榆中城关镇地质灾害风险区划
① 管线工程地质灾害危险性综合分区段评估
依据国土资发〔2004〕69号文件附件《地质灾害危险性评估要求》,按照危险性大、危险性中等、危险性小三级进行综合分区(以代号A、B、C区分),并进一步分为不同地段(以阿拉伯数字1、2、3……区分)。按以上综合评估原则,甘肃段共划分出17个不同的危险性区段,其中危险性大的4段,危险性中等的6段,危险性小的7段,详见图5-8及表5-31。
(一)危险性大的区段(A)
在切割强烈的黄土丘陵区、黄土梁峁区和中低山区分布有众多中、小型崩塌、滑坡和泥石流。崩塌和危岩体大多是采石、取土形成;滑坡前缘的工程,都有不同程度的破坏,以老滑坡为主;泥石流沟主要在沟谷狭窄、沟床坡度大、边坡松散物多、植被覆盖度低的支沟中,危害严重、危险性大。黄土丘陵区和黄土梁峁区基本为自重湿陷性黄土分布区,切沟、冲沟、落水洞、黄土柱、黄土桥皆有所发现。
根据地质灾害体的分布规律、危害及危险性程度确定出危险性大的有4段,长152.8km,占管线总长的34.3%。分段说明如下:
图5-8 甘肃段地质灾害危险性分区图
1.兰州市西固小坪子—兰州市直沟门段(A1)
位于皋兰山前三、四级阶地及黄土丘陵区,地形起伏较大,多见高边坡及冲沟、泥石流沟。段内管线长29.0km,占管线总长度的6.5%。主要的地质灾害为崩塌、滑坡、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性大。
2.通渭县碧玉—秦安县莲花城段(A2)
该段属于黄土垄岗细梁与深沟地段,梁顶狭窄但相对平坦,梁脊长且略有弯曲,坡地中常发育黄土滑坡或黄土—泥岩滑坡,多为老滑坡。梁间沟谷深切,支沟多为泥石流沟。段内管线长44.0km,占管线总长的9.9%。主要的地质灾害为滑坡、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性大。
3.张家川县龙山镇—张家川县赵家沟段(A3)
属于黄土梁峁及沟谷地段,地形起伏较大,沟谷深切。段内管线长 11.0km,占管线总长的2.5%。主要的地质灾害为崩塌、滑坡、泥石流和黄土湿陷、潜蚀。综合评估危险性大。
4.张家川县韩家硖—天水市北道支线段(A4)
该段属于黄土垄岗细梁与深沟地段,梁顶狭窄但相对平坦,梁脊长且略有弯曲,坡地中常发育黄土滑坡或黄土—泥岩滑坡,多为老滑坡。梁间沟谷深切,支沟多为泥石流沟。段内管线长68.8km,占管线总长的15.5%。主要的地质灾害为滑坡、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性大。
(二)危险性中等的区段(B)
在切割较为强烈的黄土丘陵区、黄土梁峁区和中低山区分布有一定程度的中小型滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害体,危害中等,危险性中等。
根据地质灾害体的分布规律、危害及危险性程度确定出危险性中等的6段,合计长135.7km,占总长的30.5%。分段说明如下:
1.兰州直沟门—榆中县乔家营(B1)
处于兴隆山前,地形起伏较大,属于中等切割的黄土丘陵区,多见高边坡及崩塌。区段内管线长16.0km,占管线总长的3.6%。主要的地质灾害为崩塌、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性中等。
2.榆中县方店子—榆中县稠泥河(B2)
属于中等切割的黄土丘陵区,地形起伏较大,多见高边坡及崩塌。段内管线长13.0km,占管线总长的2.9%。主要的地质灾害为崩塌、泥石流、黄土湿陷和潜蚀。综合评估危险性中等。
3.榆中县高崖—定西市符川段(B3)
处于宛川河与关川河西支沟分水岭段,地形起伏较大,属于中等切割的黄土丘陵区,多见高边坡及崩塌。段内管线长19.5km,占管线总长的4.4%。主要的地质灾害为崩塌、泥石流和黄土湿陷、潜蚀。综合评估危险性中等。
4.定西市红土窑—通渭县碧玉段(B4)
处于关川河东支沟与牛谷河段,地形略有起伏,以河谷平原为主,河谷两侧泥石流及河岸崩塌发育。全长63.5km,占管线总长的14.3%。主要的地质灾害为崩塌、滑坡、泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性中等。
5.张家川县上磨村—张家川县马鹿前庄段(B5)
处于关山西部低山丘陵区,出露闪长岩、片麻岩、变质砂岩,上覆薄层黄土,基岩风化破碎十分强烈,地形起伏较大,沟谷切割较深。公路沿线多见崩塌与泥石流沟,地质环境相对脆弱。区内管线长20.5km,占管线总长的4.6%。主要的地质灾害为崩塌、泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性中等。
6.张家川县马鹿官山沟口—张家川县老爷庙段(B6)
处于关山林区,马鹿牧场,植被覆盖率高。由闪长岩、片麻岩、变质砂岩构成,上覆薄层坡残积,边坡处基岩风化破碎十分强烈,地形起伏较大,沟谷深切,官山沟沟口多见采石场崩塌,地质环境脆弱。段内管线长3.2km,占管线总长的0.7%。主要的地质灾害为崩塌、洪水冲蚀。综合评估危险性大。
(三)危险性小的区(C)
在冲洪积平原区、榆中盆地和部分黄土丘陵区分布有一定程度的小型崩塌和泥石流等地质灾害体,其危害及危险性小。
根据地质灾害体的分布规律、危害及危险性程度确定出危险性小的7段,合计长156.5km,占总长的35.2%。分段说明如下:
1.兰州市西固首站—兰州市西固小坪子段(C1)
位于兰州盆地一—二级阶地,地形平坦,段内管线长2.0km,占管线总长的0.4%。主要的地质灾害为黄土湿陷,局部可能有地面塌陷。综合评估危险性小。
2.榆中县乔家营—榆中县方店子(C2)
处于榆中盆地,地形平坦开阔,局部略有起伏。段内管线长17.2km,占管线总长的3.9%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
3.榆中县稠泥河—榆中县高崖段(C3)
处于关川河河谷平原,地形平坦开阔,局部略有起伏。段内管线长 16.0km,占管线总长的3.6%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
4.定西市符川—定西市红土窑段和定西市景台上—定西市安定区(C4)
该段处于关川河东、西支流河谷平原区,Ⅰ—Ⅱ阶地发育,地形平坦开阔。段内管线长59.8km,占管线总长的13.5%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
5.秦安县莲花城—张家川县龙山镇段(C5)
位于清水河河谷平原区,Ⅰ阶地发育,地形平坦开阔,左岸山坡多见中—大型老滑坡,距管道1~3km。段内管线长48.0km,占管线总长的10.8%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
6.张家川县赵家沟—张家川县上磨村段和张家川县城关镇—张家川县韩家硖支线段(C6)位于后川河河谷平原区,Ⅰ—Ⅱ阶地发育,地形较为平坦。段内管线长8.5km,占管线总长的1.9%。主要的地质灾害为泥石流和黄土湿陷。综合评估危险性小。
7.张家川县马鹿前庄—张家川县官山沟沟口段(C7)
属于关山山间盆地,Ⅰ阶地发育,地形相对平坦开阔。段内管线长5.0km,占管线总长的1.1%。主要的地质灾害为洪水冲蚀和黄土湿陷。综合评估危险性小。
② 全国地质灾害防治区划分区特征
地质灾害防治区既是客观划分地质灾害形成的地质环境条件,又反映了地质灾害防治方向。根据区域地质灾害的类型、规模、分布,以及区域地质条件、人类工程活动规律、地质灾害防治方向将全国分为6个地质灾害防治区(表5.1;图5.1):①东部平原丘陵山地地质灾害防治区(Ⅰ);②东南丘陵山地地质灾害防治区(Ⅱ);③西北内陆盆地地质灾害防治区(Ⅲ);④黄土高原地质灾害防治区(Ⅳ);⑤西南山地地质灾害防治区(Ⅴ);⑥青藏高原地质灾害防治区(Ⅵ)。
表5.1 全国地质灾害防治分区特征简表
5.2.1 东部平原丘陵山地地质灾害防治区(Ⅰ)
本区包括黄淮海平原、燕山山地、呼伦贝尔高原、大兴安岭及其以东的广大地区,东界为国境线和海岸线。在地貌上位于我国地貌的第三级阶梯,以平原为主,东北平原边缘为丘陵山地。行政区划包括我国东北地区的辽吉黑三省和内蒙古东北部,环渤海地区的天津、北京东南部、河北大部和山东西部,长江三角洲地区的江苏大部、上海和浙江杭州,以及黄淮地区的河南东部和安徽北部。该区人口密度大,工业发达是我国的主要经济区之一。
华北平原和松辽平原存在不同程度的地面沉降。华北平原自新生代以来一直是断续沉降地带,第四纪沉积极为发育,其沉积厚度受基底起伏的控制,一般为200~600m,坳陷区最厚达1000m以上。华北平原地面沉降量大于200mm的地区达42120km2,大于1000mm的地区为755km2,大于300mm的面积达18718km2,大于500mm的面积达6430km2。松嫩平原规模大、地形平坦,巨厚的松散沉积物的岩性主要为砂石及砂砾石,并含湖沼相的淤泥质土、泥炭、厚度为6~10m,结构松散,多呈层状分布。承压水含水层广泛分布。地面沉降和地裂缝大部分集中于大庆油田采油井口附近,在大庆市区已形成两个面积为2000~3000km2的东西向大漏斗,其中心区地下水位埋深近50m。普遍发生房裂、墙体倾斜和地裂。
本区突发性地质灾害主要分布在山东中部、辽宁东部和西部、吉林东部以及黑龙江东部的山地地区。地质灾害分布比较密集、危害较大且能代表本区地质环境和地质灾害类型的典型地段有两处:一是辽宁抚顺等矿区滑坡、泥石流发育地段;二是黑龙江鸡西七台河地面塌陷发育地段。
从危害程度看,截至2002年共有58.76万人受地面塌陷、地裂缝灾害威胁,潜在灾害损失为41.16万元。受地裂缝、地面塌陷灾害威胁较严重的市(县)主要分布在辽宁抚顺市露天区,江苏徐州市、铜山县,黑龙江七台河市。
该地区地质灾害防治重点是华北平原、长江三角洲和松辽平原等地区的地面沉降和地裂缝,以及辽宁、黑龙江等矿区的地面塌陷。
5.2.2 东南丘陵山地地质灾害防治区(Ⅱ)
