當前位置:首頁 » 地質工程 » 地質災害省內分區

地質災害省內分區

發布時間: 2021-03-15 10:04:39

1. 地質災害易發區劃分

一、劃分原則和方法

(一)劃分原則

1.定量與定性相結合的原則

根據《縣(市)地質災害調查與區劃基本要求(實施細則)》中地質災害易發區劃分的方法,結合深圳市地質災害類型、成因和分布規律,區內相似、區際相異、綜合比擬,以定性和定量相結合綜合劃定易發區。

2.超前預測原則

綜合考慮對深圳市城市規劃的新城區及其周圍重要經濟產業帶和重要工程設施,適當外延地質災害易發區范圍。

3.分別對待原則

突發性地質災害與緩變性地質災害、城市開發區與城市生態保護區分別對待的原則。

(二)劃分方法

1)以「深圳市地質環境及地質災害調查」成果為基礎,在對地質災害點及其隱患點全面核實的基礎上進行地質災害易發程度分區,並根據深圳市城市規劃(2007~2020年)及今後的建設態勢對易發區進行調整。

2)深圳市不同類型地質災害的分布具有較明顯的獨立性。斜坡類地質災害如崩塌、滑坡、不穩定性斜坡等分布於低山、丘陵、台地等坡腳地帶;岩溶塌陷地質災害分布於河谷平原、山間盆地覆蓋層下可溶岩分布等地段,因此可按類型單獨劃分。

3)斜坡類地質災害易發程度分區,主要依據地質災害現狀發育程度、地形地貌、岩土體組成特徵、地質構造和人類工程活動等因素的差異進行劃分。在地質條件基本相似的情況下,考慮人類工程活動態勢,對深圳市城市規劃的新城區、重要交通干線兩側適當提高易發等級;將限制大規模人類工程活動並列為城市生態控制范圍內的大部分區段適當降低易發等級;對處於平原地帶的已建成區和無人類工程活動的山地大部分區段劃分為不易發區。

4)岩溶塌陷易發程度分區是在收集岩溶地質勘查資料的基礎上進行,根據歷史岩溶塌陷的發育情況、岩溶發育強度、上覆土層的特徵和隱伏構造特徵等的差異進行劃分。

5)海水入侵為面狀緩變性地質災害,本書不對此災種進行易發區劃分。

二、易發區劃分

深圳市地質災害易發區劃分為易發區和不易發區。易發區分為斜坡類地質災害易發區和岩溶塌陷易發區2個大區,其中,斜坡類地質災害易發區按易發程度劃分為高易發區(A1-1至A1-9)9個、中易發區(A2-1至A2-12)12個,低易發區(A3-1至A3-14)14個;岩溶塌陷地質災害易發區按易發程度劃分為高易發區(B1-1至B1-4)4個,中易發區(B2-1至B2-9)9個。不易發區僅劃分斜坡類地質災害不易發區(A4-1至A4-32)32個(圖2-4-70)。

(一)斜坡類地質災害易發區(A)

斜坡類地質災害易發區在深圳各區廣泛分布,地形地貌為低山、丘陵和台地等,包括崩塌、滑坡、不穩定斜坡等地質災害,亦是深圳市突發性地質災害的主要分布區。總面積1244.19km2,佔全市總面積的63.71%,根據易發程度劃分為高、中、低3個亞區。該區中位於基本生態控制線范圍內的面積達738.90km2,占斜坡類地質災害易發區總面積的59.39%。

1.斜坡類地質災害高易發區(A1)

斜坡類地質災害高易發區主要分布於低山、丘陵周邊適宜開展工程建設的坡腳地段和人類工程建設活躍的台地地區。包括石岩-龍華、觀瀾-平湖、布吉-坂田、福田和羅湖區的北側、鹽田海岸山地的坡腳地帶、橫崗-坪山-坑梓、五聯-坪西及南澳等地段。總面積328.94km2,佔全市總面積的16.84%,其中位於基本生態控制線范圍內的面積158.33km2,占斜坡類地質災害高易發區總面積的48.13%。

該區內發育地質災害點和地質災害隱患點608處,其中崩塌144處,滑坡104處,不穩定斜坡360處,地質災害威脅人口16235人,潛在經濟損失861925萬元。

2.斜坡類地質災害中易發區(A2)

斜坡類地質災害中易發區主要分布於低山、丘陵的周邊坡麓和低台地地區等,目前人類工程建設活動相對較弱,引發的地質災害較少。主要分布於光明-松崗、鐵崗及西麗水庫、平湖-觀瀾-龍華-布吉、龍崗黃閣、龍崗-坪地、坪山-坑梓、葵沖及壩光、大鵬、龍崗南澳的東沖-西沖等地段,總面積505.10km2,佔全市總面積的25.87%,其中位於基本生態控制線范圍內的面積189.72km2,占斜坡類地質災害中易發區總面積的37.56%。

該區發育地質災害點和地質災害隱患點251處,其中崩塌84處,滑坡28處,不穩定斜坡139處,威脅人口6289人,潛在經濟損失364032萬元。

3.斜坡類地質災害低易發區(A3)

斜坡類地質災害低易發區主要分布於人類工程活動影響較小的丘陵和低山地區。主要分布於松崗-公明-光明以北山區,羌下-逕口水庫-吊神山的山區、玉律-紅坳水庫-觀瀾林場丘陵山區、阿婆髻-鳳凰山-鶴洲的丘陵山區、鐵崗水庫-西麗水庫-梅林水庫一帶山區、羊台山、雞公頭山、梧山區、梅沙尖-馬巒山-排牙山區、西湖村-盲塘坳丘陵區、清林徑-白石塘水庫一帶丘陵山區、七娘山區。該區地形地貌利於斜坡類地質災害的發育,但因該區處於生態控制區,人類工程活動受到限制,目前地質災害不發育,未來工程建設活動規模及范圍都較小,因此,將其劃分為斜坡類地質災害低易發區。該區總面積410.16km2,佔全市總面積的21.00%,其中位於生態控制線范圍的面積390.84km2,占斜坡類地質災害低易發區總面積的95.29%。

該區發育地質災害點和地質災害隱患點32處,其中崩塌10處,滑坡6處,不穩定斜坡16處,威脅人口302人,潛在經濟損失13799萬元。

(二)岩溶塌陷地質災害易發區(B)

深圳市岩溶塌陷受可溶岩分布及岩溶發育程度的控制,主要分布於龍崗區的荷坳-龍崗中心區、坪地、坪山-石井、坑梓、葵涌、橫崗西坑及山仔嚇地區,地形地貌均為隱伏岩溶谷地,岩溶塌陷易發區總面積48.23km2,佔全市總面積的2.43%,已發生岩溶塌陷地質災害28處。按其易發程度分為岩溶塌陷地質災害高易發區和中易發區。

1.岩溶塌陷地質災害高易發區(B1)

該區為隱伏岩溶強發育區,有的地段曾發生過岩溶塌陷。主要分布於荷坳至龍崗中心城區、坑梓、坪山石井鹹水湖、葵涌等地,面積17.59km2,已發生的岩溶塌陷大多位於該區。

2.岩溶塌陷地質災害中易發區(B2)

該區岩溶較發育,在強烈的自然和人類工程活動作用下可能引發岩溶塌陷,部分地段曾在強烈的人類工程活動作用下引發塌陷。主要分布於橫崗西坑-山仔嚇、龍崗赤石崗-底下田、坪地、杭梓,坪山碧嶺-湯坑、坪山新屋嚇、坪山井子下及新曲、葵涌等地,面積30.64km2

(三)斜坡類地質災害不易發區(A 4)

地質災害不易發區僅劃分斜坡類地質災害不易發區,該區位於深圳市的濱海平原、河谷平原、山前平原、低台地及沒有人類工程活動的低山和高丘陵地帶,主要分布於松崗-公明河谷平原區、沙井-西鄉-南頭-白石洲、鐵崗水庫、香蜜湖-黃貝嶺、沙頭角-鹽田港、大梅沙、馬巒山-紅花嶺、未木嶺-吊神山-排牙山,王母圩、七娘山-帶。共分32個亞區,面積661.17 km 2,佔全市總面積的33.86%,其中位於生態控制線范圍的面積224.71km2,占斜坡類地質災害不易發區總面積的33.99%。

在濱海平原、河谷平原、山前平原、低台地地區以及海灘地帶,由於地勢平坦,人類工程活動引發崩塌、滑坡地質災害的可能性小,崩塌、滑坡地質災害不發育,因此將其劃分為斜坡類地質災害不易發區;東部低山地區-般由堅硬塊狀花崗岩、堅硬-較堅硬火山熔岩及火山碎屑岩綜合體、堅硬層狀砂岩綜合體組成,山勢陡峻,人跡罕至,植被發育,崩塌、滑坡地質災害不發育,同時這些地區均為生態控制區,今後進行工程建設的可能性小,引發崩塌、滑坡地質災害的可能性小,因此,也將其劃入斜坡類地質災害不易發區,但若進行風景區或其他建設,應進行地質災害危險性評估並加強地質災害防治工作。

圖2-4-70 深圳市地質易發程度分區圖

深圳地質

該區已查明地質災害點和地質災害隱患點10處,其中崩塌6處,不穩定斜坡4處,災害點密度0.02處/km2,受威脅人口118人,潛在經濟損失14991萬元。

2. 地質災害易發區劃分與評價

一、易發程度區劃的原則

地質災害易發程度是指在一定的地質環境條件和人類工程活動影響條件下,地質災害發生的可能性的難易程度。

1)地質災害易發區劃分結合地質災害形成的地質環境條件、誘發因素(人類工程活動、降雨等)和災害發育現狀,以定性評價為基礎,通過信息系統空間分析定量計算來確定。

2)評價單元的劃分按照「區內相似和區際相異」的原則來確定,以地質災害發育的地質環境條件差異確定評價單元。採用人工方法計算時,以鄉鎮行政區或村級行政區為基本單元。採用計算機網格剖分時,單元面積採用500m×500m。

3)地質災害發育程度劃分為四級:高易發區(Ⅰ)、中易發區(Ⅱ)、低易發區(Ⅲ)和不易發區(Ⅳ)四級。在劃分過程中,根據實際調查情況,具體問題具體分析,盡可能便於鄉鎮政府開展防治工作。

二、工作思路和技術路線

地質災害易發程度區劃是地質災害詳細調查中的重要環節,地質災害易發性區劃圖是地質災害調查研究中最基礎、最重要的圖件之一。地質災害的易發性區劃研究主要是對地質災害形成的內因進行分析,綜合考慮工程地質條件、植被、長期的綜合降雨等影響因素在地質災害形成過程中的作用,基於GIS平台對其影響因素進行量化分析,同時考慮各個影響因素所佔的權重,遵循一定的原則設計開發程序,從而生成最終的地質災害易發性區劃圖。

在地質災害野外調查資料及整理生成的地質災害分布圖、地質災害調查測繪圖、地質災害詳細調查實際材料圖的基礎上,通過對靈台縣地質災害詳細調查數據綜合分析,對研究區進行了剖分,對每個剖分網格中地質災害的點密度、面密度和體密度進行了分級,確定其分級指數,調用開發軟體確定每個網格的災害性影響指數,採用襲擾系數法生成初步地質災害易發性區劃圖,並利用地理信息系統軟體ArcGIS和MapGIS6.7空間分析功能將地質災害的各個影響因素圖疊加到初步地質災害易發性區劃分級圖中,繪制出該縣的地質災害易發性分區圖。靈台縣地質災害易發性區劃研究系統流程圖如圖6-1所示。

具體步驟為:首先將靈台縣地質災害分布圖進行500m×500m網格剖分。其次對每個網格內地質災害的個數、體密度、面密度採取不同的原則將每個網格的災害易發性程度分為四級,生成初步的地質災害易發性等值線圖。然後對該縣的地形地貌圖、地層岩性圖、降雨量分布圖、地形坡度圖、植被覆蓋圖分別採取相應標准分為四級,採取專家打分的方法確定其權重。最後疊加各個圖層從而生成靈台縣地質災害易發性分區圖,為靈台縣地質災害詳細調查危險性區劃和靈台縣地質災害防治區劃等提供可靠的數據,同時為政府部門採取有效的措施進行統籌規劃減災防災以及災害治理提供了可靠的依據。

