地質災害監控指標體系
1. 地質災害災情評估體系
一、地質災害災情評估內容
地質災害災情評估是用經濟學的理論方法對地質災害進行調查、統計、分析、評價的工作。
從一般意義上說,經濟評估的范圍應該包括災害全部過程和各個方面的情況。但是,不同目的的經濟評估,其側重點不同。以災害管理服務為中心的經濟評估,主要內容是災害破壞損失情況。然而對災害破壞損失的分析評價不能孤立地進行,必須在分析災害背景條件基礎上,深入調查和研究災害的活動強度以及受災體破壞損失情況,才能核算災害經濟損失,確定災度等級或風險等級。
根據地質災害經濟評估過程,將孕災的自然條件和災變程度分析稱為危險性評價,其基本任務是分析地質災害的活動條件,確定災害活動強度(規模)、頻度、密度、危害范圍;將孕災的社會經濟條件和受災體分析稱為易損性評價,其基本任務是劃分受災體類型,統計分析受災體損毀數量、損毀程度、核算受災體損毀價值;將災害對人民生命財產所造成的損失分析稱為損失評價,其基本任務是核算人口傷亡和經濟損失程度,評定災度等級或風險等級。地質災害經濟評估的大致步驟是:危險性評價和易損性評價→損失評價。其中危險性評價和易損性評價是災情評估的基礎,損失評價是災情評估的核心。
二、地質災害災情評估類型
地質災害災情評估有多種類型。根據地質災害評估時間,分為災前預評估、災中跟蹤評估、災後總結評估。其評估目標雖然基本相同,但評估特點和方法不完全一致。
災前評估是對一個地區或一個潛在的地質災害事件的危險程度和可能造成的破壞損失程度的預測性評價。它的目的除了為減災決策和防治工程提供依據外,還可以對地區經濟發展規劃、城市建設規劃以及土地資源合理開發利用等提供參考依據。由於地質災害,特別是崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害是具有很大不確定性的隨機事件,所以一般採用風險分析方法核算災害的期望損失,據此評價災害的風險水平。其具體方法和過程是:在分析地質災害歷史活動程度和形成條件的基礎上,通過危險性評價,確定地質災害事件的發生概率和成災范圍;通過易損性評價,核算危害區內各種受災體的數量和可能損毀程度;通過損失評價,核算災害的期望損失,劃分風險等級。
災中跟蹤評估和災後總結評估都是在災害發生以後,對已經出現的災情進行調查、統計、分析,其主要目的是為及時、有效地進行救災、抗災提供依據。災中跟蹤評估是對那些規模巨大、破壞嚴重、成災活動有一定時間過程的地質災害進行適時評估。其基本要求是,在災害發生後的一定時限內,迅速對災情做出首次評估;隨著災害的發展,每隔一段時間,及時將最新災情做出適時評估;直至最後災害過程結束後再做總結評估。災後總結評估是指在災害過程結束以後,對災害情況進行的全面評估。災中跟蹤評估和災後總結評估的基本方法是調查、統計,對於災害規模較小,成災范圍有限的地質災害,一般通過全面調查獲得災情要素;對於成災范圍較大,受災體數量很多的地質災害,可以採用抽樣調查統計方法實現災情評估。
根據地質災害災情評估范圍或面積,將地質災害災情評估分為點評估、面評估、區域評估。
點評估是指對一個地質災害體或一個具有相同活動條件和特徵的相對獨立的災害群的災情進行的評估。如一個滑坡或滑坡群、一條泥石流溝或同地區緊鄰發育的泥石流群等。點評估的范圍一般不超過幾十平方千米。其行政范圍一般不超過幾個鄉(鎮)或一個縣(市)。面評估是對一個具有相對統一特徵的自然區域或社會經濟區域(如一個小流域或一個城市)進行的地質災害災情評估。評價區面積一般從幾十平方千米到幾千平方千米。其行政范圍一般為一個縣(市)或幾個縣(市)。由於進行面評估的地區都是地質災害危害比較嚴重的地區,所以地質災害一般有幾十處或幾百處,而且常常不是一種地質災害,而是幾種地質災害的綜合評估。區域評估是指跨流域、跨地區的大面積的地質災害災情評估。其評估范圍為一省或幾省乃至全國區域,面積達幾萬到幾百萬平方千米。區域評估區內災害點成千上萬,常常難以准確計數,涉及的災種幾乎包括所有類型的地質災害。
不同范圍地質災害災情評估的目的、基礎、途徑和方法不盡一致。點評估的對象是具體的單一的地質災害體或災害事件,通過評估能比較准確地量化它的損失水平和風險程度,為具體的防治工程提供依據。點評估是在對災害活動條件和受災體易損性進行深入研究的基礎上進行的,其基本手段除了專門性調查統計外,還需要進行必要的測試和實驗。它所使用的各種指標以及得出的不同層次的評價結果,基本上達到絕對的量化程度。面評估的目標是認識一個有限地區的地質災害的破壞損失程度或風險水平,其意義除了指導災害防治工程外,還將為地區規劃和資源開發提供依據。面評估的基本內容與點評估基本一致,仍然是危險性評價、易損性評價和損失評價。但其所採取的調查方法一般限於全面調查統計,輔以必要的重點深入調查;所使用的指標和各層次的評價結果雖然達到絕對量化程度,但精度要低於點評估。區域評估的目標是對大面積區域性地質災害的破壞損失或風險程度進行評價,其意義是為宏觀減災決策和區域經濟規劃提供依據。區域評估仍以危險性評價、易損性評價和損失評價為中心內容,採取的基本方法是區域性調查和相應的統計分析;所使用的指標和各層次的評價結果一般達到相對的量化程度;所取得的評價結果主要體現在風險區劃上。
綜合上述,將點評估、面評估、區域評估的基本特點總結見表3-2-1。
表3-2-1 地質災害評估范圍分類及其特徵表
三、地質災害災情評估體系