本区包括我国东南部淮阳山地和长江中下游及其以南的广大区域,东界为海岸线。在地貌上位于我国地貌的第三级阶梯,为低山丘陵,地形切割和风化作用强烈,风化层厚度大,植被发育。行政区划上包括浙江大部、安徽南部、湖北中东部、湖南东部、江西、广东、河南南阳。该区的突出特点是人口众多,密度大。
本区地质灾害以滑坡、崩塌、泥石流为主,滑坡、崩塌以小型土质滑坡、崩塌为主,主要分布在安徽南部、浙江中部、江西西部、广东东北部、福建中东部地区。本区东部以突发性地质灾害为主,西部以采矿引起的地面塌陷为主。地质灾害分布比较集中、危害较大的且能代表本区地质环境和地质灾害类型的典型地段有3处:一是闽、粤、浙东南低山丘陵滑坡、崩塌发育地段;二是皖南、浙西北中低山滑坡、地面塌陷发育地段;三是赣西、湘南低山丘陵滑坡、地面塌陷发育地段。
据1999~2001年县(市)地质灾害调查资料,本区因地质灾害造成1096人死亡,直接经济损失59582万元。造成死亡人数最多的是滑坡灾害,共617人死亡;其次是泥石流灾害,死亡196人;地面塌陷、崩塌造成死亡人数分别为162人和121人。滑坡所造成的直接经济损失约占地质灾害所造成经济损失的73.14%。
1990年9月浙江平阳县山外村滑坡,规模117m3,造成5人死亡,14人受伤,100余人轻伤,毁房1073间,直接经济损失达1100万元。
1987年安徽省绩溪县荆州乡方家湾村滑坡,规模5000m3,造成35人死亡,直接经济损失达45万元。
该区地质灾害防治重点是台风降水和人类活动作用引发的滑坡、崩塌和泥石流。
5.2.3 西北内陆盆地地质灾害防治区(Ⅲ)
本区范围东界为大兴安岭的西麓,南界自小腾格里沙漠,沿集宁东南部的丘陵地北坡,向西穿过黄土高原的北缘,沿祁连山和昆仑山的北麓直至我国最西部的帕米尔高原,西界和北界为国境线。包括新疆大部、甘肃北部、内蒙古西部和中部、宁夏北部。这一地区的特点是人口密度小,经济欠发达,主要地质灾害为发育在山前地区的滑坡、泥石流。
本区地质灾害主要分布在新疆中部。地质灾害分布比较集中且危害较大。地质灾害类型的典型地段主要有新疆伊犁谷地滑坡泥石流发育地段。
据1999~2001年县(市)地质灾害调查资料,本区因地质灾害造成342人死亡,直接经济损失2605万元。其中滑坡灾害造成253人死亡。
图5.1 全国地质灾害防治区划重点防治区图
该区地质灾害防治重点是交通干线、矿产基地、居民地突发性地质灾害防治。
5.2.4 黄土高原地质灾害防治区(Ⅳ)
本区位于黄河流域中部,其范围在长城一线以南,秦岭、伏牛山以北,西以乌鞘岭、日月山为界,东抵吕梁山。包括青海东部、甘肃东部、宁夏南部、陕西北部、山西及河北西部。
本区位于我国地貌的第二级阶梯,主体海拔为1000~2000m,黄土厚度一般为50~100m,最厚可达250~300m,是世界上黄土分布最广,沉积最厚的区域,也是滑坡和泥石流的发育区。区内煤炭等矿产资源丰富,是我国的主要能源基地,采矿引起的地面塌陷与地裂缝问题突出。
本区新构造运动活动强烈,地形切割较强烈,沟谷比较发育,河流不断侵蚀岸坡,常在河、沟谷形成深达10~30m的陡坎。
本区地质灾害主要分布在山西中南部、陕西中南部、甘肃南部、宁夏南部,以及青海西宁地区。西部以突发性地质灾害为主,东部以采矿引起的地裂缝和地面塌陷为主。地质灾害分布比较密集、危害较大且能代表本区地质环境和地质灾害类型的典型地段有两处:一是黄土高原南缘与秦岭过渡地带滑坡泥石流发育地段,主要包括陕西蓝田、凤县、宝鸡市,甘肃镇原、永清、武山、天水、礼县、会宁,青海西宁、民和、湟中。二是晋中南地面塌陷地裂缝发育地段,主要包括山西阳泉、沁源、阳城、襄垣、娄烦、翼城、阳城、河曲、榆次。
本区滑坡主要发育于黄土、第四系含砾粘土、亚砂土、亚粘土、粉土和新第三系泥岩中,土质滑坡占滑坡总数的72%,古近系砂砾岩次之,其他时代较老的地层中仅少量发育。黄土、软弱层状泥岩岩组,软弱层状千枚岩组和断层破碎带以及残坡积层构成了本区的易灾岩组。
据1999~2001年县(市)地质灾害调查资料统计,本区73.87%的突发性地质灾害主要发生在雨季的7~8月,具有明显的季节变化规律。值得注意的是虽然突发性地质灾害主要发生在7~8月,但崩塌略有不同,52.2%的崩塌发生在7~8月,47.8%发生在3~6月和9~10月。区内地质灾害的分布与活动均具有周期性变化规律。但各种地质灾害周期时距不一。地质灾害的周期主要受活动断裂、地震、新构造运动以及降水和人类活动等因素的制约,其中地震和降水的控制作用更为突出。
滑坡和泥石流的主要诱发因素为暴雨。据统计,近20年来81%以上的滑坡形成于暴雨之后,99%以上泥石流形成于暴雨之后。
崩塌的诱发因素除暴雨外,人为工程活动对崩塌的诱发作用也非常明显,据统计,57%崩塌是暴雨诱发的,41%由人为工程活动引起。人为工程活动主要是边坡坡脚开挖和破坏植被等。另据统计,有5.8%的崩塌是地震诱发的。
1999~2001年县(市)地质灾害调查资料表明,本区因地质灾害造成1203人死亡,直接经济损失达5亿元。泥石流灾害造成死亡人数最多,达838人;其次是滑坡灾害,死亡231人。
1985年8月12日发生的甘肃省武山县桦林沟泥石流,造成沟口天局村彻底被毁,死87人,伤212人,冲毁房屋408间,冲走牲畜82头,粮食20多万斤,直接经济损失253万元,灾情之严重令人触目惊心。1999年7月,该沟再次暴发泥石流,将沟口1000余亩小麦全部冲毁,造成经济损失35万元。据不完全统计,武山县由于地质灾害造成的死亡人数高达217人,直接经济损失3400万元,其危害范围遍及全县各个乡镇。
1920年,海原地震引起1处滑坡,即导致77人死亡。
1985年10月4日,陕西省蓝田县因开挖坡脚和暴雨引起的黄土崩塌,造成11人死亡。
该区地质灾害防治重点是重要城市矿区、交通干线黄土滑坡、崩塌和泥石流,以及汾渭盆地地面沉降和地裂缝。
5.2.5 西南山地地质灾害防治区(Ⅴ)
本区位于我国中部山区,其范围在秦岭以南,经武当山,雪峰山,以云开大山西缘一线为东界,西达岷山、横断山和哀牢山以东,南为国界。包括云南东部、贵州、广西大部、重庆、四川东部、湖北西部及甘肃和陕西南部、河南西部。
这一地区地貌上处于我国地势的第二级阶梯,地形上,以切割强烈的山地、高原为主,新构造活动和地震强烈,气候条件复杂。
本区主要易滑岩类有泥岩、页岩、凝灰岩、片岩等软弱岩层。易崩岩层有灰岩、砂岩等软弱岩层相间的地层。为突发性地质灾害最为发育的地区。
本区地质灾害在6个区中最为发育,主要分布在甘肃南部、湖北大部、湖南西北、贵州北部以及广西北部地区。西部以突发性地质灾害为主,地面塌陷和地裂缝主要分布在贵阳-安顺和六盘水地区。地质灾害分布比较集中,危害较大且能代表本区地质环境和地质灾害类型的典型地段有5处:①青藏高原东缘滑坡、泥石流发育区;②长江三峡地区滑坡、崩塌发育区;③秦巴山地滑坡、泥石流发育区;④云贵高原滑坡、泥石流发育区;⑤湘南丘陵滑坡、地面塌陷发育区。
据1999~2001年县(市)地质灾害调查资料,本区滑坡和泥石流的主要诱发因素是暴雨。据统计,滑坡86.6%为暴雨诱发,泥石流97.28%是暴雨诱发。本区因地质灾害造成4714人死亡,直接经济损失27.35亿元。造成死亡人数最多的是滑坡灾害,死亡2063人;其次是泥石流,死亡1317人。地面塌陷死亡人数为14人。
1979年11月,四川省雅安市雨城区北郊乡发生泥石流,死亡146人,毁坏房屋320间,农田572亩,阻断道路5处,直接经济损失800万元。
1991年9月23日,云南省昭通市盘河乡发生规模为4050万m3的滑坡,造成216人死亡。
2003年7月11日23时,受特大暴雨影响,四川省丹巴县距县城33km的巴底乡邛山沟,发生特大泥石流灾害,造成18人死亡,33人失踪,71人被困,冲毁省道211线1000余m,人行便桥5座,经济损失严重。
该区地质灾害防治重点是局地暴雨和地震引发的较大规模的滑坡、崩塌和泥石流,云、贵、桂岩溶地区和矿区的地面塌陷。
5.2.6 青藏高原地质灾害防治区(Ⅵ)
本区范围北起昆仑山、阿尔金山和祁连山,南至喜马拉雅山,西抵国界,东达岷山、横断山和哀牢山,是我国大江大河的发源地。包括西藏、青海大部、云南和四川西部、新疆和甘肃南部边缘。
本区处于我国地貌的第一级阶梯。山地海拔在3000~4500m以上,峡谷相对高差为2000~3000m,35°以上陡坡占总区域的20%以上。该区地质灾害以自然形成的崩塌、滑坡、泥石流等突发性灾害为主,灾害体的规模较大。本区易产生滑坡和崩塌的岩性主要为泥岩、片麻岩以及板岩和碎石土等。这一地区的另一突出特点是人口密度小,经济欠发达。
本区地质灾害主要分布在四川西部、西藏东南部、云南西部、青海东部。地质灾害分布比较集中,危害突出的地段有两处:一是易贡藏布流域泥石流和滑坡发育区;二是青藏高原东缘滑坡和泥石流发育区。
据统计,1970~2001年因地质灾害造成1966人死亡,直接经济损失12.53亿元。滑坡灾害造成死亡人数最多,为1519人,其次是泥石流灾害,造成403人死亡。
自20世纪80年代以来,云南省元阳县地质灾害成灾20余次,导致553人死亡,410人受伤,直接经济损失3.98亿元。1989年1月28日,位于县城中心的大礼堂后山发生大规模滑坡,15万m3的滑体以每小时19.7~35.0cm的速度向下滑动。1月31日,县电影院、文化局等10余处房屋被毁,城中心县城建局大楼至老干部活动室一带的地面明显隆起。城区供水、供电、通讯几次中断,公路被毁,92栋房屋成危房,28个单位和203户居民被迫紧急疏散,城区近50%的居民不同程度受到滑坡的影响,造成直接经济损失3000多万元。
2000年4月9日晚8时左右,西藏林芝地区波密县易贡藏布河扎木弄沟发生大规模山体滑坡,历时约10分钟,滑程约8km,高差约3330m,截断了易贡藏布河(河床高程2190m),形成长约2500m,宽约2500m的滑坡堆积体,其面积约5km2,最厚达100m,平均厚60m,体积2.8~3.0亿m3。
该区地质灾害防治重点是冻融作用和复杂地质环境条件下在河流和道路两侧形成的泥石流和滑坡。
③ 衢江区地质灾害风险区划与管理
一、衢江区地质灾害风险区划分析
通过对衢江区地质灾害风险评估结果分析,得出实证权重后概率法和实证权重指数叠加法两种方法对衢江区地质灾害风险评估的结果合理。从地质灾害风险管理的角度出发,本文选择相对保守的实证权重指数叠加法作为风险区划和管理的主要依据(图7-28,见彩页),同时以实证权重后概率法作为补充。
