⑴ 地質災害易發性評價方法探討
游其軍
(山東省地礦工程勘察院,濟南250014)
作者簡介:游其軍(1970—),男,工程師,長期從事環境地質、水文地質等水工環地質工作。
摘要:地質災害易發性評價是地質災害調查評價的一項重要內容。 為做到各區地質災害評價結果有可比性,宜按行政單元的級別劃分不同層次的地質災害易發單元,地質災害易發程度分區,必須同時注重災害現狀和形成條件兩類因素。
關鍵詞:地質災害;易發性;易發程度;易發單元
1 地質災害易發區劃分中出現的矛盾
地質災害易發性評價是地質災害調查評價和建設項目地質災害危險性評估的重要任務,制定一個地區的地質災害防治規范,必須根據實際情況劃定地質災害易發區。地質災害易發區,也可稱為地質災害多發區,是指容易或經常產生地質災害的地區。由於評價方法、評價理論、評價指標的不同,在同一地區,不同的單位和不同的技術人員可能將某一地區劃分為地質災害易發程度迥異的兩類地區。一旦出現此類情況,不僅會影響到地質災害防治主管部門編制地質災害防治規劃的正確性,對於建設單位,也難以把握是否在該區域進行建設時是否需要對建設用地開展地質危險性評估。此外無論是誇大或縮小地質災害易發區的范圍,都會導致工程建設選址的錯誤,造成巨大的經濟損失。
2 地質災害易發單元和易發性級別的確定
2.1 按行政單元級別劃分
地質災害易發區是相對不易發區而言,劃為地質災害易發區的通常不會處處都發生地質災害,未劃為易發區的,個別地段仍可能潛伏著較大的地質災害隱患,這就是相對性的表現。從便於各級地方政府對地質災害防治工作的管理、防治資金的投入和滿足各部門不同的需求,對地質災害易發區的劃分宜盡早制定統一的評價體系和評價方法、標准。為滿足不同的需要,可以針對不同的行政單元,劃分出不同層次的地質災害易發單元,並冠以不同級別的名稱,即全國以省(市、自治區)為評價單元,為國家的宏觀經濟建設決策服務;各省(市、自治區)以縣(市)為評價單元,作為編制全省地質災害防治規劃和作為重要經濟區、重大工程建設區規劃的依據之一;縣(市)地質災害易發程度分區圖上,應劃分出易發程度不同的地段和鄉鎮。這一成果既是編制縣(市)地質災害防治規劃必須的資料,又可直接為各類工程的規劃、選址和可行性論證所利用。
2.2 有必要劃分地質災害易發性級別
地質災害的產生是地質體在地質動力作用下惡化的結果,由於各地質條件、動力地質作用的類型和強度差異很大,地質災害發生的密度和強度可相差數十倍以上。為了能更可觀的反映這種差異性,增強評價結果的實用性,有必要將工作區劃分為地質災害易發程度不同的單元(地段),對不同的單元採取不同的對策。在地質資料缺乏、不完善,不能進行定量評價的情況下,為便於操作和利用,以分為高易發區、中等易發區、低易發區三類為宜。重大工程布設應盡量避開地質災害高易發區段,對地質災害高易發區段已存在地質災害隱患的居民區和各類工程區,應優先安排進行防治或避讓措施,新上項目的建設用地,必須開展一級地質災害危險性評估工作。在地質災害中易發區段,也應限制重大工程的布設,對該類地區段現已存在地質災害隱患的居民區和工程區,也應按輕重緩急有序地進行防治或避讓,新上項目的建設用地,宜根據工程的重要性分別開展不同級別的地質災害危險性評估。地質災害不易發區段,是布設各類工程的理想區段,除城市建設、重大工程和可能因建設而引發地質災害的一般工程必須開展建設項目地質災害危險性評估,其他工程選址時可以不開展地質災害危險性評估。
3 地質災害易發程度評價方法
3.1 提高地質災害易發程度的可信度
