地質災害及危險性分析
⑴ 如何評價地質災害綜合危險性指數
地質災害危險性評價是地質災害災情評估的重要內容和基礎,其影響因素具有復雜性、回相互關系及模糊答性特點.進行地質災害危險性分區及評價研究,實施過程分為3步:首先遴選出災害體、地表坡度、森林植被、水文地質、岩性、地表高程和庫水位7個滑坡、危岩地質災害的影響因子;其次採用綜合評價法獲取危險性指數.其評價模型為Ii=7∑i=1Ki·Xi,式中Ki為各選取因子作用權重系數,通過層次分析法(APH法)及灰色聚類法求出其平均值.Xi為各選取因子的次級分級賦值,採用Dephel法賦值,每一權重系數作用下取相應值,將示範區用等面積網格法通過GIS系統空間因子疊加獲得危險性指數等值線圖;最後根據危險性指數進行地質災害危險性分區,分為5級,據此進行地質災害危險性評價.用多因子疊加模型分析地質災害危險性,其結果符合實際情況.
⑵ 地質災害穩定性及危害性評價
一、穩定性評價
根據近年來初步調研,對地質災害穩定性評價工作尚未全面開展,地質災害穩定性評價擬採用演變(成因)歷史分析法進行定性評價。
1.地質災害穩定性評價的原則
依據地質災害體所處的地質環境、地質災害的演變階段和發展趨勢、促進地質災害演變的主導因素等方面,綜合分析,預測其發展趨勢,將地質災害的穩定性分為穩定性差、穩定性較差、穩定性好三種情況。
2.地質災害穩定性評價的判據
土體滑坡的穩定性評價判據:
(1)穩定性極差:①前緣臨空且有發展趨勢;②斜坡坡角較陡,坡角一般大於40度;③滑體前。後緣及兩側有明顯的裂縫,形成了清晰的縱長形、長條形、圓椅形等滑坡周界;④滑坡對地表水和地下水影響敏感,其地質呈潮濕或半塑狀;⑤滑坡面大部分已貫通;⑥樹木、墓牌、工程建築物等物體產生明顯的傾斜、開裂等角變位或水平變位跡象。
(2)穩定性較差:①滑坡前緣具臨空間;②斜坡坡角小於40度至30度;③滑坡前後緣可見斷續裂縫;④滑面也基本貫通;⑤影響滑坡產生的主導因素仍然存在。
(3)穩定性尚可:①滑坡前緣臨空高差小;②斜坡坡角小於30度;③滑坡上未見裂縫,植被較發育;④無影響滑坡產生的主導因素;⑤無明顯的滑坡面。
岩質類地質災害的穩定性評價判據
(1)穩定性極差:①前緣臨空(一面至三面臨空);②前緣壁坡角在70~90度或呈倒坡;③後緣有明顯的裂縫,並仍在繼續發展;④前緣時有滾石、掉塊等活動現象;⑤促進岩體破壞的主導因素未消除。
(2)穩定性較差:①具臨空面;②前緣壁坡角在40~70度;③後緣有裂縫發展;④前緣暫無危體;⑤促進岩體的主導因素未消除。
(3)穩定性尚可:①前緣臨空高度小;②斜坡坡角平緩在20~30度;③後緣無裂縫;④無破壞岩體的主導因素。
二、隱患點穩定性評價
1.岩(土)體滑坡的穩定性評價和災度評估
對目前已掌握了解,並存在隱患的岩(土)體滑坡210處進行初步的評判,結果其中穩定性極差的有10處,穩定性較差的有26處,穩定性尚可的174處。
(1)穩定性極差的10處,地質災害隱患極端嚴重,基本處於非穩定狀態,在外力的作用下短期極有可能形成災害,但目前無法治理或治理成本遠高於治理效果,應及時整體搬遷或部分搬遷,將涉及964人的生命及財產安全。
(2)穩定性較差,地質災害隱患嚴重,在一定的誘發條件下將形成災害,目前可通過治理或部分搬遷,採取「避」災、「減」災等防治措施,可減輕地質災害危險性,這26處將涉及人口4075人。
(3)穩定性尚可的地質災害隱患點,目前暫處於穩定狀態,但在一定條件誘發下有可能形成災害,必須通過加強監測以及投入一定的治理工程,才能確保一段時期內相對穩定,這類地質災害隱患點有174處,將涉及人口在20000人以上。
2.崩塌(岩崩)的穩定性評價和災度評估
崩塌地質災害(隱患)點主要分布在交通沿線及高切坡的建房後側。調查顯示,麗水市交通干線金溫鐵路(麗水區段)、330國道線、省道麗浦線及麗龍線,目前發現隱患點15處,其中穩定性極差有5處,分別位於金溫鐵路縉雲段1處、青田段2處、慶元縣馬蹄嶴隧道口1處、麗浦線牛頭嶺1處;穩定性較差的有6處,穩定性尚可的4處;其餘20處分布於各縣(市)的災害點。
本類隱患點都處於非穩定狀態,在外力作用下可能隨時發生,對交通運輸及社會安定將帶來極大的影響,經濟損失將是巨大的。
三、礦產資源開采引發地質災害及評價預測
礦產資源開發引起局部區域地應力不平衡,使地質構造遭受破壞,將可能引發地面沉降、塌陷、冒頂、邊坡崩塌、地表水滲透、山體滑坡等地質災害,此外采礦廢石和尾礦不合理堆放,也將導致滑坡、泥石流等地質災害。目前麗水市近年來由於礦產資源開發利用引發的地質災害主要有5處(青田鉬礦區、縉雲仙都等條石采區、青田葉蠟石開采區、龍泉小梅螢石礦、慶元鉛鋅礦),已造成22人死亡(詳見地質災害現狀一章)。可見,礦產資源開發而引發的地質災害不可忽視,而且在麗水市有加重的趨勢。
在麗水市礦山地質災害影響最大的礦種是鉬、凝灰岩,其次為鉛鋅、葉蠟石等。這里僅介紹鉬礦山地質災害情況。
鉬礦開採在麗水市開採金屬礦種中開采規模最大,也是經濟效益最佳的礦種,本市鉬礦山7家,而選礦廠有20餘家,礦業產值占本市礦業總產值的四分之一。開采鉬礦又相對集中在青田鉬礦區,現以青田鉬礦區為例,闡述礦山地質災害情況:
青田鉬礦建於20世紀60年代初期,經過近40年的建設,已成為省有色冶金工業重點建設礦山。但在90年代初期的民采潮的進入,不僅造成礦區大量礦產資源的浪費、污染環境,而且帶來了嚴重的礦山安全隱患,由於無秩序、無規劃開采、盜采安全礦柱等等違法采礦的事件,導致地質構造、地壓力受力不均,在1995年、1996年礦區相繼出現局部地段山體滑坡,5號礦區出現嚴重的滲水現象;1996年8月1日因尾礦庫上游的亂采濫挖的采礦廢石堵塞屬礦庫排洪道、溢流溝,加上尾礦庫超量股段等人為因素,該尾礦壩塌壩,從而引發了泥石流的發生,將庫內近100萬方的尾礦盪然無存,瞬時間就把尾礦、礦廢石以排山倒海之勢匯入洪流之中,沿東源溪近20公里,泥沙所到之處全部夷平,沖毀大量農田、公路、工廠、村莊及水利設施,造成多人死亡,直接經濟損失慘重。1998年11月29日凌晨2時又在5號礦區采空區發生塌陷、崩落,塌陷面積2500平方米,崩落土石方達1.5萬方,使一座選礦廠被埋,直接經濟損失180餘萬元。根據目前狀況,該礦區地質災害隱患不容樂觀,尤其是5號礦脈采空區的塌陷、25號礦脈地表水滲透和地下水流向改變以及礦區采礦造成水土流失等地質災害隱患將有加重的趨勢。
此外,本市縉雲縣仙都-壺鎮凝灰岩開采區、慶元縣鉛鋅礦、青田葉蠟石礦等礦區同樣存在著許多不良礦山地質災害隱患。
⑶ 地質災害的危險性評估
地質災害危險性是指地質災害危險源危險區范圍及其可能造成人員傷亡和財產損失。回
地質災害危險答性評估包括三個方面:
①地質災害危險性現狀評估:
對建設場地評估區范圍內的已有地質災害進行危險性現狀評估。
②地質災害危險性預測評估:
對擬建工程建設活動可能誘發的地質災害進行危險性預測評估。
③地質災害危險性綜合評估:
危險性綜合評估=危險性現狀評估+危險性預測評估。
編制評估區地質災害危險性綜合評估分區圖。