通过对衢江区地质灾害风险评估区划的结果分析可以得出,衢江区地质灾害风险较大的区域主要分布在东南部地区和西北部地区,大约占整个衢江区面积的1/3,主要的行政区域为:北部地区的灰坪、太真、庙前、双桥和上方镇的大部分;南部地区的岭头、洋口、举村和湖南镇、坑口、长驻、大洲镇的南部小部分地区。这些区域地形地貌主要为海拔相对较高的山地,降雨量也相对较高,存在的地质灾害危害主要为滑坡、泥石流和崩塌。这些区域是衢江区地质灾害风险管理的重点区域。
二、衢江区地质灾害风险管理
(一)衢江区人民生命财产安全
根据人口密度表7-37可以看出北部地区灰坪、太真、双桥的人口密度相对较高,而北部地区主要位于地质灾害风险性较大的区域,对此有以下几点建议:
(1)衢江区制定经济发展规划时,制定一些有利于这些乡镇人口外流的政策,以减少地质灾害风险性较大的区域的相对人口密度。
(2)详细勘查该区域泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害的发育及分布情况,同时详细勘查该区域那些建在泥石流隐患沟口、滑坡隐患点及附近的居住人口状况,对这些人口状况和房屋进行统计和登记。在有条件的情况下,对居住在这些隐患点附近的居民采取搬迁策略,达到降低地质灾害风险的目的。
表7-37 衢江区各个乡镇建筑面积上人口密度表
注:该人口密度是指乡镇人口数与乡镇建设用地面积的比值,深灰色表示整个乡镇位于高风险区,浅灰色表示部分位于较高风险区。
(3)加强该区域内人口密集区及活动频繁区气象水文的观测与监测,在该地段建立和增加气象降雨的观测设施,加强对局部降雨的监测与预报能力,提高对该地段地质灾害的气象预报预警能力;同时建立一套相对系统的应急减灾体系,达到地质灾害高威胁期降低其风险的目的。
(4)采取一系列的工程措施,对该区域内人口较集中且人类活动较频繁地区的泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害较发育的地段进行防护,如采取减少物源、改变排水径流方式、加固坡脚等措施。
(5)对该区域内居民开展地质灾害知识的普及教育,提高他们对地质灾害形成条件、过程及产生的危害的认识,提高他们自身对地质灾害的识别和预防能力;同时建立一套完善的地质灾害群测群防体系,从最大限度上降低地质灾害的风险。
(二)衢江区道路等基础设施安全
图7-29(见彩页)为衢江区主要道路分布图,从中可以看出西北部和东南部地质灾害风险较高的区域存在着一定道路及通讯、电力等基础设施分布情况,对此有以下几点建议:
(1)对位于地质灾害风险较高区域内的道路段、通讯设施基座分布位置等基础设施,采取详查方式摸清其所处位置的地质灾害类型、威胁程度等隐患情况。
(2)采取一系列的工程措施,对详查出的泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害较发育的地段及位置进行防护,如采取减少物源、改变排水径流方式、加固坡脚等措施。
(3)加强该区域内气象水文的观测与监测,在该存在基础设施地段建立和增加气象降雨的观测设施,加强对局部降雨的监测与预报能力,提高对该地段地质灾害的气象预报预警能力;同时建立一套相对系统的应急减灾体系,达到地质灾害高威胁期降低其风险的目的。
(三)衢江区土地利用方向
通过对衢江区地质灾害风险评估区划的结果分析可以得出,衢江区地质灾害风险较大的区域主要分布在东南部地区和西北部地区。结合土地利用方向有以下几点建议:
(1)在制定衢江区发展规划及土地利用规划时,充分与衢江区地质灾害风险区划相结合;在兼顾本地区资源制约情况下,尽量减少对南部和北部地质灾害风险程度较大的区域规划较大规模的开发与建设活动。
(2)在土地利用方向上,优先开发和发展衢江区中部地区地质灾害风险较低的区域,同时将衢江区东南部和西北部地质灾害风险程度较大的区域作为发展旅游和生态用地。
(3)制定一系列的引导性政策,将衢江区地质灾害风险较大区域内的经济繁荣区的经济重心迁移,达到在该区域内减少人类经济活动的目的,最终以降低该区域的地质灾害风险度。
(4)若衢江区地质灾害风险较大区域内不得不开展大规模工程活动,在进行充分的工程勘查和地质灾害危险性评估的基础上,建议建立专门的气象监测和地质灾害风险预警机制。
三、结论
(1)本次研究是以浙江省衢州市衢江区为研究区,将地质灾害的危险预测与灾害损失分析和概率风险分析方法结合起来,在预测灾害发展状态的前提下,对其可能带来的灾害风险进行系统评估和预测,根据确定的风险评估级别进行了衢江区地质灾害风险区划研究,并展开了相应的对地质灾害风险的管理研究。
(2)本次研究采取了基于统计学的Bayesian方法的数据驱动权重模型(weights of evidence modeling)。数据驱动权重模拟方法的主要原理是利用滑坡历史分布数据,建立滑坡分布与各影响因子之间的统计关系,即根据在各影响因子不同类别中滑坡分布的统计情况来确定各影响因子对滑坡灾害的贡献率(权重)大小。与专家知识模型相比,权重的确定更加科学和可靠,避免了专家的主观性所带来的不确定性。最后,利用另一时期的滑坡分布历史数据对评估结果进行检验和成功率预测,使评估结果更加具有可信度。通过对衢江区地质灾害危险性评估研究可以得出:降雨量和坡度因素的影响最大,表明它们对衢江地区的地质灾害产生具有重要影响;人类活动对衢江区地质灾害发生的影响最小。
(3)承灾体易损性包括物质易损性和人口易损性。承灾体易损性不仅取决于承灾体本身的承灾能力,还取决于当地社会抵御滑坡灾害的能力,这包括减灾措施、灾害预报和灾害应急准备和社会经济发展水平。本次研究选取了人口分布密度、房屋建筑物财产价值、通讯基站投资、公路、耕地资产、园地资产、林地资产等承灾体作为易损性评价指标,同时采取主成分和因子分析等数理统计方法对衢江区地质灾害易损性进行了评估。
(4)本研究根据对衢江区地质灾害危险性评估和易损性评估的研究结果,通过交叉运算得到了衢州地区地质灾害风险性。通过实际案例分析,主要得出以下结论:研究区滑坡风险性较高地区主要分布在西北部和东南部地区,在这些地区滑坡危险性主要受降雨量和坡度因素的影响,滑坡易损性主要是人口分布影响较大,居民点和道路及通讯基站的分布也主要集中在这些地区。东南部林地资产较大,这些影响因素的综合作用,导致这些地区滑坡风险性较高。
(5)在风险管理上,应加强衢江区风险性较高的西北部和东南部地区内的人口密集区及活动频繁区、道路和通讯基站等基础设施周边的气象水文的观测与监测,在这些地段建立和增加气象的观测设施,加强对局部降雨的监测与预报能力,提高对这些地段地质灾害的气象预报预警能力;针对这些地区建立一套相对系统的应急减灾体系,达到降低地质灾害风险的目的;采取一系列的工程措施对危险地段进行防护;在土地利用方向上,应减少对该区域的大型人类工程的投入,将该区域作为发展旅游和生态用地。
图7-2 衢江区地形地貌影像图
图7-7 滑坡影响因子图(a)
图7-7 滑坡影响因子图(b)
图7-8 滑坡影响因子二值权重图
图7-9 滑坡后概率预测图
图7-10 预测二值图
图7-11 通讯基站分布图
图7-12 房屋财产图
图7-13 道路图
图7-14 耕地资产图
图7-15 园地资产图
图7-16 林地资产图
图7-17 人口分布密度图
图7-18 财产易损性
图7-19 人口易损性
图7-20 滑坡易损性
图7-21 滑坡易损性重新分类图
图7-22 滑坡危险性(后概率法)
图7-23 滑坡危险性(指数叠加法)
图7-24 滑坡风险性(后概率法)
图7-25 滑坡风险性(指数叠加法)
图7-26 实证权重后概率法
图7-27 实证权重指数叠加法
图7-28 衢江区地质灾害风险评估区划(实证权重指数叠加法)
图7-29 衢江区交通道路与通讯基站分布图
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⑤ 地质灾害风险评估框架
一、地质灾害风险评估
地质灾害风险评估,即分析不同强度的地质灾害发生的概率及其可能造成的损失,是对风险区发生不同强度地质灾害活动的可能性及其可能造成的损失进行的定量化分析与评估。地质灾害风险评估的目的是清晰地反映评估区地质灾害总体风险水平与地区差异,为指导国土资源开发、保护环境、规划与实施地质灾害防治工程提供科学依据。地质灾害风险区划是按计算的地质灾害期望损失值分成不同等级风险区,针对不同风险区的特点提出减少风险的各项对策。
根据地质灾害风险的构成因素,地质灾害风险评估主要应包括两个方面:一是危险性评估;二是易损性评估。滑坡风险分析(区域尺度)不仅可以识别现有承灾体的影响,还可以识别出与未来开发相关的潜在影响,这对未来开发决策具有指导意义。也就是说,地质灾害风险分析就是对滑坡灾害进行风险识别、风险评估、风险估计,回答“什么原因”、“在哪发生”、“什么时候发生”、“强度多大”、“频率多少”、“影响多大”、“风险水平是否可以接受”这些关键问题。并在此基础上优化组合各种风险管理技术,做出风险决策。对地质灾害实施有效的控制和处理风险所致损失的后果,期望以最小的成本换取大的安全保障。滑坡、泥石流等地质灾害风险总是与人类社会共存,人类社会所能做的工作,就是要降低滑坡、泥石流等地质灾害风险,进行风险分散和转移,将风险管理到一个可以接受的程度,而风险评估则是实现风险管理的关键。
在地质灾害风险计算的基础上进行风险评估,主要是判断存在的风险是否可接受,并制定风险处理选择方案或建议。一般将风险分为可接受水平、容忍水平或不可容忍水平。什么水平的风险是可以接受或容忍的,在很大程度上取决于当地生产力水平和防灾能力、心理预期、社会和文化价值取向等因素。比如在比较贫困落后的地区,所能接受的灾害风险水平要比相对富裕地区高。在风险高地区生活的人,所能接受的风险水平要比生活在低风险地区的人高。因此,在不同地区和不同人群,可接受的风险水平是不一样的。可接受的风险水平要综合考虑各种因素,进行风险-效益分析,最后得出权衡后的风险水平。香港特区政府岩土工程办公室将新开发坡体的可接受的个人风险定为1×10-5,对于已存在的坡体开发个人风险定为1×10-4。一般使用频率—死亡人数(FN)图解法确定可接受的社会风险水平(图1-2)。
