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地質災害綜合強度指數

發布時間: 2021-03-15 00:00:53

地質災害危險性綜合評估的量化指標原則與方法

(一)量化指標原則

(1)注重地質環境條件的分析;

(2)注重與工程特點和施工方法相結合;

(3)進行過現狀評估和預測評估的災種全部納入;

(4)充分考慮地質災害現狀發育與未來發展趨勢;

(5)充分考慮對本工程的危害和對周邊鄰區的危害;

(6)充分考慮周邊人類工程活動對本工程的影響。

(二)評估方法

綜合考慮成品油管道所經過的沿線地區地質環境條件和出現的地質災害,緊密結合本工程各地段的施工特點,在地質災害現狀調查及周邊環境調查成果的基礎上,預測在本工程建設中和運行後可能對沿線地質環境產生的影響及其可能形成的地質災害災種,分析對本工程及其周邊地區可能產生的危害程度,以此判定某一災種在某一地段的危險性大小,並按取高值的原則,將其中某一災種最高危險性級別作為某評價段的地質災害危險性綜合評估級別。

評估辦法採用「危險性積分法」,即列出與地質災害危險性最密切的評分項目,按100分制對所要評估的災種逐一、逐項進行考核打分,分高為危險性大,分低為危險性小。最後根據評分結果,結合實際情況給出危險性不同級別的標准分值,並按這個標准綜合評估每一地段地質災害危險性等級。

(三)評分考核內容、賦值和分級標准

根據評估辦法,本次評估列出了與本項工程地質災害危險性密切相關的五大考核內容,並根據它們的密切程度確定了不同的分值。具體考核內容與賦值規定如下:

(1)地質環境條件對某一災害發生支持的有利程度:分極有利、有利、較有利、不利4個分級,滿分為10分,各分級依次為10、6、3、0分;

(2)地質災害現狀發育強度及其發展的趨勢:分強發育、中等發育、弱發育、不發育4個分級,滿分為20分,各分級依次為20、15、10、5分;

(3)工程施工方法對地質環境的影響程度及誘發地質災害的可能性大小:分影響大、影響中等、影響小、無影響4個分級,滿分為20分,各分級依次為20、10、5、0分;

(4)周邊人類工程活動對本工程安全的影響程度:分影響大、影響中等、影響小、無影響4個分級,滿分為10分,各分級依次為10、6、3、0分;

(5)地質災害對本工程和周邊環境危害的程度:分危害重大、危害中等、危害小、輕微危害4個分級,滿分為40分,各分級依次為40、30、15、5分。

經過與實際對比、調整、權衡,確定地質災害危險性綜合評估分級標准如表8-3。

表8-3 成品油管道工程地質災害危險性綜合評估分級標准

⑵ 地質環境質量綜合評價

一、地質環境質量評價

首先根據山東省地質環境特徵將全省劃分為魯東丘陵地質環境區、魯中南山地丘陵地質環境區和魯西北平原地質環境區,以縣(市、區)為評價單元,評價結果見表4-19。

表4-19 全省各評價單元縣(市、區)的地質環境質量評價結果表

續表

二、評價成果評述

(一)地質環境質量差區

主要位於魯西北平原地質環境區的東部黃河三角洲地區,局部位於魯中南山地丘陵地質環境區的7個評價單元,占評價單元總數的5%,模糊綜合指數值為4~5之間,為山東省地質環境質量差區。其地質環境有以下特點:

1)鹽漬化面積率較高,鹽漬化面積佔全省鹽漬化面積的57%,其中極重度鹽漬土壤面積佔全省極重度鹽漬土壤的85.2%。

2)森林覆蓋率低,其中沾化縣最低為1.3%,寒亭區最高為7.1%,均遠低於全省平均水平。

3)地質災害較發育,區域地殼穩定性較差。

(二)地質環境質量較差區

位於魯東丘陵地質環境區北部、魯中南山地丘陵地質環境區中部和魯西北平原地質環境區局部地區的24個評價單元,約占評價單元總數的17%,模糊綜合指數值在3~4之間,是山東省地質環境質量較差區。其地質環境特點如下:

1)鹽漬化程度較低,且鹽漬化土壤主要為中度或輕度鹽漬土。

2)土壤有一定程度的沙化,還存在部分流動性風沙土。盡管採取了一定的防沙、治沙措施,但是沙化對該區生態環境的潛在威脅依然存在,這是生態環境潛在脆弱性的根本原因。如果不加以保護,就有可能造成該地區生態環境的進一步惡化。

3)部分地區地質災害較發育,如招遠市、嶧城區、萊州市、兗州市、博山區的地面塌陷,德城區(德州)、市中區(濟寧)的地面沉降災害都較為突出。

(三)地質環境質量中等區

分布於魯西北黃河沖積平原區、魯中南山前局部地區及沂河、彌河、濰河、大沽河上游等區域的60個評價單元,約占評價單元總數的43%,模糊綜合指數值在2~3之間,是山東省地質環境質量中等區。其地質環境特點是:地質環境背景條件中等,地質災害有不同程度的分布,但發育強度較弱,部分地區水污染較嚴重。

(四)地質環境質量良好區

分布於魯東煙台—威海之間、膠萊盆地、日照市沿海地區,魯中南中部和南部地區,魯西北平原區的中部和西南部地區,共有39個評價單元,約占評價單元總數的28%,模糊綜合指數值在1~2之間,是山東省地質環境質量良好區。其地質環境特點是:地質環境背景條件較好,除局部地段外,地質災害不發育,水環境質量總體較好。

(五)地質環境質量優等區

主要分布於魯中南山區的泰安市、鄒城—費縣一帶和魯東地區的青島、煙台、威海市區附近的10個評價單元,約占評價單元總數的7%,模糊綜合指數值為1,是山東省地質環境相對穩定地區。其地質環境有以下幾個特點:

1)山丘區有一定的水土流失問題,但通過多年的綜合整治,已取得明顯成效。

2)森林覆蓋率較高,其中長島縣、芝罘區、泰山區、五蓮縣、環翠區等森林覆蓋率均在40%以上,林業生態系統相對穩定。

3)農田水利設施較完備,旱澇保收田面積率相對較高,農業生態系統相對穩定。

4)總體上位於地質災害不發育區,地質環境問題不突出。

⑶ 地質災害有哪些,分幾個等級

地質災來害:崩塌、滑坡、泥石流、源地裂縫、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。
地質災害等級:一。地質災害活動的強度、規模、速度等指標反映地質災害的活動程度,有人稱其為災變等級。二是以地質災害的破壞損失程度分級。

⑷ 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。

⑸  中國地質災害災度分析

一、地質災害災度計算方法

如前所述,災度只是反映不同地區地質災害破壞損失的相對程度。用災度指數作為災度指標,災度指數高,災害破壞損失嚴重;災度指數低,破壞損失輕。

災度大小主要受兩方面條件控制:①地質災害活動程度(即災變強度)。通常情況下,地質災害活動越頻繁,活動的規模或強度越大,災變強度越高,破壞損失越嚴重,災度越高。②地質災害的易損性。通常情況下,地質災害受災財產價值越高,對災害的抗禦能力和可恢復性能越差(即易損性越高),破壞損失越嚴重,災度越高。

根據上述規律,我們通過典型調查,可以建立災度指數與災變強度和易損性的相關模型:

Zd=Kx·Kd·Zw·Ys

式中:Zd——災度指數;

Kx——修正系數;

Kd——統計系數;

Zw——災變指數;

Ys——易損性指數。

二、中國地質災害災度分布特徵

除西藏自治區和台灣省的大約53個縣(市)因資料缺乏而難以評價外,按照上述方法對其餘30個省(市、自治區)2371個縣(市、區、旗)進行了災度計算,根據災度分布情況,分為微度災害、輕度災害、中度災害、重度災害、特重度災害5個等級。根據對不同災度等級單元的調查統計結果,各災度等級大致對應的期望損失強度分別為:<0.5、0.5~2.0、2.0~5.0、5.0~15.0、>15.0萬元/102km2·a。結果顯示,中國地質災害災度分布極不均勻,西北、東北和東部沿海的廣大地區多屬於微度和輕度災害區,中度以上災害主要分布在中國中部區域(表18-10、圖18-4)。

