岩溶地質災害評價

1. 多地質災害原因

1)、滑坡：主要分布在桂西、桂北、桂東南的層狀碎屑岩出露地區。在調查的滑坡中，
以小型滑坡為主，約佔80%，滑坡規模雖小，卻往往會造成較大的經濟損失。如1993年發生的
平樂縣雲盤嶺滑坡，滑坡體積僅5.7萬m3,卻摧毀房屋6間,掩埋街道及公路,導致該縣唯一進出
要道交通中斷2個月,直接經濟損失1200萬元,間接經濟損失6500萬元,治理費用550萬元。
2)、崩塌：在全區均有分布，山區公路邊坡上多見。規模較大的主要分布於桂西、桂東、
桂東北、桂東南。石山區崩塌（落石）主要分布在連片石山區，如馬山、都安、大化、東蘭、
巴馬、鳳山、忻城等地，廣西已調查的崩塌絕大多數為小型。據統計，體積小於2萬m3的崩塌
佔93%，2-20萬m3的崩塌佔6%，大於20萬m3的崩塌佔1%。發生於碳酸鹽岩山區的岩質崩塌規模更
小，多在1000m3以下，但卻造成傷亡人數較多。例如1990年6月9日發生的融安縣浮石鄉蔣村崩
塌，死亡15人，重傷6人，毀房15間，直接經濟損失500萬元。
3)、地面塌陷（岩溶地面塌陷、礦山采空區塌陷）：主要分布在岩溶地區和礦山采空區。
岩溶塌陷多發生在岩溶強發育的岩溶平原、岩溶谷地、地下水淺埋（水位<10m）地區。桂林、
賀州、鍾山、玉林、柳州、忻城等地岩溶地面塌陷十分普遍。岩溶塌陷的塌坑絕大多數為直徑
小於5m的小型塌坑，深度在10m以內。塌坑多成群出現，分布范圍多在1km2以內，最大塌陷群
在忻城縣大塘鄉金山村，塌陷群分布面積5.5km2。岩溶塌陷強發育區的塌坑密度達500－1000
個/
km2，如玉林鐵路機務段，塌陷塌坑密度達740個/
km2。岩溶塌陷的75%為自然形成，25%
是人為誘發的；但在人類活動強烈的地區，人為誘發的塌陷佔50%以上。廣西的岩溶塌陷多發
生在乾旱季節地下水位大幅度下降期，或旱季末、雨季來臨時突降大暴雨而導致水位大幅度上
升時，以及強烈抽取地下水的岩溶地區。礦山采空區塌陷主要分布於南丹縣、大新縣、鍾山縣、
合山市等地下開采礦產資源地區。
4)、泥石流：全區調查過的有50多處，以溝道泥石流為主，主要分布在桂西、桂東北，
小型佔60%，中型佔20%，大型佔20%。泥石流多發生在山勢陡峻（坡度45o以上）的海相碎屑岩
和岩漿岩分布地區。泥石流在全區分布甚少，但其造成的損失較大，如1985年汛期桂北的資源
縣、桂林的海洋山等地的泥石流，受災面積1000km2，毀房3493間，死亡54人，直接經濟損失
1.6億元。
5)、海水入侵：主要分布在北海市海城區海角大道一帶和僑港鎮及潿洲島南灣鎮海邊，至
今北海市海水入侵范圍約4km2，入侵縱深距離最大達1200m（距海岸）；潿洲島海水入侵范圍
較小，僅在南灣鎮海邊有幾口水井水質變咸，不能飲用。
地質災害都是在一定的動力誘發（破壞）下發生的。誘發動力有的是天然的，有的是人為的。據此，地質災害也可按動力成因概分為自然地質災害和人為地質災害兩大類。自然地質災害發生的地點、規模和頻度，受自然地質條件控制，不以人類歷史的發展為轉移；人為地質災害受人類工程開發活動制約，常隨社會經濟發展而日益增多。

2. 岩溶塌陷地質災害是怎麼形成的

指在岩溶地區，因自身洞體擴大或者人為的因素，上頂板失穩，從而造成塌陷

3. 喀斯特地貌有哪些常發生的地質災害

喀斯特地貌區,地表崎嶇不平,多地震、滑坡、泥石流等地質災害
1、村莊多數位於山腳山版坡下或災害點權下游，滑坡、崩塌十分發育；
2、岩石裸露的山區。由於植被退化，岩石風化、節理、裂隙發育，導致岩石碎裂，山體(危岩)崩塌較發育;
3、各類采礦區。露天採石場不規范的開采方式，給崩塌的形成創造了條件。井下開采，由於地壓影響和廢碴、尾礦的隨處堆放，常造成地面塌陷和泥石流等地質災害的發生；
4、大、中型水庫的環山渠道。由於渠道開挖時，破壞了山體的完整性，加上部分渠道年久失修，遇上連續降雨，土層水份飽和，塌岸、滲漏、潰決等，容易形成崩塌、滑坡、泥石流災害，危及下游的公路、村莊及人民生命財產安全
5、倚山而建的各類建築物。由於在山腳或山坡修建房屋，人為地促使山體邊坡破壞，或在岩體斷裂面上修建各類建築物，加大主動岩體的重量，從而人為地引起滑坡的發生；
6、是城鎮建設。由於歷史原因，原城鎮建設大多沒有進行地質災害危險性評估，房屋密集，加上大量抽取地下水，常形成地面塌陷、地裂縫等地質災害

