泥石流風(fēng)險減緩措施及經(jīng)濟決策
——以山西吉縣城北溝為例

唐亞明，武立，馮凡，程波，趙阿寧，畢銀強，白軒，趙宇宣

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710054；2.山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030006；3.機械工業(yè)勘察設(shè)計研究院有限公司,陜西 西安 710043)

在山區(qū)自然災(zāi)害當(dāng)中，泥石流因其發(fā)生突然、運動迅速、覆蓋面大，為一種危害較大的災(zāi)害類型，對此許多文獻都有報道(Sadeghiamirshahidi, et al., 2018; Cheng, et al., 2018;Ron, et al., 2008)。因此，需要采取恰當(dāng)?shù)拇胧┮詼p緩泥石流的風(fēng)險(Hungr,1997)。整個風(fēng)險減緩過程需要當(dāng)?shù)卣途用竦某浞謪⑴c和具體實施，但是由于分工的不同，他們往往缺乏對泥石流地質(zhì)特征和風(fēng)險大小的理解，面臨著是否應(yīng)該進行風(fēng)險防控，以及如何評價風(fēng)險減緩措施的經(jīng)濟合理性的問題(Crosta, et al. 2005)。因此，需要將專業(yè)的泥石流風(fēng)險評價量化，將預(yù)防和治理措施費用化，將風(fēng)險減緩的好處效益化，并通過費用-效益的比較，幫助政府和公眾進行理性和經(jīng)濟決策。但是，目前許多文獻報道中多關(guān)注泥石流的啟動機制(Chen， et al.,2017;Chen, 2016; Tie， et al, 2014)、運動距離(Kritikos, et al.,2015; Byron, 2014; Tie, 2013)、風(fēng)險的定量化(De Graff, 2014; Murgese, 2013; Lin, 2012)以及防治工程的設(shè)計(Zhang, et al.,2017; Bugnion, et al.,2012; Decaulne, 2007)等。對于容許風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)判別(Fell,1994)、費用-效益分析等社會學(xué)和經(jīng)濟學(xué)的問題則關(guān)注較少，尤其是將這幾方面結(jié)合起來，進行一個完整的分析決策則更少。

城北溝泥石流位于黃土高原東部呂梁山區(qū)，行政區(qū)劃屬于山西省吉縣(圖1)。溝口坐標(biāo)為110°40′24.90″，36°6′14.09″。2013年7月3日，中國山西省南部出現(xiàn)區(qū)域性大暴雨，最大雨強達54.6 mm/h。持續(xù)性強降雨引發(fā)城北溝發(fā)生泥石流，洪流沖進位于溝口的部分居民的院落、房屋，使財產(chǎn)遭到一定損失。目前，該溝道內(nèi)仍有大量的松散物質(zhì)，在一定的降雨條件下，仍有再次發(fā)生泥石流的危險。故以城北溝泥石流為例，展示從調(diào)查評價、工程設(shè)計到費用效益分析的完整過程。其流程見圖2。

1 泥石流發(fā)育特征

該泥石流溝的主溝道長為3 776 m，上下游高差289 m，平均坡降30‰，流域面積為3.39 km2。將整個泥石流溝分為上游、中游和下游，上游長為3 800 m，中游長為1 360 m，下游長為1 600 m(圖1)。上游有2條支溝，斷面呈“V”字型，兩側(cè)坡度45°(圖3a)。2條支溝呈小角度交于一點，其下游180 m處溝道出現(xiàn)彎折并變得寬緩，此處為上中游分界點。從中游開始縱坡比降低，谷底平坦，溝道平直，但溝道寬度較窄。在距2支溝交匯點1 540 m處有一彎道，溝道也由緊束變得寬闊，此為中下游分界點。下游溝道寬緩平直，流通約為1 600 m后匯入上一級溝道——圪針溝，再經(jīng)過約為400 m匯入清水河(此為黃河的一級支流)。該條溝的中上游溝道內(nèi)沒有人居住，但下游有約為600 m長的河道被居民房屋嚴(yán)重擠占，如果發(fā)生大的洪水或泥石流，就沒有足夠的空間排泄洪水或堆積泥石流物質(zhì)(圖3b)。