⑷ 地質災害危險性評價的危險性評估
地質災害潛在危險性評估是指未來時期將在什麼地方可能發生什麼類型的地質災害,其災害活動的強度、規模以及危害的范圍、危害強度的一種分析、預測。地質災害潛在危險性受多種條件控制,具有不確定性。地質災害活動條件的充分程度是控制點,地質災害潛在危險性的最重要因素,包括地質條件、地形地貌條件、氣候條件、水文條件、植被條件、人為活動條件等。歷史地質災害活動對地質災害潛在危險性具有一定影響。這種影響可能具有雙向效應,有可能在地質災害發生以後,能量得到釋放,災害的潛在危險性削弱或基本消失。也可能具有周期性活動特點,災害發生後其活動並沒有使不平衡狀態得到根本解除,新的災害又在孕育,在一定條件下將繼續發生。
地質災害危險性評估的方法主要有:發生概率及發展速率的確定方法,危害范圍及危害強度分區,區域危險性區劃等。 國務院《地質災害防治條例》第二十一條規定:「在地質災害易發區進行工程建設應當在可行性研究階段進行地質災害危險性評估,……。編制地質災害易發區內的城市總體規劃、村莊和集鎮規劃時,應當對規劃區進行地質災害危險性評估」。
國土資源部《地質災害防治管理辦法》第15條規定,城市建設、有可能導致地質災害發生的工程項目建設和在地質災害易發區內進行的工程建設,在申請建設用地之前必須進行地質災害危險性評估。
地質災害危險性評估主要依據《國土資源部關於加強地質災害危險性評估工作的通知》(國土資發[2004]69號)文件要求,相關技術要求依據《通知》附件1「地質災害危險性評估技術要求(試行)」。《通知》規定:地質災害危險性評估工作分級進行;對承擔地質災害危險性評估工作的單位實行資質管理制度;報告應經具有資格的資質災害防治專家進行審查;對評估成果實行備案制度。
評估成果根據評估級別的不同分別由縣級、市級和省級國土資源行政主管部門認定,並按要求抄報部、省、市級國土資源主管部門。不符合條件的,國土資源行政主管部門不予辦理建設用地審批手續。地質災害危險性評估包括下列內容:
(1)闡明工程建設區和規劃區的地質環境條件基本特徵
(2)分析論證工程建設區和規劃區各種地質災害的危險性,進行現狀評估、預測評估和綜合評估
(3)提出防治地質災害措施與建議,並作出建設場地適宜性評價結論。
⑸ 什麼項目 要做地質災害危險性評估
國務院《地質災害防治條例》第二十一條規定:"在地質災害易發區進行工程建設應當在可行性研究階段進行地質災害危險性評估,……。編制地質災害易發區內的城市總體規劃、村莊和集鎮規劃時,應當對規劃區進行地質災害危險性評估"。
國土資源部《地質災害防治管理辦法》第15條規定,城市建設、有可能導致地質災害發生的工程項目建設和在地質災害易發區內進行的工程建設,在申請建設用地之前必須進行地質災害危險性評估。
地質災害危險性評估主要依據《國土資源部關於加強地質災害危險性評估工作的通知》(國土資發[2004]69號)文件要求,相關技術要求依據《通知》附件1"地質災害危險性評估技術要求(試行)"。《通知》規定:地質災害危險性評估工作分級進行;對承擔地質災害危險性評估工作的單位實行資質管理制度;報告應經具有資格的資質災害防治專家進行審查;對評估成果實行備案制度。
評估成果根據評估級別的不同分別由縣級、市級和省級國土資源行政主管部門認定,並按要求抄報部、省、市級國土資源主管部門。不符合條件的,國土資源行政主管部門不予辦理建設用地審批手續。地質災害危險性評估包括下列內容:
(1)闡明工程建設區和規劃區的地質環境條件基本特徵
(2)分析論證工程建設區和規劃區各種地質災害的危險性,進行現狀評估、預測評估和綜合評估
(3)提出防治地質災害措施與建議,並作出建設場地適宜性評價結論。
⑹ 地質災害危險性現狀評估
以定性分析為主,定量為輔的評估方法,按「技術要求」規定,根據評估區地質環境條件和已有取得資料,採用地質歷史分析法、工程地質類比法和穩定狀態,按大、中等、小三級(表5-14)對各類地質災害危險性現狀進行評估。
表5-14 地質災害危險性分級表
(一)崩塌(危岩)
首先對其穩定性進行評價,之後結合危害對象進行災害(危害)程度分級評價,在此基礎上進行危險性分級,如穩定性好,危害程度輕,則危險性小,相反即為危險性大,介於二者之間為危險性中等。
1.穩定性評價
根據崩塌體所處的地質環境條件,重點依據變形跡象,並與以往同類崩塌發生條件進行類比,綜合分析後判定其穩定性。評估區內崩塌大部分穩定性為較差至差,其中差的有19處,較差的有72處,好的有14處。差和較差者存在有再次滑塌的可能。
2.災害(危害)程度分級評價
根據調查,區內已發生崩塌災情均為一般級。現依據「基本要求」對崩塌危害程度進行分級評價,其中屬於重的有1處,編號b117,位於清水縣土門鄉老墳村(天水支線38km附近);該危岩體為黃土及下伏新近系泥岩組成的陡坡,由於人為開挖削坡形成,方量1.2×104m3,坡下學校被危及,管道也在下方通過。中等的有5處,其餘99處均為輕度危害。主要危害對象為農田和簡易公路,少數危害居民、學校,同時為泥石流提供了鬆散固體物質。
3.危險性評價
結合穩定性和災害(危害)程度結果,評價得出危險性大的有3處,分別位於張家川木河(b80)、清水縣土門(b117)、北道區北部(b120);中等的有 10處,主要分布於皋蘭山、清水金集—北道等地;其餘92處均為危險性小的。危險性大的前2處距管線較近。
(二)滑坡
對穩定性和危險性分別進行評價。
1.穩定性評價
按滑坡穩定性判別表(表5-15)進行評價,其中穩定性差的有7處,分別位於通渭碧玉、張家川木河、清水金集—北道;較差的有28處,分別位於蘭州范家坪、馬營—通渭、靜寧仁大—秦安蓮花、清水土門—天水北道等地;穩定性好的有23處。
現將2處典型滑坡的特徵分析一下。
(1)下河裡滑坡(h28)
位於張家川木河鄉下河裡村東側。滑坡發育在木河上游北岸,溝谷較窄,谷地寬約 100~180m,呈「U」型,發育有一級階地,高出河床3~5m,溝谷兩側為黃土丘陵,相對高差為80~100m。出露地層為新近系砂質泥岩並夾有灰綠色泥岩條帶,出露段表層風化強烈,其上為馬蘭黃土,厚約30~50m,坡體有細小沖蝕溝槽和零星落水洞。
表5-15 滑坡穩定性判別表
該滑坡為黃土—泥岩滑坡,滑坡體長500m,寬300~350m,平均土體厚20m,約40×104m3。滑距約100m,為一老滑坡,滑體下陡、上緩,坡度25°~40°,成因是地表水流側蝕形成。目前該滑坡前緣因修路削坡,形成一定的臨空面,局部已出現崩塌和漿砌護坡鼓脹開裂,極可能導致開挖段部分滑體復活。現場調查,推斷復活體長約50~60m,寬約100~150m,推測滑體厚度5~10m。現狀主要威脅對象為公路和農田,有再次發生的可能(圖5-5)。管線滑坡體下方,距其前緣剪出口約40m。
圖5-5 下河裡滑坡示意剖面圖
1.黃土 2.泥岩及砂質泥岩 3.黃土狀土 4.滑坡堆積物 5.滑床及滑向 6.推測復活體滑床及滑向
(2)蓮花城—郭家河滑坡群
