登封地区地质灾害与评价
『壹』 地质灾害危险区划分与评价
地质灾害危险性分区是在地质灾害易发区基础上进行的。地质灾害的易发性代表了地质灾害是否具备形成条件和发生地质灾害的难易程度。而地质灾害的危险性则包括了地质灾害的活动程度、威胁的范围、易发程度和诱发因素,是地质灾害形成的可能性。仍然采用信息量法进行计算。
一、地质灾害危险性评价指标体系
控制和影响地质灾害形成的地质条件很多,但归纳起来主包括两方面的条件,即地质灾害形成的基础条件和诱发条件。依此,可建立地质灾害危险性评价指标体系(图6-12)。
1.地质灾害活动程度
地质灾害活动程度主要是指地质灾害活动的历史。在本次地质灾害危险性评价中,主要考虑地质灾害活动的点密度和面密度,将其作为地质灾害危险性分区的依据。但地质灾害活动的历史只能说明地质灾害的过去,而未来地质灾害活动程度怎样,危险性大小主要取决于地质灾害的形成条件及诱发因素。
2.地质灾害形成条件
地质灾害形成条件包括主要控制因素和影响条件。本次地质灾害危险性区划评价中主要选取斜坡结构类型、工程地质岩组、水文地质条件、斜坡几何形态、断裂构造和人类活动等条件。
3.地质灾害威胁范围
地质灾害一旦发生,其可能影响的范围,即存在地质灾害危险的范围。本次确定的地质灾害威胁范围主要包括易发区本身斜坡地带,同时也包括沟谷底部及河流、水库内的一定范围。
图6-12 地质灾害危险性程度评价指标体系图
4.地质灾害诱发因素
诱发因素是指能够使地质环境系统向着地质灾害发生的方向演化或者导致地质灾害发生的内动力和外动力地质作用。本区诱发条件主要包括地震、降雨和人类工程活动。但由于本区地震活动相对较弱,而且能够代表地震活动程度的地震烈度和地震动峰值加速度在县域内区别不大,因此本次危险性评价中未考虑地震活动的影响因素。参与评价的主要诱发因素为降雨和人类工程活动。
二、地质灾害危险性分区
1.评价指标的量化
危险性评价采用信息量法进行计算,用1:50000地形图提取基础地理信息,从遥感影像中提取植被图层,利用降雨量等值线图提取降雨指标,人类工程活动主要从地形图和灵台县发展规划中提取,得到各种评价指标的图层,根据实际调查资料可以获得地质灾害的点密度和面密度,并将这些指标引入GIS操作系统中。
2.基于GIS的信息量分析模型迭加计算
采用基于GIS的信息量分析模型进行迭加计算,通过计算诸影响因素对斜坡变形破坏所提供的信息量值,作为区划定量指标,既能正确地反映地质灾害的基本规律,又简便、易行、实用,且便于推广应用。计算原理与过程如下:
信息预测的观点认为,滑坡与崩塌等地质灾害的产生与否与预测过程中所获取信息的数量和质量有关,是用信息量来衡量的,即:
图6-13 灵台县地质灾害危险性分区图
依据地质灾害危险性分区结果,充分考虑地质灾害防治规划工作的开展,综合灵台县地貌、岩土特征、地质构造、年降雨分布规律及人类活动程度等特点,将灵台县滑坡、崩塌、泥石流灾害危险程度划分为地质灾害高危险区、中危险区、低危险区和极低危险区,根据地质灾害分布、组合特征又进一步划分为16个亚区(表6-4)。
4.危险性分区评价
(1)地质灾害高危险区(Ⅰ)
灵台县地质灾害高危险区面积232.49km2,占总面积的11.35%。包括6个地质灾害高危险亚区,即黑河北岸梁原乡横渠—付家沟—官村—朱家湾—杜家沟—景家庄子地质灾害高危险亚区(Ⅰ1)、黑河南岸梁原乡张家塬—温家庄—东门—朱家湾高地质灾害危险亚区(Ⅰ2)、达溪河北岸沿线地质灾害高危险亚区(Ⅰ3)、达溪河南岸中台镇—蒲窝乡—新开乡邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ4)、邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ5)和独店乡什字塬北部黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ6)。本区所处地貌单元主要为黄土梁峁沟壑区及黄土丘陵区。岩性主要为第四系黄土和白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,地表黄土覆盖厚度较大,黄土大都向冲沟倾斜。局部地形坡度较大,区内工程地质条件差,岩土层的表层风化较严重,本区人类活动比较强烈,沟谷边坡人口比较密集,人类活动对环境的改造极为强烈,主要包括建房切坡、开挖窑洞、修路等,人为活动诱发滑坡、崩塌的可能性较大。本区植被稀疏,以农作物为主,不利于水土保持。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈。在汛期遇暴雨和连阴雨天气容易形成滑坡、崩塌灾害。特殊的岩土条件和气象条件为地质灾害的形成提供了可能性。本区也是全县滑坡、崩塌地质灾害最严重的地区。
表6-4 地质灾害危险程度分区说明表
(2)地质灾害中危险区(Ⅱ)
灵台县地质灾害中危险区面积604.03km2,占总面积的44.12%,地质灾害为灾滑坡,崩塌、泥石流和不稳定斜坡。包括4个地质灾害中危险亚区,即黑河北岸梁原乡黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ1),黑河南岸-什字塬以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ2),什字塬以南-达溪河以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ3),达溪河南岸中台镇蒲窝乡新开乡邵寨镇广大黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ4)。本区岩性为第四系中上更新统黄土覆盖于白垩系砂砾岩、砂岩、泥岩基岩之上,厚度不等,在降水作用下容易沿黄土与基岩的接触面形成滑坡。区内人类工程活动相对较强,人口比较多。人类工程活动比较强烈主要表现是为各种目的而进行的切坡,加大了崩塌、滑坡的临空面。黄土层岩石风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈,沟坡多为阶状陡坡。在汛期容易形成滑坡、崩塌灾害。灾害点分布在村庄周围、公路沿线、河谷边坡地带。地质灾害一旦发生,危害较大。
(3)地质灾害低危险区(Ⅲ)
灵台县地质灾害低危险区面积912.48km2,占总面积的44.53%,地质灾害发育较少,危险性相对较小。包括6个地质灾害低危险亚区,即梁原乡王家沟黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ1)、黑河宽阔河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ2)、什字塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ3)、达溪河河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ4)、邵寨镇黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ5)、百里乡林场地质灾害低危险亚区(Ⅳ6)。本区黄土塬区及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好,地形平坦,虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害,百里乡林场区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,人类工程活动弱,地质环境相对优越,为地质灾害低危险区。