總結本節以上內容,根據評估時間,地質災害災情評估分為災前預評估、災中跟蹤評估、災後總結評估;根據地質災害災情評估范圍分為點評估、面評估、區域評估;各種類型災情評估的基本內容為危險性評價、易損性評價、損失評價。這些結合在一起,構成了立體的地質災害災情評估體系,反映了地質災害災情評估的總體構成(圖3-2-1)。
鑒於災中跟蹤評估和災後總結評估基本上屬於災情統計范疇,可以應用一般統計原理和方法進行分析評價。故本章在對歷史地質災害災情進行統計評價的基礎上,重點研究災前預評估的理論與方法。
圖3-2-1 地質災害災情評估體系示意圖
2. 地質災害危險性綜合評估的量化指標原則與方法
(一)量化指標原則
(1)注重地質環境條件的分析;
(2)注重與工程特點和施工方法相結合;
(3)進行過現狀評估和預測評估的災種全部納入;
(4)充分考慮地質災害現狀發育與未來發展趨勢;
(5)充分考慮對本工程的危害和對周邊鄰區的危害;
(6)充分考慮周邊人類工程活動對本工程的影響。
(二)評估方法
綜合考慮成品油管道所經過的沿線地區地質環境條件和出現的地質災害,緊密結合本工程各地段的施工特點,在地質災害現狀調查及周邊環境調查成果的基礎上,預測在本工程建設中和運行後可能對沿線地質環境產生的影響及其可能形成的地質災害災種,分析對本工程及其周邊地區可能產生的危害程度,以此判定某一災種在某一地段的危險性大小,並按取高值的原則,將其中某一災種最高危險性級別作為某評價段的地質災害危險性綜合評估級別。
評估辦法採用「危險性積分法」,即列出與地質災害危險性最密切的評分項目,按100分制對所要評估的災種逐一、逐項進行考核打分,分高為危險性大,分低為危險性小。最後根據評分結果,結合實際情況給出危險性不同級別的標准分值,並按這個標准綜合評估每一地段地質災害危險性等級。
(三)評分考核內容、賦值和分級標准
根據評估辦法,本次評估列出了與本項工程地質災害危險性密切相關的五大考核內容,並根據它們的密切程度確定了不同的分值。具體考核內容與賦值規定如下:
(1)地質環境條件對某一災害發生支持的有利程度:分極有利、有利、較有利、不利4個分級,滿分為10分,各分級依次為10、6、3、0分;
(2)地質災害現狀發育強度及其發展的趨勢:分強發育、中等發育、弱發育、不發育4個分級,滿分為20分,各分級依次為20、15、10、5分;
(3)工程施工方法對地質環境的影響程度及誘發地質災害的可能性大小:分影響大、影響中等、影響小、無影響4個分級,滿分為20分,各分級依次為20、10、5、0分;
(4)周邊人類工程活動對本工程安全的影響程度:分影響大、影響中等、影響小、無影響4個分級,滿分為10分,各分級依次為10、6、3、0分;
(5)地質災害對本工程和周邊環境危害的程度:分危害重大、危害中等、危害小、輕微危害4個分級,滿分為40分,各分級依次為40、30、15、5分。
經過與實際對比、調整、權衡,確定地質災害危險性綜合評估分級標准如表8-3。
表8-3 成品油管道工程地質災害危險性綜合評估分級標准
3. 地質災害調查監測
完成抄全國1∶1萬工程地質調查1127平方千米,1∶5萬工程地質調查6530平方千米,1∶5萬災害地質勘查2200平方千米。各地成功避讓各類地質災害920起,安全轉移37926人,避免財產損失5.5億元。地質災害造成的死亡和失蹤人數同比減少12%,直接經濟損失減少42.7%。
長江三角洲地區全面建成地面沉降監測與控制體系,初步建立地面沉降主動防治和科學管理的決策機制。重慶巫山、奉節建立了具國際先進水平的地質災害實時監測預警示範站,為三峽工程庫區等國家重大工程建設區地質災害的監測預警提供了技術支撐。建立以專業的地質災害監測和群測群防相結合的雅安地質災害監測預警示範區和以區域地質災害監測為基礎的江西省地質災害氣象預警系統。西南山區城市、東南台風暴雨型、西北黃土地質災害監測預警示範工作取得良好進展。「萬村培訓行動」成效明顯,雲南昭通成功預報鹽津滑坡,避免2011人傷亡;四川達州成功預報青寧鄉岩門村滑坡,避免2251人傷亡。
4. 實施地質災害監測預警體系建設規劃的投資估算
地質災害監測預警規劃主要費用項目包括:建立國家級地面沉降監測網,地質災害監測重點工程,地質災害監測預警研究試驗區,重大突發性地質災害單體監測工程等。到2010年,投資估算經費為37.4億元人民幣。
5. 實施地質災害監測預警體系建設規劃的保障措施
(1)建立健全地質災害監測的法規、制度和規范體系
建立和完善地質災害監測管理辦法、監測設施保護規定、監測資料共享、監測資料匯交制度。大力宣傳《地質災害防治條例》、《全國生態環境建設規劃》、《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國水法》和《中華人民共和國水土保持法》;積極推進《地質環境監測法》、《地質環境保護條例》和《礦山環境保護條例》等的立法進程。
修改完善地下水環境監測技術規范;做好礦山地質環境監測技術要求、地質災害監測技術要求、地質災害預報預警技術要求、地面沉降、地裂縫監測規范、地質環境監測數據採集、錄入等一系列規程規范和技術標準的編制或修訂工作。使地質災害監測工作走上法制化、規范化的道路。
(2)建立健全地質災害監測機構、理順體制關系
建立由中央到地方專門領導機構和專業組織實體,形成覆蓋全國的專業與群眾相結合的地質災害監測實體網路(圖)。國務院國土資源主管部門負責全國地質災害防治的組織、協調、指導和監督工作,其他部門按照各自職責負責相關部門的防治工作。縣級以上人民政府災害防治小組應會同水利、交通、城建和氣象等部門加強配合對地質災害險情的實時動態監測,形成既有各專業獨立性,又有統一領導的監測預警體系。