4. 喀斯特地貌易發生的地貌災害

斯特地貌抄區,地表崎嶇不平襲,多地震、滑坡、泥石流等地質災害
1、村莊多數位於山腳山坡下或災害點下游，滑坡、崩塌十分發育；
2、岩石裸露的山區。由於植被退化，岩石風化、節理、裂隙發育，導致岩石碎裂，山體(危岩)崩塌較發育;
3、各類采礦區。露天採石場不規范的開采方式，給崩塌的形成創造了條件。井下開采，由於地壓影響和廢碴、尾礦的隨處堆放，常造成地面塌陷和泥石流等地質災害的發生；
4、大、中型水庫的環山渠道。由於渠道開挖時，破壞了山體的完整性，加上部分渠道年久失修，遇上連續降雨，土層水份飽和，塌岸、滲漏、潰決等，容易形成崩塌、滑坡、泥石流災害，危及下游的公路、村莊及人民生命財產安全
5、倚山而建的各類建築物。由於在山腳或山坡修建房屋，人為地促使山體邊坡破壞，或在岩體斷裂面上修建各類建築物，加大主動岩體的重量，從而人為地引起滑坡的發生；
6、是城鎮建設。由於歷史原因，原城鎮建設大多沒有進行地質災害危險性評估，房屋密集，加上大量抽取地下水，常形成地面塌陷、地裂縫等地質災害

5. 　唐山市岩溶塌陷災害破壞損失評價

一、損失模型的建立

（一）期望損失費用與折價比

地質災害損失模型是根據城市潛在的地質災害的不確定性，用概率方法建立的數學模型。該模型用於估計地質災害對不同用地類型可能產生的期望損失費用。災害模型目前主要是對城市建設影響較大的地震、洪水、滑坡、塌陷進行構造。

地質災害期望損失費用是對整個城市而言的，由多種地質災害產生的，且假定各種地質災害是平權的。因此，其損失可以線性求和。這樣的假定，對於關聯災害的估計會產生一定偏差。但從長的歷史時期和整個城市而言，這種假定對於簡化估計依然是有益的，更深入一步的研究可以據此進行。

地質災害的期望損失費用包括三項內容，即損失費用、研究與減緩費用和機會費用。如不考慮資源、水、環境的機會損失，不考慮災害發生的集中機會時間與機會費用，實際上期望損失費用僅包括前面兩項。研究與緩減費用通常屬於當前費用；而損失費用是指地質災害發生、發展整個過程必須支付的費用或接受的損失。由於地質災害發生與否及其發生時間是不確定的，因此損失費用實際上是在災害發生條件下不同時間費用的協調價值。

為了比較在未來不同時間的災害損失費用，並換算成當前費用就需要引入一個參數——折價比（D），其值一般接近銀行利率，D取值可直接引用經濟統計的不變價格比率。

（二）建模原理

設災害事件都對應一定的費用，並服從泊松分布（R.T.Laird,J.B.Perkins,1979）。災害事件之間具有獨立性，且事件的發生概率是一個不隨時間改變的常數，那麼在給定的∆t時間，災害事件服從泊松分布。其發生概率P可用下式計算：

地質災害災情評估理論與實踐

式中λ為災害事件的重發概率。

由此還可推出，如果災害事件在一個間隔時間t內服從泊松分布，由下一個事件在單位時間的概率便服從冪指數分布。其概率為：

P』＝λ·e^-λt

事件的重發間隔t』是λ的倒數，故已知t』時，便容易估算參數λ。

設X為時間t時每事件的費用，事件發生在t時的費用當前值為Xe^-Dt,D為折價比，則第一次事件的期望費用便是時間t時事件當前費用與事件概率之積，有：

地質災害災情評估理論與實踐

假定X為常數，則：

地質災害災情評估理論與實踐

當假定X為線性增長，其增長系數為α，則：

地質災害災情評估理論與實踐

考慮到災後重建，損失可能重復發生，故應計算未來全部事件的期望費用。根據條件概率，設第一次事件在t₁發生後，第二次事件接著發生的概率為：

P₂=P₁₂·P₁

地質災害災情評估理論與實踐

類推第n個事件的發生概率P_n為：

P_n＝λⁿ·e^-λt

故n個事件的期望費用為：

地質災害災情評估理論與實踐

當n→∞，n個無限事件以概率1發生。所以，所有將來帶事件的期望費用為：

地質災害災情評估理論與實踐

即當事件產生費用為常數X時，其期望費用為：

當事件產生費用線性增長時，其期望費用為：

二、岩溶塌陷災害經濟損失核算

根據專家評估和對所收集的資料進行整理，可得岩溶塌陷的重發周期以及不同分區場地條件下，各種用地類型的建築及室內財產的損失率，重發周期Tr≈10年。建築物及室內財產損失率見表13-12。