3)坷台—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊滑坡崩塌高易發區(Ⅰ3

主要是達溪河北岸沿線的城關鎮的坷台、楊村、水泉、下河、東王溝、許家溝、安家莊村,災害點密度6.85處/km2,災害點密度很大,面積7.51km2,占高易發面積的20.61%,發育災害點49處,14個滑坡,23個不穩定斜坡,兩個泥石流。所處地貌單元主要為達溪谷地區及其支流的黃土梁峁區,岩性主要為第四系馬蘭黃土、離石黃土及白堊系紫紅色泥岩、砂岩、砂礫岩,植被不發育,河流—沖溝發育,沖溝多為「V」型谷,坡度變化大,局部近直立,地形破碎,地質環境脆弱。人口密集、人類工程活動頻繁,滑坡等災害發育。

4)南店子—下河—東王溝—康家溝—紅崖溝滑坡崩塌高易發區(Ⅰ4

主要是達溪河南岸沿線和達溪河支流蒲河的城關鎮的坷南店子、下河、東王溝、康家溝、紅崖溝村,災害點密度4.2處/km2,災害點密度較大,面積4.19km2,占高易發面積的7.16%,發育災害點30處,12個滑坡,18個不穩定斜坡。所處地貌單元主要為達溪谷地區及其支流的黃土梁峁區,岩性主要為第四系馬蘭黃土、離石黃土及白堊系紫紅色泥岩、砂岩、砂礫岩,植被不發育,河流—沖溝發育,沖溝多為「V」型谷,坡度變化大,局部近直立,地形破碎,地質環境脆弱。人口密集、人類工程活動頻繁,滑坡等災害發育。

(2)地質災害中易發區(Ⅱ)

該區面積351.60km2,占總面積17.16%,發育災害點281處,災害點密度0.8處/km2,包括橫渠—馬家溝—付家溝—趙家咀—安馮村—杜家溝—景家莊子村、王家山—張家塬—溫家莊—東門—高崖—小寨—邊家老村—朱家堡村—前進—姜家莊—勾勾王—張坡村、寺咀—柴朝村—崖灣村—坷台—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊村和新廟—鄭家窪—康家溝—羅家灣村4個亞區。

1)包括橫渠—馬家溝—付家溝—趙家咀—安馮村—杜家溝—景家莊子村中易發亞區(Ⅱ1

分布於黑河南岸極其支流的梁原鄉橫渠、馬家溝、付家溝、趙家咀、安馮村、杜家溝、景家莊子沿河一帶,是典型的黃土梁峁丘陵區,面積13.88km2,佔中易發區總面積的3.95%,發育災害點14處,災害點密度1.0處/km2。岩性為第四系中上更新統黃土。黃土層及白堊系砂礫岩、砂岩局部岩石及土層風化破碎,節理裂隙發育,為災害中易發區。

2)王家山—張家塬—溫家莊—東門—高崖—小寨—邊家老村—朱家堡村—前進—姜家莊—勾勾王—張坡村中易發亞區(Ⅱ2

分布於黑河南岸極其支流的梁原鄉、朝那鎮、上良鄉、什字鎮、西屯鄉、獨店鎮沿河一帶,是典型的黃土梁峁丘陵區,面積144.12km2,佔中易發區總面積的7%,發育災害點94處,災害點密度0.82處/km2。岩性為第四系中上更新統黃土、白堊系砂礫岩、砂岩。區內人口相對較少,局部岩石及土層風化破碎,節理裂隙發育,為災害中易發區。

3)寺咀—柴朝村—崖灣村—坷台—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊村中易發亞區(Ⅱ3

該區面積95.72km2,佔中易發區總面積的27.22%,發育災害點70處,災害點密度0.73處/km2,地貌為黃土梁峁區、低中山區。岩性為新近系、白堊系碎屑岩及第四系中上更新統黃土。區內溝谷發育,溝坡多為階狀陡坡,植被較差,人類工程活動頻繁,災害點分布在村莊周圍、公路沿線和河谷邊坡地帶。

4)新廟—鄭家窪—康家溝—羅家灣村中易發亞區(Ⅱ4

主要位於達溪河南部的中台鎮、新開鄉、蒲窩鄉、邵寨鎮,該區面積97.88km2,佔中易發區總面積的27.84%,發育災害點103處,災害點密度1.05處/km2,屬於黃土梁峁丘陵區,岩性以新近系、白堊系碎屑岩及第四系中上更新統黃土。區內溝谷發育,溝坡多為階狀陡坡,植被一般,人類工程活動相對較弱,災害點分布在村莊周圍、河谷邊坡地帶。

(3)地質災害低易發區(Ⅲ)

該區面積722.96km2,佔中易發區總面積的35.28%,發育災害點73處,災害點密度0.10處/km2。包括梁原鄉黑河北岸黃土梁峁丘陵區、什字塬北部-黑河南岸沿線黃土梁峁丘陵區、龍門鄉黃土梁峁丘陵區、什字塬南部-達溪河北岸黃土梁峁丘陵區、達溪河南岸-中台鎮-蒲窩鄉-新開鄉-邵寨鎮黃土梁峁丘陵區5個亞區。

1)梁原鄉黑河北岸黃土梁峁丘陵區低易發區(Ⅲ1)

位於梁原鄉黑河北岸一帶,面積32.2km2,占低易發區總面積的4.43%,無災害點發育,屬於黃土梁峁丘陵區,岩性以第四系黃土和白堊系泥質、砂岩為主。區內溝谷發育,地形切割強烈,黃土層及泥岩砂岩局部較破碎,表層風化嚴重。

2)什字塬北部-黑河南岸沿線黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ2)

位於什字塬北部-黑河南岸沿線的朝那、上良、什字、西屯、獨店5個鄉鎮,面積147km2,占低易發區總面積的20%,發育有災害點8處,災害點密度0.054處/km2,表層覆蓋第四系黃土,河溝切割強烈出有白堊系泥岩、砂岩。區內溝谷發育,地形切割強烈,岩石較破碎,表層風化嚴重,人類工程活動較少。

3)龍門鄉黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ3)

位於龍門鄉黃土梁峁丘陵區一帶,面積95.329km2,占低易發區總面積的13.19%。發育災害點10處,災害點密度0.10處/km2。屬低黃土梁峁丘陵地貌,上部岩性為第四系黃土,下部岩性為白堊系的泥岩、砂岩,表層風化嚴重,局部地形切割強烈,人類工程活動較少。

4)什字塬南部-達溪河北岸黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ4

主要是什字塬南部-達溪河北岸的廣大梁峁丘陵區一帶,面積191.6km2,占低易發區總面積的26.5%。發育災害點28處,災害點密度0.146處/km2。屬低黃土梁峁丘陵地貌,上部岩性為第四系黃土,下部岩性為白堊系的泥岩、砂岩,表層風化嚴重,局部地形切割強烈,人類工程活動較少。

5)達溪河南岸-中台鎮-蒲窩鄉-新開鄉-邵寨鎮黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ5

主要是龍門鄉黃土梁峁丘陵區一帶,面積256.824km2,占低易發區總面積的35.5%。發育災害點25處,災害點密度0.097處/km2。屬低黃土梁峁丘陵地貌,上部岩性為第四系黃土,下部岩性為白堊系的泥岩、砂岩,表層風化嚴重,局部地形切割強烈,人類工程活動較少。

(4)地質災害不易發區(Ⅳ)

靈台縣地質災害不易發區總面積938.01km2,佔全區面積的45.78%,基本無地質災害發生。由梁原鄉黃土塬區(Ⅳ1)、黑河寬闊河谷區(Ⅳ2)、什字塬不易發區(Ⅳ3)、達溪河河谷不易發區(Ⅳ4)、邵寨鎮黃土塬不易發區(Ⅳ5)、百里鄉林場不易發區(Ⅳ6)組成。

不易發區主要是黃土塬及黃土小台塬區和寬闊的河谷區以及植被茂密人煙稀少的林場區。黃土塬及黃土小台塬區和寬闊的河谷區工程地質條件很好,地形平坦,雖然人類工程活動較頻繁但很少發生地質災害,百里鄉林場區植被茂密,人煙稀少,人類工程活動較少,地質環境相對優越,為地質災害不易發區。

1)梁原鄉黃土塬區(Ⅳ1

本區主要位於梁塬鄉王家溝村及黑河低緩階地,面積19.8km2,占不易發區總面積的2.11%,本區岩土以第四系黃土為主,工程地質條件較好,地質災害不發育。

2)黑河寬闊河谷區(Ⅳ2

本區主要位於黑河寬闊河谷區。面積17.43km2,占不易發區總面積的1.86%,本區河谷較寬闊,地形較平坦,人類工程活動弱,地質災害不發育。

3)什字塬不易發區(Ⅳ3

主要位於廣闊的什字塬區。本區面積306.55km2,占不易發區總面積的32.68%,本區地形平坦,工程地質條件較好,地質災害不發育。

4)達溪河河谷不易發區(Ⅳ4

本區主要位於達溪河沿岸寬闊河谷區。面積38km2,占不易發區總面積的4.1%,本區河谷較寬闊,地形較平坦,人類工程活動弱,地質災害不發育。

5)邵寨鎮黃土塬不易發區(Ⅳ5

本區主要位於邵寨鎮小黃土塬區,面積18.91km2,占不易發區總面積的2%,本區岩性以第四系黃土為主,工程地質條件較好,地質災害不發育。

6)百里鄉林場不易發區(Ⅳ6

本區主要位於百里鄉林場區。面積537km2,占不易發區總面積的57.3%,本區植被茂密,人煙稀少,人類工程活動較少,地質環境相對優越,為地質災害不易發區。

3. 全國地質災害防治區劃分區特徵

地質災害防治區既是客觀劃分地質災害形成的地質環境條件,又反映了地質災害防治方向。根據區域地質災害的類型、規模、分布,以及區域地質條件、人類工程活動規律、地質災害防治方向將全國分為6個地質災害防治區(表5.1;圖5.1):①東部平原丘陵山地地質災害防治區(Ⅰ);②東南丘陵山地地質災害防治區(Ⅱ);③西北內陸盆地地質災害防治區(Ⅲ);④黃土高原地質災害防治區(Ⅳ);⑤西南山地地質災害防治區(Ⅴ);⑥青藏高原地質災害防治區(Ⅵ)。

表5.1 全國地質災害防治分區特徵簡表

5.2.1 東部平原丘陵山地地質災害防治區(Ⅰ)

本區包括黃淮海平原、燕山山地、呼倫貝爾高原、大興安嶺及其以東的廣大地區,東界為國境線和海岸線。在地貌上位於我國地貌的第三級階梯,以平原為主,東北平原邊緣為丘陵山地。行政區劃包括我國東北地區的遼吉黑三省和內蒙古東北部,環渤海地區的天津、北京東南部、河北大部和山東西部,長江三角洲地區的江蘇大部、上海和浙江杭州,以及黃淮地區的河南東部和安徽北部。該區人口密度大,工業發達是我國的主要經濟區之一。

華北平原和松遼平原存在不同程度的地面沉降。華北平原自新生代以來一直是斷續沉降地帶,第四紀沉積極為發育,其沉積厚度受基底起伏的控制,一般為200~600m,坳陷區最厚達1000m以上。華北平原地面沉降量大於200mm的地區達42120km2,大於1000mm的地區為755km2,大於300mm的面積達18718km2,大於500mm的面積達6430km2。松嫩平原規模大、地形平坦,巨厚的鬆散沉積物的岩性主要為砂石及砂礫石,並含湖沼相的淤泥質土、泥炭、厚度為6~10m,結構鬆散,多呈層狀分布。承壓水含水層廣泛分布。地面沉降和地裂縫大部分集中於大慶油田採油井口附近,在大慶市區已形成兩個面積為2000~3000km2的東西向大漏斗,其中心區地下水位埋深近50m。普遍發生房裂、牆體傾斜和地裂。