『贰』 地勘与地质灾害评估的区别
地勘是指
地质勘查
,一般是指对矿产、资源、环境进行储量、可行性等的勘查行为。
而地质灾害评估是指运用地质手段,对某区域未来是否会发生地震、泥石流等地质灾害作出
可行性评价
。
『叁』 地区地质灾害风险评价与防治对策
一、地质灾害风险评价
综合相关方面专家学者近年的研究成果,密切结合山东半岛城市群地区的特点和现有的地质灾害发育程度,制定了山东半岛城市群地区地质灾害风险评价指标(表8-2)。
表8-2 山东半岛城市群地质灾害风险评价指标体系
将半岛城市群地区划分为5km×5km共2978个独立单元,根据分区指标对每个单元的区域地质灾害发育程度评价指标进行赋值、评价,将所得数值进行加权。根据上述16个半岛城市群地区地质灾害发育程度评价指标,确定每个单元内各因素(指标)的特征值P'i,再乘以其权值,即得到每个单元的地质灾害发育程度评价基准值。其数学模型如下:
山东半岛城市群地区地质-生态环境与可持续发展研究
式中:SEj为j单元的基准值;i为效应指标数,i=1,2…16;j为各单元数,j=1,2,3…2978;Wi为各效应指标的综合权重;P'i为各单元内单项指标的性质特征值(为研究方便,统一在0~1之间)。
根据计算出的各单元基准值的大小,将区域地质灾害风险评价分为4级,其结果见图8-5。
图8-5 山东半岛城市群地质灾害风险评价
计算结果表明,山东半岛城市群地质灾害风险评价分为4个等级,即地质灾害风险小(Ⅰ类区)、地质灾害风险较小(Ⅱ类区)、地质灾害风险中等(Ⅲ类区)、地质灾害风险大(Ⅳ类区),它们所占的比例分别是22.8%、38.9%、23%和15.3%。
地质灾害风险小(Ⅰ类区):分布在威海大部分、青岛北部大泽山低山区、济南中部、潍坊东部平原区,占全区面积的22.8%。该区自然生态环境优良,植被发育,一般无明显的环境地质问题,有少量崩塌点,采矿、采石坑少,局部有轻微的水土流失,地下水质量为Ⅲ级,人类工程活动强度不大。
地质灾害风险较小(Ⅱ类区)、分布在烟台大部分、潍坊西部、青岛市区周围地区、胶南市东南地区,占全区面积的38.9%,在各类区中所占比例最大。该类区自然生态环境良好,植被比较发育,一般有较明显的环境地质问题,如有少量采矿、采石坑分布,地下水质量为Ⅲ—Ⅳ级,有地表污染源,人类工程活动强度较大。
地质灾害风险中等(Ⅲ类区):分布在烟台南部采矿点、日照东部、潍坊中部、青岛市中东部,占全区面积的23%。该区自然生态环境中等,植被不很发育,一般有明显的环境地质问题,例如,采矿过程中,形成了采矿坑、矿渣堆,并在采矿过程中形成大量废水,由此引起植被破坏、边坡失稳、地下水污染等问题。地表水和地下水污染程度较重,平度西南部一般分布由于地下水高氟引起的地方性氟中毒症,地下水污染,地表水资源贫乏,地下水超采引起了地下水降落漏斗。人类工程活动强度大。
地质灾害风险大(Ⅳ类区):分布在东营市大部分、日照东部、烟台中部采矿点,占全区面积的15.3%。该区自然生态环境较差,植被不很发育,一般有很明显的环境地质问题或地质灾害,一是采矿引起比较严重的生态环境破坏问题和地质环境破坏问题,二是海咸水入侵区,三是活断层或地震灾害发育。
二、地质灾害防治对策及建议
1.地质灾害的防治策略
地质灾害的减灾防灾是一项系统工程,只有将行政、经济、法律、科技等手段统一协调好,才能达到理想的效果。
1)加强防灾减灾的法制建设。
2)加强减灾防灾能力建设。
3)提高公众减灾意识。
2.地区地质灾害的防治措施
从上述可见,山东半岛城市群地区地质灾害包括人类不可避免会遇到的灾害如地震或活动性断裂作用、风暴潮等造成的灾害,人类不合理的开发与建设和自然地质作用相互影响造成的灾害,以及本来是可以避免但由于不合理规划造成的潜在地质灾害。对于不同灾害应采取不同的措施来防止或减少其危害程度:
1)防止、降低地震、活动性断裂破坏性的措施。
2)地面塌陷的防治对策与建议。
3)崩、滑、流防治对策。
4)流体灾害与水土环境变异灾害的防治措施。
5)预防城市建设潜在灾害的措施。
『肆』 地质灾害易发区的划分与评价
一、地质灾害易发区划分及分区特征
将山东半岛全区划分为8种地质灾害易发区,其他则为地质灾害不易发区(图8-1)。
图8-1 山东半岛城市群地区地质灾害易发区划分
1)采空塌陷为主易发区:主要分布于鲁中南山前平原、山间盆地、谷地、胶东半岛西北部。本区是山东省煤炭、黄金、滑石等固体矿产所在地,如淄博、龙口煤田,莱州、招远等金矿。采空塌陷是由于地下矿体被采出,悬空的地表岩层在重力作用下发生弯曲变形,形成塌陷并伴生地裂缝。随着经济的快速发展,对资源的大规模开发势在必然,由此引发的塌陷将呈进一步加剧之势。
2)岩溶塌陷为主易发区:主要分布于鲁中南山前平原的济南岩溶水水源地和其他隐伏灰岩分布区。上部为松散堆积物,地下灰岩岩溶发育,水资源丰富。多为城市、工农业重要供水水源地或后备水源地。该分布区村镇集中、人口稠密,也是当地最重要的经济带,因而塌陷对地表建筑、人民生命财产安全构成极大威胁,同时对生态环境造成极大破坏,也影响社会安定。
3)崩塌、滑坡、泥石流为主易发区:主要分布于鲁中南的淄博和济南市南部、潍坊市西南部的中低山丘陵区。区内地势较高,海拔多大于400m,其中鲁山在1000m以上,周围丘陵多在500~600m之间。
4)崩塌、泥石流为主易发区:主要分布于鲁东的北部和南部的变质岩低山丘陵区。区内的大泽山、崂山、艾山、牙山、昆嵛山等海拔超过800m,其他一般不超过700m。
以上两区区内岩石风化强烈,沟谷深切,地形陡峻,岩石裸露,危岩多见;又是暴雨多发地,加之河流源短流急,遇有较强的降水过程时,易突发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,对社会经济发展和人民生命财产安全构成严重威胁。
5)地面沉降为主易发区:主要分布于东营市及附近以及黄河三角洲平原。区内地势平坦,岩性多为松散岩类亚砂土、亚黏土、黏土、砂等,厚200~400m。区内地层较松软,随着深层地下水资源和油气资源的大量开发,上部土层负压增加,在自重和地表荷载等共同作用下,土层空隙被压缩变密,导致地面垂直下沉。它对城市建筑、道路、桥梁、城市供排水系统及防洪等构成较大威胁。
6)海水入侵为主易发区:分布于胶东半岛的莱州湾东岸沿海地带,烟台夹河河口至牟平沿海、胶州湾沿岸、日照付疃河及其他入海河流河口等地带的冲积成因滨海平原,第四系厚5~100m。
7)咸水入侵为主易发区:分布于潍北冲海积平原的寿光、寒亭、昌邑等沿海地带,岩性多为松散岩类黏土、亚黏土、砂等,地势低平。第四系厚10~150m。由于地下淡水资源的大量开采,导致地下水位过度下降,引起海(咸)水反向补给淡水区———导致海水入侵,淡水咸化甚至枯竭;造成机井报废、人畜饮水困难、地方病发病率增高等。
8)地裂缝为主易发区:主要分布于沂沭断裂带,属郯庐断裂带的中段,主要由4条主干断裂组成,北宽南窄,宽20~60km。区内南北两端被松散的第四系覆盖,中间基岩断续出露。新构造运动使地面拉裂变形,导致塘坝、桥梁、民房等地表建筑物开裂,造成重大经济损失,同时危及人民生命安全。
9)地质灾害不易发区:主要分布于鲁西南、鲁北平原深层水开采程度低、矿产资源较贫乏区及胶莱盆地等地。
二、八大城市地质灾害易发区评价
1.八大城市单一地质灾害发育程度评价
