云南省地质工程勘察有限公司,云南昆明650051
摘要:我国约70%的国土面积都是山区,是全球地质灾害最发育的国家之一。地质灾害的破坏力是巨大的,一旦发生地质灾害,就会对生命、财产、生态环境造成无法估量的损失。为了有效降低地质灾害带来的损失,要做好地质灾害调查评价,加强易发生地质灾害区域的治理。下面本文就地质灾害风险调查评价进行简要探讨。
关键词:地质灾害;风险调查;评价
某县区内地质灾害和高陡边坡数量较多,单点灾害规模小,但受上部风化土层厚度不一、强度差异等影响,区内地质灾害发灾过程具渐进性、突变性,发灾时间具隐蔽性、突发性等特点,地质灾害造成的直接经济损失较大。
1地质灾害发育特征与分布规律
1.1滑坡
滑坡是该县主要的地质灾害类型,本次调查滑坡77处,占灾害总数53%,其数量多,涉及面广,遍布该县14个乡镇街道。主要表现出坡面开裂、坡体下沉、地面隆起、建筑物变形等特征。这部分滑坡在后缘和前缘部位,会出现明显的蠕滑变形迹象。部分滑坡目前虽处于基本稳定状态,但在降雨、人类工程活动等外动力作用下,较易形成整体滑动,危及居民生命安全。
地下水活动引发滑坡的概率较高,地下水活动规律与路径很难准确判断,具有较强的隐蔽性。针对地下水活动,要做好地质调查,对地下水进行有效疏导,可以采取排水盲沟设计将地下水按照一定路线引入安全范围,减少其对滑坡的影响。应定期对地质灾害区域的边坡稳定性进行检查,及时发现边坡失稳。同时,要加强对矿产企业的监督管理,确保具备相关资质与手续,按照要求开展矿产生产,加强边坡管理与维护。最后,应做好监督检查,防止破坏山体,一旦发现,必须采取措施,确保边坡的稳定性。
1.2崩塌
据调查统计,该县区内崩塌以土质崩塌为主,岩质崩塌占少数,单体评价为低-中风险。区内崩塌多产生于房前屋后高陡边坡的中上部,坡高多数在8m~15m,少数高度达到20m以上,坡度常达到55°以上。崩塌规模一般均较小,但突发性强,危险和危害程度均较大,一旦发生灾害,高势能转化为强大的冲击能量,破坏力大,影响面广。
1.3泥石流
通常,在地形险峻的区域,暴雨会引发泥石流,其破坏力巨大。除了自然因素外,人为因素也会引发泥石流。在开发过程中,若施工人员没有按照规定堆放土石,土石堆积到一定高度后,遇到雨水冲刷,就会滑落,大面积土体滑落会形成泥石流。因此,应选择适合的场地存放土石,并定期进行检查,防止过度堆积。为避免雨水冲刷形成泥石流,还应建立排水体系,保证雨水及时排放。在地下工程中,岩爆发生率较大,也会引发泥石流。因此,施工前必须详细了解施工现场的地质资料,通过勘查明确岩体的结构性能。勘查结束后,按照勘
查结果确定可能产生岩爆的区域,并制定防范措施,减少岩爆发生率。
如果易发生泥石流的重点区域需要开展施工,施工前需要全面调查水文环境与地质环境,并做好技术交接,明确施工方案和施工范围。开挖过程要做好坑内排水,提升排水系统的整体性能,以免发生水涌现象而引发塌陷事故。工程施工完成后,项目负责人要按照工程标准与设计方案的要求做好工程质量检验,并督促施工人员对施工现场进行恢复,减少对周围环境的破坏,防止引发地质灾害。
2地质灾害主要研究历程
二十世纪以来,随着科学技术进步和社会经济发展,特别是遥感技术的应用丰富了西南地区地质灾害早期识别与调查研究手段,地质灾害调查精度也从最初的1:10万区划向如今的1:1万风险调查评价转变,人们对西南地区地质灾害的认识经历了从不了解到系统把握的过程。从时间进程上看,西南地区地质灾害调查研究大致可分为初步探索、逐渐提升、系统认识三个主要阶段。