溝內(nèi)巖性為第四系中晚更新世黃土。中上游共有10處滑坡(圖1)。泥石流物質(zhì)來源主要為黃土滑坡、崩塌、坡面泥流形成的松散物質(zhì)(武立等,2018)，以細(xì)粒土為主，塊石含量較少。整個流域松散物平均厚度為0.5 m，體積為10萬m3。根據(jù)現(xiàn)場測量，固體黃土的重度為15.7 kN/m3，泥石流重度為18.5 kN/m3。

據(jù)1957～2016年降水量資料，該溝多年年平均降水量為529.4 mm，年最大降水量為828.9 mm，日最大降水量為151.3 mm。用水文學(xué)方法分析，其中100年一遇的小時最大降水量為56.3 mm/h。此時峰值清水流量Qp按如下經(jīng)驗公式計算(國土資源部，2004)。

圖1 城北溝遙感影像圖Fig.1 The location of Chengbei gully and its remote sense image

圖2 方法和流程圖Fig.2 General method and operation flow

a.上游概貌；b.下游概貌圖3 城北溝航拍照片F(xiàn)ig.3 View of Chengbei gully

式中:t為流域匯流歷時，取值3 600 s；ht為t時段最大凈降雨量，取值56.3 mm；A為匯流面積，取值3.39 km2。

2 危險性分析

筆者使用FLO-2D軟件模擬泥石流的危險性。首先采用機載激光雷達Lidar技術(shù)獲取該流域的高精度地形數(shù)據(jù)，然后進行野外詳細(xì)調(diào)查、實地測試、計算及查閱FLO-2D手冊的方法確定模擬所需的參數(shù)見表1。

建立泥石流模型。首先劃定流域邊界和劃分網(wǎng)格，然后選取上游2支溝的交匯處作為集水點，選取流域邊界的最低2個網(wǎng)格作為排出點，該點的實際位置在城北溝出口處，也是其匯入另一條河溝的交匯處。設(shè)置模擬時間為3h，通過運行軟件，得到如下的最大泥深分布圖(圖4)和最大流速分布圖(圖5)。

從圖4可以看出，在最大降雨強度為56.3 mm/h的情況下，泥石流淹沒面積約為160×103m2，其中泥深小于1 m的面積占40%，泥深為1～3 m的面積占48%，泥深大于3 m的面積占12%。中游段泥深較大，最大泥深為5.73 m，位于中游與下游交界點的下端，因其地形變得相對平緩開闊，為泥石流的沉積提供了有利條件。此外在溝道出口處，也出現(xiàn)了大于4 m的泥深，且以最大泥深點為中心，形成了一個覆蓋面積約為40×103m2的泥石流堆積扇。城北溝的中游段乃至下游的上半段并無人員居住，所以盡管這一段泥深較深，但對安全性的影響不大。而出口的堆積扇恰好位于縣城北部的居民區(qū)，建筑密度很大，泥石流對這一區(qū)域的影響很大。

從圖5可以看出，在最大降雨強度為56.3 mm/h的情況下，泥石流的平均流速約為1.2 m/s。其最大流速為3.8 m/s，位于中游與下游交界點的上端，因這一段地形變得狹窄，流速加快，過了交界點之后，地形變得開闊平緩，流速急劇下降為1.4 m/s。另外在中游的某些縱坡降較大，溝谷緊束變窄的地段，流速也較大。

根據(jù)前人研究成果，可按泥深和流速的綜合關(guān)系判定泥石流強度(唐川等,1993)，其強度判定準(zhǔn)則如表2(唐川等，1994)。根據(jù)這一準(zhǔn)則在FLO-2D軟件中設(shè)置泥石流的強度劃分條件，并予以計算，最終得到泥石流強度分布圖(圖6)。