根据上述山东半岛城市群地区地质灾害的类型与特征分析,可以看出,地面变形灾害、斜坡环境变异灾害、海咸水入侵灾害是本地区的主要灾种,为此,根据灾害发生面积,以八大城市为统计单位,对地面变形灾害、斜坡环境变异灾害、海咸水入侵灾害分别进行统计分析。
地面变形灾害发生面积占城市总面积的比例由大到小分别是东营市、淄博市、烟台市、日照市、青岛市、威海市、济南市、潍坊市,东营市是地面变形灾害易发区,淄博市、烟台市、日照市是地面变形灾害较易发区,青岛市、威海市、济南市、潍坊市是地面变形灾害不易发区,见图8-2。
图8-2 山东半岛地区地面变形灾害发育程度评价
斜坡环境变异灾害发生面积占城市总面积的比例由大到小分别是淄博市、日照市、烟台市、青岛市、济南市、威海市、潍坊市、东营市,淄博市、日照市是斜坡环境变异灾害易发区,烟台市、青岛市、济南市、威海市是斜坡环境变异灾害较易发区,潍坊市、东营市是斜坡环境变异灾害不易发区,见图8-3。
海咸水入侵灾害发生面积占城市总面积的比例由大到小分别是潍坊市、烟台市、青岛市、威海市、日照市、淄博市、济南市、东营市,潍坊市是海咸水入侵灾害易发区,烟台市、青岛市是海咸水入侵灾害较易发区,日照市、淄博市、济南市、东营市是海咸水入侵变异灾害不易发区,见图8-4。
图8-3 山东半岛地区斜坡环境变异发育程度评价
图8-4 山东半岛地区海咸水入侵灾害发育程度评价
2.八大城市地质灾害发育程度综合评价
上述单一地质灾害发育程度评价结果能够较好地反映城市单一地质灾害的发育状况,但却不能反映地质灾害的总体状况。为此,根据上述统计结果,以城市为单元,通过对各类灾害所占比例进行加权,对八大城市地质生态环境质量进行比较分析。
比较分析的模型如下:
山东半岛城市群地区地质-生态环境与可持续发展研究
式中:j为城市编号:Pj为地质灾害发育程度综合指数;Wi为各类地质灾害发育区所占比例大小(权重);Pij为各类地质灾害区赋值,对地质灾害不易发生区、地质灾害较易发生区、地质灾害易发区分别以2、4、6赋值。据此,计算八大城市的地质灾害发育程度的总体状况。
威海市、济南市不易发生地质灾害,青岛市、潍坊市相对不易发生地质灾害,烟台市、日照市较易发生地质灾害,淄博市、东营市易发生地质灾害。
『伍』 地质灾害易发区划分与评价
一、易发程度区划的原则
地质灾害易发程度是指在一定的地质环境条件和人类工程活动影响条件下,地质灾害发生的可能性的难易程度。
1)地质灾害易发区划分结合地质灾害形成的地质环境条件、诱发因素(人类工程活动、降雨等)和灾害发育现状,以定性评价为基础,通过信息系统空间分析定量计算来确定。
2)评价单元的划分按照“区内相似和区际相异”的原则来确定,以地质灾害发育的地质环境条件差异确定评价单元。采用人工方法计算时,以乡镇行政区或村级行政区为基本单元。采用计算机网格剖分时,单元面积采用500m×500m。
3)地质灾害发育程度划分为四级:高易发区(Ⅰ)、中易发区(Ⅱ)、低易发区(Ⅲ)和不易发区(Ⅳ)四级。在划分过程中,根据实际调查情况,具体问题具体分析,尽可能便于乡镇政府开展防治工作。
二、工作思路和技术路线
地质灾害易发程度区划是地质灾害详细调查中的重要环节,地质灾害易发性区划图是地质灾害调查研究中最基础、最重要的图件之一。地质灾害的易发性区划研究主要是对地质灾害形成的内因进行分析,综合考虑工程地质条件、植被、长期的综合降雨等影响因素在地质灾害形成过程中的作用,基于GIS平台对其影响因素进行量化分析,同时考虑各个影响因素所占的权重,遵循一定的原则设计开发程序,从而生成最终的地质灾害易发性区划图。
在地质灾害野外调查资料及整理生成的地质灾害分布图、地质灾害调查测绘图、地质灾害详细调查实际材料图的基础上,通过对灵台县地质灾害详细调查数据综合分析,对研究区进行了剖分,对每个剖分网格中地质灾害的点密度、面密度和体密度进行了分级,确定其分级指数,调用开发软件确定每个网格的灾害性影响指数,采用袭扰系数法生成初步地质灾害易发性区划图,并利用地理信息系统软件ArcGIS和MapGIS6.7空间分析功能将地质灾害的各个影响因素图叠加到初步地质灾害易发性区划分级图中,绘制出该县的地质灾害易发性分区图。灵台县地质灾害易发性区划研究系统流程图如图6-1所示。
具体步骤为:首先将灵台县地质灾害分布图进行500m×500m网格剖分。其次对每个网格内地质灾害的个数、体密度、面密度采取不同的原则将每个网格的灾害易发性程度分为四级,生成初步的地质灾害易发性等值线图。然后对该县的地形地貌图、地层岩性图、降雨量分布图、地形坡度图、植被覆盖图分别采取相应标准分为四级,采取专家打分的方法确定其权重。最后叠加各个图层从而生成灵台县地质灾害易发性分区图,为灵台县地质灾害详细调查危险性区划和灵台县地质灾害防治区划等提供可靠的数据,同时为政府部门采取有效的措施进行统筹规划减灾防灾以及灾害治理提供了可靠的依据。
3)坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄滑坡崩塌高易发区(Ⅰ3)
主要是达溪河北岸沿线的城关镇的坷台、杨村、水泉、下河、东王沟、许家沟、安家庄村,灾害点密度6.85处/km2,灾害点密度很大,面积7.51km2,占高易发面积的20.61%,发育灾害点49处,14个滑坡,23个不稳定斜坡,两个泥石流。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区,岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,植被不发育,河流—冲沟发育,冲沟多为“V”型谷,坡度变化大,局部近直立,地形破碎,地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁,滑坡等灾害发育。
4)南店子—下河—东王沟—康家沟—红崖沟滑坡崩塌高易发区(Ⅰ4)
主要是达溪河南岸沿线和达溪河支流蒲河的城关镇的坷南店子、下河、东王沟、康家沟、红崖沟村,灾害点密度4.2处/km2,灾害点密度较大,面积4.19km2,占高易发面积的7.16%,发育灾害点30处,12个滑坡,18个不稳定斜坡。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区,岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,植被不发育,河流—冲沟发育,冲沟多为“V”型谷,坡度变化大,局部近直立,地形破碎,地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁,滑坡等灾害发育。
(2)地质灾害中易发区(Ⅱ)
该区面积351.60km2,占总面积17.16%,发育灾害点281处,灾害点密度0.8处/km2,包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村、王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村、寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村和新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村4个亚区。
1)包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村中易发亚区(Ⅱ1)