建立健全國家、省(市、區)、市(地、州)和縣(市)四級地質環境監測機構,明確各級監測機構作為國土資源管理部門的公益性事業單位。按照「站網管理,業務聯系,技術指導,資料匯交,成果集成」的原則,理順各級關系,加強內部機構建設,使其真正承擔起各類地質環境監測和地質災害群測群防的技術指導工作。
(3)健全監測經費保障體系
監測經費實行分級分責任承擔。國家、省、地和縣等不同級別的監測網點建設、維護、運行和基本建設經費,應納入各級政府的財政預算,建立地質環境專項經費;由采礦、開采地下水、工程建設等人為因素誘發的地質災害、環境地質問題等的專門監測網點建設、維護和監測的日常運行以及試驗研究經費,應由責任人承擔;各類建設項目,建設單位應承擔《建設用地地質災害危險性評估》中所要求的地質環境監測研究經費。
(4)把科技進步放在突出位置,大力推廣先進實用的監測設備
重視高素質人才的培養,引進先進的技術設備,加快地質環境監測的自動化進程,推廣規范化的技術規程,建設和完善地質環境信息網路,改進監測成果的發布形式,提高監測工作為社會公眾服務為政府決策服務的能力。
(5)加強國際交流與合作
加強國際交流與合作,學習和借鑒國外先進技術和經驗,提高我國地質環境監測水平和國際影響
總結地質災害預報預警成功的經驗,進一步嘗試和推進與其他公益網的合作,實現信息資源共享互為補充和促進,不斷拓展監測領域,提高為政府、為社會服務的水平。
(6)加強宣傳教育,提高全社會地質災害防治和地質環境保護意識
利用電視、廣播和報紙等多種宣傳媒體,結合「世界地球日」、「土地日」、「水日」等社會活動大力宣傳我國人口、環境與資源的基本國策,宣傳生態環境建設、地質災害防治、地質環境保護的重要性和迫切性,提高全社會對保護地質環境的重視程度,普及地質環境保護和地質災害防治知識,提高全民的防災減災意識。
6. 全國地質災害監測預警體系建設規劃的必要性、指導思想、基本原則和目標
7.2.1 必要性
《中國21世紀議程》提出了我國可持續發展的戰略目標。在我國經濟和社會快速發展的過程中,人類活動的強度和范圍達到前所未有的程度,其對包括地質環境在內的人類生態環境的干擾與破壞也日益增強,在許多地區引發的不同程度的自然地質災害造成了危害和損失成倍增加的現象,礦產資源和地下水資源等的開發利用以及各種工程活動誘發的地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流等人為地質災害也較為普遍,對城市、公共基礎設施和廣大人民群眾的生命財產安全構成嚴重威脅。特別是地面沉降多發生在我國經濟最發達、人口密度最大、公共基礎設施最密集的東部地區,成為這些地區乃至國家可持續發展的重要制約因素。因此,保護生態環境、進行生態環境建設和防災減災,已經成為國家長期的目標和任務。為此,加強地質災害監測,進行全國地質災害監測與預警體系建設的規劃,在監測基礎上,實現對地質災害的治理與對地質環境的保護,不僅是防災減災的需要,而且也是國家經濟社會可持續發展、保護生態環境和進行生態環境建設的最基本的保障,是一項重要的基礎性和公益性的國家地質工作。現就從我國社會經濟的發展的幾個重要方面,對地質環境與地質災害監測的必要性,進行簡要論述:
(1)保障國家重大工程建設安全與西部大開發戰略的需求
全國有20餘條鐵路干線和所有山區公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害或威脅。大型水庫岸邊,河流傍岸,尤其是峽谷段,常因發生滑坡、崩塌、泥石流而阻塞航道,並引起洪災。中東部沿海平原和盆地地面沉降、地裂縫和地面塌陷等地質災害嚴重威脅和破壞基礎工程設施。加強這些基礎工程設施和沿大江大河危險地段的地質環境監測,採取科學的分析方法進行預測預報,是一項長期的工作。
西部大開發戰略把加快水利、交通、能源和通訊等基礎設施建設放在首位,其中包括:長江三峽工程、南水北調工程、大江大河上中游干(支)流控制性水利樞紐工程、內河航運通道、青藏鐵路、西電東送工程、西氣東輸工程等。這些重大工程地域跨度大,多處在或穿越地質災害易發區,為保障上述工程安全施工和運營,必須加強地質環境監測工作。
(2)城市化發展對地質災害監測的需求
目前,我國有城市668座。預計2020年左右,我國城鎮化水平將提高到45%~50%,我國城市數將達到1000~1100座。城市是人類活動最集中,環境地質問題最突出的地區。為了保障城市化進程,指導城市規劃,預防由於不合理的工程活動引發的地面沉降、地裂縫、崩塌、滑坡等地質災害和其他環境地質問題,必須加強對城市地下水環境和地質災害的監測。
(3)礦產資源開發對地質災害監測的需求
我國礦產資源開發帶來了很多環境地質問題,產生大量的地質災害隱患。每年礦石開采量57億~60億t,礦山企業每年產生固體廢棄物133.8億t、產生尾礦26.5億t,處置率僅為6.95%。礦山固體廢棄物任意堆放形成了嚴重的滑坡、泥石流等地質災害隱患,地下采礦活動誘發的滑坡、地面塌陷等地質災害十分突出。礦山地質環境監測十分薄弱,礦山地質災害防治工作任重道遠。為了保障礦產資源的安全開發和礦山地質環境的有效治理,必須加強礦山地質環境監測。
7.2.2 指導思想