图1-2 一定规模(死亡人数)的事件发生频率与死亡人数(FN)图解(据澳大利亚岩土力学协会,2000)
二、地质灾害风险评估框架
地质灾害风险管理主要包括风险识别、风险评估和风险处置三个方面。首先是风险识别,然后进行风险评估,在此基础上通过成本-效益方法以及综合考虑各方面因素确定减灾行动。降低地质灾害风险涉及风险的接受、避让、预防、减轻或共同分担。减灾手段包括“硬”的工程方法,还包括“软”的立法、教育、保险、援助、应急和规划。关于滑坡风险管理,目前世界上还没有一个通用的框架,比较公认的是澳大利亚岩土力学协会(2000)在其滑坡风险管理指南中确定的框架(图1-3)。
香港斜坡安全管理是一项持续努力和全方位的长期计划,其宗旨是最大程度地降低香港的滑坡风险。从20世纪90年代开始,香港将量化风险的理念引入边坡安全管理政策中,开展了一系列试验研究,并将试验研究成果应用到边坡安全政策中。香港边坡安全量化风险评估采用了Stewart (2000)提出的香港化学工业界的风险管理框架(图1-4),内容主要包括风险分析、风险评估和风险管理。风险管理是风险评估、风险控制和实施行动和/或监测计划的整个过程。风险控制涉及风险处理措施的评估(包括风险减轻、风险接受和风险避让)。根据风险控制过程的结果实施行动和/或监测计划。参照英国健康与安全行政官(HSE)风险容忍准则(图1-5),制定了“滑坡风险准则”。当风险水平介于两个极限之间(位于“可容忍区”)时,针对这一风险指标要求开始采取行动,将风险降至“切实可行的”水平。这就是所谓的ALARP要求。对每个存在潜在危险性设施都实施了减轻风险计划,随后对土地利用规划实行控制,以避免风险加大,并在可能的情况下降低附近地区的风险。
图1-3 滑坡风险管理程序(据澳大利亚岩土力学协会AGS,2000)
可以说,香港风险管理理念是在1993年被用于检查边坡安全政策的,到1995,风险管理手段开始被认为是有助于边坡安全的一项不可或缺的政策。利用量化风险评估(QRA)技术,来计算和管理滑坡风险已经逐渐获得香港岩土工程业界的认同,因而驱使相关技术在近年来得到发展和应用。
图1-4 香港化学工业界风险管理框架
图1-5 健康与安全行政官(HSE)的风险容忍度框架
⑥ 地质灾害区域预警原理
据检索统计,世界上约有20多个国家或地区不同程度地开展过降雨引发滑坡、泥石流的研究或预警工作。其中,中国香港(Brandetal.,1984)、美国(Keeferetal.,1987)、日本(Fukuzono,1985)、巴西(Neiva,1998)、委内瑞拉(Wieczoreketal.,2001)、波多黎各(Larsen&Simon,1993)和中国大陆等曾经或正在进行面向公众社会的降雨引发区域性滑坡、泥石流的早期预警与减灾服务工作,预警的地质空间精度达到数千米量级,时间精度达到小时量级。这些国家和地区一般都在地质灾害多发区或敏感区开展或完成了比较详细的地质灾害调查评价工作,拥有比较长期且比较完整的降雨与滑坡、泥石流关系资料,或在典型地区建立了比较完善的降雨遥控监测网络和先进的数据传输系统。
综合分析国内外研究与应用状况,基于气象因素的区域地质灾害预警预报理论原理可初步划分为三大类,即隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法。
4.2.1 隐式统计预报法
隐式统计预报法把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中,某地区的预警判据中仅仅考虑降雨参数建立模型。隐式统计预报法可称为第一代预报方法,比较适用于地质环境模式比较单一的小区域。由于这种方法只涉及一个或一类参数,无论预警区域的研究程度深浅均可使用,所以这是国内外广泛使用的方法,也是最易于推广的方法。这种方法特别适用于有限空间范围,且地质环境条件变化不大的地区,如以花岗岩及其风化残积物分布为主的中国香港地区多年来一直在研究应用和深化这一方法。
这种方法考虑的降雨参数包括年降雨量、季度降雨量、月降雨量、多日降雨量、日降雨量、小时降雨量和10min降雨量等。实际应用时,一般只涉及1~3个参数作为预报判据,如临界降雨量、降雨强度、有效降雨量或等效降雨量等。
突发性地质灾害临界过程降雨量判据的预警方法抓住了气象因素诱发地质灾害的关键方面,但预警精度必然受到所预警地区面积大小、突发性地质事件样本数量、地质环境复杂程度和地质环境稳定性及区域社会活动状况的限制,单一临界降雨量指标作为预警判据的代表性是有限的。
代表性研究成果主要有:
Onodera et al.( 1974) 通过研究日本的大量滑坡,提出累计降雨量超过 150 ~ 200mm,或每小时降雨强度超过 20 ~30mm 作为判据。Nilsen et al.( 1976) 发现美国 Alameda,Califor-nia 在累计降雨量超过 180mm 时,滑坡将频繁发生。Oberste-lehn( 1976) 认为累计降雨量达到 250mm 左右,美国 San Benito,California 将发生滑坡。Guidicini and Iwasa( 1977) 通过对巴西 9 个地区滑坡记录和降雨资料的分析,认为降雨量超过年平均降雨量的 8% ~17%,滑坡将滑动; 超过 20%,将发生灾难性滑坡。Caine( 1980) 全面总结了全球的可利用数据,给出了不同地区诱发滑坡暴雨事件的降雨强度和持续时间与滑坡的关系式。这一关系式当然不可能适用于全球所有地区( Crozier 在 1997 年证明) ,仍不失为探讨诱发滑坡临界降雨值的里程碑。
Brand et al.( 1984) 在中国香港研究表明,大多数滑坡由局部高强度短历时降雨诱发,而前期降雨量不是主要因素,除非是小型滑坡。Ng and Shi( 1998) 认为降雨的持续也是一个非常重要的诱发滑坡的因素。中国香港地区预测 24h 内降雨量达到 175mm 或 60min 内市区内雨量超过 70mm,即认为达到滑坡预报阈值,即由政府发出通报。中国香港平均每年约发出 3 次山洪滑坡暴发警报。
Ganuti et al.( 1985) 提出了临界降雨系数( critical precipitation coefficient,CPC) 的概念,并总结出当 CPC >0.5 时,将有 10a 一遇的滑坡发生; 当 CPC >0.6 时,将有 20a 一遇的滑坡发生。
Glade( 1997) 综合前人研究成果建立了确定诱发滑坡的降雨临界值的 3 个模型,并在纽西兰北岛南部的 Wellington 地区进行了验证。3 个模型要求的基本数据为: 日降雨量、滑坡发生日期和土体潜在日蒸发量( 通过 Thornthwaite method 方法计算得到) 。降雨强度临界值Glade( 1997) 的模型 1———日降雨模型( daily rainfall model) ,只使用日降雨量参数,简单地分析诱发滑坡和不诱发滑坡的日降雨量( Glade,1998) ,得出最小临界值和最大临界值,即在最小临界值以下,没有滑坡发生; 在最大临界值以上,滑坡一定发生。降雨量等级划分以20mm 为一个等级; 降雨过程雨量临界值 Glade( 1997) 的模型 2———前期日降雨量模型( an-tecedent daily rainfall model) ,考虑了前期降雨的影响。他认为决定前期情况有两个主要因素: 前期降雨的历时时间和土体含水量减少的速率; 土体含水状态临界值 Glade( 1997) 的模型 3———前期土体含水状态模型( antecedent soil water status model) ,他认为除了前期雨量,土体含水量和潜在的蒸发量对滑坡的影响也很大。
刘传正在 2003 年 5 月主持全国地质灾害气象预警工作过程中,利用地质灾害发生前15d 降雨量建立滑坡、泥石流发生区带的临界过程降雨量创建了预警判据模式图,并结合具体区域( 2003 年28 个区、2004 年以后74 个区) 进行校正的方法。该方法适应3 级预报的要求界定了 α 线和 β 线作为预警等级界限。3 年多来汛期的预警成果发布检验与应用证明,该方法在科学依据上是成立的,但限于预警区域过大、基础数据和地质灾害统计样本数量太少,准确率有待提高,同时也充分说明了开展地质灾害数据集成研究的迫切性。
另外,中国科学院成都山地灾害与环境研究所等机构在单条泥石流监测与预警建模方面进行了多年持续不懈的研究工作,取得了具有代表性的成果。
4.2.2 显式统计预报法
显式统计预报法是一种考虑地质环境变化与降雨参数等多因素叠加建立预警判据模型的方法,它是由地质灾害危险性区划与空间预测转化过来的(CarraraA.,1983;HaruyamaH.&KawakamiH.,1984;BaezaC.&CorominasJ.,1996;CarraraA.,CardinaliM.&GuzzettiF.,1991;刘传正,2004;殷坤龙,2005)。
区域地质灾害危险性评价和风险区划研究仍是当前的研究主流,而利用之进行地质灾害的实时预警与发布则多处于探索阶段。这种方法可以充分反映预警地区地质环境要素的变化,并随着调查研究精度的提高相应地提高地质灾害的空间预警精度。显式统计预报法可称为第二代预报方法,是正在探索中的方法,比较适用于地质环境模式比较复杂的大区域。
基于地质环境空间分析的突发性地质灾害时空预警理论与方法是根据单元分析结果经过合成实现的,克服了仅仅依据单一临界雨量指标的限制,但对临界诱发因素的表达、预警指标的选定与量化分级等尚存在需要进一步研究的诸多问题。
因此,要实现完全科学意义上的区域突发性地质灾害预警,必须建立临界过程降雨量判据与地质环境空间分析耦合模型的理论方法———广义显式统计模式地质灾害预报方法,预警等级指数(W)是内外动力的联立方程组。即
中国地质灾害区域预警方法与应用
式中:W为预警等级指数;a为地外天体引力作用,包括太阳、月亮的引潮力,太阳黑子、表面耀斑和太阳风等对地球表面的作用,a=f(a1,a2,…,an);b为地球内动力作用,主要表现为断裂活动、地震和火山爆发等,b=f(b1,b2,…,bn);c为地球表层外动力作用,包括降雨、渗流、冲刷、侵蚀、风化、植物根劈、风暴、温度、干燥和冻融作用等,c=f(c1,c2,…,cn);d为人类社会工程经济活动作用,包括资源、能源开发和工程建设等引起地质环境的变化,d=f(d1,d2,…,dn)。