表1 FLO-2D模擬所使用的參數(shù)Tab.1 Parameters used in FLO-2D simulation

圖4 最大雨強下的中下游最大泥深分布圖(100年超越概率)Fig.4 The zoning map of maximum mud depth in terms of maximum rainfall (Within a 100-year returned period)

圖5 最大雨強下的中下游最大流速分布圖(100年超越概率)Fig.5 The zoning map of maximum flow velocity in terms of maximum rainfall (Within a 100-year returned period)

表2 泥石流強度判定準(zhǔn)則Tab.2 Judgment criteria for debris flow intensity

圖6 泥石流強度分布圖(100年超越概率)Fig.6 The zoning map of debris flow intensity (hazards) in terms of maximum rainfall(Within a 100-year returned period)

圖6是在100年一遇的最大雨強56.3 mm/h的情況下模擬泥石流的泥深和流速綜合得到的，意味著在100年的超越概率下，該條溝谷將會有圖6所示的范圍被泥石流淹沒，且顏色越深的地方泥石流的強度越大。

3 風(fēng)險分析

滑坡風(fēng)險計算的理論公式(Fell，2005)為如下。

R=P(L)×P(T:L)×P(S:T)×V×E

式中：R為滑坡產(chǎn)生的風(fēng)險值，用每年可能造成損失的價值多少來度量；P(L)為滑坡發(fā)生的概率；P(T:L)為滑坡到達承災(zāi)體的概率；P(S:T)為承災(zāi)體的時空概率；V為承災(zāi)體的易損性；E為承災(zāi)體的價值(唐亞明等,2012)。

筆者采用上述理論公式計算泥石流的風(fēng)險值。P(L)可看做是泥石流發(fā)生的概率。在100年超越概率下，此概率為0.01。P(T:L)為泥石流到達承災(zāi)體的概率。圖7被顏色覆蓋的區(qū)域，泥石流將有1.0的概率到達承災(zāi)體。泥石流淹沒區(qū)的承災(zāi)體有財產(chǎn)和人2大類。下面分別探討其時空概率、易損性和價值。

財產(chǎn)類的承災(zāi)體主要是當(dāng)?shù)氐木用窠ㄖ笆覂?nèi)物品，因為它們是固定的，所以其時空概率P(S:T)為1.0。易損性V的大小主要受泥深和流速的影響，同時也與承災(zāi)體本身的堅固程度有關(guān)。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，當(dāng)?shù)氐慕ㄖ饕?～2層的磚混結(jié)構(gòu)的民居，該類建筑物抵抗外力的能力較差。據(jù)前人研究，當(dāng)泥石流流速大于4 m/s或泥深大于3 m時，此類建筑物會完全損毀(羅元華，2000)。參考此結(jié)論且為了便于統(tǒng)計，將財產(chǎn)類承災(zāi)體的易損性按前述劃分的泥石流強度進行分區(qū)。設(shè)泥石流強度高的區(qū)域易損性為0.9，泥石流強度中等的區(qū)域易損性為0.6，泥石流強度低的區(qū)域易損性為0.1(圖7)。承災(zāi)體的價值E僅做估算。根據(jù)當(dāng)?shù)胤康禺a(chǎn)市場價格，其房屋單價為1 800元/m2。此外，室內(nèi)物品的價值按房屋建筑價值的25%估算，則財產(chǎn)類承災(zāi)體綜合單價為2 250元/m2。分別測量不同易損區(qū)內(nèi)的房屋面積，并乘以綜合單價，可得到財產(chǎn)的總價值。