微度災害。主要分布在中國東部的大興安嶺、小興安嶺、東北平原、華北平原、長江中下游平原和西北的准噶爾盆地、塔里木盆地、柴達木盆地、青藏高原等地區。這些地區歷史災害稀少,損失輕微,今後除局部地區災度有可能出現明顯提高外,絕大部分地區仍將維持微災或基本無災現狀。

圖18-4中國地質災害災度分布圖

表18-10中國地質災害災度等級劃分的分布情況

輕度災害。分布廣泛但比較零散。主要在東北的長白山,華北的山西高原、山東丘陵,東南的江南丘陵、浙閩丘陵、兩廣丘陵,西北的阿爾泰山、天山,西南的部分地區。這些地區的共同特點是災害種類比較多,活動頻繁,但災害規模比較小,單次事件損失一般不超過10萬元。今後時期,該類災害的局部地區,因資源開發和工程經濟活動的迅速發展,災害損失和災度可能顯著上升。

中度災害。分散分布在中部和東部地區。主要在遼東半島、燕山、太行山、黃土高原、秦嶺、川滇山地、雲貴高原、江南丘陵的部分地區。這些地區災害種類多,部分地區災害點的密度大,活動頻繁,但以中、小型為主,大型、特大型和群發性災害偶有發生,單次事件損失變化大,一般為幾千到幾十萬元,少數達百萬元。由於一些地區具有潛在危險性,所以今後一段時期災度可能進一步提高。

重度災害。主要分布在中國東部的陝北高原、秦嶺、鄂西山地、川滇山地的部分地區,零星分布在遼東半島、燕山、天山的部分地區。這些地區災害種類多、密度大,不但中小型災害十分頻繁,而且經常發生大型、特大型和群發性災害,單次事件損失多數為幾萬元或數百萬元,部分超過1000萬元。這些地區地質自然環境脆弱,不但歷史災害比較嚴重,而且存在比較嚴重的潛在危險性,今後發展的總趨勢是災度將不斷提高。

特重度災害。集中分布在中國中部的秦嶺、鄂西山地、川滇山地的部分地區,零星分布在遼東半島和燕山山地的部分地區。這些地區地質災害種類多,密度大,尤其是滑坡、崩塌、泥石流特別強烈,中小型災害每年都要發生,大型、特大型和群發性災害也十分頻繁,單次災害事件損失為幾萬元到近億元。這些地區自然環境差,大部分地質災害處於活動期或發展期,今後時期,在自然條件和社會經濟條件共同影響下,大部分地區地質災害災度將進一步提高。

⑹ 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.

⑺ 地質災害預警預報有哪幾個等級

根據地質災抄害活動或損失程度劃分的等級。目的是表示地質災害的輕重程度,便於對不同地質災害事件或地質災害與其他自然災害進行對比。分級的依據或類型有兩種。一是根據地質災害活動的強度、規模、速度等指標反映地質災害的活動程度,有人稱其為災變等級。不同地質災害的分級標准和指標不一,只有少數地質災害已形成公認的分級標志(如地震採用震級表示地震活動強度),多數地質災害尚沒有統一的分級方案。二是以地質災害的破壞損失程度分級。有人稱其為災度等級,但沒有公認的分級方案和相應的指標標准。多數人認為以地質災害事件造成的人員傷亡和直接經濟損失數量作為地質災害破壞損失分級指標,從大到小依次為巨災、大災、中災、小災、微災。這兩種分級含義不同,但有密切聯系:地質災害活動強度級次所標識的是地質災害動力活動的強弱程度或規模大小;地質災害破壞損失級次標識的是地質災害破壞損失的大小,它除了受地質災害強度控制外,還與受災地區人口、財產分布以及受災體的脆弱程度等社會經濟條件密切相關。
地質災害按照人員傷亡、經濟損失的大小,分為特大型、大型、中型和小型四個等級。

⑻  地質災害危險性構成及危險性指標

一、地質災害危險性的基本含義

如前所述,地質災害的危險性和災害區易損性是決定地質災害災情的兩方面基礎條件。其中,地質災害的危險性主要是地質災害自然屬性特徵的體現。它的核心要素是地質災害的活動程度。