位於清水河河谷北岸,共有5處,由巨型和大型老滑坡組成(圖5-6),自西向東編號依次為:h127、h128、h129、h130、h131。相應的管道里程樁號283km~288km。該段相對高差120~180m,平均坡度30~35°,出露地層為新近系泥岩、第四系黃土、黃土狀土,黃土厚約40~60m,披覆於谷坡及頂部,落水洞及沖蝕溝發育。
圖5-6 蓮花城—郭家河滑坡群平面分布圖
5處滑坡均為黃土—泥岩滑坡,上覆第四系馬蘭黃土,下伏新近系泥岩夾砂質泥岩。滑坡後壁高約10~30m,滑坡形態清晰,坡體長300~500m不等,寬500~800m,推測平均厚度30~40m,主滑方向垂直清水河流向。由於本段所發育的滑坡全是老滑坡,滑坡體受水流沖蝕切割強烈,坡體表面樹枝狀沖溝十分發育,切割較深的沖溝兩側小型崩塌發育,部分滑坡後壁在黃土與泥岩接觸處有泉水出露。滑坡群整體穩定,但組成物較鬆散,現狀前緣受河流側蝕和開挖削坡的影響,局部出現掉塊和崩塌等輕微的變形跡象,可能導致前緣較陡段復活。目前受威脅的對象為村莊、公路。管線在該5處滑坡下方通過(圖5-7)。
圖5-7 h131滑坡示意剖面圖
1.黃土 2.黃土狀土及砂礫石 3.泥岩及砂質泥岩 4.滑坡堆積物 5.滑床及滑向 6.泉
2.危險性評價
據調查結果,區內已發生滑坡災情從一般級到特大級都存在。危害程度嚴重的有3處,主要位於通渭碧玉等地;危害程度中等的有6處,主要位於秦安蓮花、天水北道等地;其餘49處屬於危害程度輕的。主要危害農田、公路、零星住戶,同時構成泥石流的鬆散補給物質。
根據滑坡穩定性和危害程度評判結果,評估區危險性大的滑坡有4處,分別位於范家坪—彭家大山(h3、h5)、通渭碧玉峽口(h49)、張家川木河(h28);中等的有30處,分別位於蘭州范家坪、靜寧仁大—秦安蓮花、清水土門~天水北道等地;危險性小的24處。
(三)泥石流
分泥石流災情和現狀危險性評估兩部分。
1.泥石流災情評估
區內已發生過多次災害性泥石流,按表5-16分級標准進行災情評估與分級,經調查後初步認為,評估區災害程度中和輕的較多,特重程度的泥石流一般很少發生。由於無法取得准確的資料,只能從簡單的走訪中了解。
表5-16 地質災害災情與危害程度分級標准
2.泥石流現狀危險性評估
按泥石流規模、易發性以及危害情況綜合評估危險性。
(1)泥石流規模。
本次按一次最大沖出量劃分(表5-17),計算方法採用徑流折演算法概算,經驗公式為:
WH=1000K·H.a.F.
式中:
WH——一次最大沖出量(104m3);
K——系數,取0.1~0.5;
H——小時最大降水量(mm);
a——系數,取0.73;
F——流域匯水面積(km2);
根據公式
計算得出區內一次最大沖出量介於0.1×104m3~7.5×104m3之間,其中屬於小一型的16條,小二型的47條。
(2)泥石流易發性
主要依據已經作過的《縣(市)地質災害調查與區劃》成果進行易發程度分區評價。在沒有作過此項工作的地區,首先按表5-18進行泥石流易發程度分級評價,其中易發程度(嚴重程度)按表5-19進行量化。
區內共有泥石流溝57條,中易發性泥石流溝有21條,低易發32條,不易發者4條。
表5-17 評估區泥石流規模劃分標准表
表5-18 泥石流易發程度分級表
(3)泥石流危害程度及危險性
評估區泥石流溝多屬深切溝谷,而村莊一般均座落於溝谷較高地段,泥石流危害相對較輕,僅對靠近溝口的村莊、農田以及公路有輕微危害,但在城鎮附近和人口集中的地方泥石流危害最大,往往對溝谷兩側及溝口設施形成大的威脅和危害,並誘發一些崩塌和滑坡發生,如通渭碧玉、秦安蓮花城、張家川韓家硤等地。區內泥石流危害程度輕的有24條,危害程度中等的有33條。
表5-19 泥石流易發程度(嚴重程度)數量化表
根據泥石流的易發性、規模和危害程度,區內危險性大的泥石流溝有2條,位於燕麥庄(N8)和高崖(N9);危險性中等的泥石流溝有31條,分別位於蘭州小坪子、馬營鎮、蓮花城、閻家店等地;危險性小的泥石流溝有24條。2條危險性大的泥石流溝距管線有一定距離,影響小。
(四)洪水沖蝕
洪水沖蝕強度東部大於西部,相應的危害性和威脅性也較大。通渭以西年降水量較低,屬中易發區,除少數河溝外,主要對農田、道路的威脅大,危害程度較小~中等。通渭以東,年降水量較多,特別是局地性陣雨及暴雨突發頻率較高,汛期洪峰流量大,來勢猛,對居民區和道路構成威脅,危害程度中等。除上述危害外,由於水流的不斷沖刷、浸泡和側蝕作用,常引起溝岸坍塌,加劇了水土流失,據有關部門資料和本次調查情況,通渭以西侵蝕模數500~2000t/(km2·a),強側蝕段坍岸速度0.1~0.5m/a,危害程度輕。通渭以東侵蝕模數小於2000~5000t/(km2·a),局部大於5000 t/(km2·a),危害程度中等。
依據調查成果,對評估區內洪水沖蝕災情和危險性分別給予評估。
災情評估依據表5-16分級標准進行,評價結果:屬於輕度災害的有4次,中等災害的有5次,重災害有2次(表5-20),表明本區洪水沖蝕危害一般為輕和中等,當遇降水多的年份或遇暴雨很可能造成較大的災害損失。
表5-20 已發生主要洪水沖蝕災害災情一覽表
易發性根據實地調查結果,並結合溝谷已發生洪水頻次和降水量分布情況確定。評價結果:高易發1處、中易發者1處,低易發10處(表5-21)。
根據洪水沖蝕災情和易發性結果,區內洪水沖蝕危險性小的有8處,中等的有4處(見表5-21)。
表5-21 評估區區洪水沖蝕溝現狀危險性評估一覽表
(五)地面塌陷
根據野外調查,評估區采空區目前僅有蘭州西固人防工程、地下水位上升引起的地面塌陷,人防工程與管線距離>1.5km,黃土丘陵區開挖窯洞引起的地面塌陷很少,其他地段不存在地面塌陷現象。所以評估區內地面塌陷危害小,危險性小。
(六)特殊岩土災害
1.黃土濕陷和潛蝕
根據《濕陷性黃土地區建築規范》,對黃土的濕陷類型及等級作了初步評價。丘陵區黃土為Ⅱ-Ⅳ級自重濕陷性土,屬中等—很嚴重等級,河谷區黃土狀土多為Ⅰ—Ⅱ級非自重濕陷性土,僅黃河、渭河二級階地局部地段為Ⅱ級自重濕陷性土,屬輕微—中等級。
黃土濕陷和潛蝕現象主要表現為陷穴、陷坑、落水洞和豎井等。多零星分布於地形低窪地帶和陡岸處,規模均較小,落水洞一般深2~5m,洞口直徑0.5~2.5m。目前主要危害公路、渠道和農田,另外,引起崩塌、滑坡和水土流失發生。在黃土丘陵和河谷地帶對鄉間公路危害較大,危險性中等,其餘地段危害小,危險性小。
2.鹽漬土的鹽脹和腐蝕
鹽漬土以硫酸—氯化物型為主,經收集資料分析,通渭以西0.0~1.0m段土壤平均含鹽量為3.4%,最大可達 8%~15%左右,表層有弱脹縮性和腐蝕性;該類土現狀分布面積很小,對農田等不具危害性,因此危害小,危險性小。對建築基礎工程有一定影響,但危害小,危險性小。
高礦度水分布區,礦化度1.7~3.2g/L,p H值1~8,氯離子和硫酸根離子含量大於500mg/L,對混凝土和鋼結構有一定的腐蝕性,按《岩土工程勘察規范》(GB50021—2001)指標對比評價,評價區高礦化度水對混凝土具弱—中等結晶性侵蝕,小面積強腐蝕區位於黃河二級階地後緣和葫蘆河、牛谷河及關川河等地;對鋼材的腐蝕性均為中等(表5-22)。
