地質災害調查評價的主要技術方法有哪些
㈠ 地質災害調查評價的目的
地質災害調查亦稱地質災害勘查,是指用專業技術方法分析地質災害狀況和形成發展條件的各項工作的總稱。主要調查了解災區地質災害分布情況、形成條件、活動歷史與變化特點,災區社會經濟條件、受災人口和受災財產數量、分布及抗災能力;地質災害防治途徑、措施及其可能性。
地質災害調查的目的是為評價與防治地質災害提供基礎依據。為科學地確定地質體的特徵、穩定狀態和發展趨勢,分析地質災害發生的危險性,論證地質災害防治的可能性和比選防治工程方案,最終確定是否需要治理、採取躲避方案或實施防治工程等不同對策提供依據。
地質災害評價是指對致災體進行穩定性評價,分析地質災害發生的可能性,或對一次地質災害事件或一個地區的地質災害進行的危險性評價、易損性評估和破壞損失評價。
㈡ 主要地質災害調查評價
5.4.1海(咸)水入侵
1.海(咸)水入侵現狀
在廣饒縣南部,淺層地下水長期過量開采,漏斗范圍不斷擴大,使得北部鹹水的水動力條件發生變化,原來向北、向東排泄的鹹水,其流向轉為向南而補給漏斗區,從而鹹水體發生了向南延伸的現象,這就是所謂的鹹水入侵。鹹水體擴展所到之處,地下水水質變咸,機井報廢,使得農田灌溉和人蓄用水不得不另打深井取水解決。據調查,鹹水入侵現象開始於20世紀70年代,如廣饒縣大營鄉小囤子村,70年代以前施工的30m深機井,為微鹹水,缺水時能飲用,現已成為鹹水,居民飲用水源改為深井水,廣饒縣顏徐鄉北徐樓村,80年代以前施工的50~80m的機井水質較好,飲用、灌溉均可,在90年代開始變咸,淺機井均報廢。居民飲用、灌溉只能另打200m以下的深井,或施工小於22m的淺機井,淺井水質尚可,但水量較小,這說明鹹水體的入侵呈舌狀向南、西方向伸展。
據初步統計,1976~1979年間,鹹水入侵面積3.9km2,年均入侵48m;1980~1986年間,入侵面積10.1km2,年均入侵72m;1986年以來,入侵速度加快,到1989年面積達到20.4km2,年均入侵127m。1976~1995年累計入侵面積62km2。1995年11月~1996年4月向南入侵1.01km2,1996年11月~1997年11月郝家村以西鹹淡水界面平均向南推移約200m,最遠達400m。鹹水入侵導致水質惡化,給當地人畜用水及工農業生產帶來嚴重影響。
2.海(咸)水入侵預測
影響鹹淡水界面運移的因素眾多,是含水層介質場、水動力場和水化學場綜合作用的結果,從監測數據分析,沿界面不同部位運移速度不等,以稻庄鎮郝家段河、顏徐鄉和顏徐前燕三處地帶界面推移速度最快。水文地質條件尤其是含水層導水性及水動力條件是影響鹹淡水界面推移的最主要因素(圖5-11)。
考慮到影響鹹淡水界面運移的因素極為復雜,採用非確定性模型方法——灰色突變理論Pearl生長曲線外推方法,預測鹹淡水界面推移趨勢。選擇地下水中Cl-為模擬預報因子,數學模型如下:
C=L/(1+ae-bt)
式中:C——淺層地下水Cl-濃度,mg/L;
t——時間步長,年;
L、b、a——模型待定參數,無量綱。
模型中的參數,採用最小二乘法估計。採用了1991~1997年系列監測數據,進行模型待定參數的估計。用建立的模型預測每個監測井地下水中Cl-濃度值隨時間的變化,鹹淡水界面位置(250mg/L)由泛Kiring法插值確定,預測為13年(如圖5-12)。預測結果表明,未來13年內,鹹淡水界面以每年240m速度向南部推進。到2010年累計推移距離3120m,界面推移到稻庄鎮以南。
5.4.2地面沉降
地面沉降是一種較嚴重的地質災害,嚴重的地面沉降會造成夏季雨後積水,河道淤積不能暢通,泄洪防洪能力下降,抗風暴潮侵襲能力降低,地下排污管道倒坡,供水管道遭到破壞,道路、場地,堤岸和建築物出現裂縫,危害著人們的生活環境和城市建設,並會造成嚴重的經濟損失。
圖5-11鹹淡水界面監測剖面分布和氯離子濃度(mg/L)等值線示意圖(1997年)
圖5-12鹹淡水界面遷移趨勢示意圖(1997~2010年氯離子濃度250mg/L線)
黃河三角洲地區地質環境較復雜,即分布有活動性斷裂,又有新生代巨厚的沉積物和海相的淤泥、淤泥質的軟土層,加之上部沉積物形成年代較新,自重固結過程尚未完成,因此很容易在人類經濟活動的影響下產生地面沉降。引起地面沉降的原因有多種,地下水、地熱、石油和天然氣的開發,大規模的建築施工和高層建築的修建以及新構造運動、地應力變化、地震、海平面上升都會造成地面向下位移或標高下降,根據鄰區已發生地面沉降的城市(如天津市、山東省德州市等)的地面沉降研究表明,引起地面沉降的主要原因是大量開采地下水,特別是中深層、深層承壓水的開采,與地面沉降的關系更為密切。區內中深層、深層地下水的開采量也在逐年增加,地下水開采降落漏斗已經形成,盡管其規模不大,但區內石油、天然氣資源的開發已有較大規模,因此說,黃河三角洲地區存在著地面沉降問題。但由於石油部門所提供的數據有限,本項研究暫時無法深入,據有關部門研究,該區沉降規律如下(圖5-13):
(1)作業區普遍存在沉降,並在廣饒縣大王鎮形成以津青67為中心的較明顯的沉降區域,在東營市區形成以市區為中心的沉降區域。
(2)東營區沉降量與沉降范圍較大,其市區邊沿(耿家井、李家屋子)年平均沉降量在10mm左右。
(3)年均沉降量從20世紀50年代算起,時間太長。由於計劃經濟年代地下水開采量較小,建設規模不大而實際地面沉降也較小,進入80年代市場經濟以後,地下水開采量加大,地面基本建設加速、規模大,地面沉降量也應加大。因此說現在的年沉降量要大於年平均沉降量。
沉降測量成果統計見表5-12。
5.4.3土壤鹽鹼化
黃河三角洲由於其特定的地貌位置和自然條件,淺表生態地質環境十分脆弱,突出表現在土壤的鹽鹼化、沙化以及濕地的退化等。
1.鹽鹼土的分布
區內鹽鹼土的分布與地形地貌有較密切的關系,其分布特點如下:
(1)重鹽鹼化土:每100g土全鹽量>0.6g的土壤為重鹽鹼化土,主要分布於濱海低地,沿海岸線均有分布,從海岸線向內陸,其鹽鹼化程度有變輕的趨勢;其次分布於河間窪地地帶內如利津縣集賢鄉一付窩鄉一帶,孤北水庫—三道溝水庫一帶。
(2)中等鹽鹼化土:每100g土全鹽量在0.4~0.6g之間為中等鹽鹼化土,在重鹽鹼化土分布區的外圍分布,為向輕微鹽鹼化土的過渡帶,分布面積較少。
(3)輕微鹽鹼化土:每100g土全鹽量在0.2~0.4g之間為輕微鹽鹼化土,分布於小清河以北的緩平坡地,窪地地帶,分布面積較廣。
(4)非鹽鹼化土:全鹽量<0.2g/100g土,分布於小清河以南的山前沖洪積平原、黃河大堤的內側漫灘高地,黃河古(故)河道高地、現代黃河三角洲的頂部及決口扇頂部。如1976年黃河故道及虎灘—義和鎮呈條帶狀分布著非鹽鹼化土,利津縣鹽窩鄉附近及利津縣南宋鄉一帶。
圖5-13東營地面沉降高程變化縱向剖面圖
表5-12沉降測量成果統計表
*註:假設條件:由於參照的原有高程點的原始測量年限不一,考慮到東營市開展大規模的經濟建設,包括油氣開采,始於20世紀70年代後期,因此,為便於比較,假設地面沉降主要開始於80年代以後,1980年以前的地面沉降忽略不計。
2.鹽鹼化土的形成原因
鹽鹼化土的形成主要受水文、氣象、地質、地貌、土壤顆粒組成及水文地質條件等多種因素的影響,是上述諸種因素共同作用的結果。本區屬暖溫帶乾旱、半乾旱氣候區,蒸發量幾倍於降雨量是本區主要的氣候特徵,大量的水分蒸發,使水中的鹽分殘存於地表土壤中,較長期地處於一個鹽分累積的過程。因此,在這種氣候條件下,土壤鹽鹼化是比較容易發生的。另外,由於自然和人為因素的影響,導致地表和地下徑流不暢,地下水位抬高,乃是引起土壤積鹽的又一個重要原因。而地處濱海的地帶,海水的直接浸漬,風暴潮引起的淹沒,則是這一地區的濱海地帶土壤鹽鹼化的主要因素。區內土壤的積鹽過程可歸納為以下幾種:
(1)海水浸漬影響下的鹽分積累:在濱海地帶成陸階段,河流攜帶大量泥沙入海,由於受海水潮汐的頂托,不斷在近海沉澱下來,當其還處於水下堆積階段時,就為高礦化海水所浸漬,當其出水成陸後,鹽分開始重新分配,向地表運移、累積而形成鹽鹼土。這期間,由於地表植被很少,光禿的地表在蒸發作用下,土壤表層強烈積鹽,地下水礦化度也因蒸發而濃縮增高。另外,在土壤鹽漬化過程中,海水通過海潮入浸和溯河倒灌會加劇土壤的積鹽過程。
(2)地下水影響下的鹽分積累:當地下水位埋深較小,小於某一臨界深度時,地下水會在土壤內通過毛細作用,攜帶著鹽分上升到地表,受蒸發作用,水分揮發,鹽分則殘留在地表附近的土壤內,長期的累積使土壤內的鹽分愈來愈高,使土壤產生了鹽鹼化,而臨界深度的大小主要受包氣帶土壤的岩性影響。
(3)地下水與地表水共同影響下的鹽分積累:在地下水起主導作用的基礎上,地表漬澇積水也是土壤鹽分累積的重要因素,尤其在乾旱半乾旱氣候條件下,這種積鹽現象更為嚴重。在一些湖沼四周和積水窪地,鹽鹼化土分布更為普遍。另外,各地在發展農業灌溉時,不能科學地分配水量,過多地消耗灌溉用水,使土壤產生次生鹽漬化,都是這種積鹽過程的結果。
由於鹽鹼化土的形成是受上述諸種因素的影響,因此,鹽鹼土的發生與發展也有著一定的規律性。一般地下水位埋深長期小於臨界深度的低窪地和濱海一帶是鹽鹼土易發生地區。尤其近海地帶,由於受高礦化地下水和海水的影響,鹽鹼土發生的程度普遍較嚴重。隨著年度內蒸發降雨作用的強弱變化,土壤鹽分的聚積往往開始於雨季以後的秋末冬初,至春末夏初,土壤鹽分的含量一般都處於一個高峰階段,這是積鹽階段;雨季到來後,土壤鹽分由於受降水的淋洗作用隨水下移,表層土壤這時處於一個脫鹽階段,其脫鹽的程度完全受降水量的多少和強度決定。
㈢ 崩塌調查評價的技術方法
崩塌地質災害的調查評價涉及很多技術方法,主要有:遙感圖像解譯、工程地質測繪、地球物理勘探、鑽探、山地工程、室內試驗及現場試驗、模型試驗和模擬試驗、動態監測等。
(一)遙感圖像解譯
1.基本要求
1)遙感圖像解譯應在搜集資料階段完成,並編制工程地質解譯圖,為野外踏勘和設計編寫服務。
2)區域性解譯採用1∶50000~1∶67000的航片,崩塌體部分選用大比例尺(1∶10000~1∶1000)航片。有條件時,宜採用多時相的彩紅外、紅外、彩色、黑白、側視雷達等多種航片進行綜合解譯。
3)一般採用目視解譯,盡可能對航片進行光學處理和數字處理,突出有效信息,提高解譯水平和效果。
4)建立不同航片的直接解譯標志(形態、大小、陰影、灰階、色調、花紋圖形等)和間接解譯標志(水系、植被、土壤、自然景觀和人文景觀等);進行室內解譯,編制解譯地質圖和像片鑲嵌圖,規劃調查工作和要解決的重點問題。
5)進行解譯驗證,建立准確的解譯標志,同時建立健全解譯卡片和驗證卡片,以積累詳細准確的地質資料。
6)提交的成果為:①解譯災害地質圖;②解譯卡片;③驗證卡片;④典型相片集;⑤解譯報告;⑥調查所需的其他解譯圖件。
2.解譯內容
1)劃分地貌單元,確立地貌形態、成因類型、微地貌形態及發育特徵;確定地貌與地質構造、地層岩性與工程地質條件之間的關系;確定崩塌體產出的地貌單元,分析判斷崩塌與地貌的關系。
2)解譯崩塌體產出的地層岩性特徵。
3)解譯崩塌與構造的關系。確定主要構造形跡(褶皺、斷層)的分布和規模,與崩塌形成的關系。
4)解譯地表水、地下水對崩塌形成及其堆積物穩定性的作用及影響。判定大泉、泉群、地下水溢出帶,確定窪地、漏斗、落水洞、天坑等岩溶現象的分布,圈定地表水體分布范圍,了解水系發育特徵。
5)解譯崩塌體邊界,推測其厚度和體積,判譯其形成機制和類型。根據崩塌區地貌形態、植被情況及彩紅外影像特徵等,初步分析崩塌的形成時間和穩定狀況。
6)推斷危岩體將來發生崩塌的體積、范圍、方位、位移距離,圈定成災范圍,分析派生災害,初步進行災情評估。
(二)工程地質測繪
1.基本要求
1)比例尺的確定:綜合區域工程地質測繪為1∶25000~1∶50000;崩塌災害環境地質測繪初步調查為1∶10000~1∶1000,可行性研究階段測繪為1∶2000~1∶500。