本區突發性地質災害主要分布在山東中部、遼寧東部和西部、吉林東部以及黑龍江東部的山地地區。地質災害分布比較密集、危害較大且能代表本區地質環境和地質災害類型的典型地段有兩處:一是遼寧撫順等礦區滑坡、泥石流發育地段;二是黑龍江雞西七台河地面塌陷發育地段。

從危害程度看,截至2002年共有58.76萬人受地面塌陷、地裂縫災害威脅,潛在災害損失為41.16萬元。受地裂縫、地面塌陷災害威脅較嚴重的市(縣)主要分布在遼寧撫順市露天區,江蘇徐州市、銅山縣,黑龍江七台河市。

該地區地質災害防治重點是華北平原、長江三角洲和松遼平原等地區的地面沉降和地裂縫,以及遼寧、黑龍江等礦區的地面塌陷。

5.2.2 東南丘陵山地地質災害防治區(Ⅱ)

本區包括我國東南部淮陽山地和長江中下游及其以南的廣大區域,東界為海岸線。在地貌上位於我國地貌的第三級階梯,為低山丘陵,地形切割和風化作用強烈,風化層厚度大,植被發育。行政區劃上包括浙江大部、安徽南部、湖北中東部、湖南東部、江西、廣東、河南南陽。該區的突出特點是人口眾多,密度大。

本區地質災害以滑坡、崩塌、泥石流為主,滑坡、崩塌以小型土質滑坡、崩塌為主,主要分布在安徽南部、浙江中部、江西西部、廣東東北部、福建中東部地區。本區東部以突發性地質災害為主,西部以采礦引起的地面塌陷為主。地質災害分布比較集中、危害較大的且能代表本區地質環境和地質災害類型的典型地段有3處:一是閩、粵、浙東南低山丘陵滑坡、崩塌發育地段;二是皖南、浙西北中低山滑坡、地面塌陷發育地段;三是贛西、湘南低山丘陵滑坡、地面塌陷發育地段。

據1999~2001年縣(市)地質災害調查資料,本區因地質災害造成1096人死亡,直接經濟損失59582萬元。造成死亡人數最多的是滑坡災害,共617人死亡;其次是泥石流災害,死亡196人;地面塌陷、崩塌造成死亡人數分別為162人和121人。滑坡所造成的直接經濟損失約佔地質災害所造成經濟損失的73.14%。

1990年9月浙江平陽縣山外村滑坡,規模117m3,造成5人死亡,14人受傷,100餘人輕傷,毀房1073間,直接經濟損失達1100萬元。

1987年安徽省績溪縣荊州鄉方家灣村滑坡,規模5000m3,造成35人死亡,直接經濟損失達45萬元。

該區地質災害防治重點是台風降水和人類活動作用引發的滑坡、崩塌和泥石流。

5.2.3 西北內陸盆地地質災害防治區(Ⅲ)

本區范圍東界為大興安嶺的西麓,南界自小騰格里沙漠,沿集寧東南部的丘陵地北坡,向西穿過黃土高原的北緣,沿祁連山和昆侖山的北麓直至我國最西部的帕米爾高原,西界和北界為國境線。包括新疆大部、甘肅北部、內蒙古西部和中部、寧夏北部。這一地區的特點是人口密度小,經濟欠發達,主要地質災害為發育在山前地區的滑坡、泥石流。

本區地質災害主要分布在新疆中部。地質災害分布比較集中且危害較大。地質災害類型的典型地段主要有新疆伊犁谷地滑坡泥石流發育地段。

據1999~2001年縣(市)地質災害調查資料,本區因地質災害造成342人死亡,直接經濟損失2605萬元。其中滑坡災害造成253人死亡。

圖5.1 全國地質災害防治區劃重點防治區圖

該區地質災害防治重點是交通干線、礦產基地、居民地突發性地質災害防治。

5.2.4 黃土高原地質災害防治區(Ⅳ)

本區位於黃河流域中部,其范圍在長城一線以南,秦嶺、伏牛山以北,西以烏鞘嶺、日月山為界,東抵呂梁山。包括青海東部、甘肅東部、寧夏南部、陝西北部、山西及河北西部。

本區位於我國地貌的第二級階梯,主體海拔為1000~2000m,黃土厚度一般為50~100m,最厚可達250~300m,是世界上黃土分布最廣,沉積最厚的區域,也是滑坡和泥石流的發育區。區內煤炭等礦產資源豐富,是我國的主要能源基地,采礦引起的地面塌陷與地裂縫問題突出。

本區新構造運動活動強烈,地形切割較強烈,溝谷比較發育,河流不斷侵蝕岸坡,常在河、溝谷形成深達10~30m的陡坎。

本區地質災害主要分布在山西中南部、陝西中南部、甘肅南部、寧夏南部,以及青海西寧地區。西部以突發性地質災害為主,東部以采礦引起的地裂縫和地面塌陷為主。地質災害分布比較密集、危害較大且能代表本區地質環境和地質災害類型的典型地段有兩處:一是黃土高原南緣與秦嶺過渡地帶滑坡泥石流發育地段,主要包括陝西藍田、鳳縣、寶雞市,甘肅鎮原、永清、武山、天水、禮縣、會寧,青海西寧、民和、湟中。二是晉中南地面塌陷地裂縫發育地段,主要包括山西陽泉、沁源、陽城、襄垣、婁煩、翼城、陽城、河曲、榆次。

本區滑坡主要發育於黃土、第四系含礫粘土、亞砂土、亞粘土、粉土和新第三系泥岩中,土質滑坡占滑坡總數的72%,古近系砂礫岩次之,其他時代較老的地層中僅少量發育。黃土、軟弱層狀泥岩岩組,軟弱層狀千枚岩組和斷層破碎帶以及殘坡積層構成了本區的易災岩組。

據1999~2001年縣(市)地質災害調查資料統計,本區73.87%的突發性地質災害主要發生在雨季的7~8月,具有明顯的季節變化規律。值得注意的是雖然突發性地質災害主要發生在7~8月,但崩塌略有不同,52.2%的崩塌發生在7~8月,47.8%發生在3~6月和9~10月。區內地質災害的分布與活動均具有周期性變化規律。但各種地質災害周期時距不一。地質災害的周期主要受活動斷裂、地震、新構造運動以及降水和人類活動等因素的制約,其中地震和降水的控製作用更為突出。

滑坡和泥石流的主要誘發因素為暴雨。據統計,近20年來81%以上的滑坡形成於暴雨之後,99%以上泥石流形成於暴雨之後。

崩塌的誘發因素除暴雨外,人為工程活動對崩塌的誘發作用也非常明顯,據統計,57%崩塌是暴雨誘發的,41%由人為工程活動引起。人為工程活動主要是邊坡坡腳開挖和破壞植被等。另據統計,有5.8%的崩塌是地震誘發的。

1999~2001年縣(市)地質災害調查資料表明,本區因地質災害造成1203人死亡,直接經濟損失達5億元。泥石流災害造成死亡人數最多,達838人;其次是滑坡災害,死亡231人。

1985年8月12日發生的甘肅省武山縣樺林溝泥石流,造成溝口天局村徹底被毀,死87人,傷212人,沖毀房屋408間,沖走牲畜82頭,糧食20多萬斤,直接經濟損失253萬元,災情之嚴重令人觸目驚心。1999年7月,該溝再次暴發泥石流,將溝口1000餘畝小麥全部沖毀,造成經濟損失35萬元。據不完全統計,武山縣由於地質災害造成的死亡人數高達217人,直接經濟損失3400萬元,其危害范圍遍及全縣各個鄉鎮。

1920年,海原地震引起1處滑坡,即導致77人死亡。

1985年10月4日,陝西省藍田縣因開挖坡腳和暴雨引起的黃土崩塌,造成11人死亡。

該區地質災害防治重點是重要城市礦區、交通干線黃土滑坡、崩塌和泥石流,以及汾渭盆地地面沉降和地裂縫。

5.2.5 西南山地地質災害防治區(Ⅴ)

本區位於我國中部山區,其范圍在秦嶺以南,經武當山,雪峰山,以雲開大山西緣一線為東界,西達岷山、橫斷山和哀牢山以東,南為國界。包括雲南東部、貴州、廣西大部、重慶、四川東部、湖北西部及甘肅和陝西南部、河南西部。

這一地區地貌上處於我國地勢的第二級階梯,地形上,以切割強烈的山地、高原為主,新構造活動和地震強烈,氣候條件復雜。

本區主要易滑岩類有泥岩、頁岩、凝灰岩、片岩等軟弱岩層。易崩岩層有灰岩、砂岩等軟弱岩層相間的地層。為突發性地質災害最為發育的地區。

本區地質災害在6個區中最為發育,主要分布在甘肅南部、湖北大部、湖南西北、貴州北部以及廣西北部地區。西部以突發性地質災害為主,地面塌陷和地裂縫主要分布在貴陽-安順和六盤水地區。地質災害分布比較集中,危害較大且能代表本區地質環境和地質災害類型的典型地段有5處:①青藏高原東緣滑坡、泥石流發育區;②長江三峽地區滑坡、崩塌發育區;③秦巴山地滑坡、泥石流發育區;④雲貴高原滑坡、泥石流發育區;⑤湘南丘陵滑坡、地面塌陷發育區。

據1999~2001年縣(市)地質災害調查資料,本區滑坡和泥石流的主要誘發因素是暴雨。據統計,滑坡86.6%為暴雨誘發,泥石流97.28%是暴雨誘發。本區因地質災害造成4714人死亡,直接經濟損失27.35億元。造成死亡人數最多的是滑坡災害,死亡2063人;其次是泥石流,死亡1317人。地面塌陷死亡人數為14人。

1979年11月,四川省雅安市雨城區北郊鄉發生泥石流,死亡146人,毀壞房屋320間,農田572畝,阻斷道路5處,直接經濟損失800萬元。

1991年9月23日,雲南省昭通市盤河鄉發生規模為4050萬m3的滑坡,造成216人死亡。

2003年7月11日23時,受特大暴雨影響,四川省丹巴縣距縣城33km的巴底鄉邛山溝,發生特大泥石流災害,造成18人死亡,33人失蹤,71人被困,沖毀省道211線1000餘m,人行便橋5座,經濟損失嚴重。

該區地質災害防治重點是局地暴雨和地震引發的較大規模的滑坡、崩塌和泥石流,雲、貴、桂岩溶地區和礦區的地面塌陷。

5.2.6 青藏高原地質災害防治區(Ⅵ)

本區范圍北起昆侖山、阿爾金山和祁連山,南至喜馬拉雅山,西抵國界,東達岷山、橫斷山和哀牢山,是我國大江大河的發源地。包括西藏、青海大部、雲南和四川西部、新疆和甘肅南部邊緣。

本區處於我國地貌的第一級階梯。山地海拔在3000~4500m以上,峽谷相對高差為2000~3000m,35°以上陡坡占總區域的20%以上。該區地質災害以自然形成的崩塌、滑坡、泥石流等突發性災害為主,災害體的規模較大。本區易產生滑坡和崩塌的岩性主要為泥岩、片麻岩以及板岩和碎石土等。這一地區的另一突出特點是人口密度小,經濟欠發達。

本區地質災害主要分布在四川西部、西藏東南部、雲南西部、青海東部。地質災害分布比較集中,危害突出的地段有兩處:一是易貢藏布流域泥石流和滑坡發育區;二是青藏高原東緣滑坡和泥石流發育區。

據統計,1970~2001年因地質災害造成1966人死亡,直接經濟損失12.53億元。滑坡災害造成死亡人數最多,為1519人,其次是泥石流災害,造成403人死亡。

自20世紀80年代以來,雲南省元陽縣地質災害成災20餘次,導致553人死亡,410人受傷,直接經濟損失3.98億元。1989年1月28日,位於縣城中心的大禮堂後山發生大規模滑坡,15萬m3的滑體以每小時19.7~35.0cm的速度向下滑動。1月31日,縣電影院、文化局等10餘處房屋被毀,城中心縣城建局大樓至老幹部活動室一帶的地面明顯隆起。城區供水、供電、通訊幾次中斷,公路被毀,92棟房屋成危房,28個單位和203戶居民被迫緊急疏散,城區近50%的居民不同程度受到滑坡的影響,造成直接經濟損失3000多萬元。

