ссылка на источник для перевода (Corominas et al., 2014) приведена в конце.

В данной статье представлены рекомендуемые методы количественного анализа опасностей и рисков оползневых событий, а также уязвимости/чувствительности к ним объектов в различных пространственных масштабах (детальных, локальных, региональных, национальных), а также методы верификации и валидации полученных результатов анализа. Описанные подходы фокусируются на оценке вероятностей возникновения различных типов оползней с определенными характеристиками. Еще описываются методы, используемые для определения пространственного распределения интенсивности оползней, описания подверженных риску объектов, оценки потенциальной степени ущерба, количественной оценки уязвимости объектов риска, а также методы, используемые для количественного анализа оползневых рисков. Статья предназначена для использования ее инженерами, работающими в научной и практической сферах, геологами и другими специалистами, имеющими дело с оползнями.

Сегодня публикуем первую часть, в которую вошли терминологический словарь, введение и общая информация по структуре количественного анализа риска. Отметим, что в этой и последующих частях нумерация формул, рисунков и таблиц будет сквозная, а список литературы будет увеличиваться по мере публикации продолжений.

Перевод статьи выполнен при поддержке ГК "ПЕТРОМОДЕЛИНГ" и Алексея Бершова.

 

 

РАСШИФРОВКА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ОБЗОРЕ ТЕРМИНОВ

 

Большинство терминов, используемых в представленной обзорной статье, соответствуют определениям, предложенным для рассмотрения оползневых опасностей и рисков международными комитетами [1–3].

Анализ рисков (risk analysis) – использование доступной информации для расчета рисков реализации опасностей для отдельных лиц, населения, имущества или окружающей среды. Анализ рисков обычно включает следующие этапы: определение масштабов; выявление (идентификация) опасностей; оценка уязвимости; расчет рисков (risk estimation).

Валидация (validation) – это процесс определения степени, в которой модель является точным представлением реального мира с точки зрения предполагаемого использования модели в дальнейшем. (То есть это процедура, подтверждения адекватности модели путем сравнения результатов ее работы с реальными данными. Валидация имеет смысл, только если предварительно выполнена верификация модели. – Ред.)

Верификация (verification) – это процесс определения того, что работа модели точно соответствует концептуальному описанию от разработчика, (То есть это процедура подтверждения корректности модели путем сравнения результатов ее работы с эталонными данными. – Ред.)

Вероятность (probability)  мера степени определенности, имеющая значения от нуля (невозможность) до 1,0 (определенность, то есть несомненность), или от 0 до 100% соответственно. Это оценка возможности наступления неопределенного будущего события или возможности достижения заданной величины чего-либо.

Вероятность достижения (reach probability, runout probability) – вероятность того, что определенный оползень достигнет точек на определенном расстоянии от места его возникновения (переместится на определенное расстояние).

Вероятность оползня (landslide probability). В рамках оползневой опасности важны следующие виды вероятности:

  • пространственная вероятность (spatial probability) – вероятность того, что определенная территория будет затронута оползнем;
  • временнАя вероятность (temporal probability) – вероятность того, что определенное инициирующее событие вызовет оползень;
  • вероятность размера/объема (size/volume probability) – вероятность того, что потенциальный оползень будет иметь заданный размер/объем;
  • вероятность достижения (reach probability) – вероятность того, что оползень пройдет определенное расстояние вниз по склону.

Возможность (likelihood). Этот термин используется для качественного описания вероятности или частоты (означает способность чего-либо возникнуть/случиться в реальности при определенных условиях. – Ред.).

Зонирование (zoning) – это процесс подразделения местности на однородные зоны (домены) с последующим их ранжированием в соответствии со степенью их фактической или потенциальной подверженности оползневым событиям, со степенью опасности или риска.

Важно, чтобы те, кто выполняет картирование оползней, использовали согласованную терминологию для их классификации и характеристики. Рекомендуется, чтобы классификация и терминология основывались на хорошо известных схемах [4–7].