2)測繪范圍:外圍環境地質調查,以查明與崩塌體成生有關的地質環境和小區域內崩塌發育規律為准;崩塌體的測繪范圍應為其初步判斷長寬的1.5~3倍,並應包含其可能造成危害及派生災害成災的范圍。
3)使用的地形圖必須是符合精度要求的同等或大於測繪比例尺的地形圖。
4)實測地質體的最小尺寸一般為相應圖上的2mm。特別重要的,不足2mm可擴大表示,但須註明實際數據。地質點位與地質界線的誤差不應超過圖上的2mm。
5)開展測繪之前,應實測地層剖面,建立地層岩性柱狀圖,確定填圖單元。
6)測繪方法採用穿越和追索相結合。重要邊界要追索。覆蓋地段應採取人工揭露。
7)觀測點布置應目的明確、密度合理,崩塌邊界、地質構造、裂縫等要有足夠的點控制。觀測點的類型分為:岩性點、地貌點、地質構造點、裂隙統計點、水文地質點、外動力地質現象點、裂縫調查點、崩塌壁調查點、崩塌體調查點、崩塌變形點、災情調查統計點、人類工程活動調查點、采樣點、試驗點、長觀點、監測點等。
8)觀測點的測量要求:測繪比例尺小於1∶5000時,採用目測和羅盤交會法定位,高程可根據地形圖和氣壓計估算。測繪比例尺大小1∶5000時,必須用儀器測量。重要的觀測點、勘探點、監測點,不管比例尺多大,均須用儀器測量。
9)野外記錄要求:①採用專門的卡片記錄觀測點,分類系統編號,卡片編號與地點號一致;②記錄須與野外草圖相符;③描述應全面又突出重點;④進行點與點之間的路線描述和記錄。
10)採集具代表性的岩土樣、水樣進行鑒定和室內試驗。
11)測繪過程應經常校對原始資料,及時進行分析,及時編制各種分析圖表,及時進行資料整理和總結,及時發現問題和解決問題,指導下一步工作。
12)測繪工作結束,原始資料整理完畢,應組織野外驗收。在全面系統的資料整理和初步分析研究的基礎上,應提出以下原始成果:①實際材料圖;②野外地質草圖;③實測地層柱狀圖;④實測地層剖面圖;⑤觀測點記錄卡片;⑥山地工程記錄表及素描圖;⑦長觀記錄和監測記錄;⑧岩土、水樣試驗成果一覽表;⑨照片冊;⑩文字總結;瑏瑡數據化的資料。
2.測繪內容
1)岩體工程地質測繪:查明岩體的地質時代、成因類型、岩性、接觸關系等。
2)土體工程地質測繪:查明土的粒度成分、礦物成分、密實度或稠度、空隙性、土體結構、成因類型及地質年代等。
3)地貌和斜坡結構調查:①以微地貌調查為主,包括分水嶺、山脊、斜坡、谷肩、坡腳、懸崖、溝谷、河谷、河漫灘、階地、剝蝕面、岩溶微地貌、塌陷地貌和人工地貌等。調查描述各地貌單元的形態特徵(面積、長度、寬度、高程、高差、深度、坡度、形體特徵及其變化情況)、微地貌的組合特徵、過渡關系及相對時代;②重點調查崩塌體產生的地貌單元,側重於溝谷地貌和斜坡地貌的調查,查明斜坡的結構類型與坡面特徵;③分析岩溶地貌、流水地貌與崩塌的關系;④調查人工地貌(采場、水庫大壩、道路、人工邊坡等)與崩塌的關系。
4)地質構造調查:理清調查區構造輪廓、構造形跡特點,調查褶曲、斷層、節理裂隙的位置、產狀、規模、力學性質及其與崩塌的關系。
5)新構造運動和地震調研:以收集資料為主。
6)水文地質調查:調查地表水體的位置、范圍、動態與地下水的關系,地下水的補、徑、排條件,地下水露頭的位置、出流特徵、動態變化等。在此基礎上,綜合分析地表水、地下水對崩塌的作用。
7)人類活動調查:調查人類工程活動的現狀與規劃、人類活動誘發的不良地質現象或地質災害。
8)崩塌區的調查:①查明崩塌區的地質結構:包括地層岩性、地貌、地質構造、岩土體結構類型、斜坡組構類型及其對崩塌形成的控制和影響。岩土體結構要重點記錄軟弱夾層、斷層、褶曲、裂隙、裂縫、岩溶、采空區、臨空區、側邊界、底邊界;②查明崩塌區的水文地質特徵,包括地表水入滲及產流情況,崩塌體內地下水水量、水質及侵蝕性;③早期崩塌的運移和堆積;④未來崩塌成災條件下可能的運移和堆積;⑤本次崩塌災害可能派生的災害類型(如泥石流、滑坡、涌浪等)和規模、成災范圍、災情預評估。
9)環境地質體調查:調查崩塌區外的地質體的穩定性,為防治工程持力層選擇提供依據。
10)孕災因素調查:調查與崩塌形成有關的孕災因素(如降雨、地表水沖蝕、地下水活動、人工爆破、地下開采、水渠滲漏等)的強度與周期。
(三)地球物理勘探
物探技術要求按現行的專業標准執行,主要物探剖面應與工程地質剖面一致。
(四)鑽探
1.基本要求
1)要編制鑽孔設計書(包括鑽孔的目的、類型、深度、結構、鑽探工藝等)。
2)鑽孔深度應穿過崩塌體底界。進入穩定岩(土)體3m(土體)至5m(岩體)。
3)孔徑應滿足取心及測試要求。
4)要進行鑽空簡易水文地質觀測。
5)鑽孔結束後應作封孔處理,按要求保留岩心。
2.鑽孔地質編錄
這是最基本的第一手成果資料,應在現場及時地分回次進行記錄;要注意殘留岩心的分配和岩心採取率的計算;鑽孔地質編錄應使用統一的表格。
1)岩心的描述:堅硬岩層,應描述岩石名稱、顏色、成分、結構、構造、節理裂隙、風化及破碎程度、岩心長度和完整性等;卵、礫層,應描述其名稱、顏色、岩性、成分、大小、形狀、充填物含量及膠結情況;砂類土層,應描述其名稱、顏色、成分、粒度、干濕狀態、夾雜物等;粘性土,應描述其名稱、顏色、成分、結構特徵、可塑性、稠度等。
2)節理裂隙描述:確定節理裂隙類型、成因、連續性、張開程度、充填物、裂隙率;斷層描述:斷層性質、破碎帶寬度(深度)、擦痕、構造岩、岩心完整性、漏水和涌水情況等。
要重視岩溶、裂縫、滑帶及軟弱夾層的描述和地質編錄,水文地質觀測記錄和鑽進異常記錄,取樣記錄。
3.鑽探成果
鑽孔終孔後,要及時整理並提交鑽探成果,包括鑽孔設計書、鑽孔柱狀圖、岩心素描圖、岩心照片、簡易水文地質觀測記錄、取送樣單、鑽孔報告書等。
鑽孔柱狀圖的比例尺一般為1∶100至1∶200,以能清楚表示主要地質現象為准。圖的內容、樣式、標注等應符合相應的規范。
4.鑽探方法解決的主要問題