20世纪70年代,以美国加利福尼亚州旧金山地区圣马提俄郡的滑坡敏感性图为代表,利用多参数图的加权(或不加权)叠加得到区域滑坡灾害预测图。
20世纪80年代,CarraraA.(1983)将多元统计分析预测方法引用到区域滑坡空间预测中,并在世界各国得到迅速发展与推广。如HaruyamaH.&KawakamiH.(1984)利用数学统计理论对日本活火山地区降雨引起的滑坡灾害进行了危险度评价。BaezaC.&CorominasJ.(1996)利用统计判别分析模型进行了浅层滑坡敏感性评估,结果斜坡破坏的正确预测率达到96.4%,有力地说明了统计预测的适用性。CarraraA.,CardinaliM.&GuzzettiF.等(1991)将统计模型与GIS结合,应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡危险性评估,实现从数据获取到分析、管理的自动化,结果证明统计分析与GIS的综合使用是一种快速、可行、费用低的区域滑坡危险性评价与制图方法。
20世纪90年代中后期以来,随着计算机技术和信息科学的高速发展,RS、GIS和GPS等“3S”技术联合应用使快速处理海量的地质环境数据成为可能,出现了地质灾害空间预测模型方法应用研究逐步从地质灾害危险评价与预警应用相结合的新态势。
刘传正等(2004)创建并发表了用于区域地质灾害评价和预警的“发育度”、“潜势度”、“危险度”和“危害度”时空递进分析理论与方法,简称“四度”递进分析法(AMFP),并在三峡库区(54175km2)和四川雅安地质灾害预警试验区(1067km2)进行了应用,结果是可信的。
李长江等(2004)将GIS和ANN(人工神经网络)相互融合,考虑不同的地质、地貌和水文地质背景,建立了给定降雨量的浙江省区域群发性滑坡灾害概率预报(警)系统(LAPS)。
宋光齐等(2004)根据地貌、岩性和地质构造几率分布,基于GIS建立了给定降雨量的四川省地质灾害预报系统。
殷坤龙等(2005)以浙江省为例探索了基于WebGIS的突发性地质灾害预警预报问题。
由于我国政府在全国范围内推行区域地质灾害预警预报机制,目前我国的预警探索工作走在世界前列。
4.2.3 动力预报法
动力预报法是一种考虑地质体在降雨过程中地-气耦合作用下研究对象自身动力变化过程而建立预警判据方程的方法,实质上是一种解析方法。动力预报方法的预报结果是确定性的,可称为第三代预报方法,目前只适用于单体试验区或特别重要的局部区域。该方法主要依据降雨前、降雨中和降雨后降水入渗在斜坡体内的转化机制,具体描述整个过程斜坡体内地下水动力作用变化与斜坡体状态及其稳定性的对应关系。通过钻孔监测地下水位动态、孔隙水压力和斜坡应力-位移等,揭示降雨前、降雨过程中和降雨后斜坡体内地下水的实时动态响应变化规律、整个坡体物理性状变化及其变形破坏过程的关系。在充分考虑含水量、基质吸力、孔隙水压力、渗透水压力、饱水带形成和滑坡—泥石流转化因素条件下,选用数学物理方程研究解析斜坡体内地下水动力场变化规律与斜坡稳定性的关系,确定多参数的预警阈值,从而实现地质灾害的实时动力预报。
目前,这种方法局限于试验场地或单个斜坡的研究探索阶段,必须依赖具有实时监测、实时传输和实时数据处理功能的立体监测网(地-气耦合)作为支撑才能实现实时预报。由于理论、技术和经费等方面的高要求,这种方法比较适用于重要的小区域或单体的研究性监测预警。
据研究,美国旧金山海湾地区的6h降雨量达到4in(101.6mm)时,就可能引发大面积泥石流。为了监测降雨期间地下水压力的变化,研究人员设置了若干个孔隙水压力计以观测斜坡中地下水压力变化。旧金山海湾地区实时区域滑坡预警系统包括降雨与滑坡发生的经验和分析关系式,实时雨量监测数据,国家气象服务中心降雨预报以及滑坡易发区略图。
在我国,刘传正等(2004)在四川雅安区域地质灾害监测预警试验区进行了大气降水与斜坡岩土层含水量变化的分层响应监测,发现不同降雨过程和降雨强度下,斜坡岩土体的含水量相应发生明显变化,可以研究降雨在斜坡岩土体内的渗流过程直至出现滑坡、泥石流的成因机理。
2003年8月23~25日是一个引发多处地质灾害并造成人员伤亡的典型降雨过程,可以作为分析实例。以8月19日15时的含水量为背景值,则8月23,24和25日降雨过程分别对应第96,120和144h的含水量,4个层位的记录曲线明确反映了随累计降雨量增加斜坡岩土体含水量急剧增加,第一、二层位达到过饱和状态,且含水量急剧增加出现于第121h,即24日15时之后,滞后于降雨时间约20h。各层含水量峰值出现于第151h,即接近滑坡呈区域性暴发时间(26日零时,对应第153h)。该分析未考虑沿裂隙的地下水渗流作用(图4.1)。
图4.1 四川雅安桑树坡监测试验点第1~4层含水量随时间变化曲线
分析对比隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法3类方法,我们认为,未来的方向是探索地质灾害隐式统计、显式统计与动力预警3种模型的联合应用方法,以适应不同层级的地质灾害预警需求。研究内容包括临界雨量统计模型、地质环境因素叠加统计模型和地质体实时变化(水动力、应力、应变、热力场和地磁场等)的数学物理模型等多参数、多模型的耦合。3种模型的联合应用不仅适应特别重要的区域或小流域,也为单体地质灾害的动力预警与应急响应提供决策依据。
⑦ 滑坡灾害风险评估与区划的难点及发展前景
一、风险评估与区划的难点
1.与滑坡编目相关的困难
滑坡事件通常散布在区域各处,彼此相对独立,规模相对较小但发生频率高。滑坡灾害不像地震或洪水灾害影响范围大,因此滑坡调查数据库和编目图的编制是一个十分繁琐的过程。要逐一对所有滑坡进行编图和描述,每个滑坡点的特征都有所不同。在大多数国家中,没有一个单独的机构从事滑坡数据的维护工作。不同部门(如公共事务部或交通部等)都有自己的滑坡数据库。因他们关注的影响地区和问题不同,因此所建立的滑坡数据库不够全面,且彼此之间数据的共享也有障碍。报纸和其他历史纪录也只记载那些造成重大破坏的滑坡事件。大学和研究机构所进行的滑坡编目图的编制也只是他们的研究项目的一部分,在项目有限的时间内完成。所建立的数据库不可能再进行更新。因此无论从覆盖区域还是从调查时期的长度来看,很难获得全面完整的滑坡编目图(Ibsen和Brunsden,1996)。即便是存在这样的图件,也很少有关于坡体失稳的类型和特征方面的信息。解决问题的办法之一是,使用航片或卫星影像解译来获得滑坡历史信息。这就需要获得一定时期的遥感影像数据。但由于对绝大多数编录的滑坡发生的具体时间不清楚,就难以将滑坡事件与触发事件(如降雨或地震)关联起来,特别是不同的滑坡类型有着不同的气象触发条件。滑坡编目图的缺少或质量不高、不完整给建立易损性关系和校正滑坡灾害图带来了困难。
2.与空间概率评估相关的困难
为了进行定量风险评估,首先需要进行危险性评估。目前大多数危险性图还一直停留在定性分析的水平上,基本上是确定敏感性,可以将其看成是空间概率的表征。滑坡的空间概率或敏感性可通过不同的分析方法获得。
基于统计的滑坡危险性评估已经非常普遍,特别是使用GIS和数据综合技术,将滑坡编目图和环境要素图中的空间信息关联起来,分析和评估滑坡发生的空间概率分布或滑坡敏感性,这样的评估是基于这样的假设,即在与近期发生过滑坡的相似环境条件和触发条件下发生滑坡的可能性大。然而,滑坡发生的前后地形条件、坡度、土地利用等环境条件都发生了变化,因此基于这样的假设的空间概率预测显然是不够准确的。此外,对于不同类型、深度和体积的滑坡,其产生滑坡的环境条件组合都有其特殊性。
很少见有对不同滑坡类型分别建立统计模型的研究。大多数研究是将所有的活动性滑坡作为一体来建立统计关系。基于统计的滑坡敏感性评估难以将触发因素(如降雨量、地震加速度)考虑进去,如果考虑触发因素,也是考虑其空间变化,而不是考虑时间变化。在滑坡敏感性评估中,专家的“主观”判断起重要作用,如何使用“客观”的计算机算法来取代专家的“主观”作用目前还没有令人满意的结果。GIS在滑坡敏感性统计评估中主要是一种工具,在使用过程中,通常将非常复杂的环境控制因素的信息加以十分简单的概化。
另一方面,利用水文和坡度稳定性确定性模型可以给出更加可靠的结果,但这样的模型要求有详细的空间参数数据库。最敏感的参数是坡度(通常可从精确的DTM中生成)和土壤厚度。这些参数的空间分布很难进行测量。如果土壤厚度未知,潜水面高度与土壤厚度的比率就无法获得。该比率值是坡体稳定性最敏感的参数。尽管地貌模型能对土壤深度给出一定的预测,但其空间变化性很大。此外,下伏岩石中的风化作用因素常常被忽视。难以测定的物质参数(内聚力和摩擦角)空间分布变化大。在GIS环境中,仅无限滑坡稳定性模型(具有平行于滑动面的滑坡)适用于较大区域,而对于汇水流域尺度的滑坡模型(具有复杂的活动曲面的滑坡)难以在GIS环境下进行操作。
3.与时间概率评估有关的困难
滑坡是发生在局部的灾害,通常不会在同一地点重复发生不同频率和规模的滑坡。也许泥石流和岩崩的发生会违背这种规律。但大多数类型的滑坡一旦发生后,坡度条件就发生了变化,重复发生滑坡的可能性很小。换句话讲,不像地震、洪水、泥石流和雪崩灾害有其固定的运动路径,通常无法建立给定位置上滑坡发生的规模与频率之间的关系。然而,还是可以在较大范围内(如整个流域)将滑坡发生率与其特定的触发事件特征(如降雨)进行关联,即将滑坡的空间频率与重现期联系起来,从而建立滑坡规模与频率之间的关系。滑坡历史纪录的缺少或不完整是滑坡危险性和风险性评估的主要障碍。因此,世界上大多数研究不可能建立滑坡发生率与重要的触发因素之间的定量关系,这与地震和洪水灾害不同,可以对它们建立出规模—频率函数。
4.与滑坡运动路径模拟有关的困难
对滑坡初发地区的运动路径进行模拟一直非常困难。根据以前事件建立最大摩擦角曲线,用它来确定滑坡的运动距离,或建立与环境因素有关的变量摩擦线,以此圈定基于GIS的滑坡影响带。然而,这样的经验分析需要大量的数据。通常雪崩数据丰富,而滑坡数据则不足。在确定性方法中,所需的物质参数在滑坡快速流动条件下很难进行测定。此外,很难模拟出初次发生运动的滑坡(绝大多数滑坡都是初次的)运动路径和影响范围,这需要非常详细的DTM数据,在GIS环境中模拟滑坡的运动路径还会碰到一些技术问题。