Зонирование опасности (hazard zoning) – разделение местности на зоны, характеризующиеся временнОй вероятностью возникновения оползней определенной интенсивности в течение заданного промежутка времени. На картах оползневой опасности должны быть показаны зоны, в которых могут возникать оползни, а также зоны их охвата до максимальной дальности перемещения.

Инвентаризация оползней (landslide inventory) – регистрация выявленных на определенной территории оползней, объединенная с описанием их атрибутов. В идеале эти атрибуты должны содержать информацию о типе оползня, дате его схода или относительном возрасте, размере и/или объеме, текущей активности и причинах. Инвентаризация оползней либо ведется все время (непрерывно), либо представляет собой так называемую событийную инвентаризацию, то есть регистрацию и описание оползней, произошедших в результате определенного инициирующего события (ливня, землетрясения).

Индивидуальный риск для жизни (individual risk to life) – риск смертельного исхода или получения травмы любым идентифицируемым лицом, находящимся в зоне воздействия оползня или ведущим определенный образ жизни.

Интенсивность оползня (landslide intensity) – набор пространственно распределенных параметров, связанных с разрушительной силой оползня. Эти параметры могут быть описаны количественно или качественно и могут включать максимальную скорость перемещения, общее смещение, дифференцированные/частные смещения, толщину оползневых масс, максимальный расход оползневых масс на единицу ширины или кинетическую энергию на единицу площади.

Карта оползневого риска (landslide risk map) – карта, показывающая подразделение местности на зоны, характеризующиеся разными вероятностями потерь, которые могут возникнуть из-за оползней заданного типа в течение заданного периода времени. Для такой карты обычно рассчитываются:

  • ожидаемые потери на конкретной территории в результате воздействия оползня заданной величины (интенсивности) в заданном году;
  • ожидаемые потери на конкретной территории от оползня с периодом повторяемости 100 лет;
  • совокупные потери за заданный промежуток времени из-за оползней с разными периодами повторяемости.

Карта оползневой опасности (landslide hazard map) – карта, показывающая разделение местности на зоны, которые характеризуются вероятностью возникновения оползней определенной интенсивности. На картах оползневой опасности должны быть указаны зоны, где могут сходить оползни, а также зоны дальности их перемещения.

Карта предрасположенности территорий к оползням (landslide susceptibility map) – карта, показывающая подразделение местности на зоны с разной вероятностью возникновения оползней определенного типа. На ней должны быть указаны зоны, в которых могут возникать оползни, а также зоны дальности их перемещения.

Качественный анализ риска (qualitative risk analysis) – анализ, в котором используются словесные, описательные или числовые шкалы для описания масштабов (или величин) потенциальных последствий и возможности того, что эти последствия (или величины) наступят. (Этот анализ позволяет получать приблизительные, относительные оценки возможных последствий, используя установленные критерии. – Ред.).

Количественный анализ риска (quantitative risk analysis) – анализ, основанный на численных значениях вероятности, уязвимости и последствий, в результате которого получается численная величина риска.

Контроль риска, или воздействие на риск в целях его уменьшения (risk control, risk treatment) – процесс принятия решений по управлению риском, а также применение или усиление мер по снижению риска и периодическая переоценка эффективности этих мер на основе результатов очередной оценки риска.

Население, подверженное риску (population at risk) – все люди на рассматриваемой территории, которые могут быть непосредственно подвержены последствиям схода оползней.

Объекты риска (elements at risk) – объекты, подверженные риску, то есть население, здания, инженерные сооружения, хозяйственная деятельность, общественные службы, инженерные коммуникации и другие объекты инфраструктуры, культурные и экологические особенности на территории, которая может быть затронута оползнями.