2000年4月9日晚8時左右,西藏林芝地區波密縣易貢藏布河扎木弄溝發生大規模山體滑坡,歷時約10分鍾,滑程約8km,高差約3330m,截斷了易貢藏布河(河床高程2190m),形成長約2500m,寬約2500m的滑坡堆積體,其面積約5km2,最厚達100m,平均厚60m,體積2.8~3.0億m3

該區地質災害防治重點是凍融作用和復雜地質環境條件下在河流和道路兩側形成的泥石流和滑坡。

4. 中國地質災害的分布

中國地質災害種類繁多,分布廣泛,活動頻繁,危害嚴重。1949年以來,因地震死亡近30萬人,傷殘近百萬人,倒塌房屋1000多萬間;共發生大型崩塌3000多處,滑坡2000多個,中小型崩塌、滑坡、泥石流則達40多萬處。全國有350多個縣的上萬個村莊、100餘座大型工廠、55座大型礦山、3000多千米鐵路受崩塌、滑坡、泥石流的嚴重危害。除北京、天津、上海、河南、甘肅、寧夏、新疆以外的省、區、市都發現有岩溶塌陷災害,總數近3000處,塌陷坑3萬多個,塌陷面積300多平方千米。據不完全統計,在全國20多個省、區內,發生礦山采空塌陷180處以上,塌陷坑1595個,塌陷面積達1000多平方千米(段永侯等,1993)。各類地質災害每年造成上千人死亡,經濟損失高達300億元。

地質災害的發育分布與地形地貌、地質構造、新構造運動、岩土體類型、水文地質條件、氣象水文及植被條件、人類工程活動等關系密切。因此,我國地質災害的區域分布具有東西分區、南北分帶的特點,華北、東北、西北諸省,荒漠化作用強烈;西南山區降雨多而集中,崩塌、滑坡、泥石流災害頻繁發生;東部平原區地面沉降、地裂縫廣泛發育;沿海諸省,海水入侵、海岸侵蝕等強烈發育。

從中國大陸的地勢階梯來看,第一級階梯海拔4000m以上,氣候寒冷,凍脹、融沉、泥流、雪崩等災害發育;第二級階梯海拔高度在1000~2000m,在第一與第二級階梯過渡地帶,地形切割強烈,崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等分布廣泛,災度高;東部廣大平原、盆地區屬三級階梯,地形平緩,人口稠密,人類活動強烈,地面沉降、海水入侵、塌陷、淤積等災害發育。

2008年1月國土資源部發布的《全國地質災害防治「十一五」規劃》,科學地劃分了地質災害易發區和重點防治區。滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷地質災害高、中易發區,主要分布在川東渝南鄂西湘西山地、青藏高原東緣、雲貴高原、秦巴山地、黃土高原、汾渭盆地周緣、東南丘陵山地、天山、燕山等地區;地面沉降和地裂縫地質災害高、中易發區,主要分布在長江三角洲、華北平原、汾渭盆地、松遼平原。地質災害重點防治區有16個,即長江三峽庫區滑坡重點防治區、川滇南北構造帶泥石流滑坡崩塌重點防治區、鄂西湘西中低山滑坡崩塌重點防治區、湘中南岩溶丘陵盆地地面塌陷滑坡重點防治區、雲貴高原滑坡崩塌地面塌陷重點防治區、滇西橫斷山高山峽谷泥石流滑坡重點防治區、桂北桂西岩溶山地丘陵崩塌地面塌陷重點防治區、浙閩贛丘陵山地群發性滑坡重點防治區、陝北晉西黃土滑坡崩塌重點防治區、黃土高原西南滑坡泥石流重點防治區、隴南陝南秦巴山地泥石流滑坡重點防治區、新疆伊犁滑坡泥石流重點防治區、珠江三角洲地面沉降地面塌陷重點防治區、長江三角洲地面沉降重點防治區、華北平原地面沉降重點防治區、東北中俄界河河岸崩塌重點防治區。

小結

地質災害既具有自然屬性,又具有社會經濟屬性,是二者的對立統一體。這是我們了解地質災害,進行地質災害調查、評價、治理,應具有的基本概念。

復習思考題

1.地質災害的涵義是什麼?

2.地質災害的屬性特徵是什麼?

3.地質災害的分類分級方案有哪些、內容是什麼?

5. 地質災害危險區劃分與評價

地質災害危險性分區是在地質災害易發區基礎上進行的。地質災害的易發性代表了地質災害是否具備形成條件和發生地質災害的難易程度。而地質災害的危險性則包括了地質災害的活動程度、威脅的范圍、易發程度和誘發因素,是地質災害形成的可能性。仍然採用信息量法進行計算。

一、地質災害危險性評價指標體系

控制和影響地質災害形成的地質條件很多,但歸納起來主包括兩方面的條件,即地質災害形成的基礎條件和誘發條件。依此,可建立地質災害危險性評價指標體系(圖6-12)。

1.地質災害活動程度

地質災害活動程度主要是指地質災害活動的歷史。在本次地質災害危險性評價中,主要考慮地質災害活動的點密度和面密度,將其作為地質災害危險性分區的依據。但地質災害活動的歷史只能說明地質災害的過去,而未來地質災害活動程度怎樣,危險性大小主要取決於地質災害的形成條件及誘發因素。

2.地質災害形成條件

地質災害形成條件包括主要控制因素和影響條件。本次地質災害危險性區劃評價中主要選取斜坡結構類型、工程地質岩組、水文地質條件、斜坡幾何形態、斷裂構造和人類活動等條件。

3.地質災害威脅范圍

地質災害一旦發生,其可能影響的范圍,即存在地質災害危險的范圍。本次確定的地質災害威脅范圍主要包括易發區本身斜坡地帶,同時也包括溝谷底部及河流、水庫內的一定范圍。

圖6-12 地質災害危險性程度評價指標體系圖

4.地質災害誘發因素

誘發因素是指能夠使地質環境系統向著地質災害發生的方向演化或者導致地質災害發生的內動力和外動力地質作用。本區誘發條件主要包括地震、降雨和人類工程活動。但由於本區地震活動相對較弱,而且能夠代表地震活動程度的地震烈度和地震動峰值加速度在縣域內區別不大,因此本次危險性評價中未考慮地震活動的影響因素。參與評價的主要誘發因素為降雨和人類工程活動。

二、地質災害危險性分區

1.評價指標的量化

危險性評價採用信息量法進行計算,用1:50000地形圖提取基礎地理信息,從遙感影像中提取植被圖層,利用降雨量等值線圖提取降雨指標,人類工程活動主要從地形圖和靈台縣發展規劃中提取,得到各種評價指標的圖層,根據實際調查資料可以獲得地質災害的點密度和面密度,並將這些指標引入GIS操作系統中。

2.基於GIS的信息量分析模型迭加計算

採用基於GIS的信息量分析模型進行迭加計算,通過計算諸影響因素對斜坡變形破壞所提供的信息量值,作為區劃定量指標,既能正確地反映地質災害的基本規律,又簡便、易行、實用,且便於推廣應用。計算原理與過程如下:

信息預測的觀點認為,滑坡與崩塌等地質災害的產生與否與預測過程中所獲取信息的數量和質量有關,是用信息量來衡量的,即:

圖6-13 靈台縣地質災害危險性分區圖

依據地質災害危險性分區結果,充分考慮地質災害防治規劃工作的開展,綜合靈台縣地貌、岩土特徵、地質構造、年降雨分布規律及人類活動程度等特點,將靈台縣滑坡、崩塌、泥石流災害危險程度劃分為地質災害高危險區、中危險區、低危險區和極低危險區,根據地質災害分布、組合特徵又進一步劃分為16個亞區(表6-4)。

4.危險性分區評價

(1)地質災害高危險區(Ⅰ)

靈台縣地質災害高危險區面積232.49km2,占總面積的11.35%。包括6個地質災害高危險亞區,即黑河北岸梁原鄉橫渠—付家溝—官村—朱家灣—杜家溝—景家莊子地質災害高危險亞區(Ⅰ1)、黑河南岸梁原鄉張家塬—溫家莊—東門—朱家灣高地質災害危險亞區(Ⅰ2)、達溪河北岸沿線地質災害高危險亞區(Ⅰ3)、達溪河南岸中台鎮—蒲窩鄉—新開鄉邵寨鎮黃土梁峁丘陵地質災害高危險亞區(Ⅰ4)、邵寨鎮黃土梁峁丘陵地質災害高危險亞區(Ⅰ5)和獨店鄉什字塬北部黃土梁峁丘陵地質災害高危險亞區(Ⅰ6)。本區所處地貌單元主要為黃土梁峁溝壑區及黃土丘陵區。岩性主要為第四系黃土和白堊系紫紅色泥岩、砂岩、砂礫岩,地表黃土覆蓋厚度較大,黃土大都向沖溝傾斜。局部地形坡度較大,區內工程地質條件差,岩土層的表層風化較嚴重,本區人類活動比較強烈,溝谷邊坡人口比較密集,人類活動對環境的改造極為強烈,主要包括建房切坡、開挖窯洞、修路等,人為活動誘發滑坡、崩塌的可能性較大。本區植被稀疏,以農作物為主,不利於水土保持。丘陵區溝谷大多處於壯年期或幼年期,侵蝕作用比較強烈。在汛期遇暴雨和連陰雨天氣容易形成滑坡、崩塌災害。特殊的岩土條件和氣象條件為地質災害的形成提供了可能性。本區也是全縣滑坡、崩塌地質災害最嚴重的地區。

表6-4 地質災害危險程度分區說明表

(2)地質災害中危險區(Ⅱ)

靈台縣地質災害中危險區面積604.03km2,占總面積的44.12%,地質災害為災滑坡,崩塌、泥石流和不穩定斜坡。包括4個地質災害中危險亞區,即黑河北岸梁原鄉黃土梁峁丘陵地質災害中危險亞區(Ⅱ1),黑河南岸-什字塬以北黃土梁峁丘陵地質災害中危險亞區(Ⅱ2),什字塬以南-達溪河以北黃土梁峁丘陵地質災害中危險亞區(Ⅱ3),達溪河南岸中台鎮蒲窩鄉新開鄉邵寨鎮廣大黃土梁峁丘陵地質災害中危險亞區(Ⅱ4)。本區岩性為第四系中上更新統黃土覆蓋於白堊系砂礫岩、砂岩、泥岩基岩之上,厚度不等,在降水作用下容易沿黃土與基岩的接觸面形成滑坡。區內人類工程活動相對較強,人口比較多。人類工程活動比較強烈主要表現是為各種目的而進行的切坡,加大了崩塌、滑坡的臨空面。黃土層岩石風化破碎,節理裂隙發育,為災害中易發區。丘陵區溝谷大多處於壯年期或幼年期,侵蝕作用比較強烈,溝坡多為階狀陡坡。在汛期容易形成滑坡、崩塌災害。災害點分布在村莊周圍、公路沿線、河谷邊坡地帶。地質災害一旦發生,危害較大。

(3)地質災害低危險區(Ⅲ)

靈台縣地質災害低危險區面積912.48km2,占總面積的44.53%,地質災害發育較少,危險性相對較小。包括6個地質災害低危險亞區,即梁原鄉王家溝黃土塬地質災害低危險亞區(Ⅳ1)、黑河寬闊河谷地質災害低危險亞區(Ⅳ2)、什字塬地質災害低危險亞區(Ⅳ3)、達溪河河谷地質災害低危險亞區(Ⅳ4)、邵寨鎮黃土塬地質災害低危險亞區(Ⅳ5)、百里鄉林場地質災害低危險亞區(Ⅳ6)。本區黃土塬區及黃土小台塬區和寬闊的河谷區工程地質條件很好,地形平坦,雖然人類工程活動較頻繁但很少發生地質災害,百里鄉林場區植被茂密,人煙稀少,人類工程活動較少,人類工程活動弱,地質環境相對優越,為地質災害低危險區。