3.膨脹岩的脹縮
根據岩樣分析結果,白堊系泥岩自由膨脹率(Fs)為20%~60%,蒙脫石含量8.17%~19.09%;頁岩自由膨脹率(Fs)為40%~54.3%,蒙脫石含量8.94%~15.59%。
新近系泥岩自由膨脹率(Fs)為11%~59%,膨脹力(Ps)(4~25)k Pa,飽和吸水率(Wsa)9.9%~34.9%。
依據《岩土工程勘察規范》,按自由膨脹率(Fs)分類(表5-23)評價,本區膨脹岩在大部分地段具脹縮性,但均屬弱膨脹潛勢,主要危害是剝落、掉塊造成農田、道路和水利設施等的掩埋,致災現狀輕微,危險性小。此外黃土自由膨脹率變化較大,現狀危害輕微,危險性小。
表5-22 高礦化水對混凝土和鋼結構腐蝕性評價結果表
表5-23 膨脹岩的膨脹潛勢分類表
⑺ 地質災害類型及其危險性現狀評估和預測評估
一、地質災害類型及特徵
新疆段主要存在以下4種地質災害:風蝕沙埋、鹽漬土腐蝕和鹽脹、泥石流和洪水沖蝕、崩塌(危岩)。它們的特徵如下:
圖6-2西氣東輸管道工程新疆段水文地質圖
(一)風蝕沙埋
風蝕沙埋主要分布於輪南—三十團、博斯騰湖南岸沙山一帶、庫米什窪地及庫姆塔格沙壟地段。這些地段多數靠近沙漠、沙山、沙丘,生態環境惡化,在強烈的物理風化作用下,使基岩風化成砂和礫石,地表岩性以疏鬆礫石、砂質土、粉細砂、粉土為主,在大風的作用下,向沙漠環境發展。風蝕沙埋具有掩埋農田、房屋設施和活動性大的特徵,隨著氣候條件的變差,會逐漸加重危害。
輪南—三十團管線長約112km,緊挨南部的塔克拉瑪干大沙漠,風力強勁,起沙風頻率高,移動沙丘起伏高度5~25m,移動速率6~15m/a。
博斯騰湖南岸管線長約82km,位於沙山與庫魯克塔格之間,沙山連綿不斷,高達幾十米甚至上百米,向西南和南方向移動,堆積於山前礫質平原上,厚達3m以上,沙丘移動速率大於20m/a。該地段沙塵暴天數較多。
庫米什窪地受沉積環境影響,管線經過庫米什鎮南18km地段黑戈壁村附近有長9km范圍分布沙丘,多為半固定和固定沙丘,沙丘高度3~10m不等,多數地段已被改造為農田耕地,其移動減弱,隨著改造的深化,管線經過地段沙丘及土地沙化最終將得到改良,其危害將減弱。
庫姆塔格沙壟附近長31km范圍,分布風蝕沙埋災害。庫姆塔格沙壟呈近南北向延伸,東西向寬度在6km左右。沙壟由高大的活動性新月形沙丘組成沙丘鏈。沙丘高度多在65~120m之間,西側高,東側低。沙丘鏈之間的距離一般在50~120m之間,移動速率在10m/a左右。沙壟西北側分布有大面積的風蝕窪地,窪地深度一般30m左右,底部多分布有分選性極好的細小礫石,成分與底部基岩一致。沙壟的形成,受制於天山七角井的西北風和河西走廊的東南風,但以前者風向為主。由於沙丘活動性極強,在風季隨時可以造成沙埋危害。風蝕災害主要分布於庫姆塔格沙壟西北側的風蝕窪地內。
沙丘移動將對管線及施工造成掩埋危害。在風蝕窪地對地面工程有風蝕破壞作用,久而久之,可能會將地下工程刨蝕出地表,並產生破壞。
(二)鹽漬土腐蝕和鹽脹
新疆段內鹽漬土均為內陸山間盆地和丘間窪地型,其分布范圍較廣泛,但不均勻,主要分布於輪南首站—三十團細土平原邊緣、博斯騰湖南岸及東部細土帶、庫米什窪地、紅柳河兩岸及秋格明塔什北窪地等剝蝕殘丘的丘間窪地內。管線在鹽漬土分布區挖探坑43處,其中在輪南首站至382.5km段挖探坑16處,取樣間距平均24km,深度3m,分別在0m、1m、2.0m、2.5m、3m處取樣;在456.5~933km段挖探坑27處,取樣間距平均17.6km,挖坑深度一般1.0~1.5m,個別達到2m,總取樣數148個。根據化驗結果分析,鹽漬土在垂向分布上具有表聚性及結殼性的特點,鹽分大量集中於表層。但庫米什窪地及東段部分丘間窪地內受沉積環境的影響,其地層積鹽較重,含鹽量垂向表現出由地表向下減輕,至一定深度含鹽量又有增加的趨勢,Ca2+、
以上鹽漬土分布地段,地下水埋深淺,僅為2~3m或更小,多為高礦化物的Cl·SO4—Na或SO4·Cl—Na型水。地表鹽鹼化嚴重,多數結殼,雖然分布於無人區,但其遇水陷落、高溫乾枯又膨脹並對金屬設施具有一定腐蝕性,其危害較嚴重。
(三)泥石流和洪水沖蝕
泥石流僅零星分布於低山溝谷及山坡處。由於固體物質來源較少,溝谷流域面積、地形高差和溝谷相對切割程度都較小,降水稀少,在管線沿途低山區不易發生泥石流,發生的規模也較小,最大的一處在庫米什窪地南側低山溝谷AE001號樁附近,固體物質一次沖出量達6600m3。
洪水沖蝕危害主要分布於低山溝谷、山前沖洪積平原出山口、庫米什以東剝蝕殘丘的丘間窪地中的沖溝及沖溝匯流處。由於特有的乾旱氣候條件和脆弱的生態環境,低山丘陵區植被稀少,地表滯水能力差,抵禦洪水能力弱,一遇強降水便可誘發洪流。新疆段內平原區發育的沖溝切割深度多在0.5~2.0m,最深的約為7~8m,溝寬一般在5~200m。洪流一旦發生,洪水流量大,起漲快,持續時間長,沖溝內以水為主,攜帶少量岩性與上游母岩相同的碎石夾少量粉土,形成水石流。其危害不同於山區特有的典型泥石流,主要表現在洪水的沖蝕破壞作用上。
上述山洪能造成危害的主要是洪水沖蝕,它具有短時間內破壞建築設施、道路工程、管線工程設施等特徵,其危害的決定因素是山區降水量的大小及瞬時降水大小。
(四)崩塌(危岩)
僅在庫爾勒—塔什店低山區、庫米什窪地西南側低山溝谷、烏尊布拉克幅庫米什窪地東北側低山區的局部溝谷和高差較大的陡坡下時有發生,崩塌發生方量一般小於1000m3,崩塌堆積物長5~10m、寬0.5~3m、高0.5~3m,危害范圍小於25m2;局部地段可大於10000m3,崩塌體底邊長20~100m、寬30~100m、高20~50m,危害范圍10000m2。
二、地質災害危險性現狀評估
根據地質災害的類型及特徵、危險性大小、規模、分布、穩定狀態、危害對象等,對評估區內已有地質災害進行危險性評估。
(一)風蝕沙埋
風蝕沙埋地質災害主要分布於輪南首站—三十團、博斯騰湖南岸、庫米什窪地中心、庫姆塔格沙壟附近,除庫米什窪地中心現有人文活動,其餘地段均為無人區。風蝕沙埋地質災害分布總長度238.1km。風蝕災害主要表現在庫姆塔格沙壟西側風蝕窪地內,最大風蝕深度達30m,對地下管線有很大的破壞作用。在博斯騰湖南岸,沙山、沙丘活動性極大,根據段內沙丘移動速率及移動沙丘間距離,新疆段內風蝕沙埋現狀評價危險性大的地段為0~5km、60~101km、127~128km、207~223km,260.4~292.2km,783.5~797km,合計103.8km。危險性中等的地段為:32~60km、223~235km、379.5~388.5km、780~783.5km,合計長52.5km。其餘地段風蝕沙埋災害危險性小。
(二)鹽漬土腐蝕和鹽脹
新疆段內鹽漬土分布范圍廣,具有鹽脹、腐蝕災害。根據易溶鹽取樣分析結果,依據GB50021—94《岩土工程勘察規范》和地質災害危險性等級標准,對沿線鹽漬土類型及危害程度進行分類,亞氯鹽漬土並為氯鹽漬土,亞硫酸鹽漬土並為硫酸鹽漬土。現狀評估按地表和地下2m處的含鹽量分別進行。