應堅持以人為本,全面、協調、可持續的科學發展觀和人口、資源、環境協調發展的一系列方針政策。緊密結合經濟社會發展規劃的總體目標和要求,充分認識地質災害監測預警體系建設的重要性和緊迫性。動員社會各方面的力量,從我國地質災害發生發育的實際出發,尊重自然規律和經濟規律,正確處理長遠與當前、整體與局部的關系,依靠科技進步,運用新思路、新理論、新技術、新方法,實現對地質災害的有效監控和預報預警,為我國地質災害防治、地質環境保護和資源環境的可持續利用提供有力支撐。
7.2.3 基本原則
(1)與國家國民經濟社會發展進程相適應的原則
建立和完善與全面建設小康社會相適應的、符合可持續發展要求的地質災害監測預警體系,為國家和地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據。
(2)突出「以人為本」
堅持按客觀規律辦事,從實際出發,講求實效,山區、平原和不同災種的監測重點各有側重的原則。在以突發性地質災害為重點的地區,應以最大限度地減少人員傷亡、保障社會穩定和人民生命財產安全作為主要目的;緩變性地質災害應以專業監測為主要手段進行監測與規劃。
(3)群、專結合的原則
建立以縣、鄉、村為基礎,全民參與、群專結合的群策群防體系,是多年來地質災害防治工作中總結出來的寶貴經驗,也是避免人員傷亡,把災害損失降到最低限度的重要保證。
(4)統籌規劃、分步實施、分級管理
密切結合生產力布局和人口分布狀況,對全國地質災害監測預警體系建設工作進行統籌規劃,制定切實可行的分階段實施方案,明確各級政府和企(事)業單位在地質災害監測中的責任和義務,建立統一管理和分級(國家、省、市、縣)管理相結合,處理好全部與局部、長遠與當前的關系,優先實施重點地區和重要經濟區(帶)的監測預警體系建設。
(5)監測網建設與保護並重
擯棄重建設、輕保護的觀念,嚴禁邊建設、邊破壞,通過法律、經濟等手段,明確保護責任,落實保護費用,切實保護監測儀器、設備、設施的建設成果。
(6)站網建設與能力建設並舉
在不斷完善地質災害監測網基礎硬體設施建設的同時,加強機構建設、法規制度建設、技術規范建設、信息系統建設、人力資源建設和研究能力建設。
(7)專業服務功能與公眾服務功能並重
地質災害監測信息既要為國家決策和專業調查評價提供支持,也要為社會公眾提供地質災害現狀信息和防災減災信息。
(8)依靠科技創新、提高監測工作質量
加強科學研究,改進監測設施,依靠科技進步,全面提升監測能力和服務水平。
(9)建立多渠道籌資機制
各級地質災害監測機構的監測經費要納入同級政府財政預算。多渠道籌集監測資金,設立各級地質災害監測專項經費,確保監測工作的順利實施。
7.2.4 目標
地質災害監測預警體系建設的目的是最大限度地減少人民群眾的生命財產損失,以保障經濟、社會的可持續發展;為國家及地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據;從地質環境可持續開發利用角度提出地區發展戰略建議;為改善人居環境,保障交通大動脈安全暢通,水電工程正常運行等提供保障;為地區社會經濟發展提供決策參考。在基本掌握全國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上,建立並逐步完善全國地質災害的監測預警網路體系。
(1)總體目標
從現在起到2020年,在逐步查明我國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上,建成覆蓋全國的較完善的突發性地質災害群測群防網路體系;建成以省(區、市)及部分縣(市)地質環境監測站為骨乾的突發性地質災害應急反應體系;建成我國較完善的地質災害專業監測骨幹網路,重點地區及重要經濟區(帶)達到監測數據的實時採集、分析、預警預報的水平。使地質災害防治工作以被動救災為主的局面得到根本性扭轉,人為有效控制地質災害,使損失逐年攀升的趨勢得到有效控制。
(2)階段目標
1)到2010年,地質災害監測預警體系建設的目標如下:①群測群防監測網路覆蓋到全國突發性地質災害易發區的1400個縣(市),形成縣、鄉、村三級監測體系。②初步建成由各級政府和有關部門參與的全國地質災害專業監測骨幹網路。③初步建成重要交通干線和水利工程區的專業監測預警系統。充分推廣高新技術在地質災害監測中的應用,利用計算機技術、3S技術等先進手段,提高監測預報的自動化水平。④在進一步完善群、專結合,群測群防監測網路的同時,完成分布在全國各省(區、市)重大突發性地質災害隱患點的監測預警預報示範系統。⑤建成較完善的地質災害監測信息網路系統,重點地區及重要經濟區(帶)的專業監測要初步達到監測數據的實時採集、自動分析、自動預警預報的水平。⑥初步建成重點地區及重要經濟區(帶)地面沉降等緩變性地質災害監測網路系統。力爭使我國地質災害監測預警預報的儀器、設備達到國際水平。
2)到2020年,在地質災害監測管理法規、規章的支持下,要使國土資源部門對地質災害監測監督管理的職能全面到位,並逐步納入科學化、規范化和法制化的軌道;使地質災害監測體系的科學理論與技術方法達到國際先進水平,建成覆蓋全國的較完善的地質災害重點防治區突發性地質災害群專結合的監測預警預報網路;建成全國地面沉降、地裂縫等緩變性地質災害的實時監控體系;建成完善的地質災害監測信息網路,實現地質災害監測數據的自動化採集、傳輸、存儲和信息的實時發布。建成比較完善的地質災害防災預警指揮系統。
7. 浙江省地質災害監測方法探討
趙建明1唐小明2
(1浙江省地質環境監測總站,浙江杭州,310007;2浙江省地質礦產研究所,浙江杭州,310007)