從定性分析看,地質災害的活動程度越高,危險性越大,災害的損失越嚴重。從定量化評價的要求看,地質災害的危險性需要通過具體的指標予以反映。

地質災害危險性分為歷史災害危險性和潛在災害危險性。歷史災害危險性是指已經發生的地質災害的活動程度,潛在災害危險性是指具有災害形成條件,但尚未發生的地質災害的可能的活動程度。二者的危險性標志不同。

二、歷史地質災害危險性及其指標

歷史地質災害危險性的標志是地質災害的強度或規模、頻次、分布密度等。這些要素決定了地質災害的發生次數、危害范圍、破壞強度,從而進一步影響地質災害的破壞損失程度。歷史地質災害危險性要素,一般可通過實際調查統計獲得。

不同種類的地質災害,危險性要素指標不完全一致(表5-1)。

在本課題評估的幾類地質災害中,崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂縫、地面沉降、海水入侵災害是伴隨不同地質動力活動而不斷發展的具有動態變化特徵的災害現象。所以,在災害危險性評價中,除災害體積、數量、幅度等指標外,還有災害發生頻次或發展速率指標。膨脹土災害是一種客觀存在不具動態特徵的潛在災害體。它與其它災害有明顯差異,只有在膨脹土發育區進行某些工程建築時,才有可能發生災害。所以,其危險性評價中不存在災害活動的頻次或速率指標。

在各種危險性指標中,危害強度所指示的是災害活動所具有的破壞能力。災害危害強度是災害活動程度的集中反映。危害強度是一種綜合性的特徵指標,它不能像其它指標那樣,用不同量綱的數字反映指標的高低,只能用等級進行相對量度。對於已經出現的地質災害,它對於各種受災體所造成的破壞損失情況(破壞損失數量和破壞損失程度)是對災害危害強度最直接的顯示。根據對不同類型地質災害破壞效應的實際調查分析,將地質災害危害強度分為強烈破壞(A級)、中等破壞(B級)、輕微破壞(C級)、基本無破壞(D級)4個等級。實踐證明,不但不同種類、不同規模的地質災害的危害強度不同,而且在同一災害事件中,評價區內不同部位所遭受的危害強度也發生很大的變化。其一般規律是,從災害活動中心(崩塌-滑坡體及前緣地帶、泥石流溝谷及溝口附近、地裂縫中心地帶、地面沉降中心區等)向邊緣逐漸減弱,直至沒有發生破壞的安全區。認識這種規律除了可以深化歷史地質災害災情分析外,對於在地質災害預測災情評估中,劃分災害危險區,進而核定受災體損毀率和經濟損失具有十分重要的意義(表5-2)。

表5-1歷史地質災害危險性構成及指標

表5-2地質災害危害強度分級特徵表

註:表中受災體損毀程度劃分標准參見書易損性評價的有關內容。

三、地質災害形成條件及潛在危險性指標

(一)地質災害潛在危險性控制條件

地質災害潛在危險性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、危害強度有多大。地質災害潛在危險性受多種條件控制,具有很大的不確定性。

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,甚至可能更加頻繁、強烈,因而具有比較強烈的潛在危險性。

地質災害活動條件的充分程度是控制地質災害潛在危險性的最重要因素。從總體上說,地質條件、地形地貌條件、氣候條件、水文條件、植被條件、人為活動條件是控制所有地質災害活動的基本條件。但這些條件在不同類型地質災害中的主次地位和具體要素不盡相同;對於有不同精度要求的點評估、面評估、區域評估,對各種條件和要素分析的詳略程度也不一致。所以,其評價指標也各異。基於這些差別,對不同種類地質災害的形成條件和不同類型地質災害災情評估對危險性評價的要求,進行深入論述是很有必要的。

(二)不同類型地質災害形成條件

1.崩塌-滑坡形成條件

崩塌-滑坡是嚴重的斜坡變形現象,它的發生一方面取決於斜坡自身的基礎條件,另一方面與斜坡受到的營力作用有關。因此將崩塌-滑坡形成條件分為基礎條件和外界條件兩類。

(1)基礎條件地貌是形成崩塌-滑坡的最基礎條件。從區域地貌條件看,崩塌-滑坡形成於山地、高原地區,通常情況下,海拔高程越大,切割越劇烈,崩塌-滑坡越發育。從局部地形看,要有適宜的斜坡坡度、高度和形態,以及便於形成岩體崩落、滑動的臨空面,這些對崩塌-滑坡形成具有最直接的作用。崩塌多發生在坡度大於55°、高度大於30m、坡面凹凸不平的陡峻斜坡上。滑坡多發生在15°以上的斜坡。崩塌-滑坡廣泛發育在山區,以山間谷地、江河兩岸最發育。