1.危險性大的地段
(1)地表(以下均為輸氣管線km數):0~32km、82~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、450.7~453.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、548.7~583.2km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、675.7~679.5km、715.2~734.8km、760.8~767.4km、907~914km、931.7~935.3km,合計總長215.8km。
(2)地下2m處地段:106~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、760.8~780km、907~914km,合計總長107.8km。
2.危險性中等的地段
(1)地表:32~82km、223~235km、260.4~287.5km、373~379.5km、388.5~394.2km、504.5~512km、679.5~685km、691~715.2km、734.8~760.8km、767.4~780km,合計177.1km。
(2)地下2m處地段:12~48.4km、87~106km、127~147km、260.4~287.5km、373~379.5km、675.7~679.5km、504.5~512km、691~735km、754~760.5km、931.7~935.3km,合計總長189km。
3.危險性小的地段
(1)地表:512~531.5km、583.2~591.7km、594.7~622km、624~630.8km、635.5~675.7km、685~691km,合計108.3km。
(2)地下2m處地段:180~212km、679.5~685km、734.8~754km、823~887km,合計總長130km。
依據《岩土工程勘察規范》GB50021—2001水對鋼結構的腐蝕性評價表,對3m以內地下水進行腐蝕性評價,鹽漬土分布地段3m以內的高礦化水對鋼結構腐蝕性一般為中等,考慮到管線埋置深度內見水,受高礦化水危害,與鹽漬土危害密切相關,故將高礦化水並至鹽漬土地質災害危害一起評價,現狀評價危險性中等。
(三)泥石流和洪水沖蝕
新疆段內泥石流僅在庫米什窪地西南側低山溝谷輸氣管線366~373km段內發生兩處,其規模較小,最大一處在E001號樁附近,固體物質一次沖出量約6600m3。庫爾勒低山區管線183.8km處東側存在一處泥石流隱患點,上游流域面積小,匯流溝多,坡降大,附近輸油管線已做了防護工程。泥石流對管線的危害表現為對管線的掩埋作用,地質災害危險性小。
山前及山口處發育的沖溝,雨汛期洪水對輸氣管線有一定沖刷、沖蝕破壞。考慮到危害較小,現狀評估為地質災害危險性小。
(四)崩塌
新疆段內崩塌發生在低山丘陵無人區。據實地調查,在三個地段有多處崩塌發生。一段在庫爾勒市—塔什店低山丘陵區輸氣管線174~186km段內,沿線多處發生微小崩塌,崩塌方量小於1000m3,屬地質災害危險性小的地段。一段在庫米什窪地西南部低山溝谷內管線362~373km段;其中管線366~373km段沿線有崩塌發生,崩塌體有多處分布於溝谷的北側和西側,崩塌最大方量大於10000m3,岩塊直徑0.5~8m,屬地質災害危險性大的地段;在管線362~366km段,沿線崩塌方量小於10000m3,屬地質災害危險性小的地段。另一段位於庫米什窪地東北側輸氣管線394~403km段,沿線丘陵表層為強風化花崗岩及洪積片麻岩碎石,2~3m以下為中等風化片麻岩及花崗岩,受地質構造影響,崩塌多處發生,最大方量大於10000m3,屬地質災害危險性大的地段。其餘地段均為崩塌未發生或不發育區。
三、地質災害危險性預測評估
(一)工程建設誘發、加劇地質災害的可能性
西氣東輸管道工程屬開挖埋置管線工程,開挖深度2m左右。新疆段內庫爾勒北低山區管線位置180~186km段,乾草湖塔格山區管線336.5~339km段,庫米什窪地西南側低山溝谷區管線362~373km段,庫米什窪地東北側低山溝谷區管線394~403km段,多位於地質構造發育區。地形相對陡峻,地層裂隙發育,加之軟硬岩體相間出露,工程開挖施工後,岩體完整性變差,陡坡失穩,易產生岩石崩塌,對埋置的管線施工危害較大。
另外,管線於庫爾勒市北東3km即管線位置177.9km處,自西向東橫穿了南北向展布的孔雀河,在此處孔雀河西岸地勢平坦,而東岸相對較高,河岸陡立,高出河面約6m,工程建設實施時東岸易誘發塌岸,從而產生危害。故施工和運營設計時應予以充分考慮,可以先進行削岸,再採取相應的防護措施,最後採用加固防護堤進行長期防護。
此外,因管線埋置地下需開挖溝槽,在第四系土體分布區,尤其是砂性土分布區可能會導致土地沙化更嚴重,加劇風蝕沙埋。
除上述易誘發、加劇地質災害發生的地段外,其餘均為山前礫質平原、細土平原、剝蝕殘丘區及丘間窪地,工程建設對其影響小,不易誘發或加劇地質災害。
(二)工程建設本身可能遭受地質災害的危險性及發展趨勢
1.風蝕沙埋
據風蝕沙埋地質災害的分布特徵及現狀危險性評估,在庫姆塔格沙壟和博斯騰湖南岸沙山、沙丘段,因沙丘高大,活動性強,不僅給管線施工帶來巨大困難,開挖工程量大,而且風季隨時可以造成風沙掩埋危害,不僅危害程度嚴重,而且危害周期長。預計隨著氣候的變暖變干,在未來50年內,沙埋危害會呈現加劇的趨勢。在庫姆塔格沙壟西側的風蝕窪地內,預測除對地面工程有風蝕危害外,對地下工程也有可能造成風蝕的危害。在風蝕沙埋現狀危險性大的地段,在使用期限內,風沙對管線及地面工程具有嚴重的危害,並有向主風向下游發展的趨勢。
2.鹽漬土腐蝕和鹽脹
在使用期限內,鹽漬土分布地段表層可能受氣候的惡化影響,隨著溫度的升高、蒸發的加劇,含鹽量有所上升,鹽漬化危害有加重的趨勢。而管線埋置深度內鹽漬土含鹽量長期變化不會很大。管線主要遭受埋置時地表危險性大的鹽漬土埋填產生的短期腐蝕危害、地面以下2~3m深度分布的危害中等或輕微的鹽漬土長期腐蝕危害及鹽脹破壞危害。地下3m以內可見的地下水多為高礦化中等腐蝕性水,其對鋼結構具有中等腐蝕危害,預計50年內隨氣候的周期性變化,其危害性有小幅度變化,但總體不會有很大變化。
3.崩塌、泥石流
西氣東輸管道工程設計使用期限為50年,在新疆段內低山區,崩塌和泥石流災害偶有發生。據現狀危險性評估,崩塌除局部地段危險性大外,其餘地段危險性多為中等、小。泥石流災害的危險性小。在使用年限內,部分山體在高溫、大風、降雨等物理作用下容易失穩,產生崩塌危害。在庫爾勒—塔什店低山區,管線183.8km處東側存在一處泥石流隱患點,在暴雨產生時,易發生泥石流危害。新疆段內除上述發展趨勢外,預計50年內管線遭受崩塌、泥石流災害的危險性小。