2.1地质灾害初步探索阶段(1950-1969年)
新中国成立后,我国进入了经济全面建设阶段,特别是1950年始建的川藏公路、1958年始建的成昆铁路是西南地区标志性的重大工程,在工程前期选线和建设过程中,山区地质灾害问题引起了铁路和公路部门的关注。针对泥石流防治技术进行专门攻关。随后,地质、冶金、水利等部门及部分高等院校都相继开展了与地质灾害有关的研究,关于西南地区地质灾害的研究论文先后开始发表,标志着西南地区地质灾害研究进入科学的轨道(马君寿,1954;唐邦兴,1980;王恭先等,1991)。对西南地区滑坡的系统研究始于60年代,通过对铁路沿线一千余个中、大型规模滑坡的研究,完成了对滑坡的成因、结构、时代等类型划分,并逐渐拓展到区域性滑坡的分类评价,在此基础上基于土工实验等手段对西南最为常见也最有代表性的降雨、地震诱发型滑坡开展了重点研究,为贵昆铁路、成昆铁路沿线大型滑坡的成因机制分析与防治提供了重要基础,探索了沉井抗滑挡墙、抗滑桩、垂直钻孔群排水等滑坡治理技术方法,为后来滑坡的防治体系构建积累了宝贵经验(王恭先等,1991)。1961年,中国科学院在云南省东川市建立了西南地区第一个泥石流观测站,开始对泥石流的形成机理及运动过程等开展系统研究,并获得了许多泥石流发生时的一手观测数据,形成了东川蒋家沟泥石流动力学计算经验公式等,为后来的云南蒋家沟泥石流防治工程设计提供了重要参考,也标志着对西南地区地质灾害研究从特征向机理研究迈出了一大步(李椷等,1979)。受当时经济和科技发展水平的限制,对地质灾害还缺乏足够的调查研究经验,故这一时期对地质灾害的研究多针对某一种地质灾害类型或单个地质灾害的形态、性质等基本特征,多以定性评价或一些简单的常规土工实验手段为主,对地质灾害的防治手段也仅开展了一些探索,但这些成果切实解决了工程建设中地质灾害防治中的许多实际问题,形成的许多防治技术、经验公式等仍沿用至今,在今天的地质灾害动力学参数计算与防治工程设计中仍是难以超越的经典(唐邦兴,1980;王恭先等,1991)。
2.2地质灾害逐渐提升阶段(1970-1999)
新中国成立后,西南地区地质灾害防治越发受到重视,1989年1月4日至8日,由原国家科委、地质矿产部共同发起和组织的“全国地质灾害防治工作会议”召开,标志着地质灾害防治进入了新阶段。为配合国际减灾十年行动,1990年,原地矿部、国家计委、国家科委联合向各省(区、市)和有关部门印发了地矿部组织编制的《全国地质灾害防治工作规划纲要(1990-2000年)》,为全国地质灾害调查研究提供了重要指导。在此基础上,1999年国土资源部第4号部长令颁布实施《地质灾害防治管理办法》,并开始实行建设用地地质灾害危险性评估制度,随后,西南五省市也出台相应的地质灾害防治管理办法,地质灾害的调查评估、监测预警、工程治理等体系建设开始大力推进。
2.3地质灾害系统认识阶段(2000至今)
本世纪以来推动西南地区地质灾害系统认识进程的有三个重大标志性事件:一是以自然资源部门为主的多尺度地质灾害调查评价,系统掌握了区域地质灾害家底,极大地提升了对区域地质灾害规律的认识水平。二是三峡库区地质灾害防治,是地质灾害理论研究与防治技术相得益彰的重要助力,培养了一大批国内知名的地质灾害专家。三是汶川震区地质灾害防治,更新了人们对已有地质灾害的认识水平,极大地推动了特大型地质灾害机理研究与防治技术的进步。
3地质灾害风险调查评价
3.1易发性评价