岩土體是崩塌-滑坡的物質基礎。它的性質和結構對崩塌-滑坡活動具有決定性作用。一般情況下,性質堅硬、結構完整、抗剪強度大、抗風化能力強的岩石,斜坡整體性好,不容易發生崩塌-滑坡。相反,岩性松軟、結構不完整,特別是裂隙發育、斜坡岩土體中存在軟弱夾層時,容易失穩變形,發生崩塌-滑坡。

地質構造是崩塌-滑坡活動的重要影響因素。斷裂構造不但使斜坡岩土體發育大量裂隙,甚至使斜坡變得支離破碎,而且促進了斜坡岩土體的風化作用和地下水活動,降低了斜坡的穩定性,加大了崩塌-滑坡活動的可能。

(2)外界條件外界條件是導致崩塌-滑坡活動的誘發因素。主要由於暴雨、洪水、融雪、水庫滲漏潰決,以及人工灌溉或排水等原因,使大量地表水或地下水進入斜坡,岩石抗剪強度急劇下降,從而誘發崩塌-滑坡。地震、人為爆破、工程開挖、填棄碴土等原因改變斜坡應力狀態,也會引起斜坡失穩,而誘發崩塌-滑坡。

2.泥石流形成條件

泥石流是突發性很強的山地地質災害。它同崩塌-滑坡一樣,也是在一定的基礎背景下,由某些突發性的因素激發而形成的。

(1)基礎條件泥石流是含有大量泥砂、石塊的特殊洪流。急促的水流和充分的鬆散固體物質是泥石流形成的物質基礎。急促水流主要來自暴雨,其次來自冰川積雪融水、河湖水庫潰決等。因此,氣候條件是影響泥石流發生的重要因素。在降水充沛,暴雨多發地區泥石流最發育。鬆散固體物質除一部分來自礦山廢碴和工程棄土外,主要來源是各種成因的堆積物——斷裂破碎物以及岩土風化後形成的殘積物、坡積物、崩塌體、滑坡體,洪積碎屑物、沖積碎屑物等。這些碎屑物的形成又與地質條件有一定關系。在斷裂構造發育,現今構造運動強烈的地區,由於山坡穩定性差、岩體結構不完整、風化作用強烈、岩石破碎、崩塌-滑坡發育、鬆散碎屑物質來源充分,因而最容易發生泥石流。

地形地貌條件是形成泥石流的又一個重要基礎條件。從區域地貌條件看,在海拔高程較大,切割劇烈的山地高原地區,泥石流最發育。從局部地形條件看,泥石流一般要具有比較充分的匯納水流和碎屑物的形成區、足夠坡度的流通區、比較寬敞的堆積區。因此流域面積越大,地形坡度較大,越有利於泥石流的形成。

此外,植被條件對泥石流形成也有比較重要的作用。實踐表明,在天然植被稀少,或由於人類過度放牧、墾殖以至濫砍亂伐等原因使植被嚴重破壞後,不僅造成嚴重的水土流失,也為泥石流活動提供比較充分的物質條件,促進泥石流的發生發展。

(2)激發條件泥石流最常見的激發條件是暴雨。在具有充分鬆散固體物質條件和適宜的地形條件下,只要出現暴雨,就會激發泥石流;暴雨強度越大,泥石流活動規模也越大。除暴雨外,冰川積雪的迅速消融,河堤、水庫、冰湖潰決等暴發的急促洪流也會引起泥石流活動。