1)查明崩塌體的岩性、地質構造、岩土體結構、風化帶、岩溶、邊界條件和崩塌體的形態特徵、規模。
2)查明崩塌區的水文地質條件,採取地下水樣。
3)探測隱伏裂隙、地表裂隙的深度、發育特徵、充填情況、充水情況和連通情況。
4)採取岩土體物理力學室內試驗樣品,進行水文地質野外試驗(壓水、抽水、注水、擴散試驗等)和長期觀測,確定水文地質參數,查證崩滑帶位置和特徵。
5)進行物探綜合測井和跨孔測井,擴展探測范圍。
6)進行崩塌變形長期監測和施工期變形監測。
(五)山地工程
1.山地工程解決的問題
1)試坑:深度小於3m。用於剝除浮土,揭露基岩,了解岩石及風化情況,或用作載荷試驗及滲水試驗。
2)探槽:深度一般不超過3m。用於剝除浮土,揭示基岩,多垂直於岩層走向布設。用於追索構造線、斷層、崩滑體邊界,了解殘坡積層的厚度、岩性等。
3)淺井、豎井:淺井深度小於15m,豎井深度大於15m。用於探查風化岩體的劃分、岩土體的結構構造、軟弱夾層、裂縫和溶洞等,進行原位試驗及變形監測。
4)平斜硐:一般斷面為1.8m×2m,適用於岩層傾角較陡以及斜坡地段。用於勘查地層岩性、岩體結構構造、斷層、裂縫和溶洞等,並用於取樣、現場原位試驗及現場監測。
5)平巷、石門:沒有直接地表出口而與豎井相連接的近水平坑道,不常用。
2.山地工程的地質工作
(1)地質編錄內容
1)揭露的岩土體名稱、顏色、岩性、結構、構造、層面特徵、厚度、接觸關系、地質時代、成因類型、產狀。軟弱夾層應放大比例尺進行素描,並注意其延伸性和穩定性。
2)岩石風化特徵及風化卸荷帶的劃分,風化與裂隙、裂縫的關系。
3)斷層:產狀、規模、斷距、斷層形態與展布特徵、破碎帶的寬度、構造岩、兩盤岩性、斷層性質等。
4)裂縫、裂隙:逐條描繪裂縫及貫穿性較好的節理,記錄其性質、壁面特徵、成因、裂縫張開、閉合情況、充填情況、連通情況、相互切割關系、錯動變形情況、滲漏水情況。
5)崩滑帶及重力變形帶作為描述的重點,放大表示。要描述其厚度、岩性、物質組成、構造岩、產狀、含水情況等。
6)水文地質現象:注意滴水點、涌水點、滲水點、連通試驗出水點、臨時出水點。關注其產出位置、水量,與裂縫、裂隙、岩溶及老窿的關系,水量與降雨的關系。
7)記錄各種試驗點、物探點、長觀點、取樣點、拍照點、監測點的位置、作用、層位、岩性及有關的地質情況。
(2)地質素描圖的有關規定
1)比例尺一般為1∶20~1∶100。
2)探槽的素描繪制一壁一底的展示圖。若兩壁地質現象不同,則繪制兩壁素描圖。槽底長度可用水平投影,槽壁按實際長度和坡度繪制,也可採用壁與底平行展開法。
3)淺井、豎井的素描,展示圖一般作相鄰的兩壁,平行展開,註明壁的方位。圓井展示圖以90°等分分開,取相鄰兩壁平行展開繪制,斜井展示圖需註明其斜度。
4)平硐素描展示圖繪制洞頂和兩壁。展開格式為以洞頂為准,兩壁上掀的俯視展開法。當洞向改變時,需註明轉折前進方向,洞頂連續繪制,兩壁轉折時凸出側呈三角形撕裂叉口。洞深計算以洞頂中心線為主。洞頂坡度一般用高差曲線表示。
5)開挖過程中的編錄:及時記錄掘進中遇到的裂縫、滑帶、出水點、水量、頂底板變形等現象。一般隔5m作一個掌子面素描圖。對於圍岩失穩而必須支護的地段,應及時進行素描、拍照、錄像、采樣及埋設監測儀器。
(3)取樣及原位試驗
按有關規定和設計要求,原位試驗硐段視需要進行地質素描及試件素描。
(4)錄像
有條件應對重型山地工程進行錄像。錄像時要記錄方位及主要地質內容。
3.山地工程提交的成果
地質素描圖、重要地段施工記錄、照片集、錄像、取樣送樣單、各種點位記錄、重型山地工程勘查小結等。
(六)試驗
目的是查明崩塌地質體及其賦存環境,為穩定性評價、模型試驗、模擬試驗和防治工程設計提供必須的岩土物理力學參數和水文地質參數。
1.試驗工作布置原則
1)岩土成分鑒定和基本物理性質、水理性質測試,宜以岩性層或工程地質組、段為基本單元,每單元各取3~5組。
2)測試工作的重點應放在崩滑帶。崩滑帶的力學屬性具有不均一性,應重點測試主要軟弱面(最弱面)。要對崩滑帶進行面上的控制。參與統計的力學指標數不宜小於6個。
3)實驗工作應與其他工作緊密結合,充分利用其他手段進行取樣和試驗。如標准貫入試驗、旁壓試驗、深部采樣和水文地質試驗可充分利用鑽探;表層采樣和原位試驗可充分利用山地工程。
4)試驗工作的布置應室內、現場相結合,現場試驗耗資大且限制條件多,不宜過多投入,要根據工作階段及實際需要合理安排。
5)對於初步選定的防治工程持力層的岩、土體,可根據防治工程的類型、荷載、受力方式和可能產生的變形形式選擇測試項目。如評價持力層的抗滑穩定性、岩體抗拉穩定性、地基承載力和抗滑定性等。
2.試驗內容和方法
試驗的對象、內容和方法,取決於工作階段及其精度要求。
1)初勘階段:對崩塌—危岩體,試驗要能滿足評價其變形破壞特徵和穩定性計算。對於相關的環境岩體(周邊岩體、崩塌位移作用的地質體、防治工程持力岩土體、可能危及崩塌體的其他災害岩土體等),試驗以能滿足其穩定性和環境地質問題的定性評價為主。這個階段以收集資料和室內試驗為主。
2)預可行階段:對崩塌—危岩體要進行分析和穩定性計算所需的測試。對相關環境岩體要進行穩定性評價等所需的簡要測試。對持力岩體要進行定性或半定量分析評價所需的有關簡要試驗。方法以現場測試為主,同時進行相應的室內試驗。
3)可行性研究階段:對崩塌體要進行較為詳細的試驗,為變形分析、穩定性計算、模型試驗和模擬試驗提供所需的參數。對相關環境岩體,進行簡要試驗,以滿足穩定性定性評價和環境地質問題定性研究的需要。對於持力岩體,進行一定的試驗,為穩定性計算和防治工程方案設計提供所需的參數。試驗方法以現場測試為主,同時進行相應的室內試驗。
3.試驗項目的選擇
應根據崩塌的失穩機制和變形破壞的力學機制分析,選擇必須的試驗項目。
1)滑移式崩塌的測試項目為:①岩土成分、物理性質、水理性質;②彈性波速;③弱面抗剪強度;④水文地質試驗。