分布于黑河南岸极其支流的梁原乡横渠、马家沟、付家沟、赵家咀、安冯村、杜家沟、景家庄子沿河一带,是典型的黄土梁峁丘陵区,面积13.88km2,占中易发区总面积的3.95%,发育灾害点14处,灾害点密度1.0处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土。黄土层及白垩系砂砾岩、砂岩局部岩石及土层风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。
2)王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村中易发亚区(Ⅱ2)
分布于黑河南岸极其支流的梁原乡、朝那镇、上良乡、什字镇、西屯乡、独店镇沿河一带,是典型的黄土梁峁丘陵区,面积144.12km2,占中易发区总面积的7%,发育灾害点94处,灾害点密度0.82处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土、白垩系砂砾岩、砂岩。区内人口相对较少,局部岩石及土层风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。
3)寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村中易发亚区(Ⅱ3)
该区面积95.72km2,占中易发区总面积的27.22%,发育灾害点70处,灾害点密度0.73处/km2,地貌为黄土梁峁区、低中山区。岩性为新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育,沟坡多为阶状陡坡,植被较差,人类工程活动频繁,灾害点分布在村庄周围、公路沿线和河谷边坡地带。
4)新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村中易发亚区(Ⅱ4)
主要位于达溪河南部的中台镇、新开乡、蒲窝乡、邵寨镇,该区面积97.88km2,占中易发区总面积的27.84%,发育灾害点103处,灾害点密度1.05处/km2,属于黄土梁峁丘陵区,岩性以新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育,沟坡多为阶状陡坡,植被一般,人类工程活动相对较弱,灾害点分布在村庄周围、河谷边坡地带。
(3)地质灾害低易发区(Ⅲ)
该区面积722.96km2,占中易发区总面积的35.28%,发育灾害点73处,灾害点密度0.10处/km2。包括梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区、什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区、龙门乡黄土梁峁丘陵区、什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区、达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区5个亚区。
1)梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区低易发区(Ⅲ1)
位于梁原乡黑河北岸一带,面积32.2km2,占低易发区总面积的4.43%,无灾害点发育,属于黄土梁峁丘陵区,岩性以第四系黄土和白垩系泥质、砂岩为主。区内沟谷发育,地形切割强烈,黄土层及泥岩砂岩局部较破碎,表层风化严重。
2)什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ2)
位于什字塬北部-黑河南岸沿线的朝那、上良、什字、西屯、独店5个乡镇,面积147km2,占低易发区总面积的20%,发育有灾害点8处,灾害点密度0.054处/km2,表层覆盖第四系黄土,河沟切割强烈出有白垩系泥岩、砂岩。区内沟谷发育,地形切割强烈,岩石较破碎,表层风化严重,人类工程活动较少。
3)龙门乡黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ3)
位于龙门乡黄土梁峁丘陵区一带,面积95.329km2,占低易发区总面积的13.19%。发育灾害点10处,灾害点密度0.10处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。
4)什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ4)
主要是什字塬南部-达溪河北岸的广大梁峁丘陵区一带,面积191.6km2,占低易发区总面积的26.5%。发育灾害点28处,灾害点密度0.146处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。
5)达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ5)
主要是龙门乡黄土梁峁丘陵区一带,面积256.824km2,占低易发区总面积的35.5%。发育灾害点25处,灾害点密度0.097处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。
(4)地质灾害不易发区(Ⅳ)
灵台县地质灾害不易发区总面积938.01km2,占全区面积的45.78%,基本无地质灾害发生。由梁原乡黄土塬区(Ⅳ1)、黑河宽阔河谷区(Ⅳ2)、什字塬不易发区(Ⅳ3)、达溪河河谷不易发区(Ⅳ4)、邵寨镇黄土塬不易发区(Ⅳ5)、百里乡林场不易发区(Ⅳ6)组成。
不易发区主要是黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区以及植被茂密人烟稀少的林场区。黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好,地形平坦,虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害,百里乡林场区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,地质环境相对优越,为地质灾害不易发区。
1)梁原乡黄土塬区(Ⅳ1)
本区主要位于梁塬乡王家沟村及黑河低缓阶地,面积19.8km2,占不易发区总面积的2.11%,本区岩土以第四系黄土为主,工程地质条件较好,地质灾害不发育。
2)黑河宽阔河谷区(Ⅳ2)
本区主要位于黑河宽阔河谷区。面积17.43km2,占不易发区总面积的1.86%,本区河谷较宽阔,地形较平坦,人类工程活动弱,地质灾害不发育。
3)什字塬不易发区(Ⅳ3)
主要位于广阔的什字塬区。本区面积306.55km2,占不易发区总面积的32.68%,本区地形平坦,工程地质条件较好,地质灾害不发育。
4)达溪河河谷不易发区(Ⅳ4)
本区主要位于达溪河沿岸宽阔河谷区。面积38km2,占不易发区总面积的4.1%,本区河谷较宽阔,地形较平坦,人类工程活动弱,地质灾害不发育。
5)邵寨镇黄土塬不易发区(Ⅳ5)
本区主要位于邵寨镇小黄土塬区,面积18.91km2,占不易发区总面积的2%,本区岩性以第四系黄土为主,工程地质条件较好,地质灾害不发育。
6)百里乡林场不易发区(Ⅳ6)
本区主要位于百里乡林场区。面积537km2,占不易发区总面积的57.3%,本区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,地质环境相对优越,为地质灾害不易发区。