4.地震液化
管線80~210km段,即三十團西南30km—庫爾勒—博斯騰湖西南岸,地震烈度為Ⅶ度區。管線在80~99km、111~112km、126~128km段的地層時代晚於第四紀晚更新世,其地下水位埋深多小於10m,有發生砂土液化的可能,需在進一步的工程勘察工作中,了解地下水埋深及15m深度內土層的剪切波速值或貫入阻力臨界值,以便進一步判別土層是否液化。
綜上所述,西氣東輸管道工程沿線多經過無人區和荒漠區,開挖深度僅2m左右,工程的建設實施不會對沿線地質環境條件產生大的影響,工程建設對周圍現存工程也不易產生較大的破壞。
⑻ 地質災害危險性評估流程
建設用地地質災害危險性評估,是有效預防、減輕或避免地質災害對未來工程設施及其運行環境直接危害和間接危害的一項主動防災措施。科學合理地開展此項工作,對發現項目建設區潛伏重大地質災害問題、提供地質災害防治措施和建議,以及指導建設項目安全實施和運營等方面均有十分重要的意義(黃雅虹等,2007)。
為規范我國建設工程和規劃區地質災害危險性評估工作,切實貫徹《地質災害防治條例》(國務院令第394號),國土資源部於2004年頒發了 「國土資源部關於加強地質災害危險性評估工作的通知」(國土資發[2004]69號文件)及附件《地質災害危險性評估技術要求(試行)》(以下簡稱《技術要求》),作為目前進行地質災害危險性評估的規范和依據。
(一)評估的任務
地質災害危險性評估工作的任務包括:
(1)查明地質災害的類型、規模、分布特徵及其形成的地質環境條件和誘發因素;
(2)分析預測工程項目建設對地質環境的影響;
(3)評價工程建設是否誘發新的地質災害和工程本身遭受地質災害的危險性;
(4)劃分地質災害危險區;
(5)進行建設用地適宜性評價;
(6)提出地質災害防治建議等(郭富贅等,2003)。
(二)評估對象及災種
《技術要求》規定,凡在全國地質災害易發區內進行各類建設工程以及進行城市總體規劃、村莊和集鎮規劃時,均要進行地質災害危險性評估。需要提及的是:一旦受建設單位委託進行地質災害危險性評估,無論場地是否跨越地方縣(市)地質災害調查劃分的所謂易發區和非易發區,均應進行評估。
圖2-2 常見的建設項目選址意見書辦理流程圖(各地行政主管部門辦理流程各異.以當地行政主管部門為准)
需要評估的主要地質災害種類,《技術要求》中有明確的規定。總體可概括為自然因素或者人為活動引發的危害人民生命和財產安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含岩溶塌陷和礦山采空塌陷)、地裂縫和地面沉降及不穩定斜坡等與地質作用有關的災害。
除地質災害外,還經常遇到一些環境地質問題需要討論,主要有活動斷層、岩溶、沖溝、淤泥、軟土和飽和砂土的液化等,一般情況下是將其納入到相關災害中進行討論。如岩溶問題可以並入到地面塌陷或地下水污染災害中討論;活動斷層、軟土、砂土液化等問題可並入到地面變形或不均勻沉降(陷)災害中討論(金德山,2004)。
(三)評估的基本要求
1.總體要求
(1)在地質災害易發區內進行工程建設,必須在可行性研究階段或者在申請核准、備案前進行地質災害危險性評估(國務院令第394號,國辦發[2001]35號)。
(2)在已進行過地質災害危險性評估的城鎮規劃區范圍內進行工程建設,建設工程處於已劃定為危險性大—中等的區段,還應按建設工程項目的重要性與工程特點進行建設工程地質災害危險性評估(國土資發[2004]69號)。
(3)地質災害危險性評估,必須對建設工程遭受地質災害的可能性和該工程建設中、建成後引發地質災害的可能性做出評價,提出具體的預防治理措施(國土資發[2004]69號)。
(4)地質災害危險性評估的災種主要包括:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含岩溶塌陷和礦山采空塌陷)、地裂縫、地面沉降和凍土沉陷等。
(5)地質災害危險性評估的主要內容是:闡明工程建設區的地質環境條件基本特徵;分析論證工程建設區各種地質災害的危險性,進行現狀評估、預測評估和綜合評估;提出防治地質災害措施與建議,並做出建設場地適宜性評價結論。
(6)地質災害危險性評估工作,必須在充分搜集利用已有的遙感影像、區域地質、礦產地質、水文地質、工程地質、環境地質和氣象水文等資料基礎上,進行地面調查,必要時可適當進行物探、坑槽探與取樣測試。
(7)地質災害危險性評估成果,應按照國家有關規定組織專家審查、備案後,方可提交立項、用地審批使用。
(8)地質災害危險性評估不替代建設工程和規劃各階段的工程地質勘察或有關評價工作。
2.評估的主要內容
地質災害危險性評估是在查明各種致災地質作用的性質、規模和承災對象社會經濟屬性的基礎上,採用定性和定量相結合的方法,對其潛在的危險性進行現狀評估、預測評估和綜合評估。主要內容包括:(1)闡明工程建設區和規劃區的地質環境條件基本特徵;(2)調查分析工程建設區或規劃區各種地質災害的現狀;(3)簡要分析評估對象在建設或運營過程中與地質環境相互作用的范圍、方式、強度與持續時間;(4)分析論證建設工程遭受地質災害的可能性,工程建設中和運營中加劇或引發地質災害的可能性;(5)進行地質災害危險性現狀評估、預測評估和綜合評估;(6)給出建設場地工程建設地質適宜性的評估結論;(7)針對不同建設階段,提出防治地質災害的地質工作意見和防治地質災害的具體措施建議。
3.評估的程序和方法
地質災害危險性評估的工作程序包括前期野外調查和後期室內分析。地質災害危險性評估工作流程見圖2-3。
(1)野外調查方法:野外調查工作的基本原則是以較低的成本投入,獲取較多的基礎資料並得到可靠的評價結果。因此,除採用一系列傳統方法收集、獲取相關基礎資料外,需充分利用已有的新技術和新方法,進行高效、可靠的資料獲取。如利用空間對地觀測的InSAR技術可快速獲取大范圍、高精度現今地面沉降信息,對傳統的水準測量結果進行補充和驗證;利用高解析度數字化航片或衛星圖像,可對區域活動構造跡象、滑坡泥石流潛勢等進行有效判讀,達到事半功倍的效果。
(2)室內分析研究:室內分析研究主要是在野外調查及觀測的基礎上對地質災害進行現狀分析、未來預測和綜合評估。
圖2-3 地質災害評估工作程序圖
地質災害現狀評估和預測評估常採用的方法包括:地質歷史分析法和工程地質類比法。此外,現狀評估有時也採用地質環境條件綜合判別法,而預測評估有時會採用多因素分析法等。由於地質災害評估工作一般投入的實物工作量較少,又與建設項目的選址階段相對應,而且評估工作的性質是指出問題並提出解決問題的措施,而不是解決問題。因此,評估的工作方法目前多以定性分析或半定量分析方法為主,較少採用定量計算的方法。如滑坡、崩塌、地裂縫、地面塌陷和地面沉降(包括斜坡及工程邊坡),一般採用地質類比法定性評估其穩定性;而對泥石流的穩定性多採用地質環境條件綜合評判法進行判定,或採用易發性量化指標半定量評估。地質災害綜合評估(地質災害危險性分區)方法較常見的有信息疊加法、多因素綜合判別法、模糊數學評判法和層次分析法等。