5.与滑坡易损性评估有关的困难
对于大多数滑坡类型(泥石流和岩崩可能是例外)而言,进行承灾体的易损性评估是非常困难的。因为滑坡灾害损失方面的数据非常有限。此外,可能的滑坡规模的预测很难,这取决于触发事件的规模及其事件发生时的环境条件(如水位高度)。
与其他灾害(地震、洪水、风暴)不同,滑坡灾害的损失估计模型不存在。原因同上面一样,还是因为缺少历史数据。此外,滑坡造成的损失具有孤立的“点”性特征,这与其他灾害(如地震、洪水)造成的“多边形面状”特征不同。缺少不同类型、不同规模滑坡和不同承灾体易损性方面的信息必然成为滑坡风险评估的主要障碍之一。
易损性由建筑类型(建筑物材料和地基类型)的承载力所决定。此外,由于建筑物的使用年限、结构和规模也决定着这些建筑物的价值或费用,从而使不同建筑物对同一灾害(如10年重现期的滑坡)的易损性和风险有所差异。此外,在计算人对灾害的易损性时,建筑物中的人和道路上行驶车辆中的人是否受到灾害影响的时间概率变化也起着重要作用。尽管确定承灾体的时间易损性可能会遇到麻烦,并且过程十分耗时,承灾体易损性可以进行分类和编图,不会遇到许多概念性问题。在滑坡风险评估因素中,迄今为止,危险性方面是最复杂的。
二、存在的主要问题
总的来说,过去绝大多数研究成果只是关于过去滑坡发生地点、滑坡的特征以及用以解释滑坡发生的定性地貌图或灾害图。很少有能够预测未来滑坡发生地的滑坡时空分布图。即便是有所谓的预测图,也没有对预测结果可靠性和有效性进行检验,因此,具有很大的不确定性。正如Varnes等(1984)所说的那样:“尽管滑坡灾害在世界各地普遍存在且所造成的损失不断增加,地球科学家和工程师在进行不断的研究探索,编制了成百上千张滑坡灾害图,但到目前,表示滑坡危险性、易损性和风险性的概率图还很少。”
目前滑坡风险评估还属于探索阶段,存在许多不足。概括起来,这些研究存在的主要问题包括以下方面:
(1)在每个物质运动发生地与相应的环境因素之间没有建立起明确的统计关系,只是建立了预先划分的斜坡单元和环境因素之间的关系;
(2)没有分别评估不同类型的滑坡;
(3)对滑坡的初发地和累积带没有加以区分;
(4)没有按照相应的航片解译时间,将滑坡物质运动时间进行划分;
(5)基本假设——滑坡发生的“相同”条件太严格,实际上滑坡发生的条件都会随时间而发生变化;
(6)在预测模拟中似乎都某种程度上忽视了理论基础。如果对未来一定时期内预计发生的滑坡的数量和规模不进行特别假设的话,就不可能估计出未来滑坡的发生概率;
(7)几乎所有的敏感性评估结果都没有进行检验;
(8)没有对三种危险性模型得出的相对危险性等级进行定量比较分析,也没有对危险性不同等级水平进行解释,对滑坡单元也没有进行验证。
根据文献研究,现有滑坡定量空间预测模型主要存在以下5个方面的问题:
(1)输入数据的简化。简化输入数据会丢失许多详细的信息。在滑坡危险性评估中,将坡度和高程等连续型数据转化为若干个等级的离散型分类数据的做法十分普遍。这种数据的简化处理主要是为了适应所提出的模型及其计算机程序的要求(不能处理连续型数据,但目前这已不成问题)。例如,Clerici等(2002)提出了基于独特条件单元(uniqueconditional unit)的预测模型,需要将从原始的1∶10000DEM中提取的坡度和高程连续型数据转化为离散型数据图层。许多研究尽管使用了高精度的DEM数据(5m或10m网格单元)来描述诸如“凸凹度”等地貌特征或滑坡陡崖特征,但在预测模型中很少直接使用高精度的原始连续型数据。Carrara和Guzzetti等(1995、1999)基于地貌单元或坡度单元进行预测分析。单元大小从几平方米到数千平方千米。尽管原始DEM分辨率达10m,但在每个单元中,仅有一个坡度或一个等级的坡度值。20世纪90年代以前,由于计算机容量和计算能力的限制,这种简化是必要的,以适应海量空间数据定量空间预测模拟的条件需要。但随着计算机技术的突飞猛进,目前这种数据的简化已不再需要。
(2)离散型数据层和连续型数据层的混合处理。在滑坡危险性评估中,要素图层有的是连续型数据(如坡度、高程),而有的则是离散型数据(如地质、地表物质)。在以往的预测评估中,要么将所有离散型数据转换为二值(0,1)数据层,要么将所有连续型数据转换为离散型数据层。这种不同数据类型之间的转换会丢失许多原始数据的属性特征,这将大大降低滑坡危险性预测评估的准确性。
(3)在预测模型中没有对假设条件加以说明。从Clerici等(2002)简单的“条件分析”,到Carrara和Guzzetti等(1995,1999)以及Chung和Fabbri(1995,1999)复杂的“多变量统计方法”的所有滑坡定量空间预测模型,实际上都隐含着许多假设条件。没有这些假设条件,就根本无法进行预测分析。例如,Carrara等(1995)基于判别分析得出的“概率”大小,编制了滑坡危险性评估图。这种“概率”表示的是未来滑坡发生的概率。但在他们发表的文章中并没有对其进行明确的定义和说明。几乎所有的滑坡危险性定量预测分析研究都没有对假设条件加以讨论和说明。
(4)对预测结果缺乏有效的检验。如果预测结果没有进行有效的检验,其使用的预测方法就不具有科学可靠性。滑坡危险性区划图是用来显示未来滑坡发生的可能位置,需要对预期结果进行检验。而绝大多数的研究预测都缺乏这样的检验。可喜的是,Chung和Fabbri(2003)提出将空间数据库进行时间/空间分组,一组用于建立预测模型;另一组用于预测结果的检验。Fabbri等(2003)使用了类似的有效性检验技术,对每个图层及其组合关系的预测灵敏性进行分析。
(5)缺乏对未来滑坡概率的估计。通常在滑坡危险性图基础上,加入详细的社会-经济空间属性特征(如人口和基础设施分布及相应的经济参数)得到滑坡风险图。为了综合进行社会-经济分析(包括预期的“费用-效益”分析),需要将不同的滑坡危险性等级转换成滑坡未来发生的概率,以用于随后的承灾体易损性分析和风险分析。大多数滑坡灾害区划一般仅限于滑坡敏感性区划,往往没有估计滑坡未来发生的概率。Fabbri等(2002)在这方面进行了探索研究,通过其案例研究,可以了解如何应用检验技术,综合考虑滑坡危险性水平和易损性情景来表示滑坡风险大小。
在应用滑坡风险分析成果时,要认识到滑坡风险分析存在不确定性,主要体现在以下几个方面:
任何滑坡的空间信息都包含着难以估计的不确定性;
社会-经济数据的精度和质量差异大,直接影响风险评估结果的准确性;
在大多数情况下,只能对建筑物和社会的易损性进行粗略的估计;
风险模型总是对现实的概化,模型的性能在很大程度上受数据的限制;
计算的滑坡风险是对一定时间的现实分析的静态表征。
三、未来发展前景
1.地形数据的改进
随着地理信息科学和地球观测技术的迅猛发展,有越来越多的工具可用于更可靠的滑坡危险性和风险评估。在滑坡危险性和风险分析中,地形是重要因素之一。数字高程模型(DEM)起着重要作用。在过去15年,无论是在高精度的地形数据可得性方面,还是在地形数据处理软件开发方面都有重大进展。使用航片的成像方法生成DEM、GPS的应用、地形图的数字化及其插值专业软件,现已成为大多数滑坡研究人员工作的标准程序。来自NASA航天雷达地形工作组(SRTM)的DEM数据已覆盖全球,在美国境内分辨率为30m,在世界其他地方为90m(Rabus等,2003)。这为开展区域尺度的滑坡研究奠定了基础。干涉雷达(InSAR)日益成为准确、快速采集地形数据的重要技术。目前正在运行的星载InSAR系统有:ERS、ENVISAT、RADASAT。近年来该技术已被用于滑坡位移的监测和测量(Fruneau等,1996;Rott等,1999;Kimura和Yamaguchi,2000;Rizo和Tesauro,2000;Squarzoni等,2003)。目前使用DInSar技术进行植被覆盖地区的斜坡位移探测还有许多限制(如大气条件干扰)。业已证明,干涉雷达技术是生成DEM和监测缓速滑坡的一种好方法,但它对于滑坡编目填图不是十分有效。
另一种用于高精度地形填图的新技术是激光测距(LiDAR)。通常LiDAR的点测量可以提供DSMs,其中包含有关地球表面的所有物体(建筑物、树木等)的信息。Montgomery等(2000)、Dietrich等(2001)、Crosta和Agliardi(2002)将LiDAR技术应用于滑坡敏感性评估中。Norheim等(2002)在同一地区对LiDAR和InSAR技术进行了比较,结果表明,LiDAR生成的DEM精度远比InSAR高,而且与航片成像技术相比,LiDAR更经济些。陆地激光扫描技术已经研制出来并被用于滑坡体或岩石坡体的3维结构表征(Rowlands等,2003)。一旦激光扫描技术更加便宜,就可获取高精度、大面积覆盖的DEM,这将为新滑坡的编目提供强有力的技术支持。
2.滑坡编目填图的改进
如上所述,滑坡编目图是滑坡风险评估的主要组成部分,特别是如果滑坡编目图包含滑坡发生时间、滑坡类型和体积的信息以及当发生重大滑坡触发事件后相关数据得到及时更新的话,滑坡编目图就更加重要。尽管滑坡编目所需的地面数据采集具有重要作用,但大多数信息来自遥感信息。在过去10年中,利用卫星遥感数据识别小规模滑坡失稳并进行编图的可能性已有了实质性的进展。现在多光谱、全色卫星数据的空间分辨率已达1m,其应用前景广阔(CEOS,2001)。
在无植被覆盖地区,使用中等分辨率系统(如LANSAT、 SPOT、IRS-1)的遥感影像,可以根据不同的光谱波段鉴别出滑坡体。
ASTER是目前最经济的、可用于滑坡填图的中等分辨率卫星数据之一。ASTER’s14多光谱波段(VNIR、SWIR、热IR三个波段)和立体影像功能使其成为区域尺度滑坡填图前景广阔的技术,特别是在缺少地质图和地形图的地区(Liu等,2004)。
在滑坡编目填图中,还可利用高分辨率的立体影像(如IKONOS或Quickbird)进行地貌解译和滑坡填图(De la Ville等,2002;Petley等,2002)。利用目前GIS和影像处理软件(如ERDAS立体分析模块或ILWIS)也可将平面卫星影像转化为立体影像。这为提高滑坡编目填图水平提供了技术支持。