Опасность (hazard) – условия, которые могут привести к нежелательным последствиям. Описание характера оползневой опасности должно включать местоположение, объем (или площадь), классификацию и скорость потенциальных оползней и любого образующегося в результате этого отделившегося от склона материала, а также вероятность оползневых событий в течение заданного периода времени.

Оползневая деятельность (landslide activity) – та или иная стадия развития оползня: «предразрушение» склона, когда в склоне имеются напряжения, но он еще не нарушен; нарушение, характеризующееся образованием непрерывной поверхности отрыва; «постразрушение», которое включает движение сразу после разрушения до момента, когда оно фактически останавливается; повторная активизация, когда склон сползает по одной или нескольким ранее существовавшим плоскостям разрыва. Реактивизация может быть случайной (например, сезонной) или непрерывной (в этом случае это так называемый активный оползень).

Остаточный риск (residual risk) – степень риска, которая остается после принятия мер по его снижению.

Оценка оползневой опасности (landslide hazard assessment) – определение/оценка зон, где в течение заданного периода времени могут произойти оползни определенного типа, с определенными объемом, интенсивностью и дальностью перемещения.

Оценка предрасположенности территории/участка к оползням (landslide susceptibility assessment) – количественное или качественное оценивание типов, объемов (или площадей) и пространственного распределения оползней, которые существуют или потенциально могут возникнуть на участке или территории.

Оценка/оценивание рисков (risk assessment) – это процесс, который включает в себя такие этапы, как анализ и сравнительная оценка рисков (risk evaluation). Его целью является использование полученных результатов для принятия обоснованного решения относительно методов контроля риска. То есть оценка рисков входит в процесс выработки рекомендаций относительно того, являются ли существующие риски приемлемыми и адекватны ли существующие меры контроля рисков, а если нет, то оправданны ли альтернативные меры контроля рисков и будут ли они предприняты.

Период повторяемости, или интервал повторения (recurrence interval, return period) – долгосрочный средний промежуток времени между оползневыми событиями на определенном участке или на определенной территории (статистически вычисленное среднее время между возникновением оползней определенной величины или интенсивности на определенном участке или на определенной территории. – Ред.).

Подверженность (exposure) – возможность оказаться под воздействием потенциальных оползней для людей, сооружений, имущества, инженерных систем или других объектов в зонах, которые могут быть затронуты оползнями.

Последствия/последствие (consequence) – результаты или потенциальные результаты оползневого события, выраженные качественно или количественно в отношении потерь, вреда или пользы, ущерба, травм или потерь жизней.

Пространственно-временная вероятность для объекта риска (spatiotemporal probability of the element at risk) – вероятность того, что объект риска окажется на пути движения возможного оползня, то есть количественное выражение подверженности объекта воздействию потенциального оползня.

Размер/величина оползня (landslide magnitude) – показатель размера оползня. Количественно величина оползня может быть выражена через его объем или (косвенно) площадь. Эти два показателя могут относиться к стенке отрыва, отложениям оползня или и к тому, и к другому.

Риск (risk) – мера вероятности и серьезности неблагоприятного воздействия на здоровье, имущество или окружающую среду. Риск часто определяется как вероятность оползневого события, умноженная на его последствия.

Социальный риск (societal risk) – риск того, что общество пострадает от оползневого события, которое приведет к многочисленным жертвам, травмам, а также финансовым, экологическим и другим потерям и нарушениям жизнедеятельности отдельных людей, социальных групп и общества в целом.

Сравнительная оценка риска (risk evaluation) – этап, на котором величины и суждения напрямую или косвенно используются в процессе принятия решений c учетом важности рассчитанных (estimated) величин рисков и связанных с ними социальных, экологических и экономических последствий с целью определения ряда альтернатив для управления рисками. (Сравнительная оценка риска включает в себя сопоставление рассчитанных оценок риска с установленными критериями. При этом используются данные о риске, которые были получены при его анализе, а результаты сравнительной оценки нужны для принятия решений о дальнейших действиях. – Ред.).