4.評估級別
依據建設項目重要性與地質環境條件復雜程度,《技術要求》將評估級別劃分為3級。凡重要建設項目,無論地質環境條件屬哪類,均劃為一級;較重要建設項目和一般建設項目的級別劃分是個難點,要根據地質環境條件復雜程度確定評估級別。確定評估級別時應按以下順序進行:(1)按《技術要求》確定的建設項目重要性類別;(2)按《技術要求》確定的評估區地質環境條件復雜程度;(3)根據這兩個判別結果來綜合確定評估級別(黃雅虹等,2007)。
5.評估范圍的確定
地質災害危險性評估范圍不應局限於建設用地和規劃用地面積內,應視建設和規劃項目的特點、地質環境條件和地質災害種類予以適當擴大,確定對工程項目有直接影響和間接影響的區域范圍,必要時可對直接影響范圍做重要評估,而對間接影響范圍做一般性評估(邢岩等,2004)。
地質災害的空間分布(從形成到成災)有點狀、線狀和面狀之分,如崩塌、滑坡可以相對理解為點狀;泥石流、地面塌陷及地面沉降為面狀;地裂縫為線狀。因此確定評估范圍時,除用地單位申請批復的面積外,要充分認識和預測不同災種從形成到成災可能涉及的空間。一般而言,對於滑坡、崩塌,其評估范圍應達到 「山坡有多高范圍就有多大」 的基本要求;泥石流災害要追索到泥石流形成區,必須以完整的溝道流域面積(包括沖洪積扇)為評估范圍;地面塌陷及地面沉降的評估范圍應與初步預測的可能范圍相一致;具有線狀特徵的地裂縫,也應按預測的可能延展范圍作為評估范圍。對於預測確有困難的災害類型,評估范圍一般應大於現狀確定范圍的3~5倍。當然,評估范圍的確定離不開建設工程的實際布局(王得楷,2002)。
(四)評估報告內容要求
評估報告內容包括:前言、評估工作概述、地質環境條件論述、現狀評估、預測評估、綜合評估和結論。其中,評估工作概述中涉及的工作方法及完成的工作量,建議用列表的方式比較簡明,另外,應盡可能附一張清晰的、包含有建設用地位置、交通和評估工作實際材料(如鑽孔、物探線等)的示意圖。
1.地質環境條件
地質環境條件綜合分析是認識評估區基本環境特徵和分析地質災害形成環境,以及討論擬建工程環境效應的重要基礎。地質環境條件所涉及的內容包括:氣象、水文,地形、地貌,地層岩性,地質構造與區域地殼穩定性,工程地質、水文地質條件及人類工程活動對地質環境的影響等。不能僅僅停留於環境現象或環境特徵的簡單羅列,而應緊密結合工程布局,突出與地質災害發育規律分析和危險性評估有聯系的環境要素或環境特徵,重視區域地質環境的研究,並從區域環境條件中分析地質災害體的演化過程和主要控制及誘發因素。為了給後續分析論證提供必要的資料支撐和邏輯鋪墊,應以詳細描述的方式突出與地質災害發育規律分析和危險性評估有聯系的環境要素或環境特徵,而與地質災害發育規律分析和危險性評估無關的環境描述,要盡量簡略(金德山,2004)。地質環境條件復雜程度的總體評價應用「復雜、中等、一般」 來定位。跨度大的復雜地區或環境地質條件分區、分段明顯的,可以用分段分片評價。
2.地質災害危險性評估
地質災害危險性評估是災害易發程度、危險程度和危害程度的綜合反映。其實質是對建設項目區,在地質環境現狀條件和未來工程活動條件下,地質災害的空間預測和成災可能性的預測,是地質災害危險性評估的核心內容。
(1)現狀評估和預測評估:現狀評估除按《技術要求》的規定進行外,還應注意其著重點是對現有災害的分析和評述。分析和評述內容應包括:災害發育基本規律的歸納;代表性災點的重點剖析;各種災害(點)歷史危害情況、現實活動特徵及穩定狀況的評價(金德山,2004)。危險性一律用大、中、小描述,避免使用 「較」 字。
在現狀評估中如果沒有地質災害就不評估,切忌畫蛇添足;對現狀地質災害不發育,但工程建設和運行中有可能誘發地質災害的地區,可開展評估工作;對有液化發生的區域及地段,液化評估時要依據相應的國家規范,如區域性評估可按建築規范進行評估等。
預測評估的側重點是在評估區疊加了擬建工程影響後,擬建工程和環境可能遭受地質災害危害的危險性程度的預測評價。一般情況下,按可能遭受地質災害的次序進行分災種危險性評估,而對於有些復雜工程也可按功能區分別論述。
需要指出的是,由於地質災害的危險性評估是一種風險評估,所以應借鑒已有的同類型工程在建設過程中誘發或遭受地質災害的經驗,這將為在建工程的地質災害評估提供有效的信息,為地質災害的預測評估提供可靠的依據,減少預測的風險性。
(2)合理區分現狀評估和預測評估:綜合評估和最終結論主要是依據現狀評估和預測評估結論而定。根據筆者的體會,在評估報告中往往易出現二者重復性大、重點不突出和結論不夠明確的問題。因此,處理好二者的關系十分重要。從現狀評估、預測評估的內容看,二者的關系比較清楚:即現狀評估是預測評估的背景;而預測評估不但要緊緊圍繞工程布局和施工特點進行,而且還應與現狀評估結果相互疊加後,共同形成危險性預測評估的最終結論(王得楷,2003)。
3.綜合分區評估及防治措施
(1)綜合評估原則與量化指標:地質災害危險性綜合評估應遵守「區內相似、區際相異、並置取大」 的原則。評估工作以說清問題為原則,其量化指標的確定可以以地質分析方法為主,定量評價為輔。如果資料充分,有條件的可進行定量分析評價。
(2)綜合評估內容:地質災害危險性綜合評估包括:(1)危險性分區;(2)建設場地適宜性分區評估;(3)防治措施。這些內容應按區段評估,並配以相應的說明。
綜合評估的側重點是在現狀評估和預測評估的基礎上,根據現有和潛在地質災害成災的可能性和成災後果的嚴重性,對工程建設區和規劃區進行分區(或分地段、分工程部位)的綜合評估(金德山,2004)。
危險性分區可根據評估區地質災害危險性綜合評價結果進行劃分,符合哪一級就劃為哪一級。如只有危險性大區和危險性小區,就沒有必要在它們中間再劃分一個危險性中區;又如只有危險性中區,就沒有必要再劃分一個危險性小區等。另外,要防止危險性分區隨意擴大或縮小化,如由於工程施工開挖造成邊坡失穩時,地質災害危險程度較重區將主要集中在工程沿線或僅限於河谷等特殊地帶,有時在進行危險性分區劃分時,往往可能將劃分范圍擴大到外圍,這樣是不合理的(邢岩等,2004)。
綜合評估應簡明扼要,只要把現狀評估和預測評估的主要認識反映出來即可,避免對上述評估的簡單重復。對地質災害危險性大的或中等的,要提出防治地質災害的措施與建議;對重大地質災害防治,尤其是提出避讓或改變建設工程選擇的,要提出論證,並給出建設場地適宜性評價結論。
(3)建設場地適宜性評價與地質災害防治措施:建設場地適宜性評價結論是評估工作的目的,最終結論的得出應該建立在2個判據之上:一是地質災害危害後果的嚴重程度,對此不能僅局限於災害對擬建工程影響的分析,還要考慮擬建工程對加劇和誘發地質災害的影響和對環境帶來的危害;二是地質災害防治的難易程度,此評價既要考慮技術上進行防治的難易程度,還要考慮防治費用的投入及經濟上的合理性(金德山,2004)。