6. 地質災害風險區劃

風險評估與自然災害易發地區土地利用和土地管理關系密切。土地管理部門和各級政府官員在土地利用決策時需要風險評估的結果;投資商在購買土地和土地開發時也要考慮災害風險的影響;建設項目場點的選擇、建築物的類型和材料以及購買保險時更要考慮災害風險的因素。

如果決策者在對災害風險一無所知的情況下對災害易發地區的土地利用規劃作出決策,那麼,這樣的決策肯定不可能使土地利用得到可持續發展。在對泥石流易發地區土地利用作出決策時,地方官員應該知道,有多少人可能受到泥石流的危害?有多少房屋可能遭到泥石流的沖毀?有多少基礎設施可能遭到泥石流的破壞?他們也應該懂得,土地利用方式的改變反過來也會影響泥石流的自然過程,這種影響是有利於泥石流的發生還是抑制了泥石流的發生?這些都需要進行風險評估。風險評估能夠提供可用於成本一效益分析的決策基礎。風險評估不僅可以應用於將來的土地利用規劃,而且可以為現存的土地利用再發展評估提供強有力的工具。

滑坡災害風險區劃就是根據以上計算得出的區域滑坡風險度劃分不同風險等級區域單元的方法,為滑坡地區的風險投資、區域開發和災害管理提供決策依據。像其他自然災害風險區劃一樣,滑坡災害風險區劃的一般原則為:相似性原則、區域完整性原則、綜合性原則、主導因子原則。

地質災害危險度(H)和易損度(V)是自變數,風險度(R)是因變數,因此,風險度數值及其分級是由危險度和易損度的數值和分級決定的。一旦危險度和易損度的分級確定下來,風險度分級也就相應地確定下來了。危險度和易損度均採用目前處理數值分級的簡單而常用的方法——布拉德福定律中的區域分析方法,即將一定范圍內的數值作等分劃分,在0~1范圍內等分為0~0.2,0.2~0.4,0.4~0.6,0.6~0.8,0.8~1這5個等分數值區域。根據式(1)生成風險度的5個等級:0.00<R<0.04,極低風險區;0.04<R<0.16,低風險;0.16<R<0.36,中等風險;0.36<R<0.64,高風險;0.64<R<1.00,極高風險(圖5-5)。地質災害風險等級的實際管理意義見表5-1和表5-2。

圖5-5 地質災害風險評估分級(分區)

表5-1 定性風險水平的管理含義

(據澳大利亞岩土工程協會,2000)

表5-2 地質災害風險等級的管理意義

7. 內動力地質災害分區

根據內動力地質災害的時空分布,主要構造體系的條塊分割與其中的活動構造體系的控製作用,將我國分為3大災害區、5大災害構造帶(圖3-3),概述如下:

圖3-3 中國內動力地質災害分區略圖[10]

1.緯向構造帶(Ⅰ)

天山-陰山緯向構造帶(Ⅰ1);昆侖-秦嶺緯向構造帶(Ⅰ2);南嶺緯向構造帶(Ⅰ3)。

2.經向構造帶(Ⅱ)

銀川-昆明經向地震構造帶。

3.新華夏系構造帶(Ⅲ)

東南沿海地震、地熱構造帶(Ⅲ1);長春-廣州地震、煤瓦斯突出、沖擊地壓、鑽孔套損、構造地裂縫、熱害構造帶(Ⅲ2);興安嶺-雪峰山煤瓦斯突出、構造地裂縫火山、地震構造帶(Ⅲ3)。

4.中國東部新華夏系控制的內動力災害區(Ⅳ)

東北鑽孔套損災害亞區(Ⅳ1);華北地震災害亞區(Ⅳ2);華南煤瓦斯突出亞區(Ⅳ3);南瓊亞區(Ⅳ4);台灣多種嚴重災害亞區(Ⅳ5)。

5.西域系構造帶(Ⅴ)

東准噶爾構造帶(Ⅴ1);天山-祁連山構造帶(Ⅴ2)。

6.西域系、河西系控制的災害區(Ⅵ)

7.青藏反「S」型構造帶(Ⅶ)

河西走廊南山-冷龍嶺北緣斷裂構造帶(Ⅶ1);柴達木北緣斷裂構造帶(Ⅶ2);阿牙克木湖-冬給措納湖斷裂構造帶(Ⅶ3);曲麻萊-康定地震斷裂構造帶(Ⅶ4);喀喇昆侖-唐古拉山地震構造帶(Ⅶ5);岡底斯山地震構造帶(Ⅶ6);喜馬拉雅山地震構造帶(Ⅶ7)。

8.中國西南部反「S」型控制的強震發育隆升區(Ⅷ)

8. 地質災害易發區國內外研究現狀

4.1.1 國外現狀

由於研究的地域范圍不同和對地質環境認識的差異,國內外研究者對地質災害易發區的理解也有不同。

國外對地質災害敏感性評價類似我國的地質災害易發程度評價。美國災害敏感性評價以地質、地形條件和以往發生的災害空間分布情況為依據進行評價(Nilsen,1977;Shek,1977;Carrara,1983,Brabb,1984,Brand,1988;Cross,1998等)。美國地質調查局在《美國國家滑坡減災戰略——減少損失的框架》(2003)中認為,可供規劃和決策使用的滑坡編目和滑坡敏感度圖對全國滑坡多發區是絕對必要的。

歐洲國家在阿爾卑斯山較多地開展了滑坡敏感度和危險性評價,並把評價結果應用於滑坡災害的減災管理。義大利P.Aleollt(2000)採用GIS技術對義大利北部阿爾卑斯山前緣的Piedmont地區的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆積等災害的敏感性、危險性及總的風險進行了區劃性制圖研究。A.Car-rara,M.Cardinali和F.Guzzetti等(1991)利用GIS技術將統計模型應用於義大利中部某小型匯水盆地的滑坡敏感性和危險性評估。亞洲國家,如日本、韓國在一些滑坡地質災害多發區也開展了滑坡敏感度和危險性評價,H.Haruyama和H.Kawakami(1984)利用數學統計理論對日本活火山地區由降雨引起的滑坡災害進行了敏感性和危險性評價,Saro Lee對韓國的一些地區分別應用多元統計和神經元網路模型進行了滑坡災害敏感性和危險性評價。一些國家,如澳大利亞直接開展斜坡地質災害風險評價,其中敏感性和危險性評價是其基礎,如M.Michael-leiba等(2000)在澳大利亞的一項城市發展規劃項目的斜坡地質災害研究中,把斜坡災害的敏感性、危險性、易損性、風險評價作為一體,以GIS軟體為技術平台,分別採用平面和三維評價系統,對Cairns地區進行了斜坡地質災害的敏感性、危險性和風險評價。Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl(1994)在分析哥倫比亞的Medellin地區滑坡、泥石流等斜坡不穩定性引起的區域地質災害敏感性和土地及生命易損性的基礎上,利用GIS技術將兩者合成製作了風險評價分區圖。

4.1.2 國內現狀

進入21世紀以後,在原有研究的基礎上,我國在全國范圍內有計劃地開展了全面的地質災害調查與防治,積極吸取國際地質災害防治研究的先進方法,並公布實施了《地質災害防治條例》,將地質災害易發區的研究納入了國家法制的軌道。

1)1999年以來,在全國地質災害嚴重區開展了以縣(市)為單元的「縣(市)地質災害調查與區劃」工作。調查災種為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等,截至2005年,共進行了700個縣(市)地質災害的調查與區劃工作。中國地質環境監測院已完成545個縣(市)信息系統的集成和綜合研究。

在各調查縣(市),根據野外調查的結果和地質環境資料,結合災害點和災害隱患點的密度,劃分地質災害易發區並編制「地質災害分布與易發區圖」是其主要任務之一。《縣(市)地質災害調查與區劃實施細則》明確指出「地質災害易發區」是指容易產生地質災害的區域。基於地質災害現狀,地質災害易發區可劃分為高易發區、中易發區、低易發區和不易發區四類。

2)從2002年開始,各省陸續開展了分省地質災害防治規劃工作,主要依據1∶50萬環境地質調查和縣(市)地質災害調查成果,對省內地質災害易發區進行了初步劃分,22個省編制了分省地質災害易發區圖(1∶50萬~1∶200萬)。

3)張梁等(2002)將地質災害易發區表述為地質災害危險性評估,並認為地質災害危險性(易發程度)評估就是研究不同地層單元組合、區域地質構造單元特徵、地形地貌條件下的區域地質災害規律,以及氣象、人類活動方式條件下的區域地質災害誘發規律和時間活動規律。前三類因素是決定地質災害區域分布規律的背景因素組合,這些因素具有空間上的分布規律,而且隨時間的變化性極小,屬於穩定型的控制因素,是地質災害易發程度的背景條件。後兩類因素屬於地質災害的觸發因素,隨時間的動態變化較大,它們與背景條件的組合狀況決定了地質災害的時空規律。

4)岑嘉法(2003)認為,地質災害易發區是指地質環境條件脆弱,具備發生地質災害條件,容易產生地質災害的區域。如在地球內動力作用強烈地區(高地震烈度區、活動斷裂區、區域構造交會處等)、地球外部營力作用強烈帶(如暴雨中心區、河流侵蝕帶、岩土體鬆散分布區等),以及人類工程經濟活動劇烈地區(如人口密度大,工業、農業、城鎮、交通建設強度大區)等。只要有觸發因素,即可產生地質災害。該區的確定,主要通過較大比例尺的環境地質與災害綜合調查後實際圈定,經濟建設與工程安排應盡量避免在易發區內。如果需在易發區內建設,要進行工程項目地質災害危險性評估工作。對工程建設作出地質災害現狀、工程建設可能誘發或加劇地質災害的預測和綜合評估,並提出地質災害防治措施對策。現進行的縣(市)地質災害調查與區劃,就是要實地圈定地質災害易發區范圍。

5)劉傳正等(2003)提出的「潛勢度」是某一地區在沒有任何降雨、地震、人類活動等情況下發生地質災害的潛在條件的量化指標,具體是指地質災害基礎因子(地形地貌、地表植被、地層岩性和地質構造)與響應因子的綜合表現,並編制了三峽庫區地質災害潛勢度、危險度等圖。

6)全國山洪災害防治規劃編寫組和水利部長江水利委員會進行的山洪災害易發程度評價,是利用各省(區、市)1∶50萬或1∶100萬泥石流、滑坡分布圖,以泥石流、滑坡的「線密度」和「規模」所反映的「可能成災點」的多少進行評價,即「可能成災點」越多,災害易發程度越高;「可能成災點」越少,災害易發程度越低。在參考相關部門成果及進行實地調查的基礎上,以小流域為單元,劃分出了泥石流或滑坡災害高易發區以及中易發區和低易發區。各區的劃分具體指標如表4.1所示。

在上述工作的基礎上,編制各省(區、市)1∶50萬或1∶100萬山洪誘發的泥石流、滑坡災害易發程度分布圖。該圖除反映泥石流、滑坡災害的易發程度以外,還通過編繪地形坡度分區和地層岩性分區,標示地貌區劃和區域構造形跡,綜合反映了由山洪誘發的泥石流、滑坡災害易發程度區劃與地形地貌、地層岩性及地質構造的相互關系。從而可以通過圖件,分析出不同區域地質背景與地形地貌條件下,泥石流、滑坡災害高、中、低易發區的分布規律。並以此進行逆向校核、修正,使泥石流、滑坡災害易發程度區劃圖更為科學、合理、可靠。

表4.1 山洪誘發泥石流、滑坡災害易發程度分區標准

7)2003年11月,我國國務院公布了《地質災害防治條例》(中華人民共和國國務院令第394號),並規定2004年3月起施行。該條例要求「實行地質災害調查制度」,並在此基礎上編制地質災害防治規劃,規劃所包括的5項內容之一就有「地質災害易發區、重點防治區」。2004年頒布的《地質災害防治條例釋義》進一步明確指出,地質災害易發區,是指具備地質災害發生的地質構造、地形地貌和氣候條件,容易或者可能發生地質災害的區域。地質災害易發區必須經過地質災害基礎調查才能劃定。易發區是一個相對的概念,並且可按照災害種類劃定,不同災種其易發區范圍不同。