地質災害易發程度評價的可信度,取決於地質災害和環境地質調查的精度,並與選定評價因子的合理性和評價模型的實用性密切相關。只有當調查資料滿足規定的精度要求和採用的評價因子、評價模型比較合理時,評價結果才會有較高的可信度。有些地區或部門在地質災害調查中,過多地強調了專門性,忽視了對地質環境特別是潛在不穩定地段的調查,崩塌、滑坡調查點大多是通過訪問已形成災害或已構成隱患的點,對那些當地群眾不知曉,但穩定性差的地段很少調查,以至汛期中雖有部分已知的崩塌、滑坡出現新的活動,但大部分是新生的崩塌、滑坡,由於事前無防範,常造成災害。因此,在對危害居民地和重要工程的地質災害進行全面調查的同時,還必須注重環境條件和潛在隱患點的調查,提高調查成果的實用性。
3.2 評價方法和評價因子的合理選定
劃分地質災害的易發程度,合理確定評價方法、評價因子是關鍵。常用的評價方法(模型)有指數法、概率分析、模糊評判、聚類分析、信息量法等,可根據具體條件選定1~2種方法進行評價。評價因子選擇的正確與否,直接關繫到評價結果的可信度。從服務於地質災害防治規劃和國民經濟建設規劃的需要出發,評價因子的選擇應綜合考慮地質災害現狀和形成條件及動力因素。這除了注重地質災害現狀外,還著重考慮了形成條件、動力因素及其隨時間而變化的特點,對易發程度賦予了預測概念。
地質災害發生現狀因素,一般包括災害點密度(個/km2)、災害點面積系數(m2/km2)、災害點體積系數(m3/km2)三個因子。地質災害形成條件和動力因素,通常包括地形地貌、地層岩性、地質構造、地下水、降雨、河流沖刷、地震、人類活動、植被等,應根據調查比例尺大小、調查區地質特徵和主要災種,選擇那些制約本地區地質災害形成、發展的主要因子參與評價。在以泥石流災害為主的地區,宜將溝谷的縱坡度、溝谷形狀、第四系鬆散堆積層的分布面積比和厚度、植被覆蓋率等作為主要評價因子。以岩溶塌陷為主的地區,選擇評價因子應突出岩溶發育強度、深度、可溶岩類型、純度、上覆土層岩性、厚度、地下水位埋深等。
4 地質災害易發區劃分實例
濟南市地質災害易發程度劃分,採用易發程度指數進行分段評價,工作區易發程度分區,是在綜合分析影響地質災害的岩性、構造及致災動力因素(人類活動、降雨、地震等)的基礎上,結合地質災害發育程度作出的。對滑坡、崩塌、泥石流重點考慮地形、地貌、岩性、降雨及人為因素,對地面塌陷、地裂縫重點考慮礦山采空區的分布、埋深和開采條件。其評價方法、程序如下。
4.1 劃分評價單元
利用1∶5萬含地形地質內容的地質災害分布圖,將全區1938km2劃分成3km×3km單元網路,每個網路作為統計評價因子和計算易發程度的基本單元。
4.2 確定評價因子和評價模型
根據區內地質災害發生現狀和影響因素,將表徵地質災害發生現狀和表徵致災作用強度的因子作為評價因子(見圖1),利用公式計算地質災害易發程度指數:
圖1 地質災害易發程度評價因子框圖
4.3 確定評價因子指數和權重,計算地質災害易發程度指數
制定了不同災種評價因子判別標准及權重表,根據各評價單元的主要災種分別計算地質災害易發程度指數,表1~表3分別為崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷易發程度判別標志及致災因子權重表。
表1 崩塌、滑坡易發程度判別標志及因子權重表
4.4 確定地質災害易發程度級別,劃分出易發程度不同的單元
根據各評價單元計算結果,取A>2為地質災害高易發單元,A=1.45~2為地質災害中等易單元,A<1.45為地質災害不易發單元。
4.5 圈定易發區
根據各單元易發性級別,本著同類歸並的原則,並參考地貌和地質界線,分別圈定出地質災害高易區、中易發區和不易發區。並進行分區評價。
4.6 濟南市地質災害易發程度分區評價
根據上述劃分原則、標准與方法將工作區劃分為高易發區、中易發區和不易發區。
表2 泥石流、岩溶塌陷易發程度判別標志及致災因子權重表
4.6.1 地質災害高易發區
該區地質災害點主要集中於工作區南部山區的西營、高而、柳埠和仲宮四個鄉鎮,總面積31.66km2,佔全區面積2.13%,襲擾系數R值為27~41,地質災害易發程度指數A>2。區內地形陡峻,岩(土)體結構差,人類工程活動頻繁,在強降雨條件下導致地質體穩定性差,容易導致地質災害發生,該區共有地質災害點20個。