2)傾倒式崩塌的測試項目為:①岩土成分、物理性質、水理性質;②彈性波速;③底部弱面抗拉強度;④岩塊間岩面摩擦強度;⑤岩體抗拉強度。
3)拉裂式崩塌的測試項目為:①岩土體成分和物理性質;②抗拉強度。
4)鼓脹式崩塌的測試項目為:①岩石成分、物理性質、水理性質;②彈性波速;③底部軟弱層無側限抗壓強度。
5)錯斷式崩塌的測試項目為:①岩石成分、物理性質、水理性質;②彈性波速;③底部岩土體抗剪強度。
4.測試方法和測試條件的選擇
要根據崩塌岩土體的特徵和賦存環境選擇適宜的測試方法和測試條件。
1)室內滲透試驗適用於砂性土、粘性土。混合土和碎石土應考慮現場試驗。
2)室內壓縮試驗適用於粉土和粘性土,其他土類應選擇現場試驗。
3)室內直剪試驗適用於粘性土和砂土類(樣品中大於2mm的礫、塊石均要撿出)。角礫狀滑帶土或級配混雜的碎屑狀滑帶土宜考慮現場試驗。
4)土樣中粒徑大於10mm的顆粒較多時,不宜做室內三軸剪切試驗。宜選擇現場實試驗。
5)砂類土、粘性土和黃土類宜採用靜力觸探。
6)淺埋防治工程選用的地基土,可採用承壓板壓縮試驗;埋深較大(5~15m)的地基土,宜採用螺旋板荷載試驗或旁壓試驗。
7)土體崩塌不能採用鑽孔壓水試驗;崩塌體內有一定水位和水量時,可進行提水試驗或適當的抽水試驗;崩塌體內無水或微含水條件下,穩定條件允許時可採用控制性鑽孔注水試驗或地表滲水試驗。
8)在岩體中進行現場試驗難度極大,應根據彈性波觀測和室內試驗作選擇。
9)風化岩體和軟岩土可作預鑽式旁壓試驗。
10)尚未形成貫通性弱面的危岩體應進行現場直剪試驗;沿一定弱面滑移的危岩體應進行現場直剪試驗。
11)水庫型岩崩-危岩體,岩體裂隙發育時,考慮水庫高水位淹沒部分危岩體,可作抽水試驗或鑽孔壓水試驗。作壓水試驗前,須論證其是否影響危岩體穩定性。
12)人工快速對開裂岩土崩塌體裂縫內注水進行充水試驗和連通試驗,是十分危險且有害的,任何情況下都不能進行。
5.試驗成果的分析應用
承擔試驗工作的單位應提交對崩塌地質體的綜合測試報告,內容包括:①測試對象、試驗方案、試驗項目的確定及依據;②試驗要求及有關規范;③試驗技術及試驗過程(試驗概述、試件制備、試件數量及特徵、試驗儀器、試驗程序、成果整理);④試驗成果及綜合分析;⑤試驗成果建議值。
試驗成果只能作為穩定性計算和防治工程設計的參考。計算參數及設計參數取值應在反演分析及其他分析的基礎上,結合試驗成果、模型試驗、模擬試驗和專家經驗等予以綜合確定。
(七)動態監測
1.動態監測的目的和任務
1)動態監測的目的:①評價地質災害的活動性及穩定性;②通過監測崩滑變形塊體變形的分布、規模、位移方式、方向和速率等,為分析崩塌體的變形特徵、變形機制,進行穩定性評價服務,同時為防治工程設計提供重要依據;③為勘查施工安全提供預警預報,對重型山地工程施工對崩塌體的擾動及時反饋,控制勘查施工部位和施工強度,為防治工程設計提供參考;④為今後建站進行長期監測奠定良好的基礎。
2)動態監測的任務:①查明崩塌體正在變形破壞的主要塊體、主要部位、主要破壞方式、主要變形方向和變形速率;②進一步認識崩滑體的形體特徵,分析其變形規律、發展趨勢、形成機制,分析評價崩塌體的穩定性和論證防治工程設計;③監測崩塌相關成災因素(如降雨、地表水、地下水和人類活動等)及其強度,分析評價它們對崩塌體穩定性的影響。
2.動態監測的內容與方法
(1)絕對位移監測
1)監測內容:崩塌體測點的三維坐標監測,得出測點的三維變形位移量、位移方法與位移速率。
2)監測方法:大地測量法、GPS測量法、近景攝影測量法、激光全息攝影法和激光散斑法。
(2)相對位移監測
1)監測內容:相對位移監測是設點量測崩滑體重點變形部位點與點之間相對位移變化(張開、閉合、下沉、抬升和錯動等)的一種常用變形監測方法。主要用於裂縫、崩滑帶和采空區頂底板等部位的監測,是崩塌監測的主要內容。
2)監測方法:簡易監測法(作標記或埋樁,用鋼尺等定期直接測量)、機測法(採用機械式儀表對裂縫、滑帶和頂底板進行位移或沉降監測)、電測法(常用電感調頻式位移計監測)。
(3)傾斜監測
地面傾斜監測:監測內容為崩滑體地面傾斜方向和傾角變化。監測儀器有盤式傾斜儀、桿式傾斜儀和T字形傾斜儀。
深部傾斜監測:利用鑽孔傾斜儀測量崩滑體內鑽孔傾斜變形反求各孔段水平位移。
(4)聲發射監測
1)監測內容:檢測岩體破裂時產生的聲發射信號,用以判斷岩體變形及穩定狀況,並進行預測預報。
2)監測方法:採用進口或國產的聲發射儀、地音儀等進行監測。
(5)地應力觀測
1)觀測內容:測量崩滑體內地應力的變化情況,分辨拉力區、壓力區及壓力變化,用以推斷岩體變形。
2)監測方法:常用WL-60型應力計,YJ-73型三向壓磁應力計等儀器監測。
(6)地下水監測
1)監測內容:對測區內的地下水露頭進行系統的水位、水量、水溫和水質等項目的長期監測。掌握區內地下水變化規律,分析地下水與地表水及大氣降水的關系,進行地下水的動態特徵與崩塌體變形的相關分析,為穩定性評價和防治工程設計提供水文地質資料。
2)監測方法:利用監測盅、水位自動記錄儀、孔隙水壓計、鑽孔滲壓計、測流儀、水溫計、測流堰和取樣等,監測泉、井、坑、鑽孔、平斜硐與豎井等地下水露頭。
3)適用范圍:當崩塌變形破壞與地下水具有相關性,在雨季或地表水位抬升時崩塌體內具有地下水,應予以監測。
(7)地表水監測
1)監測內容:監測與崩塌相關的溝、溪、河的水位、流速、流量,分析其與地下水的聯系、與降雨量的聯系。
2)監測方法:利用水位標尺、水位自動記錄儀、測流堰等進行監測。
(8)常規氣象監測
1)監測內容及儀器:利用常規氣象監測儀器(溫度計、雨量計、蒸發儀等)進行以降雨量為主的氣象監測。
2)適用范圍:一般情況下均要進行氣象監測,進行地下水監測的崩塌體則必須進行。
(9)地震監測
1)監測內容:地震力是作用於崩塌體上的特殊荷載之一,對崩塌體的穩定性起著重要作用,應採用地震儀等儀器監測區內及外圍發生的地震的強度、發震時間、震中位置和震源深度,分析區內的地震烈度,評價地震作用對崩塌體穩定性的影響。