『陆』 登封地区的地理环境
登封位于郑州西南约70公里,北依嵩山,南濒颍水,风光秀丽,山河壮美。登封“天地之中”历史建筑群即分布在登封市境内的嵩山盆地之中。 登封境内的嵩山是中国历史名山,居五岳之中,其主体由太室山和少室山组成,海拔在300米到1512米之间,总面积14940公顷。在嵩山范围内,地质史上的太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代的地层和岩石均有出露,被地质学界称为“五世同堂”。嵩山地区有多次地壳运动的痕迹,丰富的矿藏资源,多样的地貌形态,以及各种古生物化石,使其不愧为“天然的地质博物馆”。区内地势起伏较大,地貌复杂多样,使光热、水分、土壤等条件具有明显的差异性,在短距离内出现各种不同的生态环境及动植物,为人类的生产生活提供了有利的自然条件和丰富资源。嵩山不仅山势巍峨起伏,而且景观瑰丽多姿,美妙迷人。奇峰、幽谷、茂林秀丽多姿,飞瀑、流泉、龙潭旖旎。自古以来,嵩山以其地处京畿的优势地理位置,以其自然景观和人文景观的完美结合,成为中华文明的最早、最重要的圣山。嵩山地区山体大小适中,中低山丛布,山中夹有较广的低丘与盆地,水网发达,黄土台地广布,十分利于人类生存。嵩山位居中国东西南北的要冲,便利人们交往、文化辐射与反馈。这里属暖温带山地季风气候,由于山地对东南暖温气流的屏障作用,降水量自东南向西北减少,在嵩山之阳相对充沛。在全新世中期,即距今8000~3000年间,裴李岗、仰韶、龙山和夏商周时期属亚热带,年均气温较近代高约2℃,年均降水量较近代多出约200毫米,水、热、生物等资源丰富,能较好满足人类需要。正因为中原嵩山地区山、水、土、生(生物)、气(气候)与位(地理位置)俱宜,才最终形成对中国起核心作用的文化。旧石器时代人类从嵩山沿着它四射的河流走向原野。新石器时代人类通过开垦种植劳动,创造愈来愈丰富的生活和优势文化。他们的足迹踏遍嵩山周围,甚至更远,将嵩山的文化传向四方,并吸收周边文化丰富自身,形成有嵩山影响与印迹的嵩山文化圈。颍水,发源于中岳嵩山,迤逦东下,流经河南登封、禹州、许昌、临颍、周口、颍上、阜阳汇入淮河,为淮河第一大支流。颍水又称颍河,上游以沙河为主,故又称沙颍河。位于淮河北岸,河南省东部与安徽省西北部。主干发源于河南省嵩县伏牛山脉摩天岭(又名没大岭)东麓,东南流经鲁山、平顶山、叶县、漯河、周口、项城、沈丘等县市,至界首县城关镇附近进入安徽省,往下经太和、阜阳,于颍上县沫河口入淮河。全长619公里,流域面积原为4万平方公里。登封“天地之中”历史建筑群分布在嵩山主体太室山和少室山区域内的4000公顷范围内,其时代跨度之长、种类数量之多、价值之高,举世罕见。周公测景台和登封观星台位于登封市东南15公里告成镇,坐北朝南,背依告成山,面对箕山,西倚王岭尖,东傍双庙岭,南临颍水,又有石淙河、五渡河环绕,是一处环境清幽的胜地。嵩岳寺塔位于登封市区北5公里的嵩岳寺内,背靠太室诸峰,西傍西灵台山,东依东灵台山,南面山坡漫缓开阔,数十里之外,即遥遥可望。少林寺建筑群位于登封市区西北13公里处的少室山阴,现存历史建筑包括少林寺常住院、初祖庵、塔林和周边古塔等。少林寺常住院坐北朝南,背依五乳峰,面对少室山,少溪河从门前潺潺流过。初祖庵位于少林寺常住院西北2公里处的龟背形山丘上,它背连五乳峰,周围丘涧环抱,陡崖绝壑,古木参天,北距五乳峰的达摩洞1800米。少林寺塔林位于少林寺常住院以西280余米处的山坡上,占地面积1.99公顷,南临少溪河,北靠五乳峰,依山傍水,环境优美。会善寺位于登封市区西北6公里处的太室山积翠峰下,左倚龙山,右傍虎山,林木葱郁,风光旖旎。嵩阳书院位于嵩山太室山峻极峰下,坐北朝南,东、北、西三面峰峦环拱,溪水围合,南面开阔平缓距双溪河165米。太室阙位于登封市区东太室山黄盖峰下中岳庙天中阁前600余米处的中轴线上,中心点坐标为北纬34°27′06.81″,东经113°04′04.09″。少室阙位于登封市区西6公里少室山下,面对太室山,少溪河从背后潺潺流过。启母阙是启母庙前的神道阙,位于嵩山万岁峰下山坡上,西临崇福宫,东依浮丘峰,北距启母石190米。中岳庙位于登封市区东太室山南麓,南距太室阙600米。坐北朝南,背依黄盖峰,面临玉案山,西傍望朝岭,东望牧子岗。
『柒』 地质灾害防治工程评价的基本方法
一、地质灾害防治工程评价的基本目的与内容
地质灾害防治工程有两种解释。从广义上看,地质灾害防治既包括:区域地质自然环境治理;直接性地质灾害的监测、预测、预报、预防和治理;还包括地质灾害救灾以及减灾宣传、减灾法规等减灾管理工作。从这个意义上说,地质灾害防治是一项内容十分广泛的系统工程。与此相区别的是狭义的地质灾害防治工程。狭义的防治是针对某一个地质灾害体或某一个较小范围内的某种地质灾害——如一个危岩、滑坡、泥石流或一个地区的岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝等所实施的以限制地质灾害活动和保护受灾体为目的的直接性防治措施。这些措施主要包括上面已经介绍的工程措施,以及监测、预测、预报等措施。
广义的地质灾害防治工程不但包括的内容十分广泛,而且还常常涉及广泛的地区。为了更有效地减灾、防灾,促进地区经济或区域经济与资源、环境的协调发展,对此进行全面的分析评价,使其充分发挥作用,这无疑是非常必要的。但这种分析评价一般都需要结合地区或区域环境整治和经济发展进行综合研究。这种研究属于区域环境-经济研究范畴,不是本课题研究任务。这里所指的防治工程评价是对狭义的地质灾害防治工程的分析评价,是针对某一具体灾害对象防治措施的减灾效果和经济合理性进行分析评价。
地质灾害防治工程评价的目的就是实现地质灾害防治的最优化原则。如前所述,地质灾害防治具有相对性特点。特别是对于我们这样一个面积辽阔的大国,地质灾害分布十分广泛,不可能、也没必要对所有的地质灾害都进行全面的预防和治理;尤其是在国家和社会财力还非常有限的情况下,只能选择少部分重点灾害进行专门防治。因此,这就需要通过防治工程评价,对比不同灾害防治项目的可能效益,在此基础上规划安排防治顺序,确定优先防治项目,以便使有限的防治资金最充分的发挥作用。
地质灾害防治工程评价除了为确定防治项目提供直接依据外,对于已经选定的防治项目要取得充分的防治效果,同样有许多经济问题和技术问题需要进一步地分析、评定。对于某一地区的地质灾害可能有多种防治方法。因而首先应研究哪种或哪些方法最符合实际。它不但在措施上最为得力,而且经济效益最佳。这就需要进行技术分析和经济评价。此外,即使已经选择了防治措施,但是在工程设计中,按照哪一级设防标准设计工程规模,既能够有效地防治灾害,保护受灾体,又不致浪费资金,这也需要进行技术分析和经济评价。例如,不同情况下泥石流灾害的防治措施可以有很大不同。如果泥石流活动非常频繁,而危害对象仅仅是少数散居在山区的农户时,就不一定进行专门的工程防治,只需将这些农户搬迁,安置到安全地区即可;然后结合植树造林、水土保持进行环境治理,就可以收到既实现减灾,又避免花费大量资金的效果。如果泥石流危害铁路、公路安全,则应要根据实际情况采取不同的防治措施。如:局部改线,避开灾害威胁;实施防护工程,保护铁路、公路安全;治理泥石流,削弱其强度或导流至无交通设施分布地带。如果泥石流危害重要企业或城镇安全,就要实行包括生物工程、防护工程、治理工程在内的综合防治措施。各种工程的设计标准,既要安全有效,又要经济合理。因此,地质灾害防治工程评价不仅是选择防治项目的直接依据,而且也是项目防治方案优选的重要依据。