4.6.2 地質災害中易發區
該區地質災害點主要分布於工作區的西營、柳埠、錦綉川、高而、港溝、郭店、王舍人、馬山等9個鄉鎮。規模相對較小且分散,總面積105.35km2,佔全區面積8.11%,共發現地質災害點26個,襲擾系數R值為17~27,地質災害易發程度指數A=1.45~2。鬆散體結構條件差,人類工程活動較頻繁。
表3 岩溶塌陷易發程度判別標志及因子權重表
4.6.3 地質災害不易發區
本區地質災害點主要分布在中南部山區的丘陵與剝蝕平原,災害點較少規模較小,總面積1349.09km2,佔全區面積的89.76%,襲擾系數R值為12~17,地質災害易發程度指數A<1.45。中南部山區的西營、柳埠、高而、仲宮、錦銹川、港溝、段店、萬德鎮、張夏等10個鄉鎮,共發現地質災害點42處。在工作區的西北部,屬山前沖洪積~沖積平原區。該區共涉及10個鄉鎮,總面積642.685km2,佔全區面積的43.25%,發現地質災害點少;地貌類型為沖洪積平原~沖積平原。
5 結語
地質災害是在自然或人為條件下,對環境和人類造成危害的地表岩土體變形事件,其發生大多數是兩種因素共同作用的結果。本文通過從地質災害調查和建設項目地質災害危險性評估實際工作出發對地質災害易發性評價的方法進行了探討,認為地質災害易發性評價的關鍵在於評價因子的選取,除了考慮地質災害現狀外,還應著重考慮災害形成條件、動力因素及其隨時間而變化的特點。這樣評價工作得出的結論,才能貼近實際情況,可信度高。
⑵ 地質災害穩定性及危害性評價
一、地質災害穩定性及危害性評價
穩定性評價:
近年來,地質災害穩定性評價工作尚未全面開展。評價擬採用演變(成因)歷史分析法進行定性評價。
1. 原則依據:綜合地質環境、演變階段、發展趨勢及主導因素,預測地質災害發展趨勢,將其穩定性分為差、較差、好三種情況。
2. 滑坡穩定性評價:
穩定性極差:前緣臨空且有發展趨勢;斜坡坡角較陡;滑體前後緣及兩側有明顯裂縫;滑坡對地表水和地下水影響敏感;滑坡面大部分已貫通;物體產生明顯傾斜、開裂等變位跡象。
穩定性較差:滑坡前緣具臨空面;斜坡坡角小於40度至30度;滑坡前後緣可見斷續裂縫;滑面基本貫通;影響滑坡產生的主導因素仍然存在。
穩定性尚可:滑坡前緣臨空高度小;斜坡坡角小於30度;滑坡上未見裂縫,植被較發育;無影響滑坡產生的主導因素;無明顯的滑坡面。
岩質類地質災害穩定性評價:
穩定性極差:前緣臨空(一面至三面臨空);前緣壁坡角在70~90度或呈倒坡;後緣有明顯裂縫,並仍在繼續發展;前緣時有滾石、掉塊等活動現象;促進岩體破壞的主導因素未消除。
穩定性較差:具臨空面;前緣壁坡角在40~70度;後緣有裂縫發展;前緣暫無危體;促進岩體的主導因素未消除。
穩定性尚可:前緣臨空高度小;斜坡坡角平緩在20~30度;後緣無裂縫;無破壞岩體的主導因素。
隱患點穩定性評價:
1. 岩(土)體滑坡穩定性評價:對210處隱患點進行初步評判,其中穩定性極差10處,穩定性較差26處,穩定性尚可174處。
2. 崩塌(岩崩)穩定性評價:發現隱患點15處,穩定性極差5處,穩定性較差6處,穩定性尚可4處。
三、礦產資源開采引發地質災害及評價預測:
礦產資源開發可能引發地面沉降、塌陷、冒頂、邊坡崩塌等地質災害。麗水市近年來由礦產資源開發引發的地質災害主要有5處,已造成22人死亡。
以青田鉬礦區為例,開采近40年,曾出現山體滑坡、滲水現象。1996年尾礦庫塌壩,引發泥石流,造成嚴重損失。1998年5號礦區發生塌陷、崩落,損失慘重。
礦山地質災害主要影響礦種為鉬、凝灰岩。青田鉬礦區開采規模大,但違法采礦導致地質構造破壞,安全隱患加重。
總結:地質災害穩定性及危害性評價對預防和減輕災害具有重要意義。應加強監測和治理,確保人民生命財產安全。