3.模拟滑坡启动机制研究的改进
在目前的研究中,滑坡危险性评估通常限制为经验降雨临界值方法或多边量统计技术(Caine,1980;Corominas,2000;Fan等,2003)。这些方法忽视了降雨触发滑坡的启动机制,大大降低了滑坡危险性的预测和定量分析水平。在缺少滑坡历史数据或没有明显的统计关系的地方,利用现有方法预测滑坡危险性是不可能的。 因人类活动、土地利用变化、森林砍伐或气候变化的缘故导致滑坡边界条件发生变化,滑坡的历史数据就不再有关,也不再有用(Van Beek和Van Asch,1999;Van Beek,2002)。因此,建立降雨入渗、坡体地下水补给与坡体滑动之间的物理动力机制模型,特别是联系着植被和位于滑坡体内较深的地下水储存之间的过渡带—包气带的作用以及优先流的作用必须加以考虑,以便能更好地预测因土地利用和气候变化引起的失稳频率的变化(Bogaard和VanAsch,2002)。
4.模拟滑坡活动范围的改进
滑坡活动范围模拟相当复杂,因为涉及坡体开始滑动的物源组成、行动路径的地貌形态,以及在滑坡运动过程中所携带的物质(Savage和Hutter,1991; Rickenmann,2000;Iverson等,2004)。通常滑坡的沉积物特征与初始滑动的物质不同。大多数情况下缺少关于滑坡速度或流动类型方面的信息,因而难以估计流变动态特征,并应用物理模型对相应的物质流动进行模拟。
另一方面,模拟泥石流物源区的准确位置以及沉积扇物质的扩展。不同的滑坡活动模型与GIS结合,可以模拟出准3D的运动物质分布。然而,在地形条件复杂的地区,利用GIS中的不同算法,会得出不同的活动范围。可以利用随机技术来克服这些技术问题。
5.滑坡危险性时间概率评估的改进
为得到真正的滑坡危险性图,应在汇水流域尺度的敏感性图件中加入时间维度,这必将是一个挑战。使用确定性方法与概率统计技术或许可以提供一种解决方案。一种办法是将不同类型滑坡的场地尺度的确定性水文动力学模型升级为适用于流域尺度的模型,用来评估滑坡发生的时间概率,也有可能评估滑坡发生的规模(体积、面积)和/或滑坡活动范围。需要有确定不同气候情景下滑坡和岩崩危险性和风险的时空模式的方法和模型。
6.滑坡易损性评估的改进
滑坡易损性评估是滑坡风险评估中遇到的主要难题之一。不像地震、洪水或风暴等灾害,滑坡易损性定量评估所做的工作很少。地震、洪水或风暴等灾害的损失估计决策支持系统建立非常完备,有较简单的损失评估工具,也有多灾种复杂的损失评估系统(如HAZUS)(FEMA,2004)。滑坡易损性评估遇到的问题是,滑坡有许多类型,应该分别进行评估。滑坡易损性方面的信息应来自滑坡发生的历史资料,然后利用模拟方法和经验方法进行易损性评估。
总之,有关滑坡风险评估的文献研究表明,在过去10年中,开展了大量的滑坡风险评估研究,定量滑坡风险评估主要是针对场地尺度和线性构筑物场所(如管道和道路)开展的。而定量滑坡风险区划编图,特别是中等尺度(1∶10,000~1∶50000)滑坡风险区划图的编制还有很长的路要走。这种中等尺度的滑坡风险区划图可用于土地开发规划和灾害应急响应(Michael-Leiba等,2003)。利用该类图件,可以确定出不适宜开发的地区,也可以用来选择相对风险高的地区,以进一步开展详细调查定量确定风险,进行费用-效益分析,以确定未来开发方案。
鉴于上述区域滑坡风险评估的诸多困难,建议对中等尺度的滑坡风险评估进行定性或半定量评估,将滑坡风险划分为“非常高”、“高”、“中等”、“低”、“非常低”不同的定性等级,这些等级的确定是根据专家知识和经验以及利用统计模型和确定性模型得出的结果。不同风险等级还应包括其实际应用含义的描述性语言。建议对每种滑坡类型进行单独的风险评估,因为每种滑坡类型的失稳效应彼此差异很大。编制的风险图件应直接指示出在一定的环境背景条件下影响风险的 地貌证据,如滑坡运动距离、规模、滑坡深度、滑坡的回退运动。
地理信息系统(GIS)已成为滑坡危险性、易损性和风险评估必不可少的基本工具。在大尺度研究中,确定性模型最适合于确定斜坡的安全系数,动态模型适合于描绘滑坡的运动轨迹。当与概率方法相结合时(触发事件的输入数据的变化性和重现期),便可获得滑坡失稳的概率。由于土壤深度是确定性滑坡危险性评估的重要参数,可以通过浅层地球物理方法获取该参数,可采用的方法包括:地电方法、高分辨率地震反射勘查、地面穿透雷达(GPR)、电磁法(EM)和激发极化(SP)测量。
在中等尺度上,最重要的输入数据是基于事件的滑坡编目图。该类图应强调滑坡特征(类型、体积)以及不同承灾体的损失。将这些滑坡信息与要素图(如坡度、岩性等)相结合,利用启发式或统计方法,便可生成滑坡敏感性图。将敏感性图与滑坡频率分析(与降雨和地震记录有关的时间数据库连接)相结合,也可获得滑坡发生的时间概率。地球观测数据应成为滑坡研究常规数据基础,以定期进行新滑坡编目和数据库的更新。在确定滑坡易损性和损失函数方面还有许多工作要做。需要研究突破的是,如何确定预期的滑坡规模或体积,最后,将滑坡风险分析与评估的各个组成部分综合在一起,形成滑坡风险信息/管理系统,从而为地方政府进行滑坡风险管理和空间决策提供技术支持系统。
四、小结
实践证明,地质灾害风险评估是地质灾害勘查、研究的一项重要的基础内容,它对认识地质灾害程度,制定减灾规划,部署防治工程,提高灾害管理水平具有十分重要的意义。然而,尽管近年来国内外地质灾害评估得到迅速发展,但由于这方面工作是一个新的领域,而且它所涉及的内容广泛,不仅包括自然科学,而且包括社会科学,所以已有的研究远没有形成系统完善的科学体系,已有的应用水平也远不能满足社会经济发展的减灾需要。
由于减灾事业发展的需要和社会对灾害风险评估认识的提高,为了更加科学有效地防范地质灾害,今后,地质灾害风险评估必将得到进一步发展。主要趋向表现在下列方面:
(1)研究内容进一步扩展,将逐渐形成跨学科、跨领域的相互交叉的综合研究体系。
(2)研究方法和手段进一步丰富、先进。除计算机技术得到更广泛应用、发挥更大作用外,遥感技术、卫星定位技术等多种高科技手段也将为地质灾害风险评估所利用。
(3)关注和参加的部门和专家进一步扩展。除政府减灾管理部门、地质灾害专业研究部门外,保险和防灾治灾的产业部门等也将在更大程度上关注或直接参与地质灾害风险评估工作。
(4)国际交流合作将进一步发展,特别是在理论、方法、技术方面的交流合作将会有较大发展。
(5)理论研究将得到较大提高,逐步形成自身的理论体系。
(6)与减灾规划、防治工程及其他社会经济的结合越来越紧密,实用性越来越强。
⑧ 国内外地质灾害风险研究开展情况
一、国外地质灾害风险研究概述
区域地质灾害风险评估是以区域地质灾害为研究对象,以地质灾害的区域危险性空间分布规律和承灾体的易损性评估为主要研究内容,是建立地质灾害区域空间预警系统工程的必要环节,主要为制定合理的防灾减灾决策和区域土地规划政策及为减灾防灾管理服务。
自20世纪60年代末或70年代初就开始了以滑坡灾害为主体的地质灾害危险性区划研究,如:60年代末,美国西部多滑坡的加利福尼亚州的滑坡敏感性预测区划及县行政级别的斜坡土地使用立法研究;70年代法国提出的斜坡地质灾害危险性分区系统(ZERMOS)等。进入80年代,世界许多国家和地区都开始了区域地质灾害危险性分区及预测问题研究,如意大利、瑞士、美国、法国、澳大利亚、西班牙、新西兰、印度等。从90年代起,为了推进广泛的国际协调与合作,联合国在1987年通过决议,确定在20世纪最后十年开展“国际减轻自然灾害十年”活动。1991年,联合国国际减灾十年(IDNDR)科技委员会提出了《国际减轻自然灾害十年的灾害预防、减少、减轻和环境保护纲要方案与目标》(PREEMPT),在规划的三项任务中的第一项就是进行灾害评估,提出:“各个国家对自然灾害进行评估,即评估危险性和易损性。主要包括:①总体上哪些自然灾害具有易损性;②对每一种灾害威胁的地理分布和发生间隔及影响程度进行评估;③估计评估最重要的人口和资源集中点的易损性。”把自然灾害评估纳入实现减灾目标的重要措施。围绕国际减灾十年计划行动,北美及欧洲许多国家在已有地质灾害危险性分区研究基础上,开展了地质灾害危险性与土地使用立法的风险评估研究,把原来单纯的地质灾害危险性研究拓展到了综合减灾的系统研究。
美国于1970年开始,对加利福尼亚州的地震、滑坡等10种自然灾害进行了风险评估,1973年完成,得出1970~2000年加利福尼亚州10种自然灾害可能造成的损失为550亿美元。与此同时,由美国地调局和住房与城市发展部的政策发展与研究办公室,联合支持对洪水、地震、台风、风暴潮、海啸、龙卷风、滑坡、强风、膨胀土等9种自然灾害进行预测评估,对美国各县发生的灾害建立了一套预测模型,估算9种灾害到2000年的期望损失。美国组成了一个由10位成员组成的专门委员会,制定了减灾十年计划,把自然灾害评估列为研究的重要内容,要求开展单类的或者综合的灾害风险评估工作。日本、英国等一些国家近年来也陆续开展了地震、洪水、海啸、泥石流、滑坡等灾害风险分析或灾害评估,并把有关成果作为确定减灾责任与实施救助的重要依据。
瑞士是世界上开展地质灾害风险区划研究十分成功的国家之一。为了确保农业用地、建筑用地的安全,预防自然灾害的损失,瑞士联邦政府1979年从立法的高度提出:“在保障国家土地完整性和协调发展的前提下实现土地的合理使用”,并颁布了联邦政府土地管理法(Loi Fédéral sur l’Aménagement Territoire),该法律第22条规定:“各州需要调查并确定处于受自然动力严重威胁的土地范围”。以联邦政府法律为依据,各州政府制定了相应的州政府法律。如沃州(Vaud)1987年制定的土地管理法律第89条规定:“受自然灾害,如雪崩、滑坡、崩塌、洪水威胁的土地,在未得到专家评估、充分论证或危险排除之前,禁止在灾害危险区进行任何建筑活动”。随后制订计划并开展了1∶25000比例尺的斜坡地质灾害风险区划图和1∶10000比例尺危险性区划图的编制和研究工作。瑞士已形成了以国家宪法为指导、州制定具体法、县级政府必须实施的灾害风险评估与预防体系。灾害高危险区域内的建筑一方面属于违法,另一方面作为高风险财产范畴,保险公司绝对拒绝接纳灾害高危险区的财产保险业务,从而保证了瑞士全国范围内对自然灾害的最有效控制。瑞士灾害的风险区划不仅直接服务于建筑规划、政府决策,而且也间接服务于社会保障系统。虽然瑞士是世界上滑坡、崩塌等地质灾害最严重的国家之一,无论是最后一次冰川作用以来,还是近一、二百年以来,瑞士都发生过较为重大的滑坡灾害事件(Flims、Elm、Handa等特大滑坡事件),但由于得益于全国灾害风险区划体系,使其近二、三十年来的灾害损失却是世界上较少的国家之一。