【摘要】浙江省是全國地質災害多發省份之一,但地質災害專業監測工作開展較晚,目前已經開展或正在開展的主要監測項目集中在滑坡、崩塌上。作者根據多年從事地質災害研究、監測經驗,系統分析了國內外滑坡、崩塌監測工作的現狀,為浙江省進一步開展以滑坡、崩塌為主的突發性地質災害監測提出了切實可行的建議。
【關鍵詞】地質災害監測方法探討
浙江省是全國地質災害多發省份之一。近年來隨著人類工程活動的加大,地質災害的發生次數明顯增多,分布面積不斷擴大,已成為我省四大災害之一。地質災害對人民的生命和財產構成越來越嚴重的威脅,直接影響國民經濟持續發展和社會安定。
我省最為突出的、危害最大的地質災害類型為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降,除地面沉降屬緩變性地質災害外,其他均屬突發性地質災害。根據已完成調查與區劃的45個縣(市)統計,全省共有各類地質災害點5480處,其中滑坡3513處,佔64%,崩塌1511處,佔28%,泥石流、地面塌陷456處,佔8%。全省受地質災害威脅的人口為13.4萬人,潛在財產損失20.6億元。
地質災害監測是地質災害防治的重要手段與內容,其目的是通過一定的監測儀器或監測手段對已知的地質災害體進行形變、位移、地下水動態、應力狀態等特徵進行測量,分析、了解地質災害體的變形位移狀態及趨勢,為地質災害防治決策以及預報預警提供定量的數據。
1浙江省地質災害監測現狀
我省地質災害專業監測工作開展較晚,目前已經開展或正在開展的主要監測項目集中在滑坡、崩塌上,具體項目見表1。
長期以來,我省崩塌滑坡等突發性地質災害的監測仍然以群測群防為主要手段,並且取得了很好的效果,而專業監測開展較晚,應用范圍有限、監測手段偏少,監測網路尚需完善。我省滑坡崩塌的專業監測工作開始於20世紀90年代末,實施單位以高校為主,地勘單位介入較晚;監測對象以高速公路、治理後滑坡為主,未治理點的監測較少;監測方法以常規的絕對位移、相對位移、地下水水位以及雨量監測為主,應力監測、推力監測、地聲監測等尚未應用;既有地表位移監測,也有深部位移監測,但是兩者配合程度偏低。但是,通過幾年的實踐,我省在滑坡崩塌監測工作領域已經取得了長足的進步,積累了一定的經驗,並且培養了一批專業監測技術人員,為我省開展系統的專業監測奠定了基礎。
表1浙江省滑坡崩塌監測項目基本情況表
2國內外滑坡崩塌監測現狀
2.1滑坡崩塌監測的主要方法
滑坡崩塌監測儀器的設計目的概括起來主要有3個。第一是直接獲取滑坡崩塌體的變形特徵,包括地下變形、地表變形兩類;第二是間接獲取滑坡崩塌體的變形特徵,如地下水位、孔隙水壓、泉水量、地音、應力等測量,第三是滑坡崩塌相關因素監測,如降雨、地表水流量等。目前國內應用的主要監測方法可以歸納為:絕對位移監測、相對位移監測、聲發射監測、應力監測、地下水監測、地表水監測、地震監測、人類相關活動監測、宏觀地質調查監測。
2.2國外滑坡崩塌監測現狀
國外滑坡監測的研究與實踐走過了較長的過程,無論在感測器、數據傳輸與共享以及預測預報等領域均開展了大量的工作,目前處在一個較成熟的水平。其中美國、日本、義大利、瑞士、法國等發達國家的研究程度最高。滑坡監測已經由過去的人工用皮尺等簡易測量發展到儀器儀表監測,並逐步實現自動化、高精度、實時性的遙測系統。其中近年來最主要的進展在數據傳輸網路方面。圖1為美國地質勘探局(USGS)為監測連接內華達州與加利福尼亞州的50號公路兩側的多處滑坡設計並實現的活動滑坡實時監測系統(Real-Time Monitoring of active land-slides)。
近十年來,滑坡監測研究的一個熱點是時間域反射測試技術(TDR)的應用,它由美國的研究人員最早運用,目前已發展為一種成熟的滑坡監測技術。TDR技術因成本低、不易損壞、安裝簡易、觀測簡便、經濟實用、全孔連續測量、量程大等特點而得到廣泛的關注。
同時,監測系統與預警系統(Alarm system)的銜接也是目前國外研究的熱點,現階段國外較新的監測手段與技術包括 GPS監測、高解析度遙感監測、三維掃描測量監測等。同時,大量被利用的還有多種傳統的監測技術與方法,如全站儀為主要設備的位移測量、地下水位監測、降雨量監測、應力監測等。總之,縱觀國外地質災害監測的現狀,主要有以下特徵:
(1)新技術、新方法的大量使用與日趨成熟,其中主要是實時監測與數據傳輸,美國、日本等國家在這一方面的優勢比較明顯。
圖1滑坡實時監測網路結構
(2)監測的重點仍然以對交通、城鎮以及重要設施構成威脅的滑坡為主,如美國地質勘探局對加利福尼亞州50號公路滑坡體的監測、法國對 Séchilienne滑坡的監測、日本對岡山市Taguchi滑坡的監測等。目前還未見對小規模滑坡監測方法、監測技術的詳細報道。
(3)監測效果較好。由於實現了實時監測,監測數據能夠及時傳輸以供技術人員分析之用,所以在地質災害的監測效果方面有較好的表現。
2.3國內滑坡崩塌監測現狀
國內的地質災害專業監測工作雖然起步稍晚,但是發展的水平與國外相近。以往的專業監測主要集中在交通、水利水電等重要設施領域,近年來隨著技術的發展與國家基礎建設的投入不斷加大,地質災害專業監測工作逐漸得以推廣。
「九五」及「十五」期間開展了以國土資源部《地質災害監測預報與防治技術方法研究》、《滑坡、崩塌地質災害監測新技術開發》項目為代表的地質災害監測新方法、新技術的研究工作,其目的是「研製適用於滑坡、崩塌地質災害動態監測的新技術,實現低成本、高精度、自動化、快速、遙測和實時監測」。目前這一批項目已經完成並通過驗收,或即將提交驗收。香港與台灣地區是我國山地地質災害最發育的地區,港台學者在山地地質災害監測預警方面的調查與研究深度也較高。香港特區政府土木工程署通過建立一個覆蓋范圍廣闊的自動雨量計網路,為山泥傾瀉(即滑坡)警報系統的運作提供即時的雨量數據(圖2)。