表13-12唐山市岩溶塌陷造成的建築物及室內財產損失率qb與qc表

由公式Fr_i＝α（Vb_i·qb_i+Vc_i·qc_i）/（D·Tr·Vb_i）計算得出岩溶塌陷的期望費用，見表13-13。

式中：Fr_i——岩溶塌隱災害期望損失費用；

Vb_i——第i類用地建築物本身價值/（萬元/公頃）；

qb_i——第i類用地建築損失率/%;

Vc_i——第i類用地室內財產價值/（萬元/公頃）；

qc_i——第i類用地室內財產損失率/%;

D——折價比，取0.1;

Tr——岩溶塌隱重發周期，取10a。

表13-13岩溶塌陷期望損失費用

圖13-4唐山市岩溶塌陷期望損失計算單元圖

A—嚴重塌陷區；B—潛在塌陷區；C—穩定區

本文進行損失估算是以易損性分析的130個單元為計算單元（圖13-4），超出其范圍的單元不計，而在其內的其它單元災害的7種用地類型的期望損失費用均為0。

唐山市岩溶塌陷災害7種不同用地類型的期望損失費用，結合唐山市7種用地類型的價值分布圖求出各個場地單元的7種用地類型的災害期望損失費用，亦即求出第j類用地類型第i號場地的各災害損失費用F_ij。

三、災害損失費用分區

在分區前需要用柯卡莫哥洛夫檢驗方法檢驗場地災害損失費用（R≤0場地外）是否符合正態分布。如果符合則用最大隸屬原則；否則，就要用擇近原則。下面就兩種方法敘述如下：

（一）採用最大隸屬原則

1.論域的確定

設論域為U，即影響因素集，由一個因子R（R＞0）組成，評語集採用三級制，相應的評語代碼為A、B、C，其實際意義見表13-14。

2.因子隸屬函數U（R）

由於因子R符合正態分布，故因子的隸屬函數可定義為

式中R為未知樣本的指標值，R_i為已知樣本指標期望值，

為已知樣本值的方差，i為評語集代號，i=1,2,3。

表13-14地質災害損失費用分區評語表

模型的建立。

下列三個表是全部場地災害損失費用R中選出的較典型的高低費用數據，利用這些數據建立模型。

模型運算

設：U₁、U₂、U₃是論域U上的三個模糊集合，U₁（R）、U₂（R）、U₃（R）為三個相應的模糊隸屬函數，R為U中的因子，由上述三個不同級別費用表可知，R₁、

R₂、

R₃、

於是對於任何一個因子R有：

高費用

中等費用

低費用

地質災害災情評估理論與實踐

如果U₁（R）一max（U₁（R）,U₂（R）,U₃（R）），則認為R相對隸屬於U_i（i=1,2,3）。

（二）利用擇近原則

1.論域的確定

該方法論域的確定與方法（一）相同。

2.模型的建立

此步驟與最大隸屬原則的模型建立相似，也是從全部場地的損失費用R（R＞0）中選出較典型的數據來建立高低費用兩個模型。所不同的是只需要兩模型中的均值R₁、R₂代表兩類費用。

圖13-5唐山市R₁₁用地類型岩溶塌陷期望損失分區圖

1—低損失區（F=0～0.24%）;2—中等損失區（F=0.24%～22.98%）；3—高損失區（F=24.98%～45.78%）

3.模型的運算

設U₁、U₂是論域U上的兩個模糊集合，R為U上的因子，如有：

—（R,U_i）＝max（R,U_i）i=1,2

由R應歸於模型U_i，其中（R,U_i）是表示R與模型U_i的貼近度，取

地質災害災情評估理論與實踐

圖13-6唐山市C₃用地類型岩溶塌陷期望損失分區圖

1—低損失區（F=0～0.47%）;2—中等損失區（F=0.47%～11.42%）；3—高損失區（F=11.42%～22.49%）

（R,U_i）越大，則表示R與U_i越貼近。

綜上所述，可依場地災害損失費用將規劃區劃為低損失費用區、中等損失費用區和高損失費用區。

（三）災害損失費用分區

採用擇近原則，對於每種用地類型，分別求出所有場地地質災害損失費用F的最大值。如對第j類用地類型，可以得到最大值F_jmax。選擇[0.5×F_jmax,F_jmax]區間內的場地為高災害損失費用場地模型V₁，求出期望損失費用值F_jmax；再選擇[0,0.12×F_jmax]區間為低災害損失費用場地模型V₂，求出期望損失費用F_jmin；選擇區間[0.015×F_jmin,0.45×F_jmin]為中等災害損失費用場地模型V₃，求出期望損失費用F_jmin。對全部130個場地求貼近度：