Угроза (danger) – природное явление, которое может привести к неблагоприятным последствиям, описываемое с точки зрения его геометрии, механических и других характеристик. Опасность может быть существующей (например, оползающий склон) или потенциальной (например, возможный камнепад). Описание характера опасности не включает в себя ее прогнозирование.

Управление рисками/риском (risk management) – полный процесс оценки рисков и контроля рисков.

Уязвимость/чувствительность (vulnerability) – степень потерь для данного объекта риска или ряда объектов риска, подверженных воздействию оползня заданной величины/интенсивности. Она выражается в соответствии со шкалой от 0 (нет отрицательных последствий) до 1 (полная потеря).

Частота (frequency) – мера возможности, выраженная в количестве событий за заданный промежуток временив.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Несмотря на значительное улучшение знаний о механизмах неустойчивости склонов/откосов и наличие широкого спектра методов защиты, оползневые события по-прежнему приводят к значительному числу человеческих жертв и большим экономическим потерям во всем мире. Недавние исследования [8] показали, что гибель людей чаще происходит в менее развитых странах, где относительно мало инвестиций в развитие понимания опасностей и рисков, связанных с оползнями (в основном из-за отсутствия необходимых для этого ресурсов). Для поддержки местных и региональных администраций, которые отвечают за управление оползневыми рисками в большинстве стран, необходимы совместные исследования и более активные усилия по наращиванию соответствующего потенциала.

Органам власти и лицам, принимающим решения, нужны карты, отображающие зоны, которые могут быть затронуты оползнями, чтобы они были учтены в планах строительства и/или чтобы были реализованы соответствующие меры по снижению рисков. Доступно множество разнообразных методов оценки предрасположенности территорий к возникновению оползней, оползневым опасностям и рискам.

Для содействия принятию решений по управлению рисками несколько организаций и научных сообществ предложили руководящие принципы или методические рекомендации по составлению карт оползневой опасности (например, [1, 9-12]). При этом их общей целью является использование единой терминологии и выделение основных данных, необходимых для подготовки карт и практических руководств по анализу этой информации. Некоторые из них предназначены для включения в нормативно-правовые документы [9; 11]. Однако в разных странах и даже в пределах одной и той же страны применяемые методики существенно различаются между собой [13].

Чтобы управлять риском, его необходимо сначала проанализировать и оценить. Оползневый риск, которому подвержены объект или территория, должен быть рассчитан для определенного промежутка времени после оценки частоты/вероятности возникновения оползней, интенсивность которых превышает минимальное заданное значение. В связи с этим растет необходимость в количественном анализе рисков (КолАР), который отличается от качественного (КачАР) входными данными, используемыми методиками и конечными результатами. КолАР позволяет количественно оценить вероятность определенного уровня потерь и связанные с этим неопределенности, в отличие от КачАР, который дает результаты в виде взвешенных индексов, относительных рангов (например, низкого, среднего и высокого), оценки качественных уровней/категорий риска. (Оценка риска – процесс идентификации и прогнозирования опасности/опасностей, оценки уязвимости и возможных потерь объекта и его составляющих для всех случаев реализации этой опасности. Количественная оценка риска – анализ уровня и степени риска в количественной форме. – Ред.)

КолАР важен для ученых и инженеров, поскольку он позволяет количественно оценить риск, причем объективно и воспроизводимо, а его результаты для разных мест (участков, регионов и т.д.) можно сравнивать между собой. Кроме того, он помогает выявлять пробелы во входных данных и понимать слабые стороны используемых видов анализа. Для специалистов, занимающихся управлением оползневыми рисками, количественный анализ также полезен, поскольку он позволяет проводить анализ затрат и выгод и обеспечивает основу для определения приоритетов в управлении и действиях по противооползневой защите, а также соответствующего распределения ресурсов. Для общества в целом КолАР помогает повысить осведомленность о существующих уровнях риска в количественной форме и оценить эффективность предпринимаемых мер защиты.