综合上述,地质灾害防治工程评价的基本内容和目的是:分析地质灾害防治工程的科学性,评估地质灾害防治工程的经济效益,评价地质灾害防治工程的可行性和合理性,为地质灾害防治项目优选和方案优选提供依据。
二、地质灾害防治工程评价方法
(一)地质灾害防治工程的技术评价与经济评价
根据地质灾害防治工程评价内容,把它的评价方法相应地划分为两类。一类是技术评价,即:分析评价防治工程能否按照设计目标有效地扼制灾害活动或者保护受灾体;分析防治工程本身的结构、强度等是否符合规范或实际要求。技术评价主要是从自然科学角度综合分析防治工程的可靠程度,评价它的功能或效果。第二类是经济评价,即分析防治工程的经济效益,从经济学角度评价防治工程的合理性。技术评价和经济评价虽然都是防治工程评价的不可缺少的方法,但由于不同地质灾害技术评价的方法相差较大,而且在已有的勘查和研究工作中,对大部分地质灾害防治工程已经形成了比较成熟的理论和方法,所以本课题仅进行防治工程的经济评价分析。
(二)地质灾害防治工程经济评价核心指标及其特点
地质灾害防治工程经济评价的核心指标是防灾经济效益F(X)。效益是指某种经济活动所获得的成效与所付出的代价之比。生产产品的产业活动(如工业、农业)的效益是指产品的价值或利润与产品成本的比值。房屋等工程建筑效益指的是这些建筑的价值与建筑成本的比值。地质灾害防治工程既不是生产性工程,也不是商品性工程。它的价值和经济效益与一般工程具有不同的特点。主要有下列几点:
1.间接性特点
在多种地质灾害防治工程中,只有少数措施能产生直接效益。如为了治理泥石流灾害实施生物工程,植树造林,在一定时期后可得到一定收益。但这种收益只是一种附带性的“副产品”。其主要效益是体现在保护了人民生命财产,减少了灾害损失。所以,灾害经济学属于守业经济学。防灾效益是通过“以负换正,减负为正、负负得正”的方式间接地反现出来。
2.潜在性特点
一般产品在投入使用以后,就为消费者所连续使用,其价值不间断地发挥作用。但地质灾害,特别是突发性地质灾害,并不是每时每刻都在进行。所以,一般地质灾害防治工程往往长时间地处于“待命”状态,只有灾害发生时,它才显出“英雄本色”,发挥其“养兵千日,用兵一时”的功能。
3.长远性特点
地质灾害防治工程一般具有较长的使用期限,少则几年,多则几十年或上百年。除了在工程寿命期内产生效益外,有的地质灾害经过一段时间的防治可基本消除。有的虽然没能完全根治,但通过一定防治后,使地质灾害防治地区的环境得到改善,走上了良性循环发展道路,逐步增强了防治地区自身的“免疫”功能,使地质灾害不断缓解,并最终消除。因此,其效益更是长远无期的。
(三)地质灾害防治工程经济评价的基本要素
地质灾害防治工程经济评价的基本要素包括:灾害危害强度(W(q)),即地质灾害对受灾体的威胁破坏程度;防灾度(F(s)),即防治工程对灾害的可能防御程度;设防标准(F(b),即防治工程的设计防灾能力;防灾功能(F(g)),即防治工程可能实现的消灾能力、对受灾体的防护能力以及可能产生的其它作用;防灾收益(F(y)),即用货币形式反映的防灾功能;防灾成本(F(c)),即亦称防灾投入,指防治工程所需要的材料、劳动等投入,在核算时可用货币反映。
(四)地质灾害防治工程经济效益核算方法
1.地质灾害防治工程功能函数模型
如前所述,地质灾害防治工程效益主要体现在减损作用,少数工程具有社会经济增殖功能。因此,分别用损失函数(L(s))和增殖函数(I(s))来反映:
地质灾害灾情评估理论与实践
(1)式表明,灾害损失(L)随防灾度(S)的增大而减小。它在对灾害无任何防治能力时,即S趋于0时,理论上灾害破坏作用将无限延长,灾害损失趋于极大值(无穷大);当防灾度趋于100%(或实际应用中出现S>1的高冗余度,即防治力度超过发灾潜力)时,灾害损失趋于零。
(2)式表明,防治工程的增殖作用(I)随防灾度(S)的增在而增大。但它并不是无限的,其最大值取决于防治工程所具有的最大增殖可容度。
L(S)和I(S)的代数和构成防治工程的防灾功能函数。即:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中L(S)为负值。
图8-1和8-2反映了上述各种关系。
图8-1地质灾害防治工程投入与灾害损失关系
图8-2地质灾害防治工程投入与效益关系
2.地质灾害防治工程经济效益评价模型
地质灾害防治效益采用投入产出法进行计算。
一是纯收益法。即以产出与投入的差值反映防治工程的经济效益:
地质灾害灾情评估理论与实践
二是相对收益法。即以投入产出的比值(简称产投比)反映防治工程的经济效益:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:F(x)1和F(x)2——防治工程在有效期内获得的防治效益;
F(y)——防治工程在有效期内获得的各种收益;
F(c)——按一定防灾度和设防标准,规划设计的防治工程的成本投入。
3.地质灾害防治工程收益核算
如前所述,地质灾害防治工程收益主要表现为减灾收益,即实施防治工程后可能减少的灾害损失。采用下列几种方法进行核算。
(1)期望损失法减灾收益等于无防治条件下的灾害期望损失与防治条件下的期望损失之差。即:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:F(g)s——减灾收益;
S(Z)——无防治条件下灾害的期望损失;
S(F)——设计防治工程条件下灾害的期望损失。
其评价核算方法见本报告第七章。S(F)与S(Z)所不同的是在期望损失评价模型中,灾害活动概率(速率)、危害强度、危害范围等要素值需根据防治工程的设计目标确定。
(2)防灾度法根据防治工程设计目标所要达到的防灾度计算减灾收益。即
地质灾害灾情评估理论与实践
式中F(S)为防灾度。在这里指的是实施防治工程后使灾害经济损失减少的幅度(%)。
(3)比拟法同已经运行的同类防治工程进行比拟,概略地确定减灾收益。即:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:k为修正系数;F(y)s´为同类工程的减灾收益。
少数防治工程除主要取得减灾收益外,还附带有一定的增殖收益。对此,需根据收益性质进行核算。如农林牧产品收益可根据单位产品市场价核算。
防治工程的总收益为减灾收益与增殖收益的总和。
4.地质灾害防治工程成本核算
基本途径是采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,防治工程投入是一种动态投入。所以,简单地根据工程设计方案一次性地核算静态投入就不能与以期望损失为基础的减灾收益相匹配,因而得不到合理的防治效益。
防治工程的动态投入首先表现在防治工程投入运行后,会随着使用年限的延长而折旧坏损。因此,要么降低效能,影响防灾度;要么需要维修,以基本保持其功能。在通常情况下,防治工程要进行经常性维修,因而要将维修费用连同初始成本一并计入工程投入。即防治工程投入等于初始成本加上维修费用。维修费用除了采用影子工程法进行测算外,还可以按照初始成本的一定比例进行核算。其比例数值可根据防治工程的使用年限,大致按折旧率的50%确定。
在核算防治工程投入时,除了需要考虑运行中的维修费用外,还需要考虑防治费用的折现情况。之所以如此,是因为我们在核算防治效益时,可能出现有关的不同要素(期望损失减少值、初始成本、防治费用等)的预测时间年份不同,那么由于物价因素的影响,这些要素就不是“站在同一水平线上”,因而它们的可比性就将打折扣。基于这种情况,在核算防治工程投入时,需要根据利率变化进行贴现计算。其函数模型为:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:PVr——防治工程投入费用的贴现值;