基于该县地质环境条件与各地质灾害发育之间关系的数据,本文选用25m×25m的栅格单元作为模型的计算单元,基于GIS栅格数据,将研究区划分为948572个栅格,比例尺为1:50000。同时,运用GIS栅格计算器工具将不同的因子图层叠加处理,得到不同地质灾害类型的信息量。结合该县地质环境条件,根据自然断点法将易发性评价结果分为4级。其中,滑坡易发性划分为高易发区(-8.44~-5.67)、中易发区(-5.66~-2.15)、低易发区(-2.14~1.07)、非易发区(1.06~4.70);崩塌易发性划分为高易发区(-12.55~-6.16)、中易发区(-6.15~-2.85)、低易发区(-2.84~-0.18)、非易发区(-0.17~7.29)。将区域内滑坡和崩塌的易发性综合叠加取其大值,得到全区总易发性评价,据此划分为非易发区、低易发区、中易发区和高易发区。
3.2危险性评价
危险性评价是在易发性评价的基础上叠加降雨量(50年一遇)和人类工程活动,代表了该区域发生地质灾害的相对危险性等级的大小。通过经验系数法确定易发性、降雨量和人类工程活动的权重分别为0.6、0.2、0.2。按照自然断点法将万山区地质灾害危险性分为3级,即低危险性、中危险性、高危险性。
3.3易损性评价
区域的易损性分为人口易损性和财产易损性,主要包括人口、建筑物、道路、林地和耕地等。根据易损性评价方法分析地区易损性分布情况,根据调查得知,极高易损区面积42.36km2,占区域面积的5.03%;高易损区面积64.22km2,占比7.63%。极高、高易损区主要分布在各地区街道等各乡镇中心区,人员分布较为密集,常住人口较多,且中心区商铺、酒店较密集,财产价值较高。中易损区面积242.40km2,占比28.79%,主要分布在极高、高易损区外围区域,财产和人口密度降低。低易损区面积493.02km2,占比58.55%,主要是分布于极少人口居住等偏远地区。
3.4风险评价地质灾害风险评价
采用矩阵分析方法,通过叠加运算地质灾害的危险性等级和易损性等级评价结果得出最终的风险评价结果。本文结合危险性评价的3个分级和易损性评价的4个分级,将A县划分为低风险区,中风险区,高风险区。中、高风险区主要分布在东西部,西部主要出露以杷榔组为主的软质岩类碎屑岩地层;而东部主要分布变质岩地层及南华系至寒武系中下部以碎屑岩为主的地层。其中,高风险区面积100.20km2,占区域面积的11.90%;中风险区面积398.70m2,占比47.35%;除中高风险区外其余为低风险区,面积343.10km2,占比40.75%。
4结论
(1)某县现有地质灾害隐患点68处,以滑坡和崩塌为主,共59处,占地质灾害总数的86.76%;主要分布于广大区域共47处,占比69.12%。(2)运用GIS分析和信息量模型,选取7个指标对区域进行地质灾害易发性评价。其中25.71%的区域为高易发区。在区域地质灾害易发性评价的基础上叠加50年一遇降雨和人类工程活动,完成区域地质灾害危险性评价。(3)选取人口密度、建筑物密度、道路密度、林地和耕地等组建地质灾害承灾体易损性评价模型。结果表明,极高、高易损区占区域面积的12.66%,主要分布在乡镇中心区,财产和人员分布较为密集。(4)结合地质灾害危险性评价和承灾体易损性评价,实现区域地质灾害风险评价。结果显示,在50年一遇降雨频率下,11.90%的区域为高风险区,主要分布在东部变质岩地层和西部杷榔组为主的软质岩类碎屑岩地层。
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