地質災害災情評估理論與實踐

於是第j類用地條件下，當（F_ij,V₁）≥（F_ij,V₂）≥F_ij,V₃）時，第i號場地屬高災害損失費用場地；當（F_ij,V₁）≤（F_ij,V₂）≤（F_ij,V₃）時，第i號場地屬於低災害損失費用場地；此外，當（F_ij,V₂）最大時，第i號場地屬於中等地質災害損失費用場地。

利用數組NZ（i,j）表示場地災害損失費用分區信息，存放在程序ULESBS輸出的數據文件MAP.DAT里。NZ（i,j）表示第i類用地類型第j號場地災害損失費用分區，其值意義如下：

（1）當NZ（i,j）＝-1時，第i類用地第j號場地屬於低災害損失費用區；

（2）當NZ（i,j）＝0時，第i類用地第j號場地屬於中等災害損失費用區；

（3）當NZ（i,j）＝1時，第i類用地第j號場地屬於高災害損失費用區。

（四）繪制圖件

利用上述方法、基本圖件、各種參數，然後利用程序ULESBS繪制出唐山市各種用地類型地質災害損失費用分區圖（圖13-5、13-6）。

6. 岩溶地區特有的地質災害有哪些它們的主要危害是什麼

岩溶地區特有的地質災害為岩溶塌陷
岩溶塌陷是地面塌陷的一種，指在岩溶地區，下部可溶岩層中的溶洞或上覆土層中的土洞，因自身洞體擴大或在自然與人為因素影響下，頂板失穩產生塌落或沉陷的統稱。其地面表現形式是局部范圍內的地表岩土體的開裂、不均勻下沉和突然陷落。

岩溶塌陷的危害主要有：
影響交通：岩溶塌陷對交通網路的正常運行會造成嚴重的影響，對公路、鐵路的安全構成較大的威脅。
毀壞農田：發生於農田中的岩溶塌陷，會使作物被毀，糧食減產，給人民群眾造成較大的危害；並且地面耕植土落入地下塌坑，造成了耕作面積的減少，未進行填埋或者由於塌坑規模太大而不便進行填埋的地方則無法繼續進行農作物耕種。
破壞建築：發生於建築及人口密集區的岩溶塌陷，會造成房屋牆壁裂縫、屋內地面裂縫下沉，嚴重的直接導致建築物倒塌。
溝通地表地下水系，污染地下水：由於近年來工業的發展，大部分河流等地表水體水質較差，岩溶塌陷發生後，揭穿了灰岩含水層頂板，溝通了地表水系與地下水系，使得地表水通過塌坑大量湧入岩溶含水層，加之岩溶裂隙、溶洞的連通性好，污水會在岩溶含水層中迅速擴散，污染岩溶地下水。
大規模的塌陷可引起地震效應。
希望對你有幫助。

7. 貴大的喀斯特環境與地質災害防治實驗室怎麼樣

貴州大學（Guizhou University），簡稱「貴大」，創始於1902年，位於中國貴州省貴陽市，是教育部與貴州省人民政府合作共建的國家「211工程」重點大學、貴州省屬重點綜合性大學，是「卓越法律人才教育培養計劃」「卓越農林人才教育培養計劃」和「卓越工程師教育培養計劃」重點建設大學。[1] 2012年成為教育部「2011計劃」協同創新中心牽頭高校，入選教育部「中西部高校綜合實力提升工程」成為教育部在西部地區重點建設的14所高水平大學之一，「中西部高校聯盟」成員，中國最早創辦的大學之一。由浙江大學對口支援貴州大學。[2]
貴州大學歷經貴州大學堂、省立貴州大學、國立貴州農工學院、國立貴州大學等時期，1950年10月定名為貴州大學。與貴州農學院、貴州工業大學等院校合並，2012年12月，成為教育部與貴州省人民政府共建高校。2016年4月，被列為國家「一省一校」重點支持建設大學。
截止2016年7月[3] ，在校全日制本科學生46549人，全日制研究生7575人。下設39個學院，現有教職工3920人，其中，專任教師2364人，教授451人、副教授843人，具有博士學位701人、碩士學位987人。學校佔地面積6117.67畝。圖書館現有館藏紙質文獻329餘萬冊，中外文電子圖書202餘萬冊。