Для КолАР обычно необходимы более точные геологические и геомеханические входные данные и высококачественная цифровая модель рельефа (ЦМР), чтобы можно было оценить весь диапазон возможных сценариев, проектных событий и периодов повторяемости. Ли и Джонс [14] предупредили, что даже при наличии результатов количественного анализа риска вероятность оползневого события и величина его неблагоприятных последствий являются лишь оценочными. Из-за ограничений в доступной информации использование чисел может скрыть то, что велика потенциальная возможность ошибки. В этом отношении оценки, полученные при КолАР, не обязательно более объективны, чем при качественном, поскольку, например, вероятность может быть оценена на основе личных суждений. Однако количественный анализ риска облегчает обмен информацией между специалистами по геонаукам, собственниками земли и лицами, принимающими решения.

Риск для одного оползневого сценария можно аналитически выразить следующим образом:

 

 

где R – риск, связанный с достижением оползнем величиной Mi объекта риска, расположенного на расстоянии X от места инициации этого оползня; P(Mi) – вероятность возникновения оползня величиной Mi; P(Xj|Mi) – вероятность того, что оползень достигнет точки, расположенной на расстоянии X от зоны его зарождения, с интенсивностью j, P(T|Xj) – вероятность нахождения объекта риска в точке X во время оползневого события; Vij  уязвимость объекта риска к воздействию оползня величиной i и интенсивностью j; C – величина объекта риска.

 

В уравнении (1) есть три основных компонента, которые необходимо учитывать при оценке: опасность, подверженность объектов риску и их уязвимость/чувствительность к воздействию оползня. Они характеризуются как пространственными, так и непространственными атрибутами. Опасность характеризуется вероятностью оползневого события и его интенсивностью, которая отражает серьезность опасности. Объектами риска здесь являются: население; имущество; экономическая деятельность, включая общественные услуги; любые другие определенные объекты, подверженные соответствующим опасностям на той или иной территории [3]. Они тоже имеют пространственные и непространственные характеристики. Взаимодействие опасности и этих объектов включает их подверженность оползневому риску и их уязвимость к воздействию оползней. Подверженность отражает степень, в которой объекты риска действительно могут оказаться на пути возможного оползня. Уязвимость относится к условиям, определяемым физическими, социальными, экономическими факторами и условиями окружающей среды или процессами, которые делают сообщество чувствительным к воздействию опасностей [3]. Физическая уязвимость оценивается как результат взаимодействия между интенсивностью опасности и типом объекта риска с использованием так называемых кривых уязвимости.

Для получения дополнительных пояснений по поводу анализа опасностей и рисков читатель может обратиться к учебникам/руководствам [14–16].

Вероятно, наиболее важным вопросом является определение времени оползневых событий. Во многих районах отсутствие (недостаток) данных не позволяет провести количественное определение вероятности разрушения склона или активизации ранее сошедших оползней в пределах определенного периода времени. Несмотря на это ограничение, решения по управлению оползневыми рисками иногда принимаются с учетом пространственного распределения существующих или потенциальных оползней. Это осуществляется посредством анализа факторов, предрасполагающих к оползневым событиям, или предрасположенности территорий к оползням.

Цель настоящих рекомендаций – дать обзор существующих методов/методик КолАР и зонирования предрасположенности территорий к оползням, оползневых опасностей и рисков в различных масштабах, а также дать рекомендации по их использованию. Эта публикация предназначена не для того, чтобы стать стандартом, а для того, чтобы представить набор количественных инструментов исследователям и практикам, занимающимся анализом оползневых опасностей и рисков, а также методами/методиками соответствующего картирования. Пользователи должны быть осведомлены о действиях и данных, которые необходимы для характеристики оползнеопасных зон и для оценки уровней опасности и потенциальных рисков, а также связанных с ними неопределенностей.