9. 地質災害危險區劃分及分區評價

本次危險程度分析亦採用基於GIS的信息迭加法。由於和地質災害易發區劃分採用的方法、指標體系建立、指標量化、評價單元剖分等相同或相近,故僅簡述之。

一、地質災害危險區劃分

(一)危險程度評價指標體系

地質災害危險區是指明顯可能發生地質災害且有可能造成較多人員傷亡和嚴重經濟損失的地區。因此,其區域劃分應基於地質災害演化趨勢,採用造成損失的地質災害點,結合地質災害形成條件與觸發因素、演變趨勢與人類工程活動,從而圈定不同地質災害危險程度。

依據此原則,在地質災害形成條件分析的基礎上,採用目標分析方法建立了延安市寶塔區滑坡危險程度評價的三層結構指標體系(圖6-16)。

圖6-16 地質災害危險程度評價指標體系框圖

1.災害歷史

災害歷史即已有地質災害群體統計,主要考慮已形成地質災害的滑坡、崩塌的數量和規模。鑒於遙感解譯而未經調查的滑坡、崩塌以及不穩定斜坡一般都屬於未造成損失的自然地質現象,故本次以已經造成或有潛在危害的實際調查的滑坡、崩塌、不穩定斜坡為依據,採用其點密度、面密度和體積密度來表徵。

2.基本因素

基本因素指控制和影響地質災害發生的地質環境條件背景,如坡度、坡高、坡型和岩土體類型等。

3.誘發因素

指誘發(或觸發)地質環境系統向不利方向演化甚至導致地質災害發生的各種外動力和人類活動因素,包括降雨和人類工程活動。

圖6-17 層次分析法確定權重的流程圖

確定權重的方法主要包括專家打分法、調查統計法、序列綜合法、公式法、數理統計法、層次分析法和復雜度分析法。其中,層次分析法是由多位專家的經驗判斷並結合適當的數學模型再進一步運算確定權重的(圖6-17),是一種較為合理可行的系統分析方法。本次研究就採用這種方法,首先聘請國內外有關災害研究專家、災害研究者根據自己的體會和經驗,填寫黃土崩滑災害重要性比較矩陣(表6-5)。

表6-5 區域滑坡危險程度綜合評價指標體系重要度比較矩陣

註:A1代表災害歷史因素,A11,A12,A13 分別為:災點密度,災點面密度,災點體密度;A2 代表基礎因素,A21,A22,A23,A24,A25分別為:坡度,坡高,坡型,岩土類型和植被覆蓋率;A3代表誘發因素,A31,A32分別為:氣象條件,人類工程活動。

基於重要度比較矩陣,利用方根法求得權重:

A=(0.64,0.26,0.11)

A1=(0.60,0.20,0.20)

A2=(0.48,0.18,0.20,0.06,0.08)

A3=(0.2,0.8)

為檢驗判斷矩陣的一致性,分別求取各層次因子一致性指標CR,經檢驗可知:

CRA<0.1,CRA1<0.1,CRA2<0.1,CRA3<0.1

即各判斷矩陣滿足一致性,所獲得的權重值合理。

(二)評價指標量化

與易發區評價指標量化過程類似,仍然以寶塔區1:5萬比例尺和城區1:1萬比例尺的數字地形圖和地質災害詳細調查數據為基礎,分別提取基本評價指標:坡度、坡高以及坡型(坡型指標以地面曲率表示)和已有滑坡崩塌群體統計指標。由於完全基於調查地質災害點數據,因此能夠獲取評價單元內精確的災害點密度、面積密度以及體積密度。

同樣,植被指數也來源於全區Spot5遙感數據,根據NDVI計算公式,採用ERDAS遙感影像處理軟體,對全區的植被指數進行提取,作為全區植被情況的量化值。人類工程活動的量化是以調查區的公路為基準線,向兩邊做三個緩沖區,間隔500m,以ArcGIS為工具,分別做出上面同易發區類似的全區及城區的各個指標量化分級圖,然後生成數字矩陣作為後面評判的基礎數據集。

(三)計算單元剖分

本次危險程度評價單元的剖分與易發程度區劃的單元剖分一致。整個調查區以幼年期溝谷中的三級支流干溝、沖溝等劃分為135個單元(圖6-9)。城區以幼年期溝谷中的四級、五級支流干溝—細溝劃分為816個單元(圖6-10)。

(四)基於GIS的信息量迭加

1.運算方法及結果

將上述各個評價指標的量化值生成數字矩陣,利用GIS系統的空間迭加與統計功能,計算每一個單元格的所有評價指標值,然後得到數字矩陣的計算結果。再利用ArcGIS平台提供的分析計算功能,將研究區各評價單元數據按照權重分配結果,分級進行信息疊加計算,獲取每個單元的危險程度指標(圖6-18)。

圖6-18 地質災害危險程度計算結果圖

2.危險程度等級分區

綜合前面的分析,本次研究經統計分析(主觀判斷或聚類分析)找出突變點作為分界點,將區域分成劃分為低危險,中危險和高危險三個等級,對上面的評判計算結果進行分級(圖6-19;表6-6),在定量計算分級分區的基礎上,綜合考慮各種因素,人工勾畫出寶塔區地質災害危險程度分區圖(圖6-20,圖6-21)。

表6-6 地質災害危險程度評價分區表

圖6-19 地質災害危險程度分級圖

圖6-20 地質災害危險程度分區圖

圖6-21 城區地質災害危險程度分區圖

二、地質災害危險區分區評價

依據地質災害危險程度區劃評的評估原則和寶塔區地質災害危險程度的等級分區圖,地質災害危險程度劃分為高危險區、中等危險區、低危險區3個級別的區域,結合地質災害易發區和承災體種類及其分布的區域,進一步劃分了6個亞區(圖6-20,圖6-21;表6-7)。分區評價描述如下。

表6-7 地質災害危險程度分區說明表

(一)高危險區(Ⅰ)

高危險區主要分布於北部延河流域,集中分布於城區(Ⅰ1)、姚店鎮(Ⅰ2)、丁庄(Ⅰ3)、牡丹—雷鼓川上游(Ⅰ4)和蟠龍川上游(Ⅰ5)等五個亞區范圍內。高危險區的總面積約907.84km2,佔全區面積的25.53%。該區城鎮化建設速度較快,城鎮化率在20%~30%之間,分布有公路、鐵路、城鎮建築以及著名革命聖地旅遊風景區等許多重要工程建築設施。區內常住人口較為密集,流動人口往來較頻繁。除五羊川流域和橋兒溝鎮地段延河Ⅰ級溝谷區外,其他區與地質災害高易發區基本重合,崩塌、滑坡發育密度76~165處/100km2。歷史上災害發育較多,發育滑坡221處:其中危險滑坡28處,次危險滑坡118處,不危險滑坡75處;發育崩塌36處,其中危險崩塌24處,次危險崩塌10處,不危險崩塌2處:危險斜坡地段14處,次危險斜坡地段16處。共計發育地質災害288處,危險程度在危險—次危險的地質災害點占區內總地質災害點73%。現今潛在地質災害威脅4702人,資產期望損失11421萬元。有寶塔山滑坡(BT4039)、棉土溝滑坡(BT3087)、二庄科武警中隊滑坡(BT1003)等26處重要地質災害點分布在該區。

1.城區亞區(Ⅰ1

城區亞區位於調查區中西部,以城區為中心,向西北延伸至延河與西川,向西南延伸至杜甫川,向南延伸至南川,向東北順延河延伸至川口。面積441.69km2,占高危險區面積48.65%。發育地質災害220處:發育滑坡165處,其中危險滑坡18處,次危險滑坡77處,不危險滑坡70處;發育崩塌29處,其中危險崩塌19處,次危險崩塌8處,不危險崩塌2處;危險斜坡地段10處,次危險斜坡地段16處。該區城鎮化建設速度較快,城鎮化率20%~30%,分布有公路、鐵路、城鎮建築以及著名革命聖地旅遊風景區及其重要工程建築設施。地質災害威脅4024人、378孔(間)窯洞(房屋)、350m鐵路及1200m公路,資產期望損失11735萬元。

2.姚店亞區(Ⅰ2

姚店亞區位於調查區中東部,以姚店鎮為中心,沿蟠龍川向北達青化砭,順延河向西近抵甘谷驛,就延河南岸一支流向南至趙家溝。面積261.39km2,占高危險區面積的28.79%。發育地質災害47處:發育滑坡36處,其中危險滑坡5處,次危險滑坡28處,不危險滑坡3處;崩塌7處,其中危險崩塌5處,次危險崩塌2處;危險斜坡地段4處。分布有公路、鐵路、村莊等工程設施。地質災害威脅1982人,152孔(間)窯洞(房屋),資產期望損失4635萬元。

3.丁庄亞區(Ⅰ3

丁庄亞區位於調查區西北部邊界附近,豐富川上游。面積40.32km2,占高危險區面積的4.44%。該區地形地貌條件復雜,溝谷縱橫、河流侵蝕作用強烈,植被覆蓋率較低,水土流失嚴重,極易發生災害。現今發育危險性滑坡2處,不穩定斜坡1處,共計發育地質災害3處。

4.牡丹—雷鼓川上游亞區(Ⅰ4

牡丹—雷鼓川上游亞區位於調查區西北部邊界附近,牡丹-雷鼓川上游。總面積112.13km2,占高危險區面積的12.35%。該區地形地貌條件復雜,溝谷縱橫、河流侵蝕作用強烈,植被覆蓋率較低,水土流失嚴重,極易發生災害。人口密度相對較大,村民建房切坡等不合理工程活動較多,潛在地質災害發育。現今發育潛在地質災害10處,其中危險滑坡1處,次危險滑坡8處,不危險滑坡1處。災害威脅597人,資產期望損失256萬元。

5.蟠龍川上游亞區(Ⅰ5

蟠龍川上游亞區位於調查區東北部邊界附近,蟠龍川上游。總面積52.31km2,占高危險區面積的5.77%。該區地形地貌條件復雜,溝谷縱橫、河流侵蝕作用強烈,植被覆蓋率較低,水土流失嚴重,極易發生災害,人口密度相對較大,村民建房切坡等不合理工程活動較多,潛在地質災害發育。現今發育地質災害點8處:包含2處危險性滑坡,5處次危險性滑坡和1處不危險滑坡。

(二)中危險區(Ⅱ)

中危險區主要分布在寶塔區中北部高危險區外圍的黃土梁峁地帶,南部汾川河流域官莊鄉附近有小面積分布,該區涉及了18個鄉鎮和3個街道辦的部分區域,總面積約1417.34km2,佔全區面積的39.85%。該區局部城鎮化建設速度較快,城鎮化率小於20%,公路、城鎮建築、水庫、采礦、採油等重要的工程設施零星展布。除南部汾川河流域外,其他區與地質災害中易發育區基本重合,崩塌、滑坡發育密度1~69處/100km2。發育地質災害點102處:滑坡72處,其中危險滑坡15處,次危險滑坡38處,不危險滑坡19處;崩塌16處,其中危險崩塌11處,次危險崩塌4處,不危險崩塌1處;危險斜坡地段11處,次危險斜坡地段3處。地質災害威脅2676人,532孔(間)窯洞(房屋),資產期望損失851.8萬元。柳林鎮東隊崩塌隱患(BT1111)、後廟溝不穩定斜坡(BT3047)等12處重要地質災害點分布在該區。

1.中北部亞區(Ⅱ1

中北部亞區分布在調查區中北部高危險區外圍Ⅱ、Ⅲ級溝谷區內,在西川河南岸有小面積分布。中北部亞區總面積1223.27km2,佔中危險區面積86.31%。該區局部城鎮化建設速度較快,城鎮化率小於20%,公路、城鎮建築、水庫、采礦、採油等重要的工程設施零星展布。發育地質災害點97處:發育滑坡69處,其中危險滑坡14處,次危險滑坡37處,不危險滑坡18處;發育崩塌15處,其中危險崩塌11處,次危險崩塌3處,不危險崩塌1處;危險斜坡地段10處,次危險斜坡地段3處。地質災害威脅2193人,455孔(間)窯洞(房屋),資產期望損失452.4萬元。