圖7 承災(zāi)體易損性分區(qū)Fig.7 The zoning map of vulnerability of elements at risk

人員類的承災(zāi)體主要是縣城的居民，因為居民是可活動的，所以其時空概率小于1.0，按人均每天有10 h呆在屋內(nèi)，則P(S:T)=10/24=0.42。人員易損性V的大小與泥石流的強度、發(fā)生的時間、預(yù)警時長、人員身體素質(zhì)、受教育程度、救援機制等均有關(guān)，其值介于0(無損害)～1.0(死亡)。為便于統(tǒng)計，將人員承災(zāi)體的易損性也按泥石流強度進行分區(qū)。設(shè)泥石流強度高的區(qū)域人員易損性為0.1，泥石流強度中等的區(qū)域人員易損性為0.05，泥石流強度低的區(qū)域人員易損性為0.01(圖7)。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，居住在高強度區(qū)的人員有8戶24人；居住在中強度區(qū)的人員有15戶45人；居住在低強度區(qū)的人員有20戶60人。從人文主義的觀點來說，生命的價值是不可計算的，由于筆者需對費用和效益進行評價，故采取某種方法貨幣化生命的價值。在此采用個體生命損失價值計算式Ei=g·e·(1-w)/4·w,式中：g為人均GDP/年，e為人均預(yù)期壽命，w為工作休閑時間比(尚志海，2012)。查閱相關(guān)資料(國家統(tǒng)計局，2017)，g取值為55 000元/年，e取值為73歲，w取值為0.2，計算得Ei=402萬元。用人數(shù)乘以個體生命損失價值Ei可以得到人員類承災(zāi)體的價值。

泥石流風(fēng)險計算式各因數(shù)取值及計算結(jié)果見表3。城北溝泥石流風(fēng)險總和貨幣化后為74萬元/年。

表3 城北溝泥石流風(fēng)險值計算表Tab.3 Calculating Table of Risk Value of Debris Flow in Chengbei gully

4 容許風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)及風(fēng)險評價

風(fēng)險評價是評估現(xiàn)存風(fēng)險是否可容忍或現(xiàn)有風(fēng)險控制措施是否充分，如果不可容忍或不充分，是否應(yīng)該實施其他風(fēng)險控制措施的建議過程(E.Leroi, et al., 2005)。主要用人的生命風(fēng)險做評估對象，即考量在一次災(zāi)害事件中同時有多少人受到威脅，死亡的概率有多大，即社會風(fēng)險評價。要進行社會風(fēng)險評價，首先應(yīng)確定社會風(fēng)險容許標(biāo)準(zhǔn)。目前在化工業(yè)、建筑業(yè)有這類標(biāo)準(zhǔn)，但地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險減緩行業(yè)尚缺乏此類標(biāo)準(zhǔn)。故引用香港土木工程辦公室1998年制訂標(biāo)準(zhǔn)(圖8)。

根據(jù)泥石流強度分區(qū)，分別確定不同區(qū)域內(nèi)的受險人數(shù)N，并計算不同區(qū)域內(nèi)的年死亡概率f，最后得到每年≥N人死亡的累積概率F(表4)。以N為橫坐標(biāo)，以F為縱坐標(biāo)，在對數(shù)坐標(biāo)系里繪制F-N曲線，得到城北溝泥石流每年≥N人死亡的累積概率F與受險人數(shù)N的曲線(圖8)。從圖8中可以看出，該曲線全部落在“不可接受區(qū)”內(nèi)，表明該泥石流的威脅人數(shù)和死亡概率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了社會所能接受的程度。而根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，針對這個泥石流可能造成的危害所采取的風(fēng)險控制措施很少，僅僅是在溝口設(shè)置了警示牌，現(xiàn)有的風(fēng)險控制措施不充分，因此需要采取其他的風(fēng)險控制措施進行干預(yù)。

圖8 城北溝泥石流風(fēng)險與社會容許風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)的對比Fig.8 Evaluation figure of the risk of Chengbei debris flow vs.risk social tolerance criteria

5 風(fēng)險控制措施的選擇

從理論上來說，有如下幾種措施可以控制泥石流的風(fēng)險。

A.減少泥石流發(fā)生的概率。通過防滑樁、擋墻，或直接清除危巖體，減少中上游滑坡崩塌的產(chǎn)生，減少泥石流物源，從而達到減少泥石流發(fā)生概率的目的。

表4 城北溝泥石流F-N曲線數(shù)據(jù)表Tab.4 F-N curve data table of Chengbei Gully debris flow