該網路於1984年設立,現有86個雨量計分布全港各處。資料記錄、控制及處理系統可從設立的86個雨量計及另外24個由香港天文台運作的雨量計接收數據,根據雨量特徵及地質災害敏感分析在全港發布預警信息。台灣地區通過社區預警來提高山地災害的防災能力。三峽庫區是我國較早開展系統化地質災害監測的地區。到目前為止,除對危害程度較大的地質災害,如鏈子崖危岩、黃臘石滑坡等進行專業監測外,對其餘數以千計的地質災害點仍然以群測群防為主要監測手段。從我國一些比較典型的地質災害成功預報的實例來看,群測群防仍然是最為有效的監測措施,這一方面反映群測群防的必要性與實效性,另一方面又說明專業監測仍有待進一步加強。
圖2香港地區的雨量監測與預報(右圖黑點為雨量站位置)
概括而言,我國崩塌、滑坡地質災害監測現狀的基本特徵為:
(1)監測技術的研究的研製達到較高的水平,但是儀器的穩定性與使用年限仍有待進一步提高;
(2)一些較先進的監測技術與方法的研究取得顯著的成果,但是科技成果轉化為生產的速度慢、周期長;
(3)突發性地質的監測工作一般仍採用群測群防為主,群專結合的模式。
3 浙江省地質災害監測建議
在調研基礎上,對近階段開展我省地質災害監測工作提出以下建議:
3.1堅持走「群專結合,群測群防」的地質災害防治道路
群專結合、群測群防仍然是十分有效的地質災害防治手段。在三峽地區,雖然國家投入了大量資金用於重要滑坡崩塌點的監測,但是對規模小、數量多、危害面廣的小規模滑坡崩塌點,仍然採取群測群防為主的措施,並且取得了很好的效果。我省現查明各類災害點5000餘處,其中絕大多數以中、小型為主,尤以小型居多。對如此眾多的地質災害,必須加強群測群防網路建設。
3.2積極開展重要地質災害點的專業監測
對危險性大、穩定性差、成災概率高、災情嚴重和規模較大的地質災害點;或者對集鎮、村莊、工礦和重要居民點人民生命安全構成威脅的(一般威脅人員較多);造成嚴重經濟損失的;威脅公路、鐵路、航道等重要生命線工程和重大基礎建設工程的地質災害點應開展專業監測工作。
地質災害監測點建設,對尚未治理的滑坡可了解和掌握滑坡的演變過程,直接得到滑坡變形的位置、規模、位移方式、方向和速率等,及時捕捉滑坡災害的特徵信息,為滑坡的正確分析評價、預測預報及治理工程等提供可靠資料和科學依據;對已進行治理的滑坡,又是檢驗滑坡分析評價及滑坡防治工程效果的尺度。因此,專業監測是滑坡調查、研究和防治工程的重要組成部分,又是預測預報信息獲取的一種有效手段。
3.3加強地質災害規律性研究,完善地質災害氣象預報(警)
在尚不具備准確逐點監測預報的情況下,加強區域趨勢預報是提高地質災害預報預警技術的重要手段。趨勢預報的基礎是規律研究,包括災害類型、成災機理、形成條件、誘發因素等。香港地區山泥傾瀉預測業務開展以來,共發布警報13次,其中1次誤報,另有2次漏報,結果較為滿意。
目前在全省25個重點縣(市)地質災害調查與區劃工作的基礎上,研製了 SPV-ANN/GIS突發性地質災害預報(警)系統,開展了浙江省突發性地質災害氣象預報(警)工作的試運行。隨著全省45個重點縣(市)地質災害調查與區劃工作的完成,對這些資料的深入開發與利用,完善地質災害氣象預報(警)系統是迫在眉睫的一項工作。要與浙江省水文勘查局、省氣象台密切合作,開展我省不同區域(小流域、地質單元或地質災害防治區)、不同災害類型的臨界降雨量研究,逐步提高地質預報(警)水平。
3.4密切注意國內外動態,逐步開展儀器研發
目前國家、國土資源部以及中國地質調查局都對低成本簡易監測儀器的研發十分關注,並鼓勵各省、各科研、生產單位開展這類儀器的研製與開發。我們將密切關注國內外在這一領域的研究動態,加強與高等院校、科研機構和儀器生產廠家的聯系,在條件成熟時開展簡易監測儀器的開發與研製。
首先,力爭將我省列為由中國環境監測院負責實施的《中國地質災害監測關鍵技術研究》項目的參與和試點省份,以建立適合我省地質災害監測的指標體系。同時密切關注我省正在進行滑坡監測的項目實施情況,如中國地質大學在我省重要示範地質災害點布置的裂縫監測儀器,如通過實踐證明監測手段有效、監測效果可靠,可與中國計量學院、浙江溫嶺南光地質儀器廠合作,在充分調研已有儀器的原理、性能、優劣勢的基礎上,通過改進其量程,增加自動測量與數據傳輸的功能,有針對性地進行改良與創新,達到較好的簡易監測效果。
8. 第四章 地質災害的風險評估體系2013
①地質災害來易發性評源判方法及其評判指標體系:
一一地質災害易發指數計算公式
一一地質災害易發評判指標:地質災害影響因素(形成條件)+影響因素的權重。
②地質災害承災體及其易損性:
一一承災體人,用人口分布密度圖反映。
一一承災體物,用財產分布密度圖反映。
一一承災體易損系數,中國地質災害承災體易損系數=1。
③地質災害危險源識別,編制地質災害危險源分布圖。
④地質災害危險源危險區范圍預測。
⑤危險區內受威脅人數=?受威脅財產=?地質災害險情計算。
⑥地質災害風險評判,編制工作區地質災害風險評價分區圖。
參見中國地質災害風險評價的理論與方法。
9. 全國地質災害監測預警體系建設的主要任務
全國地質災害監測預警體系建設的總體規劃如圖7.1所示。
7.3.1 國家、省、市、縣級地質災害監測預警站網建設