法国是洪水、滑坡、崩塌、雪崩等灾害较为严重的国家之一,早在20世纪70年代就开始全国范围的自然灾害危险性区划研究,区划图直接服务于减灾和防灾工作,从而最大限度地减少了自然灾害的损失。法国在1977年制定的城市发展规划法(Code del’Urbanisme)规定:洪水、水土流失、滑坡、雪崩等灾害危险区的建筑必须受到严格限制。1981年该规划法对自然灾害易发区的土地使用方法又作了具体限制,例如,滑坡灾害危险区分为两类,一类是建筑活动必须禁止的严重危险区,另一类是必须经过充分论证方可从事建筑活动的较危险区。1982年,法国又颁布了自然灾害防治法,并制定了洪水、雪崩、滑坡和地震四种主要自然灾害防治计划。为了进一步预测和尽可能减少灾害所造成的损失,根据该防治计划编制了灾害易发区危险性区划图,包括红色区域(高危险性区)、白色区域(以一种灾害为主的危险区)、蓝色区域(虽然有灾害,但可以预防)。在红色区域,一切新开工的建筑活动是绝对禁止的,而在蓝色区域,进行建筑需要提供充分的论证及灾害后果可靠性评估报告,如果五年之内不采取相关防治措施,财产保险公司可以对建筑方因自然灾害所造成的人员伤亡和财产损失不予赔偿。到1989年,根据全法国的灾害危险性区划结果,法国共有 15600个乡镇受到洪水、雪崩、滑坡和地震四种主要自然灾害的威胁,约占全国乡镇总数的三分之一。由于采取了灾害区划及相应的防治措施,法国的灾害损失得到了有效的控制。
二、国内地质灾害风险研究概述
近20年来,国家十分重视减灾工作,如《中国21世纪议程》关于防灾减灾行动指出:“开展全国自然灾害的风险分析,包括风险辨识、风险估算、风险评估三个部分”。这表明我国已把灾害风险评估作为防灾减灾建设的重要内容,并将之纳入国家可持续发展体系。大多数地方的21世纪议程都把防灾减灾作为可持续发展能力建设的重要任务之一,提出了灾害风险评估行动方案。在我国研究比较系统深入的灾害风险评估是地震灾害。其代表性的工作成果是由国家地震局先后完成的三代《中国地震烈度区划图及使用规定》。该图在对全国区域地震危险性评估基础上,确定了不同地区一般场地条件下在未来一定期限内可能遭遇超越概率为10%的烈度值,即地震基本烈度。综合性自然灾害风险研究也取得了一些研究成果。例如,黄崇福等用模糊集方法建立了城市地震灾害风险评估的数学模型。水利、农林、气象等部门的一些专家分别开展了一些区域性的洪水灾害、森林火灾、台风灾害等风险分析或灾情预测评估研究,编制了风险图,提出了灾情评估或风险评估的方法和技术。虽然这些工作还不够深入和系统,但对指导行业减灾、提高灾害风险管理水平发挥了积极的作用。
我国地质灾害管理工作,自1999年国土资源部发布《地质灾害防治管理办法》,标志着我国地质灾害防治工作逐步走向法制化轨道,为进一步贯彻落实好《地质灾害防治管理办法》,从源头上抓好地质灾害防治,国土资源部发布了《关于实行建设用地地质灾害危险性评估的通知》。通过几年的管理实践,以及适应全社会减灾防灾的需要,2004年3月1日,国务院正式发布《地质灾害防治条例》,使我国地质灾害防治工作有了法律保证。该《条例》规定,在地质灾害易发区内进行工程建设应当在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估,并将评估结果作为可行性研究报告的组成部分;明确要求“在编制地质灾害易发区内的城市总体规划、村庄和集镇规划时,应当对规划区进行地质灾害危险性评估”。明确了评估的主要地质灾害种类,包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降。随着我国地质灾害风险评估和灾害防治管理向科学化、法制化方向的逐步发展,我国土地资源的合理与安全使用得到进一步优化,为控制和减少人为诱发的地质灾害起到了重要的作用。
我国地质灾害的风险评估(价)研究工作自20世纪90年代开始兴起,在这一领域的研究中,已经取得了较为丰富的成果,为减灾管理发挥了重要作用。例如,苏经宇(1993)提出了判别泥石流危险性分布的标志和方法。刘希林等(1988)对区域泥石流风险评估进行了研究,给出了区域泥石流危险性评估的8个指标和人与财产的易损性计算公式,并提出了判断泥石流危险性程度和评估泥石流泛滥堆积范围的统计模型,对云南和四川省泥石流灾害风险进行了评估。张梁(1994)等根据环境经济学理论,初步论证了地质灾害的属性特征和风险评估的经济分析方法。张业成(1995)对云南省东川市泥石流灾害进行了风险分析。张梁、张业成、罗元华及殷坤龙、晏同珍等对滑坡灾害危险性和斜坡不稳定性的空间预测与区划进行了系统研究,先后提出了定量评估的信息分析模型、多因素回归分析模型、判别分析模型等,并对秦巴山区和三峡库区滑坡灾害进行了危险性分析与区划。朱良峰(2002)等研究开发了基于GIS的区域地质灾害风险分析系统,对全国范围的滑坡泥石流灾害进行了危险性分析、易损性分析和最终的风险分析。殷坤龙等经过多年研究,开发出MapGIS的滑坡灾害风险分析系统(IASLH)。在该系统中,提出了滑坡灾害危险性分析的信息量模型。该模型根据滑坡分布信息与各滑坡影响因素之间的关系,计算出产生滑坡的信息量,据此,进行滑坡危险性区划,并应用IASLH系统对中国汉江流域旬阳地区的滑坡灾害以及中国滑坡灾害进行了评估。
当前,地质灾害风险研究正处于方兴未艾之时,今后将得到更加迅速的发展,其研究内容将更加广泛,理论方法更加丰富、先进。可以预见,不久的将来,它将成为一项具有完善理论和技术方法的新兴领域。其基本趋势是:向着评估定量化、综合化、管理空间化的方向发展。主要表现为:
(1)从历史与现状分析趋向预测与研究相结合;
(2)从个体分析趋向个体与区域研究相结合;
(3)从定性分析趋向定量化评估;
(4)从单项要素分析趋向综合要素评估;
(5)从单纯的风险评估理论研究发展为风险评估与减灾管理相结合,风险评估与防治相结合,风险评估的目的是为了服务于社会经济建设和减灾管理;
(6)以GIS空间化技术为支撑的多因素信息模型化评估与空间化管理空前发展,将逐步取代传统的调查统计和手工制图,并向网络技术化发展;
(7)研究理论与方法趋向于内容更丰富,形成多学科的融合与交叉,特别是与社会学紧密相结合。
尽管经过20多年的发展,国内外的地质灾害风险研究与评估在理论和实践方面都取得了较为丰富的成果,然而还未形成系统完善的理论与方法体系,也没有统一的评估标准,国内在这一领域的研究还很薄弱,地质灾害的各专业灾害评估仍处于日益深入的探讨和总结过程。主要存在的问题包括:
(1)目前滑坡泥石流灾害破坏损失只考虑了直接的经济损失,对其间接经济损失评估方法的研究很少;
(2)现有的滑坡泥石流灾害风险评估框架与指标体系的目标和构成都不够明确,指标体系不够完整,各分析层面之间的逻辑关系,不同的学者有不同的表述,缺乏普遍共识的评估框架体系;
(3)对于滑坡泥石流灾害的风险可接受水平的研究非常薄弱,没有令人信服的标准体系;
(4)滑坡泥石流灾害风险评估理论和方法还不完善;
(5)滑坡泥石流灾害风险评估中的易损性分析还是一个相当薄弱的环节。在易损性分析中,一般仅考虑了滑坡泥石流灾害的历史灾情中的人员伤亡,而对历史灾情中的经济财产和资源环境的损失很少予以考虑。
⑨ 地质灾害风险区划
风险评估与自然灾害易发地区土地利用和土地管理关系密切。土地管理部门和各级政府官员在土地利用决策时需要风险评估的结果;投资商在购买土地和土地开发时也要考虑灾害风险的影响;建设项目场点的选择、建筑物的类型和材料以及购买保险时更要考虑灾害风险的因素。
如果决策者在对灾害风险一无所知的情况下对灾害易发地区的土地利用规划作出决策,那么,这样的决策肯定不可能使土地利用得到可持续发展。在对泥石流易发地区土地利用作出决策时,地方官员应该知道,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冲毁?有多少基础设施可能遭到泥石流的破坏?他们也应该懂得,土地利用方式的改变反过来也会影响泥石流的自然过程,这种影响是有利于泥石流的发生还是抑制了泥石流的发生?这些都需要进行风险评估。风险评估能够提供可用于成本一效益分析的决策基础。风险评估不仅可以应用于将来的土地利用规划,而且可以为现存的土地利用再发展评估提供强有力的工具。
滑坡灾害风险区划就是根据以上计算得出的区域滑坡风险度划分不同风险等级区域单元的方法,为滑坡地区的风险投资、区域开发和灾害管理提供决策依据。像其他自然灾害风险区划一样,滑坡灾害风险区划的一般原则为:相似性原则、区域完整性原则、综合性原则、主导因子原则。
地质灾害危险度(H)和易损度(V)是自变量,风险度(R)是因变量,因此,风险度数值及其分级是由危险度和易损度的数值和分级决定的。一旦危险度和易损度的分级确定下来,风险度分级也就相应地确定下来了。危险度和易损度均采用目前处理数值分级的简单而常用的方法——布拉德福定律中的区域分析方法,即将一定范围内的数值作等分划分,在0~1范围内等分为0~0.2,0.2~0.4,0.4~0.6,0.6~0.8,0.8~1这5个等分数值区域。根据式(1)生成风险度的5个等级:0.00<R<0.04,极低风险区;0.04<R<0.16,低风险;0.16<R<0.36,中等风险;0.36<R<0.64,高风险;0.64<R<1.00,极高风险(图5-5)。地质灾害风险等级的实际管理意义见表5-1和表5-2。
图5-5 地质灾害风险评估分级(分区)
表5-1 定性风险水平的管理含义
(据澳大利亚岩土工程协会,2000)
表5-2 地质灾害风险等级的管理意义
⑩ 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。