B.減少泥石流到達承災(zāi)體的概率。在中上游修建阻攔壩體，在下游修建排導(dǎo)堤，在建筑物前修建攔截壩，使泥石流不能到達居民建筑。

C.減少承災(zāi)體的時空概率。安裝監(jiān)測預(yù)警和公共廣播系統(tǒng)，提前疏散人群，以減少承災(zāi)體的時空概率。

D.減少承災(zāi)體的易損性。進行公眾教育，增強公眾的防災(zāi)意識和應(yīng)對能力，提高承災(zāi)體抗御風(fēng)險的能力，降低易損性(唐亞明等，2011,2015；臺州市人民政府辦公室，2019)。

E.減少承災(zāi)體數(shù)量。將現(xiàn)有居民搬遷，將現(xiàn)有財產(chǎn)轉(zhuǎn)移，以減少承災(zāi)體的數(shù)量和價值。

F.轉(zhuǎn)移風(fēng)險。通過保險的方式來補償風(fēng)險。

囿于現(xiàn)實的各種制約因素，筆者選擇B、C、D三種措施來控制風(fēng)險，即工程措施、監(jiān)測預(yù)警和公眾教育。

工程措施有3個方案：方案一，在建筑物前修建攔截壩，阻止泥石流到達承災(zāi)體。但是很多居民房屋距離泥石流河道很近，而且建筑物密集，沒有施工空間；方案二，改建現(xiàn)有的排導(dǎo)系統(tǒng)，將泥石流引至下一級主河道—清水河。需要拓寬加深現(xiàn)有的排導(dǎo)渠1 250 m，但是許多居民房屋與排導(dǎo)堤的距離都小于5 m，要加寬排導(dǎo)渠，必須拆遷許多房屋，會引發(fā)很多社會問題；方案三，在中游修建攔擋壩2座(圖9)。1#攔擋壩選址在上游與中游交界處，利用一河道自然轉(zhuǎn)彎處，有利于消減泥石流的動能，河谷寬度僅15 m，也有利于減少工程量。主要作用是攔擋上游2條支溝內(nèi)的滑坡形成的松散物源進入中游。2#攔擋壩選址在中游與下游交界處，其河谷寬度為40 m。壩址上游是模擬流速最大處，下游是模擬泥深最大處，說明該處河谷由緊束變?yōu)閷捑彛谠撎幮藿〝r擋壩可以將大部分粗粒物質(zhì)截留。綜合比較3個方案，選定方案三作為工程措施。

圖9 城北溝泥石流攔擋壩和監(jiān)測預(yù)警裝置平面圖Fig.9 The layout of Chengbei debris flow risk mitigation measurements

監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)包括各類監(jiān)測裝置和軟件系統(tǒng)及廣播。監(jiān)測裝置有：①雨量監(jiān)測。在上、中、下游布設(shè)3個雨量計，達到降雨量閾值啟動不同等級的預(yù)警。②泥石流次聲監(jiān)測。在上游布設(shè)1個次聲報警器，通過捕捉泥石流源地的次聲信號而實現(xiàn)報警(唐亞明等，2011)。③泥位監(jiān)測。在中游布設(shè)1個，利用回波測距原理測得泥石流泥位的漲落變化而實現(xiàn)預(yù)警。④視頻監(jiān)測。在上、中、下游布設(shè)3個視頻攝像頭，監(jiān)測泥石流發(fā)生時的影像變化信息而實現(xiàn)預(yù)警。監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)作為工程措施的補充，能加強風(fēng)險減緩措施的效果。

公眾教育非常重要，它是一項花費較少而效果明顯的風(fēng)險減緩措施。采取的方式包括張貼宣傳畫，針對中小學(xué)生進行科普講座，給社區(qū)居民發(fā)放宣傳單等。

6 措施的具體設(shè)計

本泥石流的攔擋壩工程按100年一遇的洪水設(shè)計，根據(jù)DZT0220-2006《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》(國土資源部，2006),該泥石9流為黏性泥石流，其泥沙修正系數(shù)φ如下。