2.西川河上游亞區(Ⅱ2

分布在調查區中部西側,棗園鎮西川河南岸,面積50.36km2,佔中危險區面積3.55%。發育地質災害2處,皆為危險性滑坡。地質災害威脅441人,202國道上過往車輛、人員,以及59孔(間)窯洞(房屋),資產期望損失196萬元。

3.官莊亞區(Ⅱ3

分布在調查區南部東側,地貌上屬汾川河的中上游。面積143.71km2,佔中危險區面積的10.14%。發育地質災害點3處:1處次危險滑坡、1處崩塌,1處危險斜坡地段。地質災害威脅32人,18孔(間)窯洞(房屋),資產期望損失7萬元。

(三)低危險區(Ⅲ)

低危險區主要分布在調查區南部5個鄉鎮和延河河溝區,面積1251.92km2,佔全區面積35.2%。分布有公路、局部分布有城鎮建築、水庫、采礦、採油等重要工程設施。人類工程活動微弱。地質災害面密度0.2處/100km2。其中調查區南部亞區(Ⅲ1)僅發育6處不穩定斜坡,危險斜坡地段4處,次危險斜坡地段2處。地質災害威脅79人,79孔(間)窯洞(房屋),資產期望損失200萬元。僅有姚家坡村不穩定斜坡1處重要地質災害點分布在該區。延河河谷亞區(Ⅲ2)主要分布在寶塔區城區寬闊的河谷等地。屬延河Ⅰ級溝谷區,盡管區內城市化建設速度較快,人類工程活動強烈,但由於河谷區地形寬闊、且較平坦,兩側滑坡受滑距限制,一般不至於滑至該范圍,危險程度因此較低。

10. 地質災害易發區劃分及分區評價

一、地質災害易發區劃分

(一)基於GIS的信息量分析模型

信息量分析模型通過計算影響因素對斜坡變形破壞所提供的信息量值,作為區劃的定量指標,既能正確地反映地質災害的基本規律,又簡便、易行、實用,便於推廣。計算原理與過程如下:

(1)計算單因素(指標)xi提供斜坡失穩(A)的信息量I(xi,A):

延安寶塔區滑坡崩塌地質災害

式中:P(xi/A)為斜坡變形破壞條件下出現xi的概率;P(xi)為研究區指標xi出現的概率。

具體運算時,總體概率用樣本頻率計算,即

延安寶塔區滑坡崩塌地質災害

式中:S為已知樣本總單元數;N為已知樣本中變形破壞的單元總數;Si為有xi的單元個數;Ni為有指標xi的變形破壞單元個數。

(2)計算某一單元P種因素組合情況下,提供斜坡變形破壞的信息量Ii,即

延安寶塔區滑坡崩塌地質災害

(3)根據Ii的大小,給單元確定穩定性等級。Ii<0表示該單元變形破壞的可能性小於區域平均變形破壞的可能性;Ii=0表示該單元變形破壞的可能性等於區域平均變形破壞的可能性;Ii>0表示該單元變形破壞的可能性大於區域平均變形破壞的可能性;即單元信息量值越大越有利於斜坡變形破壞。

(4)經統計分析(主觀判斷或聚類分析)找出突變點作為分界點,將區域分成不同等級。

評價指標的基礎數據均為定量描述的數據,須採用標准化、規格化、均勻化,或對數、平方根等數值變換方法統一量綱,方可代入評價模型。

(二)評價指標體系建立

地質災害易發區系指容易產生地質災害的區域,區劃的原理是工程地質類比法,即類似的靜態與動態環境條件,產生類似的地質災害;過去地質災害多發的地區,也是以後地質災害多發的地區。地質災害易發程度區劃側重的是滑坡崩塌泥石流等災害和自然地質現象發育的數量多少和活躍程度,評價指標包括已有地質災害群體統計和地質災害形成條件兩類(圖6-1)。

已有地質災害群體統計評價指標主要包括地質災害的數量和規模,鑒於遙感解譯的滑坡、崩塌以及不穩定斜坡的規模數據精度不高,在地質災害易發程度區劃時,本次僅採用已有地質災害數量的指標,計算單元內已有地質災害的點密度。

圖6-1 地質災害易發分區評價指標體系框圖

根據前述分析,地質災害形成條件選取坡度、坡高、坡型、岩土結構、植被指數、降雨指標和人類工程活動等七項主要因素作為評價指標。在地質災害形成條件分析的基礎上,結合前人研究成果,本次參照評價指標貢獻率法的計算結果,分析確定了調查區地質災害易發程度區劃中各個指標的權重(表6-1)。

表6-1 地質災害易發程度區劃評價指標權重分配表

(三)評價指標量化

評價指標包括定量指標和定性指標。對於定量指標,如斜坡的坡度、坡高、降雨量等,取其原始觀測值,並作適當的數值變換即可;對於定性指標,如岩土結構、坡型等,需要建立一個評價指標的分級劃分標准,根據各項指標對不同級別的相對貢獻來取值。

本次調查工作積累了兩種精度不同的數據,一是調查區1:5萬比例尺數字地形圖和地質災害詳細調查數據,二是延安市城區1:1萬比例尺地形圖和1:1萬比例尺地質災害測繪數據,為地質災害評價積累了翔實的資料。根據兩類資料精度不同的區域,分別採用不同大小網格進行離散,採用1:5萬比例尺DEM和1:1萬比例尺DEM數據,提取地質災害定量評價指標。

全區面積3556km2,本次以1:5萬比例尺DEM數據為基礎,將全區離散為3844 行、3058 列,共11754952個25m×25m的單元格。城區總面積160km2,本次以1:1萬比例尺DEM數據為基礎,將全區離散為2810行、2281列,共6409610個5m×5m的單元格。

1.已有滑坡崩塌群體統計指標

已有地質災害群體統計評價指標理應包括滑坡、崩塌(以及不穩定斜坡)、泥石流自然地質現象的數量和規模。鑒於尚沒有系統的掌握泥石流現象的發育和分布,以及遙感解譯的滑坡、崩塌、不穩定斜坡的規模數據精度不高等原因,在地質災害易發程度區劃時,本次僅採用已有滑坡、崩塌、不穩定斜坡的數量指標,計算單元內已有地質災害的點密度。統計樣本包含了全部遙感解譯和調查的物理地質現象點和地質災害點,旨在客觀反映不同區域滑坡、崩塌的易發程度。

2.坡度指標

利用GIS從DEM數據中分別提取調查區和延安市城區的坡度信息,然後進行歸一化。由於40°以上斜坡發生滑坡、崩塌的頻率很高,本次區劃時將40°以上斜坡的易發程度定義為1,而10°以下斜坡發生滑坡、崩塌的頻率則很低,其易發程度定義為0;將10~40°之間的斜坡的易發程度,按照不同坡度區間滑坡和崩塌自然地質現象發生的概率,進行0~1之間的線性歸一化,得到坡度指標歸一化結果圖(圖6-2,圖6-3)。

圖6-2 坡度指標歸一化結果圖

3.坡高指標

本次研究中,坡高定義為DEM數據中相鄰3×3單元中高差最大值。因此可以利用GIS從DEM數據中分別提取調查區和延安市城區的坡高信息,然後進行歸一化。由於滑坡和崩塌自然地質現象發生的斜坡坡高主要集中在50~100m之間,本次將80m以上斜坡的易發程度定義為1,而將0~80m之間斜坡的易發程度進行0~1之間的線性歸一化,得到斜坡高度指標歸一化結果圖(圖6-4,圖6-5)。

4.坡型指標

坡型可以利用地表的曲率進行描述和量化,直線型和凸型斜坡在曲率上的體現為曲率≥0,凹型坡和階梯型坡的曲率<0,因此,可利用ArcGIS平台從DEM數據中分別提取調查區和延安市城區的地表曲率信息,然後進行斜坡坡型的歸一化。由於滑坡和崩塌主要發育在直線型斜坡和凸型斜坡上,因此,當曲率<0時,坡面為凹型或階梯型,易發程度最低;當曲率>0時,坡面為直線型和凸型,易發程度較高,按照曲率的大小進行0~1之間的線性歸一化,得到斜坡坡型指標歸一化結果。

圖6-3 城區坡度指標歸一化結果圖

5.岩土體結構指標

本區岩土體結構是上部為黃土,下部為基岩,基岩產狀和分布近於水平。由於河流和溝谷的發育程度不同,表現出調查區東西兩側以及不同發育階段的溝谷切割深度不同,導致坡體的岩土體結構差異。總體來說,西部地區基岩切割深度較淺,坡體主要為黃土結構,流水的側蝕和下切作用明顯,有利於崩塌和滑坡的發生;東部地區,流水的前期侵蝕作用強烈,岩體切割深度較大,基岩出露,且位置較高,黃土覆蓋在基岩之上,側蝕和下切作用已經不明顯,發生滑坡的可能性相對較小。因此,必須綜合考慮河谷發育階段與岩土體結構問題。本次按照調查區由東向西基岩切割深度逐漸減小的趨勢,將岩土體結構對滑坡、崩塌易發程度的影響進行0~1之間歸一化差值處理。

6.植被指數指標

採用調查區高精度的Spot5遙感數據計算植被指數,並將全區的植被指數進行0~1之間歸一化。

7.降雨指標

根據調查區的降雨特性,選用降雨不均勻系數來量化降雨因素,即多年汛期(7,8,9 三個月)平均降雨量與多年平均降雨量之比,該因素能夠表徵降雨的集中程度。將全區降雨不均勻系數進行0~1之間歸一化差值處理。

8.人類工程活動指標

人類工程活動對滑坡、崩塌的形成發育的影響是極為復雜的,如何定量化反映是個難題。考慮到公路鐵路等交通建設是區內最具代表性的人類工程活動,對災害影響最明顯,且具有貫穿或覆蓋全區的特點,本次人類工程活動的量化是以寶塔區的公路為基準線,做緩沖區分析,間隔500m,分別向兩邊做三個緩沖區,再經柵格化和歸一化處理,參與評價。由於公路是沿著河流修建,而人類工程活動主要集中在河流以及溝谷的兩側,因此這一量化方式有著實際的物理意義。城區人類工程活動則依據財產分布,以其價值歸一化(圖6-6)。

圖6-4 全區坡高指標歸一化結果圖

(四)計算單元的剖分

計算單元剖分的形式及其大小對區劃的結果影響較大。《縣(市)地質災害調查與區劃技術要求》推薦採用柵格單元進行易發程度區劃。採用柵格單元的優點是可利用GIS實現單元的快速剖分,同時柵格數據為矩陣形式,可藉助計算機快速完成運算;其缺點是柵格評價單元與地形、地貌、地質環境條件信息缺乏有機聯系。理想的計算評價單元應當是充分考慮地質災害形成的地質環境條件。

前已述及,在地質災害形成條件中,河流和溝谷的發育階段對區內滑坡、崩塌的形成具有明顯的綜合控製作用,以幼年期溝谷而劃分的斜坡單元能夠綜合體現各種控制與影響因素的作用。本次採用以幼年期溝谷斜坡作為評價單元,該評價單元是以分水線和河谷所限匯水區域,是滑坡、崩塌、泥石流發生的基本地形地貌單元。可根據水文學方法,基於DEM藉助計算機自動實現斜坡單元的劃分(圖6-7)。

圖6-5 城區坡高指標歸一化結果圖

圖6-6 城區人類工程活動價值歸一化圖

圖6-7 斜坡單元劃分流程圖

在水文分析中,首先進行DEM數據的窪地填充;然後,根據填充後的DEM求取全區的流向圖,基於流向即可獲得各單元的累積流量。通過設定流經某柵格單元的最小匯水單元格數,即可得到全區的集水區。顯然,隨著設定最小匯水單元數的增大,就可得到更大面積的匯水區,同時,也可通過設定不同的最小匯水單元數,來對研究區進行不同精度水平的研究。從地形學角度出發,匯水區邊界即為分水線。為確定河谷線,採用反向DEM數據進行上述水文匯水盆地分析,即將原始DEM沿某一水平線反轉,原來DEM高點變為低點,求取的新的匯水邊界就變成了河谷線(圖6-8)。使用原始DEM數據獲得1號匯水區,根據反向DEM可獲取2號和3號匯水區,同時可見,1號匯水區被分為左右兩個部分,即為所求斜坡單元。