Предлагаемый обзор структурирован аналогично руководству JTC-1 [1; 13] от Совместного технического комитета (Joint Technical Committee, JTC) Международной организации по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) и Международной электротехнической комиссии (International Electrotechnical Commission, IEC). Следует отметить, что некоторые из авторов настоящей статьи были глубоко вовлечены в подготовку вышеуказанного руководства. Однако здесь все разделы обновлены (по состоянию на момент написания данной работы, то есть на 2014 г. – Ред.).

Представленные здесь рекомендации касаются только количественных подходов. При подготовке обзора были предприняты значительные усилия для того, чтобы раскрыть темы, которые лишь частично рассматривались в ранее опубликованных руководствах, причем иногда это требовало новых разработок:

а) методик картирования оползневой опасности на основе карт предрасположенности территорий к возникновению оползней;

б) анализа опасностей, связанных с разными типами оползней;

в) оценки подверженности объектов оползневым рискам;

г) оценки уязвимости, в частности физической чувствительности, и построения кривых уязвимости;

д) верификации моделей и валидации карт зонирования.

 

СТРУКТУРА КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА РИСКА

 

Общая структура КолАР включает весь процесс оценки риска и его контроля (воздействия в целях уменьшения).

Оценка риска включает процесс его анализа и сравнительной оценки.

При анализе риска используется доступная информация для расчета величины риска реализации опасности для отдельных лиц, населения, имущества или окружающей среды. В этот анализ обычно входят следующие стадии: идентификация опасности, оценка опасности, инвентаризация объектов риска и их подверженности риску, оценка уязвимости объектов риска, расчет величины риска. Поскольку все эти стадии имеют важный пространственный компонент, анализ риска часто требует управления набором пространственных данных и использования географических информационных систем (ГИС).

Сравнительная оценка риска – это этап, на котором величины и суждения напрямую или косвенно входят в процесс принятия решений, включая учет важности вычисленных рисков и связанных с ними социальных, экологических и экономических последствий, в целях определения ряда альтернатив для управления рисками.

Оценка оползневой опасности требует подхода с учетом многих опасностей, поскольку могут возникать различные типы оползней, каждый из которых имеет свои характеристики и причинные факторы, а также свои пространственные, временнЫе и размерные вероятности. Кроме того, оползневые опасности часто возникают в сочетании с другими типами опасностей (например, наводнениями или землетрясениями).

На рисунке 1, основанном на работе [17], представлена структура оценки оползневого риска при нескольких опасностях с указанием разных этапов (А–И). На первом этапе (А) обрабатываются исходные данные, необходимые для оценки риска для нескольких факторов опасности с уделением особого внимания информации, необходимой для создания карт предрасположенности территорий к оползням в отношении их возникновения, дальности перемещения, инициирующих факторов, инвентаризаций, выполненных в разное время, и объектов риска.

 

Рис. 1. Структура оценки оползневого риска, связанного со многими опасностями (на основе работы [17])
Рис. 1. Структура оценки оползневого риска, связанного со многими опасностями (на основе работы [17])

 

Второй этап (Б) сосредоточен на оценке предрасположенности территорий к оползням и разделен на два компонента. Первый, наиболее часто используемый, касается моделирования зон, предрасположенных к инициированию оползней, для которого может использоваться множество разных методов (основанных на инвентаризации, а также эвристических, статистических, детерминистических). На полученных картах будут отображены зоны зарождения оползней для моделирования потенциальных зон их перемещения/распространения (вероятностей достижения определенных расстояний).

Третий этап (В) касается оценки оползневой опасности, которая в значительной степени зависит от наличия данных по инвентаризациям оползней, вызванных одинаковыми инициирующими событиями. Связывая распределение оползней с временнОй вероятностью инициирующего события, можно провести анализ периодов повторяемости оползней той или иной величины. Результаты инвентаризации оползней, вызванных одинаковыми инициирующими событиями (в дополнение к другим факторам), используются и для определения пространственной вероятности инициирования оползней и достижения ими определенных точек, а также для вычисления вероятности возникновения потенциальных оползней в течение заданного периода повторяемости.