式中：γc為泥石流重度，取值18.5 kN/m3；γH為固體物質(zhì)的重度，取值23.0 kN/m3；γw為水的重度，取值10.0 kN/m3。

泥石流的峰值流量Qc如下。

Qc=(1+φ)Qp·Dc

=(1+1.89)×53.05×1.5

=229.9 (m3/s)

式中：φ是泥沙修正系數(shù)，為1.89；Qp是頻率為p的清水峰值流量，按100年一遇的設(shè)計頻率，其值為53.05 m3/s；Dc是泥石流堵塞系數(shù)，查閱規(guī)范取值為1.5。

泥石流的一次性過流總量Q如下。

Q=K·T·Qc

=0.202×1 800×229.9

=8.35×104(m3)

式中：Qc為泥石流峰值流量，為229.9 m3/s；T為泥石流歷時，取值30 min(1 800 s)；K為經(jīng)驗系數(shù)，取值0.202。

泥石流一次性沖出固體物質(zhì)總量QH如下。

=5.46×104(m3)

式中：Q為一次性過流總量，為8.35×104m3；γc、γH、γw含義和取值同上。

根據(jù)DZ/T0239-2004《泥石流防治工程設(shè)計規(guī)范》(國土資源部，2004)，可利用泥石流沖出的固體物質(zhì)總量確定庫容，從而確定壩體高度。采取等高線分層累加法，計算得1#攔擋壩高度為9 m，2#攔擋壩高度為6 m。

采用漿砌石重力式攔擋壩的形式。1#壩設(shè)計壩頂寬度為2 m，上游迎水面加長為0.8 m，壩底加厚為2.0 m。另在壩體兩端分別設(shè)計0～9 m高的翼墻(圖10 a)。2#壩設(shè)計壩頂寬度為2 m，上游迎水面加長為1.4 m，壩底加厚為2.0 m。另在壩體兩端分別設(shè)計0～7 m高的翼墻(圖10 b)。1#、2#攔擋壩地基均為中更新世黃土，設(shè)計低承臺人工挖孔混凝土灌注樁，樁距為6 m，樁徑為2.5 m，混凝土標(biāo)號為C35，鋼筋標(biāo)號為HRB400。

本著節(jié)約的原則，可繼續(xù)利用原有的排導(dǎo)渠，因此需要對排導(dǎo)能力進行檢驗。城北溝泥石流經(jīng)兩道壩體攔蓄后，流體中泥沙含量減少，重度降低，呈水流狀態(tài)，其流速按曼寧公式計算如下。

a.攔擋壩1#；b.攔擋壩2#圖10 攔擋壩設(shè)計斷面尺寸Fig.10 Size of cross section of block dam

=8.54 (m/s)

式中：n為渠道粗糙系數(shù)，取值0.05；H為水力半徑，取值0.8 m；I為水力坡度，取值0.03。

排導(dǎo)槽平均寬度為3 m，深度為2.5 m，斷面尺寸為7.5 m2，按水流流速V=8.54 m/s計算，斷面流量為64.05 m3/s，大于100年一遇的清水峰值流量為53.05 m3/s，因此排導(dǎo)渠的過流能力滿足要求。攔擋壩穩(wěn)定性驗算略。

7 費用-效益分析

對于攔擋壩工程，主要工程量為：基槽及樁孔開挖、樁孔鋼筋制作、C35混凝土澆灌、壩體漿砌石塊、反濾層鋪裝、PVC排水管安裝等，預(yù)算依據(jù)《水電工程設(shè)計概算編制規(guī)定(2013年版)》(水電水利規(guī)劃設(shè)計總院，2014)和《水電工程費用構(gòu)成及概(估)算費用標(biāo)準(zhǔn)(2013年版)》(水電水利規(guī)劃設(shè)計總院，2014)?？傤A(yù)算為241.00萬元。

對于監(jiān)測預(yù)警措施主要為：自動雨量監(jiān)測站、泥石流次聲監(jiān)測站、泥位監(jiān)測站、智能視頻監(jiān)測站。根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌鲈儍r，預(yù)算費用為21.00萬元。