3.岩溶塌陷的形成條件

同其它地質災害一樣,岩溶塌陷也是多種因素綜合作用的結果。其形成條件也歸納為基礎條件和誘發因素。

(1)基礎條件

①可溶岩及岩溶發育程度岩溶洞隙發育的可溶岩是岩溶塌陷的最根本的基礎條件。我國發生塌陷活動的可溶岩除部分地區的晚中生界、第三系、第四系富含膏鹽芒硝或鈣質的砂泥岩、灰質礫岩及鹽岩外,主要是古生界、中生界的石灰岩、白雲岩、白雲質灰岩等碳酸鹽岩。碳酸鹽岩的岩溶類型分為裸露型、覆蓋型和埋藏型3種。裸露型岩溶的碳酸鹽岩基本上直接出露地表,沒有或者很少被第四系鬆散沉積物覆蓋。覆蓋型岩溶的碳酸鹽岩大部分被第四系鬆散沉積物覆蓋。覆蓋率一般在7%以上,僅局部出露地表。其覆蓋層厚度一般小於30m,最厚不超過100m。埋藏型岩溶的碳酸鹽岩被很厚的第四系鬆散沉積物或其它非可溶岩覆蓋,埋藏深度數十米以上。大量實踐表明,岩溶塌陷主要發生在覆蓋型岩溶和裸露型岩溶分布區,部分分布在埋藏型岩溶分布區。

除可溶岩岩性和岩溶類型外,碳酸鹽岩的岩溶發育程度和岩溶洞穴的開啟程度是決定岩溶塌陷的直接因素。從岩溶塌陷形成機理看,可溶岩洞隙一方面造成岩體結構的不完整,形成局部不穩定地帶;另一方面為容納溶蝕陷落物質和地下水的強烈活動提供了充分條件。因此,一般情況下,可溶岩的岩溶越發育,岩溶洞隙的開啟性越好,岩溶塌陷越嚴重。

根據碳酸鹽岩岩溶發育程度和有關特徵,將岩溶發育程度分為強、中、弱三個等級(表5-3)。

可溶岩岩溶發育程度主要受地質構造、水文地質條件和氣候條件影響。一般情況下,斷裂構造發育、新構造運動強烈、地下水循環交替強烈、雨量充沛的碳酸鹽岩分布區,岩石結構比較破碎,節理、裂隙發育,地下水溶蝕、潛蝕作用強烈,最容易形成岩溶塌陷。

②覆蓋層厚度、結構、性質岩溶塌陷除發生在裸露型岩溶分布區外,還廣泛發生在覆蓋型岩溶分布區。這種塌陷不僅僅是覆蓋在第四系鬆散堆積物下面的可溶岩洞穴的陷落,有相當數量的塌陷是由於溶洞和上覆土層中土洞陷落所造成的。除此而外,覆蓋層情況還影響了地下水活動,對岩溶塌陷也產生一定的影響。因此覆蓋層是影響岩溶塌陷的重要因素。

表5-3碳酸鹽岩岩溶發育程度分級標志

據康彥仁等,1990。*指地表下100m或基岩面下50m以內孔段統計數;對於孔深100m以上全孔岩溶率,指標減半。

覆蓋層厚度對岩溶塌陷形成具有決定性作用。據大量調查統計結果,覆蓋層厚度小於10m塌陷發生的機會最多;10~30m可發生少量塌陷;30m以上可發生零星塌陷。

覆蓋層岩性結構對岩溶塌陷也具有一定作用。一般情況下,覆蓋層為比較均一的砂性土最容易產生塌陷;夾砂礫石的層狀非均質土、均一的粘性土或者覆蓋層底部發育有穩定層狀粘性土的非均質土,發育塌陷的機會較少。此外,當覆蓋層中有土洞時,容易發生塌陷;土洞越發育,塌陷越嚴重。

③地下水活動岩溶發育地區,一般地下水活動都比較強烈。強烈的地下水活動,不但促進了可溶岩洞隙的發展,而且是形成岩溶塌陷的重要動力因素。它的作用方式包括:溶蝕作用;改變岩土體物理性質和力學性質,導致土的含水量上升,容重增加,使粘性土塑性狀態發生堅硬狀態→可塑狀態→流塑狀態的變化;浮托作用;侵蝕及潛蝕作用;搬運作用等。因此,岩溶塌陷多發育在地下水活動強烈地帶,且多發生於地下水動力條件劇烈變化的時候。