縣級以上國土資源行政主管部門建立地質災害監測預警體系,會同建設、水利、交通等部門承擔地質災害監測任務,負責業務技術管理,並可受政府委託行使部分地質災害監測管理職能,發布地質災害監測預警信息。地質災害監測機構是公益性事業單位。
(1)國家級地質災害監測站
國家級地質災害監測站負責全國性地質災害專業監測網、信息網的建設與運行工作,並承擔國家級地質環境監測任務;承擔全國地質災害預警預報和相關的調查研究工作;擬編全國地質災害監測規劃、計劃、工作規范和技術標准;開展科技交流與合作,研究和推廣新技術、新方法;承擔全國地質災害監測數據、成果報告的匯總、分析、處理和綜合研究,為政府決策部門和社會公眾提供信息服務;負責對省(區、市)級地質災害監測業務的指導、協調和技術服務。
(3)地質災害監測預警研究試驗區
針對我國突發性地質災害具有區域性、同時性、突然性、暴發性和危害大等特點,結合國土整治規劃和資源能源開發,在代表性地區開展地質災害監測預警示範。在試驗區建立自動遙測雨量觀測站網,逐步建立試驗區滑坡、崩塌和泥石流區域爆發的降雨臨界值,為突發性災害的區域預警提供依據。同時,在試驗區開展降雨期斜坡岩土體滲流觀測,研究降雨誘發滑坡、崩塌和泥石流的機理。
2010年前,進一步完善和建設三峽庫區立體式監測預警示範區。完成三峽庫區滑坡、崩塌、泥石流災害的立體監測網建設,在庫區60處地質災害點實現監測數據的自動採集、實時傳輸和自動分析;完善庫區20個縣級監測點建設;完成1∶1萬航攝飛行;建立全庫區的遙感(RS)監測系統,完成全球定位系統(GPS)控制網、基準網建設。
2010年以前重點在重慶市區、北京市、甘肅蘭州市、陝西安康市、四川雅安、雲南新平、雲南東川、浙江金華市、江西宜春市等地區開展突發性地質災害監測預警試驗研究。
(4)地面沉降和地裂縫監測網
1)國家級地面沉降監測網選址原則:①跨省區的地面沉降災害區域;②有一定的監測工作和設施基礎;③地方政府有積極性,並提供配套資金;④具有較為完善的法規和管理體系。
2)工作部署:2010年之前,重點開展長江三角洲、華北平原、關中平原、淮北平原和松嫩平原地面沉降和地裂縫監測網的建設;2010年以後逐步開展汾河谷地、遼河盆地、珠江三角洲以及全國其他主要城市地面沉降和地裂縫的調查及監測網的建設。
長江三角洲地面沉降和地裂縫監測網包括上海市全部,江蘇的蘇錫常地區、南通地區和鹽城地區南部的三個縣(市),浙江的杭嘉湖平原,控制面積近5萬km2。
華北平原地面沉降和地裂縫監測網包括北京、天津市的平原區,河北省的環渤海平原區和山東的魯西北平原,控制面積5萬多km2。
關中平原和汾河谷地地面沉降和地裂縫監測網的覆蓋范圍自六盤山南麓的寶雞,沿渭河向東,經西安到風陵渡轉向北東,沿汾河經臨汾、太原到大同,寬近100km,長近1000km,包括渭河盆地、運城盆地、臨汾盆地、太原盆地、大同盆地等,涉及近50個(縣)市。
7.3.3 群測群防體系建設
突發性地質災害群測群防網主要針對地質災害較嚴重的山區農村,以縣為單位,在專業隊伍指導下,建立由當地政府領導下的縣、鄉、村三級群測群防體系。在各級地方政府的組織和領導下,充分發揮各級監測站的技術優勢,提高群眾的防災意識和參與程度,完善監測預報制度,到2010年,建成1400個縣(市)突發性地質災害易發區的群測群防網路體系。
(1)群眾監測網路建設
1)監測點選定原則:①危險性大、穩定性差、成災概率高,會造成嚴重災情的地質災害隱患體;②對集鎮、村莊、工礦及重要居民點人民生命安全構成威脅的地質災害隱患體;③一旦發生將會造成嚴重經濟損失的地質災害隱患體;④威脅公路、鐵路、航道等重要生命線工程的地質災害隱患體;⑤威脅重大基礎建設工程的地質災害隱患體。
2)監測點的建設:根據上述原則確定需要監測的地質災害隱患點後,由專業調查組及時向當地政府提出監測方案,同時協助搞好監測點的建設工作。①監測范圍的確定:除對地質災害隱患點和不穩定斜坡本身的變形跡象進行監測外,還應把該災害點威脅的對象和可能成災的范圍,納入監測范圍。②監測方法與要求:對當前不宜進行治理或暫時不能進行治理的隱患點,危害大的應建立簡易監測點,同時要對宏觀地面變形、滑坡體內的微地貌、地表植物和建築物標志等進行觀察。以定期巡測和汛期強化監測相結合的方式進行。定期巡測一般為半月或每月一次,汛期強化監測將根據降雨強度,每天或24小時值班監測。③監測點的設置:簡易監測點一般採用設樁、設砂漿貼片和固定標尺,對滑坡體地面裂縫相對位移進行監測,對危害大的隱患點,如有條件也可用視准線法測量監測點的位移。
3)監測網點的管理與運行:①監測責任落實到具體的單位與個人。被監測的地質災害隱患點所在的鄉(鎮)、村和有關單位為監測責任人,在其領導下,成立監測組,監測組由受危害、威脅的居民點或有關單位的群測人員組成。②建立崗位責任制,縣、鄉(鎮)、村應逐級簽訂責任書。調查過程中,採取多種方式進行宣傳與培訓,教會監測責任人、監測組成員和群眾,如何監測、如何判斷災害可能發生的各種跡象和災情速報及有關應急防災救災的方法。③信息反饋與處理。縣(市)國土資源主管行政部門負責監測資料與信息反饋的收集匯總,上報到市(地、州)國土資源行政部門(或地質環境監測站)進行綜合整理與分析,省國土資源廳地質環境處(或省地質環境總站)將上報的資料與信息錄入省地質災害空間資料庫,進行趨勢分析,同時對下一步監測工作提出指導性意見。④預測有重大險情發生時,當地政府和有關單位應立即採取應急防災減災措施,同時應立即報告省、市、縣政府和國土資源主管部門,派出專業人員赴現場協助監測和指導防災救災。⑤建立地質災害速報制度,按國土資發[1998]15號文附件執行。