2)適用范圍:適用於所有的崩塌調查評價。根據我國地震監測的現狀,不宜自行設站監測,應以收集地震資料為主。
(10)人類活動監測
應針對調查區內對崩塌有影響的項目,監測其范圍、強度、速度等與崩塌變形的關系。
㈣ 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。
㈤ 地質災害評估的地質災害評估方法
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專區,區域危險性屬區劃等。
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。
評估結果由省級以上國土資源行政主管部門認定。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。
㈥ 地質災害調查評價的類型及主要內容
因為調查目的和精度不同,地質災害調查有多種類型。有小比例尺的區域性調查,中等比例尺的地區性調查,大比例尺的地質災害點或地質災害區的專門性調查。除獨立進行的專門性地質災害調查外,在綜合性地質勘查以及水文地質、工程地質、環境地質等勘查評價工作中,也會對工作區的地質災害進行不同程度的調查工作。
地質災害評價類型較多,根據評價范圍和精度分為點評價、面評價和區域評價;根據評價時間分為災前預測評價、災中跟蹤評價、災後總評價。各種評價的目的和要求不盡相同,但基本內容和技術方法相近。
地質災害危險性評價是在查清地質災害活動歷史、形成條件、變化規律與發展趨勢的基礎上進行的,主要是對地質災害活動程度和危害能力進行分析評判。通過這一評價,確定地質災害活動參數,圈定地質災害危險范圍,區分危害程度,編制地質災害危險性分區圖。為評價地質災害破壞損失程度以及規劃、部署、實施地質災害防治工作提供科學依據。
地質災害破壞損失評價是對地質災害破壞損失程度的分析評估,包括危害人類的生命健康,造成人員傷亡;破壞社會財產和生活、生產活動,造成直接和間接經濟損失;破壞資源、環境,阻礙經濟增長和社會可持續發展等方面,為分析對比不同地區、不同時間、不同種類地質災害程度,規劃、部署、實施地質災害防治工作提供科學依據。
地質災害調查評價的內容主要有以下幾個方面:
1)區域調查:主要是調查地質災害形成的區域地形地貌條件和地質環境,特別是新構造運動以來的地球表層動力作用。
2)地質災害體的調查評價:採用工程手段和簡易監測方法,調查地質災害體的形態、結構和主要作用因素及其變化等,採用地質歷史分析法綜合評價其穩定性。
3)試驗:根據穩定性評價的需要,有目的地開展原位試驗,採取樣品進行室內試驗。
4)成因機制分析及模擬研究:綜合分析地質體破壞的成因機制,進行物理模擬和數學模擬研究,最終進行穩定性分析和定量評價。
5)災情調查:查明地質災害已造成的危害,如人員傷亡、直接經濟損失、間接經濟損失和生態環境破壞狀況及其特點。
6)進行防治工程可行性論證,提出防治工程規劃方案。根據調查評價結論,作出地質災害危險性預測,初步論證治理、搬遷或採取綜合方案的依據、布置與工程概算。
㈦ 地質災害調查評價成果
傳統的地質災害調查評價成果的表現形式為調查報告。隨著計算機技術的發展,地質災害調查評價成果逐漸向數字化、信息化方向發展。不同種類、不同階段地質災害調查成果的內容不同,通常包括地質災害歷史、現狀,活動規律與形成條件,危害區范圍、社會經濟條件與受災體分布情況,破壞損失程度,發展趨勢預測,防治對策與措施等。
縣(市)地質災害調查與區劃的主要成果為:①地質災害調查與區劃報告,主要內容為縣(市)社會經濟狀況、地質環境條件、地質災害分布與發展特徵、易發區劃分、主要災害隱患點危險性和危害性評價及監測預警和防治建議;②地質災害區劃圖,成圖比例尺寸一般為1∶10萬,除圈出不同程度的地質災害易發區外,還應用專門符號將潛在的和已發生的地質災害點反映到圖上;③地質災害調查表、有關照片和錄像片;④重要地質災害隱患點防災預案。
地質災害危險性評估成果根據評估對象不同,分為規劃區地質災害危險性評估報告、建設用地地質災害危險性評估報告、礦山地質災害危險性評估報告。成果內容和要求將在第十章中闡述。
針對具體災種的專項地質災害調查評價成果,其內容和要求,由調查評價的目的、階段,災害類型及其特徵而定。
小結
地質災害調查與評價的最終目的是為防治地質災害提供科學依據。應學會根據調查評價的類型、對象、工作程度,選擇配置最適宜的技術方法,以取得符合要求的調查評價成果,為地質災害防治提供切實有效的服務。
復習思考題
1.地質災害調查評價的主要內容是什麼?
2.選擇地質災害調查與評價技術方法的原則是什麼?
3.地質災害調查與評價成果的基本內容是什麼?
㈧ 地質災害調查與評價成果的基本內容是什麼
內容:
如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、內岩爆、坑道突水、突泥、容突瓦斯、煤層自燃、黃土濕陷、岩土膨脹、砂土液化,土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化,以及地震、火山、地熱害等。
㈨ 地質災害風險評估有哪些方法,各有什麼優缺點
地質災害風險性是指地質災害發生不同險情(危險等級)的概率。
①地質災害專危險性評價指標,根據國屬務院地質災害防治條例,其危險等級是根據災情大小或險情大小來判定的。評價指標為災情+險情。
②地質災害風險性評價技術路線:
a)地質災害風險概率(暴雨頻率)→b)預測地質災害危險區范圍→c)地質災害險情計算,確定其危險等級→d)判定發生該危險等級的概率(風險性)。
③地質災害風險評估方法:
a)地質災害危險區范圍預測方法:
一一定性分析方法
一一半定量分析方法
一一定量計算預測方法
b)地質災害險情計算方法:
地質災害危險區內受威脅人數=?受威脅財產=?