r——年名义利率;
t——时间(a)。
在离散的情况下,上式为:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:i为年贴现利率。
(五)地质灾害防治工程优化分析
如前所述,为了使有限的防治资金发挥最充分的减灾效果,需根据最优化原则选择防治项目和确定防治方案。所谓最优化原则,主要体现在三个方面,即:具有充分的科学性,符合地质灾害防治特点和有关的规范、标准要求;在技术方法、财力、物力以及施工条件等方面切实可行;获得最佳经济效益。
防治工程的科学性、可行性主要通过技术分析进行评价。防治工程的经济效益则是根据以上提供的方法进行分析评价。为了根据防治工程经济评价结果,做好防治工程优选,对最优化理论和优选的基本方法进一步分析如下。
通常情况下,防治费用和防灾度(或减灾效果)互为消长关系。即防治投资增加,防治工程规模加大,防灾度提高,灾害损失下降。基于这种关系,为了有效地保护人民生命财产安全,当然是实施的防治工程越多、越可靠,减灾效果越充分。但这显然是不科学的,对于绝大多数地质灾害防治工程来说,不可能片面追求防治效果,而不顾防治投入的多少。在这一矛盾面前最科学的选择是实现防治效果与防治投入的最佳结合。
前面的图8-1和图8-2是根据多数实践结果绘制的地质灾害防治工程投入与灾害损失和防治收益的一般变化关系。它表明,随着防治工程投入的增加,虽然灾害损失减少,收益增加,但它们都不是线性关系。当防治投入达到一定规模后,灾害损失减少的幅度和防治收益增加的幅度会明显降低,这意味着在此之前所进行的防治投入获得的收益(产投差或产投比)明显,而后的防治投入获得的收益变小。因此,我们可以在对不同投资力度下防治工程经济效益分析的基础上,选择预期损失或防治效益转折部位O’的“临界”投入F(c)’作为最佳投入。依此确定相应的防灾度F(s)’及工程方案(图8-3)。
图8-3地质灾害防治工程优化投入示意图
当然,图8-3显示的是最理想的情况,实践中的情况可能要复杂得多。有时所谓“临界值”并不是一个点,而是一个区间,在这种情况下可采用该“临界段”的平均值或最高值选择防治方案。有时可能不存在“临界点”或“临界段”,在这种情况下只能根据不同设计方案的预期收益,直接分析对比后选择最优防治方案。
在分析评价同一项目最优防治工程的基础上,进一步对不同项目的最优方案进行分析对比,本着优中选优的原则,进行项目优选,编制防治规划,排列防治顺序。
『捌』 地质灾害危险区划分及分区评价
本次危险程度分析亦采用基于GIS的信息迭加法。由于和地质灾害易发区划分采用的方法、指标体系建立、指标量化、评价单元剖分等相同或相近,故仅简述之。
一、地质灾害危险区划分
(一)危险程度评价指标体系
地质灾害危险区是指明显可能发生地质灾害且有可能造成较多人员伤亡和严重经济损失的地区。因此,其区域划分应基于地质灾害演化趋势,采用造成损失的地质灾害点,结合地质灾害形成条件与触发因素、演变趋势与人类工程活动,从而圈定不同地质灾害危险程度。
依据此原则,在地质灾害形成条件分析的基础上,采用目标分析方法建立了延安市宝塔区滑坡危险程度评价的三层结构指标体系(图6-16)。
图6-16 地质灾害危险程度评价指标体系框图
1.灾害历史
灾害历史即已有地质灾害群体统计,主要考虑已形成地质灾害的滑坡、崩塌的数量和规模。鉴于遥感解译而未经调查的滑坡、崩塌以及不稳定斜坡一般都属于未造成损失的自然地质现象,故本次以已经造成或有潜在危害的实际调查的滑坡、崩塌、不稳定斜坡为依据,采用其点密度、面密度和体积密度来表征。
2.基本因素
基本因素指控制和影响地质灾害发生的地质环境条件背景,如坡度、坡高、坡型和岩土体类型等。
3.诱发因素
指诱发(或触发)地质环境系统向不利方向演化甚至导致地质灾害发生的各种外动力和人类活动因素,包括降雨和人类工程活动。
图6-17 层次分析法确定权重的流程图
确定权重的方法主要包括专家打分法、调查统计法、序列综合法、公式法、数理统计法、层次分析法和复杂度分析法。其中,层次分析法是由多位专家的经验判断并结合适当的数学模型再进一步运算确定权重的(图6-17),是一种较为合理可行的系统分析方法。本次研究就采用这种方法,首先聘请国内外有关灾害研究专家、灾害研究者根据自己的体会和经验,填写黄土崩滑灾害重要性比较矩阵(表6-5)。
表6-5 区域滑坡危险程度综合评价指标体系重要度比较矩阵
注:A1代表灾害历史因素,A11,A12,A13 分别为:灾点密度,灾点面密度,灾点体密度;A2 代表基础因素,A21,A22,A23,A24,A25分别为:坡度,坡高,坡型,岩土类型和植被覆盖率;A3代表诱发因素,A31,A32分别为:气象条件,人类工程活动。
基于重要度比较矩阵,利用方根法求得权重:
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)
为检验判断矩阵的一致性,分别求取各层次因子一致性指标CR,经检验可知:
CRA<0.1,CRA1<0.1,CRA2<0.1,CRA3<0.1
即各判断矩阵满足一致性,所获得的权重值合理。
(二)评价指标量化
与易发区评价指标量化过程类似,仍然以宝塔区1:5万比例尺和城区1:1万比例尺的数字地形图和地质灾害详细调查数据为基础,分别提取基本评价指标:坡度、坡高以及坡型(坡型指标以地面曲率表示)和已有滑坡崩塌群体统计指标。由于完全基于调查地质灾害点数据,因此能够获取评价单元内精确的灾害点密度、面积密度以及体积密度。
同样,植被指数也来源于全区Spot5遥感数据,根据NDVI计算公式,采用ERDAS遥感影像处理软件,对全区的植被指数进行提取,作为全区植被情况的量化值。人类工程活动的量化是以调查区的公路为基准线,向两边做三个缓冲区,间隔500m,以ArcGIS为工具,分别做出上面同易发区类似的全区及城区的各个指标量化分级图,然后生成数字矩阵作为后面评判的基础数据集。
(三)计算单元剖分
本次危险程度评价单元的剖分与易发程度区划的单元剖分一致。整个调查区以幼年期沟谷中的三级支流干沟、冲沟等划分为135个单元(图6-9)。城区以幼年期沟谷中的四级、五级支流干沟—细沟划分为816个单元(图6-10)。
(四)基于GIS的信息量迭加
1.运算方法及结果
将上述各个评价指标的量化值生成数字矩阵,利用GIS系统的空间迭加与统计功能,计算每一个单元格的所有评价指标值,然后得到数字矩阵的计算结果。再利用ArcGIS平台提供的分析计算功能,将研究区各评价单元数据按照权重分配结果,分级进行信息叠加计算,获取每个单元的危险程度指标(图6-18)。
图6-18 地质灾害危险程度计算结果图
2.危险程度等级分区
综合前面的分析,本次研究经统计分析(主观判断或聚类分析)找出突变点作为分界点,将区域分成划分为低危险,中危险和高危险三个等级,对上面的评判计算结果进行分级(图6-19;表6-6),在定量计算分级分区的基础上,综合考虑各种因素,人工勾画出宝塔区地质灾害危险程度分区图(图6-20,图6-21)。
表6-6 地质灾害危险程度评价分区表
图6-19 地质灾害危险程度分级图
图6-20 地质灾害危险程度分区图
图6-21 城区地质灾害危险程度分区图
二、地质灾害危险区分区评价