建設項目地質災害危險性評估的最終目的是防止地質災害發生,即獲得「防」 和 「治」 的具體措施。因此,選擇的工程防治技術類型越簡單,越易於實現越好,通常經濟實用的技術是應該首先推薦的(具有特殊目的的工程項目除外);對於地質災害危險性大,現有經濟技術條件難以達到防治要求的場地,從「防」 的角度,應態度明確,堅決提出 「躲避」、「另選場地」 和 「局部改選」 的建議,不應遷就局部和地方利益,鑄成潛伏重大災害隱患工程的大錯(王得楷,2002)。
(五)評估報告評審要求與備案
評估報告完成後,需按照國土資源行政主管部門的有關規定組織專家進行報告評審,評審完待評估報告提交委託單位後,還要對評估成果進行備案。
⑼ 中國地質災害危險性分析
一、危險性分析方法與步驟
(一)分析危險性構成,建立危險性綜合評價模型(圖18-1)
圖18-1地質災害危險性綜合評價結構示意圖
(二)建立地質災害危險性指數計算模型,確定各種參數
1.綜合危險性指數(Zw)按下式計算:
Zw=Zwb·Ab+Zwn·An+Zwt·At
式中:Zw為地質災害綜合危險性指數;Zwb、Zwn、Zwt分別為崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷災害危險性指數;Ab、An、At分別為崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷三類地質災害的危險性權重。
2.任一類地質災害的危險性指數(Zwi)按下式計算:
Zwi=Zli·Ali+Zqi·Aqi
式中:Zli、Zqi分別為該類地質災害的歷史強度和潛在強度;Ali、Aqi分別為歷史強度和潛在強度的權重。
3.歷史災害強度按下式計算:
Z1=G·W·P
式中:Z1——歷史災害強度指數;
G、W、P分別為歷史災害規模、密度、頻次、據表18-1劃分等級,並賦予相應的評判值。
歷史地質災害強度指數的變化范圍為0~1000。劃分為5個等級,並賦予相應的標度分值(表18-2)。
表18-1地質災害規模、密度、頻次等級劃分
表18-2地質災害歷史強度等級劃分
4.地質災害潛在強度指數(Zq)按下式計算:
Zq=(D·AD+X·AX+Q·AQ+R·AR)·k
式中:D、X、Q、R分別為控制地質災害形成與發展的地質條件、地形地貌條件、氣候植被條件、人為條件充分程度的標度分值(具體內容和評判標准如表18-3);
AD、AX、AQ、AR分別為上列4方面形成條件的權重;
k為潛在地質災害判別系數,其值為0或1(在D、X、Q、R四方面形成條件中,若有一方面條件不具備,則該種地質災害就不可能產生時,k值取0,否則取1)。
潛在地質災害強度指數的分布范圍為0~10。劃分為5個等級,並賦予相應的標度分值(表18-4)。
5.評價模型中權重值的確定
在上述計算模型中,需要多方面權重值。為了提高它們的可靠性,每類災害聘請2~4位專家以答卷的方式進行評判;同時選取5~8個典型災害事例進行統計。綜合兩方面結果確定權重值。各方面權重如表18-5。
歷史災害強度和潛在災害強度對於地質災害危險性的作用權重分別為0.3和0.7。
崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷三類地質災害對於綜合危險程度的權重分別為0.41、0.46、0.13。
表18-3地質災害潛在活動強度控制條件判別表
續表
表18-4地質災害潛在強度等級劃分
表18-5各種影響條件對地質災害潛在強度的作用權重
(三)計算各單元地質災害危險性指數,劃分危險性等級(表18-6)
表18-6地質災害綜合危險性等級劃分表
(四)繪制地質災害危險性分布圖、危險性統計表等,在此基礎上分析地質災害的危險水平和分布規律
二、中國地質災害綜合危險性分布特徵
從地質災害危險性指數和災變強度計算結果看,中國地質災害危險性分布的主要特徵是地質災害分布十分廣泛,但不同地區危險水平相差很大(圖18-2)。
據統計,中國2424個評價單元,危險性指數最低值為0,最高值為8.05(四川省華鎣市)。除青藏高原北部資料不詳外,其餘地區以輕度、中度和基本無災害的微度災害區為主,部分地區為重度災害區,局部為極重度災害區(表18-7)。
表18-7中國地質災害綜合危險性分布統計表
基本無災害的微度災害區主要分布在中國東部的松遼平原、華北平原、長江中下游平原、閩粵台沿海平原,西北准噶爾盆地、塔里木盆地、柴達木盆地,北部內蒙古高原的大部分地區。這些地區,地勢平坦,一般發育有很厚的鬆散沉積物,除個別地區有小型滑坡和地面塌陷活動外,地質災害不發育。這些地區不但基本沒有歷史地質災害記錄,而且基本不具備地質災害的潛在活動條件。
圖18-2中國地質災害危險性分布圖
輕度災害區主要分布在東北的大興安嶺、小興安嶺、長白山,華北的山西高原,華東的山東丘陵,東南沿海的浙閩丘陵、兩廣丘陵,西北的青海高原、阿爾泰山等地區。這些地區主要地質災害為崩塌-滑坡,局部地區有泥石流。東部和北部、西北部地區地質災害活動背景條件不同:東部地區主要為丘陵、低山,地形切割不劇烈,所以山地災害不嚴重;北部和西北部地區,以高原、山地為主,雖然海拔高程大,地形起伏較劇烈,但氣候乾旱,降水貧乏,且人類活動較弱,所以地質災害較輕。這些地區歷史災害雖有記錄,但規模和頻度較小。它們的潛在災害條件一般不充分,除閩浙沿海和山西高原部分地區,今後時期地質災害有可能進一步發展外,大部分地區將基本維持現狀水平。
中度災害區主要分布在陝北高原、河西走廊、天山山地、川西山地、雲貴高原、南嶺、武夷山等地區。這些地區主要為山地、高原,地形切割比較劇烈,降水比較豐富,部分地區岩溶發育,所以除崩塌-滑坡、泥石流災害比較發育外,有些地區(雲貴高原等)的岩溶塌陷災害也比較嚴重。地質災害活動條件比較充分,大部分地區存在一定的潛在危險性。
重度和極重度災害區主要分布在秦嶺、大巴山、鄂西山地、川滇山地,在這些地區形成比較廣闊的南北向分布的嚴重災害區;其次零散分布在千山山地、燕山山地、太行山山地以及橫斷山、雪峰山、羅霄山、雲霧山、武夷山、天山、喜馬拉雅山的部分地區。縱貫中國中部的大面積嚴重災害分布區,處於中國地勢變化的「第二台階」。這里地形切割十分劇烈,深大斷裂發育,地震活動頻繁,新構造運動特別強烈,降水比較豐富,且分配不均,暴雨頻繁,水土流失嚴重,人類活動對地質自然環境破壞嚴重。所以,這些地區不但歷史崩塌-滑坡、泥石流災害十分嚴重,而且存在很高的潛在危險性。其它分散分布的嚴重災害區,除嚴重災害活動范圍較小外,其它特點基本類同。在嚴重災害分布區內,有眾多局部性或地區性的極重度災害區。主要有遼東半島的千山山地、燕山山地、北京北山和西山、秦嶺西緣、長江三峽、滇北山地、滇西山地等地。這些地區除地形切割劇烈,暴雨頻發外,最突出的特點是新構造活動和人類活動十分強烈,植被破壞嚴重,山體支離破碎,崩塌-滑坡和泥石流災害不但十分頻繁,而且規模巨大,是災害最嚴重的地區。
資料不詳地區主要為台灣和青藏高原地區。該地區不但缺少專門勘查資料,而且區域地質災害背景條件資料也比較貧乏。推測該地區崩塌-滑坡、泥石流災害屬於輕度至中度水平,部分地區屬於重度水平。