一一統計分析計演算法
一一層次疊加計演算法
參見中國地質災害風險評價新方法。
㈩ 地質災害防治工程評價的基本方法
一、地質災害防治工程評價的基本目的與內容
地質災害防治工程有兩種解釋。從廣義上看,地質災害防治既包括:區域地質自然環境治理;直接性地質災害的監測、預測、預報、預防和治理;還包括地質災害救災以及減災宣傳、減災法規等減災管理工作。從這個意義上說,地質災害防治是一項內容十分廣泛的系統工程。與此相區別的是狹義的地質災害防治工程。狹義的防治是針對某一個地質災害體或某一個較小范圍內的某種地質災害——如一個危岩、滑坡、泥石流或一個地區的岩溶塌陷、地面沉降、地裂縫等所實施的以限制地質災害活動和保護受災體為目的的直接性防治措施。這些措施主要包括上面已經介紹的工程措施,以及監測、預測、預報等措施。
廣義的地質災害防治工程不但包括的內容十分廣泛,而且還常常涉及廣泛的地區。為了更有效地減災、防災,促進地區經濟或區域經濟與資源、環境的協調發展,對此進行全面的分析評價,使其充分發揮作用,這無疑是非常必要的。但這種分析評價一般都需要結合地區或區域環境整治和經濟發展進行綜合研究。這種研究屬於區域環境-經濟研究范疇,不是本課題研究任務。這里所指的防治工程評價是對狹義的地質災害防治工程的分析評價,是針對某一具體災害對象防治措施的減災效果和經濟合理性進行分析評價。
地質災害防治工程評價的目的就是實現地質災害防治的最優化原則。如前所述,地質災害防治具有相對性特點。特別是對於我們這樣一個面積遼闊的大國,地質災害分布十分廣泛,不可能、也沒必要對所有的地質災害都進行全面的預防和治理;尤其是在國家和社會財力還非常有限的情況下,只能選擇少部分重點災害進行專門防治。因此,這就需要通過防治工程評價,對比不同災害防治項目的可能效益,在此基礎上規劃安排防治順序,確定優先防治項目,以便使有限的防治資金最充分的發揮作用。
地質災害防治工程評價除了為確定防治項目提供直接依據外,對於已經選定的防治項目要取得充分的防治效果,同樣有許多經濟問題和技術問題需要進一步地分析、評定。對於某一地區的地質災害可能有多種防治方法。因而首先應研究哪種或哪些方法最符合實際。它不但在措施上最為得力,而且經濟效益最佳。這就需要進行技術分析和經濟評價。此外,即使已經選擇了防治措施,但是在工程設計中,按照哪一級設防標准設計工程規模,既能夠有效地防治災害,保護受災體,又不致浪費資金,這也需要進行技術分析和經濟評價。例如,不同情況下泥石流災害的防治措施可以有很大不同。如果泥石流活動非常頻繁,而危害對象僅僅是少數散居在山區的農戶時,就不一定進行專門的工程防治,只需將這些農戶搬遷,安置到安全地區即可;然後結合植樹造林、水土保持進行環境治理,就可以收到既實現減災,又避免花費大量資金的效果。如果泥石流危害鐵路、公路安全,則應要根據實際情況採取不同的防治措施。如:局部改線,避開災害威脅;實施防護工程,保護鐵路、公路安全;治理泥石流,削弱其強度或導流至無交通設施分布地帶。如果泥石流危害重要企業或城鎮安全,就要實行包括生物工程、防護工程、治理工程在內的綜合防治措施。各種工程的設計標准,既要安全有效,又要經濟合理。因此,地質災害防治工程評價不僅是選擇防治項目的直接依據,而且也是項目防治方案優選的重要依據。
綜合上述,地質災害防治工程評價的基本內容和目的是:分析地質災害防治工程的科學性,評估地質災害防治工程的經濟效益,評價地質災害防治工程的可行性和合理性,為地質災害防治項目優選和方案優選提供依據。
二、地質災害防治工程評價方法
(一)地質災害防治工程的技術評價與經濟評價
根據地質災害防治工程評價內容,把它的評價方法相應地劃分為兩類。一類是技術評價,即:分析評價防治工程能否按照設計目標有效地扼制災害活動或者保護受災體;分析防治工程本身的結構、強度等是否符合規范或實際要求。技術評價主要是從自然科學角度綜合分析防治工程的可靠程度,評價它的功能或效果。第二類是經濟評價,即分析防治工程的經濟效益,從經濟學角度評價防治工程的合理性。技術評價和經濟評價雖然都是防治工程評價的不可缺少的方法,但由於不同地質災害技術評價的方法相差較大,而且在已有的勘查和研究工作中,對大部分地質災害防治工程已經形成了比較成熟的理論和方法,所以本課題僅進行防治工程的經濟評價分析。
(二)地質災害防治工程經濟評價核心指標及其特點
地質災害防治工程經濟評價的核心指標是防災經濟效益F(X)。效益是指某種經濟活動所獲得的成效與所付出的代價之比。生產產品的產業活動(如工業、農業)的效益是指產品的價值或利潤與產品成本的比值。房屋等工程建築效益指的是這些建築的價值與建築成本的比值。地質災害防治工程既不是生產性工程,也不是商品性工程。它的價值和經濟效益與一般工程具有不同的特點。主要有下列幾點:
1.間接性特點
在多種地質災害防治工程中,只有少數措施能產生直接效益。如為了治理泥石流災害實施生物工程,植樹造林,在一定時期後可得到一定收益。但這種收益只是一種附帶性的「副產品」。其主要效益是體現在保護了人民生命財產,減少了災害損失。所以,災害經濟學屬於守業經濟學。防災效益是通過「以負換正,減負為正、負負得正」的方式間接地反現出來。
2.潛在性特點
一般產品在投入使用以後,就為消費者所連續使用,其價值不間斷地發揮作用。但地質災害,特別是突發性地質災害,並不是每時每刻都在進行。所以,一般地質災害防治工程往往長時間地處於「待命」狀態,只有災害發生時,它才顯出「英雄本色」,發揮其「養兵千日,用兵一時」的功能。
3.長遠性特點
地質災害防治工程一般具有較長的使用期限,少則幾年,多則幾十年或上百年。除了在工程壽命期內產生效益外,有的地質災害經過一段時間的防治可基本消除。有的雖然沒能完全根治,但通過一定防治後,使地質災害防治地區的環境得到改善,走上了良性循環發展道路,逐步增強了防治地區自身的「免疫」功能,使地質災害不斷緩解,並最終消除。因此,其效益更是長遠無期的。
(三)地質災害防治工程經濟評價的基本要素
地質災害防治工程經濟評價的基本要素包括:災害危害強度(W(q)),即地質災害對受災體的威脅破壞程度;防災度(F(s)),即防治工程對災害的可能防禦程度;設防標准(F(b),即防治工程的設計防災能力;防災功能(F(g)),即防治工程可能實現的消災能力、對受災體的防護能力以及可能產生的其它作用;防災收益(F(y)),即用貨幣形式反映的防災功能;防災成本(F(c)),即亦稱防災投入,指防治工程所需要的材料、勞動等投入,在核算時可用貨幣反映。
(四)地質災害防治工程經濟效益核算方法
1.地質災害防治工程功能函數模型
如前所述,地質災害防治工程效益主要體現在減損作用,少數工程具有社會經濟增殖功能。因此,分別用損失函數(L(s))和增殖函數(I(s))來反映:
地質災害災情評估理論與實踐
(1)式表明,災害損失(L)隨防災度(S)的增大而減小。它在對災害無任何防治能力時,即S趨於0時,理論上災害破壞作用將無限延長,災害損失趨於極大值(無窮大);當防災度趨於100%(或實際應用中出現S>1的高冗餘度,即防治力度超過發災潛力)時,災害損失趨於零。
(2)式表明,防治工程的增殖作用(I)隨防災度(S)的增在而增大。但它並不是無限的,其最大值取決於防治工程所具有的最大增殖可容度。
L(S)和I(S)的代數和構成防治工程的防災功能函數。即:
地質災害災情評估理論與實踐
式中L(S)為負值。
圖8-1和8-2反映了上述各種關系。
圖8-1地質災害防治工程投入與災害損失關系
圖8-2地質災害防治工程投入與效益關系
2.地質災害防治工程經濟效益評價模型
地質災害防治效益採用投入產出法進行計算。
一是純收益法。即以產出與投入的差值反映防治工程的經濟效益:
地質災害災情評估理論與實踐
二是相對收益法。即以投入產出的比值(簡稱產投比)反映防治工程的經濟效益:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:F(x)1和F(x)2——防治工程在有效期內獲得的防治效益;
F(y)——防治工程在有效期內獲得的各種收益;
F(c)——按一定防災度和設防標准,規劃設計的防治工程的成本投入。
3.地質災害防治工程收益核算
如前所述,地質災害防治工程收益主要表現為減災收益,即實施防治工程後可能減少的災害損失。採用下列幾種方法進行核算。
(1)期望損失法減災收益等於無防治條件下的災害期望損失與防治條件下的期望損失之差。即:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:F(g)s——減災收益;
S(Z)——無防治條件下災害的期望損失;
S(F)——設計防治工程條件下災害的期望損失。
其評價核算方法見本報告第七章。S(F)與S(Z)所不同的是在期望損失評價模型中,災害活動概率(速率)、危害強度、危害范圍等要素值需根據防治工程的設計目標確定。
(2)防災度法根據防治工程設計目標所要達到的防災度計算減災收益。即
地質災害災情評估理論與實踐
式中F(S)為防災度。在這里指的是實施防治工程後使災害經濟損失減少的幅度(%)。
(3)比擬法同已經運行的同類防治工程進行比擬,概略地確定減災收益。即:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:k為修正系數;F(y)s´為同類工程的減災收益。
少數防治工程除主要取得減災收益外,還附帶有一定的增殖收益。對此,需根據收益性質進行核算。如農林牧產品收益可根據單位產品市場價核算。
防治工程的總收益為減災收益與增殖收益的總和。
4.地質災害防治工程成本核算
基本途徑是採用影子工程方法全成本核算防治工程的投入。
需要注意的是,防治工程投入是一種動態投入。所以,簡單地根據工程設計方案一次性地核算靜態投入就不能與以期望損失為基礎的減災收益相匹配,因而得不到合理的防治效益。
防治工程的動態投入首先表現在防治工程投入運行後,會隨著使用年限的延長而折舊壞損。因此,要麼降低效能,影響防災度;要麼需要維修,以基本保持其功能。在通常情況下,防治工程要進行經常性維修,因而要將維修費用連同初始成本一並計入工程投入。即防治工程投入等於初始成本加上維修費用。維修費用除了採用影子工程法進行測算外,還可以按照初始成本的一定比例進行核算。其比例數值可根據防治工程的使用年限,大致按折舊率的50%確定。
在核算防治工程投入時,除了需要考慮運行中的維修費用外,還需要考慮防治費用的折現情況。之所以如此,是因為我們在核算防治效益時,可能出現有關的不同要素(期望損失減少值、初始成本、防治費用等)的預測時間年份不同,那麼由於物價因素的影響,這些要素就不是「站在同一水平線上」,因而它們的可比性就將打折扣。基於這種情況,在核算防治工程投入時,需要根據利率變化進行貼現計算。其函數模型為:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:PVr——防治工程投入費用的貼現值;
r——年名義利率;
t——時間(a)。
在離散的情況下,上式為:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:i為年貼現利率。
(五)地質災害防治工程優化分析
如前所述,為了使有限的防治資金發揮最充分的減災效果,需根據最優化原則選擇防治項目和確定防治方案。所謂最優化原則,主要體現在三個方面,即:具有充分的科學性,符合地質災害防治特點和有關的規范、標准要求;在技術方法、財力、物力以及施工條件等方面切實可行;獲得最佳經濟效益。
防治工程的科學性、可行性主要通過技術分析進行評價。防治工程的經濟效益則是根據以上提供的方法進行分析評價。為了根據防治工程經濟評價結果,做好防治工程優選,對最優化理論和優選的基本方法進一步分析如下。
通常情況下,防治費用和防災度(或減災效果)互為消長關系。即防治投資增加,防治工程規模加大,防災度提高,災害損失下降。基於這種關系,為了有效地保護人民生命財產安全,當然是實施的防治工程越多、越可靠,減災效果越充分。但這顯然是不科學的,對於絕大多數地質災害防治工程來說,不可能片面追求防治效果,而不顧防治投入的多少。在這一矛盾面前最科學的選擇是實現防治效果與防治投入的最佳結合。
前面的圖8-1和圖8-2是根據多數實踐結果繪制的地質災害防治工程投入與災害損失和防治收益的一般變化關系。它表明,隨著防治工程投入的增加,雖然災害損失減少,收益增加,但它們都不是線性關系。當防治投入達到一定規模後,災害損失減少的幅度和防治收益增加的幅度會明顯降低,這意味著在此之前所進行的防治投入獲得的收益(產投差或產投比)明顯,而後的防治投入獲得的收益變小。因此,我們可以在對不同投資力度下防治工程經濟效益分析的基礎上,選擇預期損失或防治效益轉折部位O』的「臨界」投入F(c)』作為最佳投入。依此確定相應的防災度F(s)』及工程方案(圖8-3)。
圖8-3地質災害防治工程優化投入示意圖
當然,圖8-3顯示的是最理想的情況,實踐中的情況可能要復雜得多。有時所謂「臨界值」並不是一個點,而是一個區間,在這種情況下可採用該「臨界段」的平均值或最高值選擇防治方案。有時可能不存在「臨界點」或「臨界段」,在這種情況下只能根據不同設計方案的預期收益,直接分析對比後選擇最優防治方案。
在分析評價同一項目最優防治工程的基礎上,進一步對不同項目的最優方案進行分析對比,本著優中選優的原則,進行項目優選,編制防治規劃,排列防治順序。