Четвертый этап (Г) – это анализ подверженности объектов воздействию оползней, который включает в себя наложение друг на друга карт опасностей и карт расположения объектов риска в среде ГИС.

На пятом этапе (Д) происходит оценка уязвимости объектов с рассмотрением разных типов чувствительности и разных возможных подходов. Основное внимание уделяется использованию экспертных мнений, эмпирических данных и физически обоснованных аналитических или численных моделей при определении классов уязвимости, а также применению доступных кривых или матриц уязвимости. При этом наибольшая часть внимания уделяется определению физической чувствительности объектов, подверженных риску. Другие типы уязвимости (например, социальные, экологические и экономические) в основном анализируются с использованием пространственной многокритериальной сравнительной оценки как части качественной оценки риска (на восьмом этапе, то есть «З») и в данной статье обсуждаться не будут.

Шестой этап (Е) объединяет рассмотрение опасности, уязвимости, характера объектов риска и их количества (либо числа людей, либо количества зданий, либо стоимости). Риск для каждого конкретного объекта (конкретный риск) рассчитывается для многих различных ситуаций и связан с типом оползня, его объемом, периодом повторяемости инициирующего события и типом самого объекта риска.

Седьмой этап (Ж) в целом является реализацией количественного подхода к оценке риска, при котором полученные результаты отображаются в виде кривых риска, отображающих ожидаемые потери в зависимости от вероятности возникновения оползня для каждого его типа в отдельности и отражающих неопределенность, основанную на неопределенностях входных данных при анализе риска. Это можно проиллюстрировать, построив по две кривые, выражающие минимальные и максимальные потери для каждого периода повторяемости инициирующего события или для соответствующей годовой вероятности. Индивидуальные кривые риска могут быть интегрированы в общие кривые риска для конкретной территории, а потери населения могут быть выражены в виде кривых вероятности количества жертв [18]. Кривые риска могут быть построены для разных базовых элементов, таких как отдельные склоны, участки дорог, населенные пункты, муниципалитеты, районы или провинции (области).

Восьмой этап (З) касается методов качественной оценки риска, которые в основном основаны на интеграции индекса опасности и индекса уязвимости с использованием пространственной многокритериальной сравнительной оценки.

Последний этап (И) касается использования информации о риске на разных стадиях управления им.

В настоящей статье будут обсуждаться только этапы с «А» по «Ж».

-

Продолжение следует.


ИСТОЧНИК ДЛЯ ПЕРЕВОДА

Corominas J., Van Westen C., Frattini P., Cascini L., Malet J.-P., Fotopoulou S., Catani F., Van Den Eeckhaut M., Mavrouli O., Agliardi F., Pitilakis K., Winter M.G., Pastor M., Ferlisi S., Tofani V., Hervas J., Smith J.T. Recommendations for the quantitative analysis of landslide risk // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2014. Vol. 73. № 2. P. 209–263. DOI:10.1007/s10064-013-0538-8. URL: https://www.researchgate.net/publication/259032330_Recommendations_for_the_quantitative_analysis_of_landslide_risk.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ, ИСПОЛЬЗОВАННОЙ АВТОРАМИ ПЕРЕВЕДЕННОЙ СТАТЬИ