攔擋壩工程和監(jiān)測預(yù)警工程預(yù)計1年內(nèi)施工完成，合計費用為262萬元，此為一次性投入費用。此外每年還需投入一定的維護費用約為8萬元，以及公眾教育費用約為1萬元。攔擋壩設(shè)計壽命和城北溝泥石流風(fēng)險減緩措施的實施周期均為100年。在此，引入項目的國民經(jīng)濟的費用-效益評價方法。以2019年作為費用-效益評價的基準(zhǔn)年，將每年用于風(fēng)險減緩的投入作為費用，將每年可以避免的風(fēng)險損失作為效益(據(jù)前計算該值為74萬元/年)，可以列出每年的現(xiàn)金流量表(表5)。

表5 風(fēng)險減緩措施費用-效益流量表(評價期100年)Tab.5 Cost-benefit flow table of risk mitigation measures (Evaluation period 100 years)

由表5的計算結(jié)果可知，如果從2019年開始實施風(fēng)險減緩措施，到2118年共100年。在這個評價周期內(nèi)，總效益(總現(xiàn)金流入)為7 326萬元，總費用(總現(xiàn)金流出)為1 154萬元，凈效益(總效益減總費用)為6 172萬元。因此，單純從凈效益來看，該項目效益較好。

但是因為評價周期很長，需考慮費用或效益的折現(xiàn)率問題。在項目的經(jīng)濟評價規(guī)則中，一般使用經(jīng)濟凈現(xiàn)值(ENPV)這個指標(biāo)來評價(Josselin, et al., 2017)。ENPV是指用社會平均折現(xiàn)率將評價期內(nèi)各年的凈效益流量折算到基準(zhǔn)年的現(xiàn)值之和。計算式如下。

式中：is為社會折現(xiàn)率；B為效益流量；C為費用流量；(B-C)t為第t年的凈效益流量；n為項目評價周期。ENPV是反映項目對國民經(jīng)濟凈貢獻的絕對指標(biāo)，其值越大，表明項目所帶來的以絕對數(shù)值表示的經(jīng)濟效益越大。在此風(fēng)險減緩措施項目中，對國民經(jīng)濟的凈貢獻為508萬元。其含義是，如果實施以上的各項風(fēng)險減緩措施，在減去了第一年投入的攔擋壩和監(jiān)測預(yù)警工程費用，以及各年投入的維護費和公共教育費之后，在100年的周期內(nèi)，每年帶來的風(fēng)險損失減少的凈收益按社會平均折現(xiàn)率折現(xiàn)到現(xiàn)在的凈價值是508萬元。

8 結(jié)論

(1)在100年超越概率下，根據(jù)泥深和流速確定的泥石流強度，城北溝泥石流淹沒范圍可以劃分為高、中、低3個強度區(qū)域。其財產(chǎn)風(fēng)險和生命風(fēng)險貨幣化后總和為74萬元/年。

(2)根據(jù)社會風(fēng)險容許標(biāo)準(zhǔn)，城北溝泥石流潛在的生命風(fēng)險大于標(biāo)準(zhǔn)曲線，其社會風(fēng)險是“不可接受的”，需要采取一定的措施進行風(fēng)險減緩。

(3)通過綜合比較，選定了攔擋壩、監(jiān)測預(yù)警和公眾教育3個方案作為風(fēng)險減緩措施。確定了工程措施的施工位置。根據(jù)規(guī)范，具體設(shè)計了1#、2#兩個漿砌石重力式攔擋壩的形式和尺寸。

(4)在100年的評價周期內(nèi)，預(yù)算了攔擋壩、監(jiān)測預(yù)警、公眾教育3項風(fēng)險減緩措施的一次性投入以及各年度總費用為1 154萬元，可以減緩的風(fēng)險總損失為7 326萬元，對國民經(jīng)濟的凈效益為6 172萬元，折現(xiàn)后的凈現(xiàn)值為508萬元，具有較好的經(jīng)濟效益。

綜上所述，實施風(fēng)險減緩措施具有較好的經(jīng)濟效益，可為政府和公眾決策提供參考依據(jù)。