依据地质灾害危险程度区划评的评估原则和宝塔区地质灾害危险程度的等级分区图,地质灾害危险程度划分为高危险区、中等危险区、低危险区3个级别的区域,结合地质灾害易发区和承灾体种类及其分布的区域,进一步划分了6个亚区(图6-20,图6-21;表6-7)。分区评价描述如下。
表6-7 地质灾害危险程度分区说明表
(一)高危险区(Ⅰ)
高危险区主要分布于北部延河流域,集中分布于城区(Ⅰ1)、姚店镇(Ⅰ2)、丁庄(Ⅰ3)、牡丹—雷鼓川上游(Ⅰ4)和蟠龙川上游(Ⅰ5)等五个亚区范围内。高危险区的总面积约907.84km2,占全区面积的25.53%。该区城镇化建设速度较快,城镇化率在20%~30%之间,分布有公路、铁路、城镇建筑以及著名革命圣地旅游风景区等许多重要工程建筑设施。区内常住人口较为密集,流动人口往来较频繁。除五羊川流域和桥儿沟镇地段延河Ⅰ级沟谷区外,其他区与地质灾害高易发区基本重合,崩塌、滑坡发育密度76~165处/100km2。历史上灾害发育较多,发育滑坡221处:其中危险滑坡28处,次危险滑坡118处,不危险滑坡75处;发育崩塌36处,其中危险崩塌24处,次危险崩塌10处,不危险崩塌2处:危险斜坡地段14处,次危险斜坡地段16处。共计发育地质灾害288处,危险程度在危险—次危险的地质灾害点占区内总地质灾害点73%。现今潜在地质灾害威胁4702人,资产期望损失11421万元。有宝塔山滑坡(BT4039)、棉土沟滑坡(BT3087)、二庄科武警中队滑坡(BT1003)等26处重要地质灾害点分布在该区。
1.城区亚区(Ⅰ1)
城区亚区位于调查区中西部,以城区为中心,向西北延伸至延河与西川,向西南延伸至杜甫川,向南延伸至南川,向东北顺延河延伸至川口。面积441.69km2,占高危险区面积48.65%。发育地质灾害220处:发育滑坡165处,其中危险滑坡18处,次危险滑坡77处,不危险滑坡70处;发育崩塌29处,其中危险崩塌19处,次危险崩塌8处,不危险崩塌2处;危险斜坡地段10处,次危险斜坡地段16处。该区城镇化建设速度较快,城镇化率20%~30%,分布有公路、铁路、城镇建筑以及著名革命圣地旅游风景区及其重要工程建筑设施。地质灾害威胁4024人、378孔(间)窑洞(房屋)、350m铁路及1200m公路,资产期望损失11735万元。
2.姚店亚区(Ⅰ2)
姚店亚区位于调查区中东部,以姚店镇为中心,沿蟠龙川向北达青化砭,顺延河向西近抵甘谷驿,就延河南岸一支流向南至赵家沟。面积261.39km2,占高危险区面积的28.79%。发育地质灾害47处:发育滑坡36处,其中危险滑坡5处,次危险滑坡28处,不危险滑坡3处;崩塌7处,其中危险崩塌5处,次危险崩塌2处;危险斜坡地段4处。分布有公路、铁路、村庄等工程设施。地质灾害威胁1982人,152孔(间)窑洞(房屋),资产期望损失4635万元。
3.丁庄亚区(Ⅰ3)
丁庄亚区位于调查区西北部边界附近,丰富川上游。面积40.32km2,占高危险区面积的4.44%。该区地形地貌条件复杂,沟谷纵横、河流侵蚀作用强烈,植被覆盖率较低,水土流失严重,极易发生灾害。现今发育危险性滑坡2处,不稳定斜坡1处,共计发育地质灾害3处。
4.牡丹—雷鼓川上游亚区(Ⅰ4)
牡丹—雷鼓川上游亚区位于调查区西北部边界附近,牡丹-雷鼓川上游。总面积112.13km2,占高危险区面积的12.35%。该区地形地貌条件复杂,沟谷纵横、河流侵蚀作用强烈,植被覆盖率较低,水土流失严重,极易发生灾害。人口密度相对较大,村民建房切坡等不合理工程活动较多,潜在地质灾害发育。现今发育潜在地质灾害10处,其中危险滑坡1处,次危险滑坡8处,不危险滑坡1处。灾害威胁597人,资产期望损失256万元。
5.蟠龙川上游亚区(Ⅰ5)
蟠龙川上游亚区位于调查区东北部边界附近,蟠龙川上游。总面积52.31km2,占高危险区面积的5.77%。该区地形地貌条件复杂,沟谷纵横、河流侵蚀作用强烈,植被覆盖率较低,水土流失严重,极易发生灾害,人口密度相对较大,村民建房切坡等不合理工程活动较多,潜在地质灾害发育。现今发育地质灾害点8处:包含2处危险性滑坡,5处次危险性滑坡和1处不危险滑坡。
(二)中危险区(Ⅱ)
中危险区主要分布在宝塔区中北部高危险区外围的黄土梁峁地带,南部汾川河流域官庄乡附近有小面积分布,该区涉及了18个乡镇和3个街道办的部分区域,总面积约1417.34km2,占全区面积的39.85%。该区局部城镇化建设速度较快,城镇化率小于20%,公路、城镇建筑、水库、采矿、采油等重要的工程设施零星展布。除南部汾川河流域外,其他区与地质灾害中易发育区基本重合,崩塌、滑坡发育密度1~69处/100km2。发育地质灾害点102处:滑坡72处,其中危险滑坡15处,次危险滑坡38处,不危险滑坡19处;崩塌16处,其中危险崩塌11处,次危险崩塌4处,不危险崩塌1处;危险斜坡地段11处,次危险斜坡地段3处。地质灾害威胁2676人,532孔(间)窑洞(房屋),资产期望损失851.8万元。柳林镇东队崩塌隐患(BT1111)、后庙沟不稳定斜坡(BT3047)等12处重要地质灾害点分布在该区。
1.中北部亚区(Ⅱ1)
中北部亚区分布在调查区中北部高危险区外围Ⅱ、Ⅲ级沟谷区内,在西川河南岸有小面积分布。中北部亚区总面积1223.27km2,占中危险区面积86.31%。该区局部城镇化建设速度较快,城镇化率小于20%,公路、城镇建筑、水库、采矿、采油等重要的工程设施零星展布。发育地质灾害点97处:发育滑坡69处,其中危险滑坡14处,次危险滑坡37处,不危险滑坡18处;发育崩塌15处,其中危险崩塌11处,次危险崩塌3处,不危险崩塌1处;危险斜坡地段10处,次危险斜坡地段3处。地质灾害威胁2193人,455孔(间)窑洞(房屋),资产期望损失452.4万元。
2.西川河上游亚区(Ⅱ2)
分布在调查区中部西侧,枣园镇西川河南岸,面积50.36km2,占中危险区面积3.55%。发育地质灾害2处,皆为危险性滑坡。地质灾害威胁441人,202国道上过往车辆、人员,以及59孔(间)窑洞(房屋),资产期望损失196万元。
3.官庄亚区(Ⅱ3)
分布在调查区南部东侧,地貌上属汾川河的中上游。面积143.71km2,占中危险区面积的10.14%。发育地质灾害点3处:1处次危险滑坡、1处崩塌,1处危险斜坡地段。地质灾害威胁32人,18孔(间)窑洞(房屋),资产期望损失7万元。
(三)低危险区(Ⅲ)
低危险区主要分布在调查区南部5个乡镇和延河河沟区,面积1251.92km2,占全区面积35.2%。分布有公路、局部分布有城镇建筑、水库、采矿、采油等重要工程设施。人类工程活动微弱。地质灾害面密度0.2处/100km2。其中调查区南部亚区(Ⅲ1)仅发育6处不稳定斜坡,危险斜坡地段4处,次危险斜坡地段2处。地质灾害威胁79人,79孔(间)窑洞(房屋),资产期望损失200万元。仅有姚家坡村不稳定斜坡1处重要地质灾害点分布在该区。延河河谷亚区(Ⅲ2)主要分布在宝塔区城区宽阔的河谷等地。属延河Ⅰ级沟谷区,尽管区内城市化建设速度较快,人类工程活动强烈,但由于河谷区地形宽阔、且较平坦,两侧滑坡受滑距限制,一般不至于滑至该范围,危险程度因此较低。
『玖』 地质灾害调查与评价成果的基本内容是什么
内容:
如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、内岩爆、坑道突水、突泥、容突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化,土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化,以及地震、火山、地热害等。