8. 岩溶塌陷評價預警

一、評價理論體系

針對以往區域岩溶塌陷災害調查研究的基本問題，這里引用劉傳正教授提出的「地質災害遞進分析的理論概念體系」，以棗庄市附近作為典型地段，用「發育度」、「潛勢度」、「危險度」及「危害度」來表徵該區岩溶塌陷的發育、發展和危害程度(圖8-8)。

(一)岩溶塌陷災害「發育度」

反映一個地區岩溶塌陷災害的發育程度，是已發生地質災害的空間數量與面積分布的綜合表現(以單位面積點數來描述災害現狀)。

(二)岩溶塌陷災害「潛勢度」

是岩溶塌陷災害孕育生成的條件組合或潛在能力的評價指標，代表著一個地區地質環境的特徵，是反映地質災害生成內因的一種綜合表達(以地質環境要素組合描述)。

(三)岩溶塌陷災害「危險度」

反映一個地區在一定時間內因某種誘發因素作用(自然或人為因素)導致地質災害發生的可能性大小的量化表達，即地質災害預警等級的量化表達，是描述一種或多種突發因素參與下，岩溶塌陷災害發生的可能程度。

(四)岩溶塌陷災害「危害度」

岩溶塌陷災害發生過程及其結局對地質環境和人類社會的危害聯系起來，是地質災害空間自然屬性和社會屬性的綜合表現，用以確定一個地區是否應進行地質災害防治以及進行何等程度的防治，也反映了一個地區社會經濟活動的易損性和綜合抗災能力，從而為制訂科學的防災規劃提供依據，也作為確定預警等級和啟動政府社會減災應急反應機制的依據(描述岩溶塌陷災害「危險度」對一個地區造成的危害程度)。

二、評價因子的選取

(一)岩溶塌陷災害「發育度」(n)

岩溶塌陷的發育強度是根據岩溶塌陷密度系數n(單位為點/km²)來表達，按照表8-6標准，岩溶塌陷發育度可劃分出中等發育區和弱發育區兩類(圖8-9)。其中十里泉、東王莊、丁(佟)庄—黃樓、付劉耀及良辛庄等5個地段為塌陷中等發育區(A₂)，多集中於供水水源地開采井附近及河道、坑塘等地形低窪處，塌陷密度系數n=10～100點/km²;上述幾個地段外圍碳酸鹽岩分布區為塌陷弱發育區(A₃)，塌陷密度系數n<10點/km²。

表8-6 岩溶塌陷強度劃分標准

(據劉傳正，2000)

圖8-9 東王莊—良辛庄地區岩溶塌陷發育度示意圖

(二)岩溶塌陷災害「潛勢度」

岩溶塌陷的發育、生成受地質環境條件的制約，其中岩溶地層和淺部岩溶發育程度、覆蓋層的厚度和岩性與結構、地形地貌及距地表水距離等為產生岩溶塌陷的內孕因素，是岩溶塌陷災害趨勢預測的基礎，可為災害單因素預警或綜合預警提供基礎指標，具體量值是通過岩溶塌陷災害基礎因子與響應因子計算實現的。

計算公式採用綜合指數模型可寫成:

山東省地質環境問題研究

式中:Q_i為第i單元的「潛勢度」指數;j為評價因子;a_i為第j評價因子在第i評價單元的賦值;b_j為第j個評價因子的權重;m為評價單元數;n為評價因子數。

此時，地質環境要素組合為基礎因子，而災害的面積模數比作為災害發生潛勢的一種響應，也是基礎因子的組成部分，反映地質環境的脆弱性，是災害發生潛能的一種響應，即把「發育因子」也稱「響應因子」。

因子選取與分級是否合理將關繫到「潛勢度」計算分區的准確性，合理的因子選擇有利於把握其潛在發展趨勢，不合理的選擇勢必導致錯誤的結果，並同時影響後續的計算正確性。合理性主要表現在因子與災害之間關聯性好，因子全面，各因子相互獨立，且在研究區有不同層次等級。根據災害因子分析，選取基礎因子(岩性組合、第四系厚度與岩性、地形地貌)和響應因子(即發育因子———面積模數比)作為災害「潛勢度」的判別因子。

判別因子一般分為四級。各指標量值的賦值主要以調查資料的統計分析為基礎，綜合分析地質災害與基礎因子和響應因子的關系後對其進行分級。根據各因子與災害分布的關系程度研究和專家經驗確定各因子權重，最終形成潛勢度判別因子指標量值及權重表。

(三)岩溶塌陷災害「危險度」

「危險度」是在潛勢度分析基礎上疊加誘發因子進行的，選取地下水條件(地下水面與基岩面距離、地下水水位變幅和地下水徑流強度)、降水條件和人為因素等因子。

同樣採用綜合指數模型:

山東省地質環境問題研究

式中:W_i為第i單元的「危險度」指數;j為評價因子;a_i為第j評價因子在第i評價單元的賦值;b_j為第j個評價因子的權重;m為評價單元數;p為評價因子數。

「危險度」判別因子選取原則是從地質環境的角度出發，既要充分考慮地質災害發生形成的內在基本因素(地形地貌、岩性組合等)，又要兼顧誘發其發生的外部因素，通常指大氣降雨、人類工程活動(開采地下水)等。

根據研究區內地質災害調查的實際資料及已有的工作經驗，「危險度」計算需要的判別因子分為三大類:基礎因子、響應因子和誘發因子。

誘發因子的賦值依據是根據研究區的地質災害發生歷史，特別是統計分析不同地段不同誘發因素的臨界值范圍。賦值范圍分為4級，最高值為4，最小值取1。如遇多個誘發因子參與計算，權值根據誘發因素的相對重要性確定。

(四)岩溶塌陷「危害度」

「危害度」指地質災害發生後對其影響區內各類承災體的傷害或財產破壞損失程度，它是地質災害社會屬性的表現形式。

重點考慮災害的強度與受災體的易損性，並用量化指標表示為

山東省地質環境問題研究

式中:r₁，r₂，r₃，……，r_n是反映災害危害的因素值。

岩溶塌陷災害「危害度」與「危險度」、承災體的易損性密切相關。承災體易損性是一個難以確定的變數，它不僅與承災體類型、結構功能等有關，而且與其所處的空間位置(離災害體遠近、災害體的不同部位)有很大關系。

總體上，地質災害對社會造成的破壞，表現為人員傷亡、價值損失，以及無法用貨幣衡量的環境破壞效應。

「危害度」單元評價模型一般寫成:

山東省地質環境問題研究

式中:R_i為單元危害度;W_i為單元危險度;V_i為單元受災體易損性指數。

實際計算「危害度」時常常很困難，主要是很難得到比較准確的數據。本次選取的易損因子為水源地的受損程度，即塌陷體距抽水井距離，距塌陷體遠，地下水受塌陷下滲地表污水的影響較小，而距塌陷體近，受地表污水的下滲影響則大，受災體的危害度則大，另外應考慮塌陷對當地人員的損害程度等因素。

在「危害度」大或較大的地區應實施岩溶塌陷治理工程，可避免岩溶塌陷災害危及當地人民的生產、生活，以保護地質環境和經濟社會良性發展。

由於各評價因子的發育程度與評價單元的相對位置不同，對各評價單元岩溶塌陷的影響程度也不盡相同。根據岩溶塌陷形成臨界條件和影響因素分析，將岩溶塌陷發育度、潛勢度、危險度和危害度的9個條件16種因子作為層次模糊評價因子(圖8-10)。

圖8-10 岩溶塌陷「四度」層次結構模型分析圖

三、評價預警分區

(一)評價因子的等級劃分及賦值

將9個條件16種因子的等級指標和賦值列於表8-7中。

評價因子分定性指標和定量指標兩類。定性指標是離散性取值，其隸屬函數為其相應指標所對應的級別;定量指標常常是連續性區間限值，各級別雖有界限值，但實際上往往呈過渡狀態，對定量指標隸屬函數的取值原則是取各級別界限值上、下值的中值作為各級別界限的過渡函數;其餘定量指標區間值屬於相應的級別。

(二)評價模型及評價指標值的採集

1.評價模型

採用層次模糊數學評價模型，將評價目標(A)劃定評價集為

A={危害性小(a₁)，危害性中(a₂)，危害性較大(a₃)，危害性大(a₄)}

相應的條件層(B)各評價指標對(A)的評價模糊子集為

山東省地質環境問題研究

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相對應的因子層(C)評價指標對(A)評價模糊子集為

在所建立的模型中，基本層有9個評價指標，因子層有16個評價指標，則評價單元j所構成的相應模糊子集為

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表8-7 棗庄市岩溶塌陷評價預警因子等級和賦值表

權重的確定，是判斷矩陣的元素反映了研究者對影響因子之間相對重要性的認識。本次所選用的權重，均採用本地專家經驗法和試演算法確定，即先由專家經驗確定一套試算權重初值，選擇一些塌陷程度不同的實例單元進行權重反演，若相差太大時，則再對權值進行調整，直到調試合理後方可作為計算權值。由此得出各因子權值(表8-8)。各層指標權重的模糊子集W。

對於基本條件層:

對於因子層: ，則有

W_c={0.10000，0.02500，0.17500，0.10178，0.02545，0.01277，0.07000，0.08000，0.06576，0.03642，0.04782，0.10000，0.06750，0.02250，0.03500，0.03500}。

於是得到某評價單元j評價集的計算模型:

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式中:a₁，a₂，a₃，a₄，分別為危害性小，危害性中，危害性較大，危害性大。

通過不同層次、不同影響因子的權重，以此來刻畫各影響因素對岩溶塌陷產生的影響程度及影響因素之間的組合效應，然後在確定各因子隸屬度的基礎上進行多因子綜合，得到各單元的岩溶塌陷預測結果。

表8-8 各評價因子權重分配表

2.評價指標值的採集

塌陷發育度由實際計算得出;岩溶地層是由評價點所處位置的實際地層確定，岩溶發育程度則根據鑽孔資料、物探資料和地下水富水程度等來確定;土層厚度、地層岩性和結構由附近鑽孔和調查所得;地下水面與基岩面的距離由基岩埋深與地下水水位計算求取，地下水水位變幅是由2003年枯豐水期水位計算所得，地下水徑流強度則由預測點在地下水徑流帶的位置而定;距地表水體距離是實測值;大氣降水是實際數據;距抽水井的距離是實測值，抽水強度由實際調查所得;地形變化由預測點所在的實際情況確定，塌陷發育程度依塌陷所在的塌陷發育度來確定;損失程度是根據《地質災害防治條例》的要求界定。

(三)評價單元劃分及層次模糊綜合預測

利用計算機的柵格化功能，將工作區120km²劃分為500m×500m的方格，共480個小方格作為評價單元，並通過GIS從屬性庫中讀出每個評價單元的所有指標的實際值，確定各評價指標的隸屬函數值，然後列出每個評價單元的隸屬函數矩陣C_j，各預測因子的權重W_c，運用層次模糊判別原理建立的計算模型:

A_j=W_cC_j(j=1，2，3，…，480)

由此計算出每個單元的模糊評價集:

A_j={a₁，a₂，a₃，a₄}

按照隸屬度最大原則，最大值則為該預測單元所對應的級別。

以上過程通過編製程序自動完成，並將評判結果存到預測單元的屬性庫中，最後根據計算結果，把相同隸屬度的單元劃分為同一級別，從而得出棗庄岩溶塌陷評價預警分區。

如在十里泉地段(十里泉北)的第341評價單元，實際取值為(100，三山子組白雲岩，強烈發育，5.00，含礫粉質粘土，一元，低窪地，30.00，8.03，5，強，621，100，31900，3，1000)。

該評價點相應的模糊子集C₃₄₁為

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因子層相對於目標層的權重值W_c={0.10000，0.02500，0.17500，0.10178，0.02545，0.01277，0.07000，0.08000，0.06576，0.03642，0.04782，0.10000，0.06750，0.02250，0.03500，0.03500}，則目的層隸屬函數計算結果為

A₃₄₁=W_cC₃₄₁={0.10076，0.0000，0.37750，0.52174}

則a₄>a₃>a₁>a₂，即該評價單元屬a₄，為危害度大的級別。依此計算出全區480個評價單元的A_j值。

(四)評價分區

對於研究區北部的石炭-二疊系含煤地層區及東北角的變質岩分布區，面積為30.83km²，是非可溶岩分布區，不存在岩溶塌陷問題，可作為危害度小區(表8-9)。

在碳酸鹽岩分布區岩溶塌陷評價結果分為危害度小區，面積28.80km²;

危害度中等區，面積27.06km²;

危害度較大區，面積28.48km²;

危害度大區，點狀分布於十里泉、東王莊、丁(佟)庄和良辛庄等地段，面積分別為2.88km²、0.98km²、0.70km²和0.27km²。

表8-9 棗庄岩溶塌陷評價預警分區表

9. 論述不良地質現象對工程建設有哪些影響

不良地質現象對工程建設會造成常見的崩塌、滑坡、泥石流、地基塌陷等影響。地球表面是由岩石構成的，但是由於岩石的風化和剝蝕等作用，可以使他們的抗壓、抗拉、抗剪強度等力學性質發生改變，以致可能發生崩塌、滑坡、泥石流和岩溶等地質災害，對人們正常的生產生活造成危害。

地質災害不僅會造成巨大的經濟損失，而且會危及人們的生命。不但增加工程費用，甚至會造成不必要的人員傷亡。因此，應分析產生這些地質災害的原因，從根本上預防此類公路工程地質災害的發生，保證工程的質量、進度和安全。

(9)岩溶地質災害評價擴展閱讀

防範措施：

1、滑坡：為了避免滑坡災害，對滑坡進行防治時一般應對症下葯，綜合治理。常用的滑坡防治方法有：排截水工程、卸荷減載工程、坡面防護工程、支擋工程。

2、泥石流：防治主要有以下幾種措施：封山育林，以保護匯水區和可能形成泥石流的地帶；調節地表徑流，沿坡修建導流堤；設置截擋建築物，如堤、壩等，也可設置排洪道等。

3、岩溶：在岩溶地區修建公路，應該深刻了解岩溶發育的程度和岩溶形態的空間分布規律，以便充分利用某些可以利用的岩溶形態，避免或防治岩溶病害對路線布局和路基穩定造成的不良影響。這些經驗可大體概括為疏導、跨越、加固、堵塞與鑽孔充氣、恢復水位等。