圖6-8 正反向DEM求斜坡單元圖

在最終獲取斜坡單元柵格數據集的基礎上,通過GIS軟體的柵格矢量轉換功能,得到斜坡面域。在此轉換過程中,會產生許多假的面集和許多面積很小或不協調面集單元,再次通過GIS的融合歸並功能,削除不合理元素,最終得到斜坡單元面數據集。本次研究針對調查區1:5萬比例尺DEM,以幼年期溝谷中的三級支流坳溝、沖溝劃分為135個單元(圖6-9);延安市城區1:1萬比例尺DEM,以幼年期溝谷中的四級、五級支流干溝—細溝劃分為 816個斜坡單元(圖6-10)。

圖6-9 全區易發程度區劃評價單元劃分圖

圖6-10 城區易發程度區劃評價單元劃分圖

(五)基於GIS的信息量疊加

1.運算方法及過程

在前述評價指標分析和數據歸一化的基礎上,首先,利用ArcGIS系統的空間疊加與統計功能,統計每一評價單元的所有指標值,得到數字矩陣的計算結果;然後,再利用ArcGIS平台提供的分析計算功能,將研究區各評價單元數據按照權重分配結果(表6-2)進行信息疊加計算。具體的計算過程如圖6-11所示。

圖6-11 各因子圖層在ArcGIS平台下的計算過程示意圖

表6-2 地質災害易發程度區劃評價指標權重分配表

2.運算結果

經過對各個因子信息的疊加計算,分別得到全區和城區地質災害易發程度評價結果(圖6-12)。

圖6-12 地質災害易發程度計算結果圖

3.易發程度等級劃分

合理地確定易發程度分區界線值也是區劃的關鍵環節之一。一般採用突變點法和等間距法,本次採用前者(圖6-13)。經過統計分析,從中找出突變點作為易發程度分區界線值,將區域劃分為非易發區、低易發區、中易發區和高易發區四個不同等級的區域,並給出各單元確定的易發程度等級標准(表6-3),在定量計算分級分區的基礎上,綜合考慮各種因素,人工勾畫出寶塔區地質災害易發程度區劃圖(圖6-14,圖6-15)。

圖6-13 地質災害易發程度分級圖

表6-3 地質災害易發程度區劃評價分區表

圖6-14 全區地質災害易發程度分區圖

圖6-15 城區地質災害易發程度分區圖

全區1:5萬和城區1:1萬比例尺易發程度區劃結果不盡相同。由於城區1:1萬比例尺區劃圖剖分的單元更小,採用了相應比例尺的地質災害調查與測繪數據,較精細地刻畫了地質災害易發程度在空間上的展布。與1:5萬比例尺區劃圖相比較而言,高易發區的范圍明顯減小,而非易發區能夠表示出來,而在1:5萬比例尺區劃圖上,則不能表示出非易發區。

二、地質災害易發區分區評價

依據地質災害易發程度區劃結果,地質災害易發程度劃分為高易發區、中易發區、低易發區和非易發區四個級別。在1:5萬比例尺區劃圖上,未能表示出非易發區,非易發區僅在1:1萬比例尺延安市城區地質災害圖上能夠反映(圖6-15)。鑒於本次調查是以1:5萬比例尺地質災害調查為主體的,所以,下面主要針對全區1:5萬比例尺易發區(圖6-14)分區描述與評價。

(一)地質災害高易發區(Ⅰ)

受地形地貌、地質構造、降雨、植被、人類工程活動等因素的控制與影響,地質災害高易發區主要分布在北部延河流域,南部汾川河流域地質災害不發育。地質災害高易發區主要分布於城區、碾庄、川口、元龍寺、丁庄、牡丹-雷鼓川上游和蟠龍川上游,總面積 985.33km2,占調查區面積的27.71%。該區屬延河Ⅰ級、Ⅱ級溝谷區,城市化建設速度較快,公路、鐵路沿線邊坡開挖量大,人類工程活動強烈,暴雨不均勻系數大於60%。溝谷兩岸斜坡坡度30°~50°,其中40°~45°居多,斜坡高差在60m以上。岩體屬堅硬-半堅硬層狀固結碎屑岩組,土體屬鬆散、中密的黏性土和黃土。岩體節理裂隙發育、土體疏鬆易碎,在降雨和工程活動影響下易於發生崩塌、滑坡。區內共發育滑坡729處,崩塌38處,不穩定斜坡28處,共計地質災害795處,地質災害面密度76~165處/100km2。依地質災害點集中分布位置,進一步劃分為7個亞區(表6-4)。

表6-4 地質災害易發程度區劃說明表

1.城區亞區(Ⅰ1

城區亞區位於調查區中西部。以寶塔區城區為中心,北部沿延河延伸至河庄坪鎮,西北向在棗園鎮境內沿西川河及其支流延伸至西北區邊境,西南向在萬花鄉境內沿杜甫川及其支流延伸至肖渠村和後樓塔村,在柳林鎮境內沿南川及其支流延伸至南溝村、四十里鋪和石頭溝村。面積325.86km2,占高易發區面積的35.12%。該區溝谷兩岸斜坡坡度30°~50°,其中40°~45°居多,地形起伏,高差較大,多數達60m以上;共發育地質災害349處,地質災害點面密度達到78~165處/100km2

2.川口亞區(Ⅰ2

川口亞區位於調查區中部,包括川口鄉馬四川溝大部、李渠鎮和姚店鎮的南部地區,面積的102.01km2,占高易發區面積的10.99%;兩岸斜坡坡度為30°~50°,地形起伏,高差較大,多處達80m以上;發育地質災害94處,地質災害面密度126處/100km2

3.元龍寺-碾庄亞區(Ⅰ3

元龍寺-碾庄亞區位於調查區中部,包括東部的五洋河流域、蟠龍川中下游青化砭鎮政府以南—姚店鎮政府之間、豐富川流域南部馮庄鄉和中部碾庄鄉。本區兩岸斜坡坡度40°~50°,高差起伏明顯,一般在80m以上,局部達到100m,面積239.40km2,占高易發區面積的25.81%。發育地質災害點171處:其中滑坡164處,崩塌5處,不穩定斜坡2處,地質災害面密度76~108處/100km2

4.梁村亞區(Ⅰ4

梁村亞區位於調查區北部中心位置,雷鼓川中游地區。面積 43.06km2,占高易發區面積的4.46%。發育滑坡30處,崩塌2處,不穩定斜坡1處,共計發育地質災害33處,地質災害面密度86~112處/100km2

5.丁庄亞區(Ⅰ5

丁庄亞區位於調查區西北部邊界附近,豐富川上游。面積66.52km2,占高易發區面積的7.17%。發育滑坡46處,不穩定斜坡1處,共計發育地質災害47處,地質災害面密度80~106處/100km2

6.牡丹-雷鼓川上游亞區(Ⅰ6

牡丹-雷鼓川上游亞區位於調查區北西部境界附近,牡丹-雷鼓川上游。面積117.56km2,占高易發區面積的12.67%。發育滑坡64處,地質災害面密度91~97處/100km2

7.蟠龍川上游亞區(Ⅰ7

蟠龍川上游亞區位於調查區北東部境界附近,蟠龍川上游。面積33.40km2,占高易發區面積的3.6%。發育滑坡37處,地質災害點面密度96處/100km2

(二)地質災害中易發區(Ⅱ)

地質災害中易發區主要分布在寶塔區中北部延河流域高易發區外圍的黃土梁峁地帶,在調查區南部汾川河流域的麻洞川鄉和臨鎮附近有小面積分布。該區涉及了16個鄉鎮和3個街道辦的部分區域,總面積約1318.75km2,佔全區面積的37.09%。該區屬延河Ⅱ,Ⅲ級溝谷區,修路、建築房屋、耕植、礦石開采活動強烈,其他人類工程活動較強烈。溝谷兩岸斜坡為20°~40°,其中25°~35°居多,地形起伏較大,平均高差30~60m。岩體屬堅硬-半堅硬層狀固結碎屑岩組,土體屬鬆散黃土。岩體節理裂隙發育、土體疏鬆易碎,在降雨和工程活動影響下易於發生崩塌、滑坡。共計發育有各類地質災害270處,地質災害面密度達1~69處/100km2。依據地質災害點集中分布位置,進一步劃分為4個亞區(表6-4)。

1.中北部亞區(Ⅱ1

分布在調查區中北部延河流域高易發區外圍的黃土梁峁地帶。涉及李渠鎮、青化砭鎮、河庄坪鎮、橋兒溝鎮、蟠龍鎮、柳林鎮、梁村鄉、馮庄鄉、川口鄉、貫屯鄉6 鎮4 鄉境內的部分區域。面積約1075.28km2,佔全區面積的78.11%。發育滑坡174處,崩塌8處,不穩定斜坡16處,共計發育地質災害198處。地質災害面密度16~69處/100km2

2.杜甫川上游亞區(Ⅱ2

分布在調查區中西部境界處,涉及萬花山鄉的大部分面積、棗園鎮西川河南部地區和柳林鎮西南部地區。杜甫川上游亞區面積約228.76km2,整個亞區佔中危險區面積的16.62%。發育滑坡54處,崩塌9處,不穩定斜坡4處,共計發育地質災害67處。地質災害面密度18~51處/100km2

3.麻洞川鄉亞區(Ⅱ3

分布在調查區南部松樹林川中下游麻洞川鄉政府所在地的主幹河谷。面積約45.23km2,佔全區面積的3.29%。發育不穩定斜坡3處,地質災害面密度10~20處/100km2

4.臨鎮亞區(Ⅱ4

分布在調查區南東部,固縣川下游臨鎮附近的主幹河谷。面積約27.18km2,僅佔全區面積1.98%。發育崩塌1處,不穩定斜坡1處,共計發育地質災害2處,地質災害面密度10~20處/100km2

(三)地質災害低易發區(Ⅲ)

地質災害低易發區主要分布在寶塔區南部5個鄉鎮,面積約1251.92km2,佔全區面積35.2%。該區屬汾川河Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ級溝谷區,修路、建築房屋、耕植較強烈,其他人類工程活動較微弱,暴雨不均勻系數小於59%。溝谷兩岸斜坡坡度15°~25°,地形高差起伏平均30m左右。局部分布堅硬-半堅硬層狀固結碎屑岩組。鬆散黃土廣布。受降雨和工程活動影響發生崩塌、滑坡現象較少。區內發育滑坡1處、不穩定斜坡3處。地質災害面密度0.2處/100km2

(四)地質災害非易發區(Ⅳ)

該區僅在1:1萬比例尺寶塔區城區地質災害易發程度區劃圖上有所反映,主要分布在城區寬闊的河谷地帶,屬延河Ⅰ級溝谷區。盡管區內城市化建設速度較快,人類工程活動強烈,但由於河谷區地形寬闊、且較平坦,兩側滑坡受滑距限制,一般不至於滑至該范圍,所以屬於地質災害非易發區。

熱點內容
鹿特丹港國家地理 發布:2021-03-15 14:26:00 瀏覽:571
地理八年級主要的氣候類型 發布:2021-03-15 14:24:09 瀏覽:219
戴旭龍中國地質大學武漢 發布:2021-03-15 14:19:37 瀏覽:408
地理因素對中國文化的影響 發布:2021-03-15 14:18:30 瀏覽:724
高中地理全解世界地理 發布:2021-03-15 14:16:36 瀏覽:425
工地質檢具體幹些什麼 發布:2021-03-15 14:15:00 瀏覽:4
東南大學工程地質考試卷 發布:2021-03-15 14:13:41 瀏覽:840
中國地質大學自動取票機 發布:2021-03-15 14:13:15 瀏覽:779
曾文武漢地質大學 發布:2021-03-15 14:11:33 瀏覽:563
中國冶金地質總局地球物理勘察院官網 發布:2021-03-15 14:10:10 瀏覽:864