4)資料的收集與監測數據的整理:①監測數據包括地質災害點基本資料、動態變化數據、災情等。②所有監測數據均應以數字化形式儲存在信息系統中,同時,必須以紙介質形式備份保存。③監測點必須進行簡易定量監測,並須整理成有關曲線、圖表等。應編制有關月報、季報和年報,同時,對今後災害發展趨勢進行預測。④監測數據應按有關程序逐級匯交。
(2)群專結合的預報預警系統建設
1)縣(市)國土資源行政主管部門歸口管理和指導群眾監測網路,負責監測資料與信息反饋的收集匯總。
2)縣(市)國土資源行政主管部門的地質環境職能部門應根據氣象、水文預報和監測資料進行綜合分析,預測地質災害危險點,並及時向有關鄉(鎮)、村和礦山及負有對重要設施管理的有關部門發出預警通知。
3)縣(市)國土資源行政主管部門負責組織各鄉(鎮)、礦山、重要設施主管部門編制汛期地質災害防災預案。編制全縣(市)汛期地質災害防災預案,並負責組織實施。
4)縣(市)國土資源行政主管部門負責組織地質災害防治科普宣傳活動和基層幹部培訓工作。
7.3.4 地質災害監測預警信息網建設
地質災害監測預警與防治數據是國家與地方進行地質災害防治,保障社會與經濟建設的重要信息,具有數量大、更新快、用途廣等特點。通過信息網的建設,實現數據的採集、存儲、分析和發布,切實做到為政府、研究人員和社會提供所需的地質災害信息,為國家經濟建設宏觀決策提供基礎的科學依據。
到2010年,在完善中國地質災害信息網與各省地質災害信息網及部分地(市)地質災害信息網的同時,建成集地質災害監測、地下水環境監測等為一體的全國地質災害監測信息系統,實現地質災害監測數據的自動採集、傳輸、存儲、數據管理、查詢、應用和信息實時發布系統。
到2020年,以科學技術為先導,不斷完善全國地質災害監測信息系統,結合氣象、水文、地震等相關因素,建成多專業領域、多信息處理技術的信息系統;全面提升我國地質災害監測信息水平,滿足社會和民眾對地質災害信息的需求,實現遠程會商、應急指揮等重要決策功能。
地質災害監測預警信息系統建設依託於各級地質災害監測機構,具有統一要求、統一流程、分級管理等特點,是一個與現代計算機技術緊密結合的系統工程。本書在第11章(全國地質災害防治信息系統建設規劃研究)全面討論了包括地質災害監測預警信息系統在內的整個地質災害防治信息系統的建設問題,本節不再贅述。
7.3.5 突發性重大地質災害應急反應機制建設與遠程會商應急指揮系統建設
(1)應急反應機制建設
從現在(2004年)起,國家、各省(區、市)要組建以省國土資源行政主管部門為指揮中心,以地質環境監測總站(院、中心)為主體,地(市、州)、縣(市、區)國土資源行政主管部門和地方專業隊伍協同作戰的地質災害監測預警應急反應系統。
1)應急反應系統要配置必備的應急設備,每年汛前對防災預案中地質災害隱患點的主要縣(市)進行險情巡查,重點檢查防災減災措施、群測群防網路、監測責任制是否落實到位,並對主要災害隱患點進行險情巡查,汛中加強監測,汛後進行復查。
2)發現險情和接到險情報告能在最短的時間內趕到現場,進行險情鑒定,同時能夠及時對災害進行動態監測、分析,預測災害發展趨勢,根據災害成因、類型、規模、影響范圍和發展趨勢,劃定災害危險區,設置危險區警示標志,確定預警信號和撤離路線,組織危險區內人員和重要財產撤離,情況危急時,強制組織避災疏散。
3)接到特大型和大型地質災害隱患臨災報告,指揮部辦公室會同相關部門,迅速組織應急調查組趕赴現場,調查、核實險情,提出應急搶險措施建議。
(2)突發性重大地質災害遠程會商與應急指揮系統建設
隨著國家經濟建設規模的日益擴大和人民生活水平的不斷提高,地質災害造成的損失日趨突出,地質災害的防治工作必須針對重大地質災害及時作出反應,提出科學的決策意見,及時指揮應急處理工作。
突發性重大地質災害遠程會商及應急指揮系統,是針對突發重大地質災害的預報和應急指揮,在建立地質災害綜合資料庫的基礎上,構建連接國務院國土資源主管部門、地質災害數據中心與重點地質災害發生區的遠程會商和應急指揮網路化多媒體環境及地質災害應急數據傳輸環境,形成一套信息化的地質災害遠程會商和應急指揮工作流程。
其主要工作內容如下:
1)對重大地質災害預報和應急指揮相關的信息進行提取、加工、整理、集成與分析,建立地質災害綜合資料庫。信息內容包括地理、地質背景數據;氣象分析數據;地質災害調查與監測數據;地質災害情況資料;救災條件信息等。
2)建立地質災害信息發布平台。開發和建設重大地質災害信息預報與應急指揮相關的動態信息發布系統、空間信息提取與發布系統、多媒體信息發布系統。
3)構建地質災害遠程會商和應急指揮的網路和多媒體運行環境。包括多點、多級視頻會議系統、大屏幕顯示系統及有關音像、電話系統;國家與重點地質災害區域之間的網路信息傳輸系統;構建地質災害重點區域應急調查數據快速傳輸環境。
4)研究與制定形成一套地質災害遠程會商和應急指揮系統工作規范。分析地質災害遠程會商和應急指揮工作的特點,提出地質災害遠程會商和應急指揮系統工作的模式,建立一套相關的工作規范。
10. 什麼是地質災害群測群防體系
地質災害群來測群防是指地質災害源易發區的縣、鄉兩級人民政府和村(居)民委員會,組織轄區內的企事業和廣大群眾,在國土資源主管部門和相關專業技術單位的指導下,通過開展宣傳培訓、建立防災制度等手段,對崩塌、滑坡、泥石流等突發地質災害前兆和動態進行調查、巡查和簡易監測,實現對災害的及時發現、快速預警和有效避災的一種主動減災措施。