10. 地質災害危險性現狀評估

（一）采空地面塌陷

分布於應城支線末站附近的四里棚區岩鹽礦和知府灣石膏礦，從20世紀90年代開始發生較大規模地面塌陷以來，已造成嚴重的危害。

應城岩鹽礦水溶法采礦所產生的地面塌陷，對礦井安全造成重大的威脅，沉（塌）陷已造成3對采鹵井報廢、工廠停產、毀壞倒塌房屋近百餘棟，直接經濟損失2947萬元。同時在周圍農田裡已有多處塌陷發生，故每年需給農民50萬～60萬元的補償費用，歷年累計已賠償了500萬元左右。至今塌陷仍在繼續，逐年加劇，1999年1月22日出現了大面積地面建築物垮塌，已造成四里棚街道辦事處王家井采區倒塌民房38棟，職工住宅40套，辦公樓一棟，車間兩棟及變壓器、采鹵泵、輸鹵泵、配電櫃和1000m輸鹵管、地下電纜、鹵水儲水池，15k V供電線路等嚴重損壞，危及 299人的生命財產安全，如范圍進一步擴大，危害還將加劇。已造成經濟損失約 1244×10⁴元，潛在危害近億元。

應城石膏礦的地面塌陷也造成了災害，危及當地居民、房屋和農田等的安全。因此，可以認為，應城膏鹽礦地面塌陷災害危險性大。

（二）岩溶地面塌陷

在管線里程610～61 8km東南側的湖北省境咸寧市官埠橋—北洪橋地段內，正好是復蓋型岩溶區（隱伏岩溶），當地是咸寧市城區及近郊區，大量開采岩溶水。從1983年開始出現地面塌陷，隨著岩溶水開采量不斷增大，塌陷現象不斷發展，先後發生5次較大規模塌陷，形成26個陷坑。目前已造成107國道11km水泥路面嚴重開裂，交通中斷，附近工廠停產，供水井報廢，並隨時危及當地居民的安全。已造成經濟損失約150萬元，潛在危害近750萬元。該岩溶塌陷地段目前處於較不穩定狀態，因此現狀危險性大。此外，在管線里程620～705km地段（咸寧—赤壁—臨湘）分布有寒武、奧陶、石炭、二疊、三疊系的碳酸鹽岩，上覆第四系中、上更新統土體，屬覆蓋型岩溶區，也具備岩溶地面塌陷的形成機制，應予以關注。

（三）岸崩

評估區內潛在岸崩段主要分布於管線里程371～377km的大悟河右岸；其次是管線穿越其他各河流的迎流頂沖段。其地質災害危險性中等。

（四）膨脹土脹縮災害

評估區由膨脹土脹縮變形引起的災害，主要表現為對二層及其以下房屋的拉裂破壞和局部陡坎、溝坡的小型坍滑。由膨脹土地基脹縮變形引起的建築變形破壞，變形以低層民房牆體拉裂為主。牆體裂縫隨季節氣候變化而變化，裂縫寬1～5cm不等，長1～5.5m，一般沿磚縫呈之字型開裂，具上寬下窄的特點。一般開裂多發生於門窗上下及山牆部位，裂縫多呈倒八字或垂直形態沿灰縫發展。同一區段的房屋緊鄰淺溝，或擾動膨脹土地基上的建築更易開裂，其變形幅度隨基底壓力和基礎埋深的增加而減小。同一開裂外牆的變形幅度大於內牆，以角端最為敏感。建築物開裂損壞時間一般在房屋建成後3～5年或更長時間，開裂多發生炎熱乾旱季節或久雨後長期乾旱期間，雨季有合攏現象。

膨脹土構成的邊坡穩定性較差，一般天然穩定坡角8°～15°，少有坡高大於2m的陡坎。上更新統分布區段地勢低窪平緩，為主要農事耕作區，由於開挖路塹、溝渠、築堤改變了原始形態，形成人工邊坡。尤其是溝渠岸坡地段，經流水沖刷干濕反復交替，膨脹土裂隙進一步發育，致使水份更易進入土體，土體含水量逐漸增大而變軟，強度逐漸降低，當土體強度降到難以維持平衡狀態時，在降雨入滲及水流沖刷等因素誘發下，產生小型坍滑，一般規模小於100m³。

由於評估區內膨脹土大多具弱膨脹潛勢，所以此類地質災害危險性小，局部屬中等。