  1. Fell R., Corominas J., Bonnard Ch., Cascini L., Leroi E., Savage W.Z. Guidelines for landslide susceptibility, hazard and risk zoning for land use planning (on behalf of the JTC-1 Joint Technical Committee on Landslides and Engineered Slopes) // Eng. Geol. 2008. Vol. 102. P. 85–98.
  2. TC32 – Technical Committee 32 (Engineering Practice of Risk Assessment and Management) of the International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE). Risk assessment – glossary of terms. 2004. URL: http://www.engmath.dal.ca/tc32/2004Glossary_Draft1.pdf.
  3. Terminology of disaster risk reduction. Geneva: United Nations International Strategy for Disaster Reduction (UN-ISDR). 2004. URL: http://www.unisdr.org/eng/library/lib-terminology-eng%20home.htm.
  4. Cruden D.M., Varnes D.J. Landslide types and processes // Turner A.T., Schuster R.L. (eds). Landslides – investigation and mitigation: Transportation Research Board Special Report № 247. Washington, DC: National Academy Press, 1996. P. 36–75.
  5. Hungr O., Evans S.G., Bovis M.J., Hutchinson J.N. A review of the classification of landslides of the flow type // Environ. Eng. Geosci. 2001. Vol. VII. № 3. P. 221–238.
  6. Hungr O., Leroueil S., Picarelli L. Varnes classification of landslide types, an update // Eberhardt E., Froesse C., Turner A.K., Leroueil S. (eds). Landslides and engineered slopes: protecting society through improved understanding. Boca Raton: CRC Press, 2012. Vol. 1. P. 47–58.
  7. IAEG Commission on Landslides. Suggested nomenclature for landslides // Bull. Int. Assoc. Eng. Geol. 1990. Vol. 41. P. 13–16.
  8. Petley D.N. Landslides and engineered slopes: protecting society through improved understanding // Eberhardt E., Froese C., Turner A.K., Leroueil S. (eds). Landslides and engineered slopes. London: CRC, 2012. Vol. 1. P. 3–13.
  9. OFAT, OFEE, OFEFP. Recommandations 1997: prise en compte des dangers dus aux mouvements de terrain dans le cadre des activites de l’amenagement du territoire. Berne: OCFIM, 1997. 42 p.
  10. Assessment of landslide risk in natural hillsides in Hong Kong: Report № 191. Hong Kong: Hong Kong Geotechnical Engineering Office (GEO), 2006. 117 p.
  11. Guidelines for landslide susceptibility, hazard and risk zoning for land use management // Aust. Geomech. Australian Geomechanics Society (AGS) Landslide Taskforce Landslide Zoning Working Group, 2007. Vol. 42. № 1. P. 13–36.
  12. Fell R., Corominas J., Bonnard Ch., Cascini L., Leroi E., Savage W.Z. Guidelines for landslide susceptibility, hazard and risk zoning for land-use planning (on behalf of the JTC-1 Joint Technical Committee on Landslides and Engineered Slopes) // Comment. Eng. Geol. 2008. Vol. 102. P. 99–111.
  13. Corominas J. et al. (eds) SafeLand Deliverable D2.1: overview of landslide hazard and risk assessment practices. 2010. URL: http://www.safeland-fp7.eu/.
  14. Lee E.M., Jones D.K.C. Landslide risk assessment. London: Thomas Telford, 2004. 454 p.
  15. Glade T., Anderson M., Crozier M.J. Landslide hazard and risk. Chichester: Wiley, 2005. 802 p.
  16. Smith K., Petley D.N. Environmental hazards: assessing risk and reducing disaster. London: Taylor & Francis, 2008.
  17. Van Westen C.J., Van Asch T.W.J., Soeters R. Landslide hazard and risk zonation: why is it still so difficult? // Bull. Eng. Geol. Environ. 2005. Vol. 65. № 2. P. 167–184.
  18. IUGS Working Group on Landslides, Committee on Risk Assessment. Quantitative risk assessment for slopes and landslides – the state of the art // Cruden D., Fell R. (eds). Landslide risk assessment. Amsterdam: A.A. Balkema, 1997. P. 3–12.

 

Перевод статьи выполнен при поддержке ГК «ПЕТРОМОДЕЛИНГ» и Алексея Бершова.

 


Журнал остается бесплатным и продолжает развиваться.
Нам очень нужна поддержка читателей.

Поддержите нас один раз за год

Поддерживайте нас каждый месяц