(2)動力條件

①水動力條件的急劇變化,使岩土體平衡狀態遭到嚴重破壞,誘發岩溶塌陷。引起水動力條件急劇變化的原因主要有降雨、水庫蓄水、井下充水、灌溉滲漏以及嚴重乾旱、井下排水、高強度抽水等。

②天然地震和人為振動。

③附加荷載。

④廢液導致的酸鹼液溶蝕活動。

4.地裂縫形成條件

如前所述,地裂縫分為構造地裂縫和非構造地裂縫兩類,它們具有不同的形成條件。

構造地裂縫主要是伴隨地殼構造運動產生的地裂縫。地殼構造運動的方式是極其復雜的,它除了引起突發性地震活動,並形成地震地裂縫外,在更多情況下是在廣大地區發生緩慢的構造應力積累作用。伴隨這種作用,常常發生構造蠕變活動,因此形成地裂縫。這種地裂縫分布廣、規模大,危害最嚴重。非構造地裂縫的形成原因多樣,主要包括:崩塌、滑坡、塌陷引起的地裂縫;黃土濕陷、膨脹土脹縮、鬆散土滲蝕引起的地裂縫;乾旱、凍融引起的地裂縫等。實踐表明,許多地裂縫並不是單一成因的地裂縫,而是以一種原因為主,同時又受其它條件影響的綜合成因的地裂縫。因此,在分析地裂縫形成條件時,還要具體現象具體分析。就總體情況看,控制地裂縫活動的首要條件是現今構造活動程度,其次是崩塌、滑坡、塌陷等災害動力活動程度以及水動力活動條件等。

5.地面沉降形成條件

如前所述,地面沉降可由多方面活動引起,主要包括地殼沉降活動、鬆散沉積物的自然固結壓實、人類開采地下水或油氣資源引起的土層壓縮沉降。從災害研究角度所說的地面沉降是指人類活動引起的沉降,或者是以人類活動為主,以自然動力為輔助作用引起的沉降活動。基於這種概念,地面沉降的形成條件也主要由兩方面構成。一是地面沉降的基礎條件。主要是具有一定厚度壓縮性較高的鬆散沉積物。這類沉積物主要發育在沿海平原、內陸盆地及河谷平原地區。這些地區一般都是地殼沉降地區,所以這些地區的地面沉降活動不僅與人類活動密切相關,而且持續的地殼沉降也起到了「雪上加霜」的作用。影響地面沉降的人為動力條件主要是長時期超強度開采地下水,使含水層和臨近非含水層中的孔隙水壓力減小,土的有效應力增大,發生壓縮沉降。

6.海水入侵形成條件

通常情況下,濱海地帶地下水水位自陸地向海洋方向傾斜,陸地地下水向海洋補給排泄,二者維持相對穩定的平衡狀態。在這種條件下,濱海地帶相對密度較小的地下淡水浮托在相對密度較大的海水或鹹水之上,二者間形成寬度不等的過渡帶或臨界面。在鹹淡水平衡狀態下,這個過渡帶或臨界面基本穩定。然而,這種平衡狀態一旦被破壞,鹹淡水臨界面就要移動,以建立新的平衡。如果地下淡水蹬壓力降低,臨界面就要向陸地方向移動,於是就發生了海水入侵。

導致濱海地帶鹹淡水平衡狀態破壞的外因,除氣候乾旱,地下水天然補給來源減少等自然原因外,主要是人為活動對天然水資源的破壞作用。近年來,我國沿海地區,水資源供需矛盾愈來愈尖銳,許多地區長期超量開采地下水,在濱海地帶形成了低於海平面的地下水位負值區。因此,使海水沿含水層侵入淡水區,發生海水入侵。此外,河北、山東一些沿海地區,在發展人工養殖、擴建鹽田等經濟活動中,常將海水用明渠提引到距離海邊5~15km的地方,因此擴大了鹹水的分布范圍。解放以後,在大小河流上游修建了大量水庫、塘壩、使河流入海水量普遍減少;加上經常在河口地區大量挖砂,使河床標高降低,因此造成潮水上溯,使河流兩側發生海水入侵。

導致海水入侵的內因是陸地地下淡水與海水之間存在良好的水力聯系:一些濱海平原地區,第四系含水層導水能力強,與海水之間缺乏穩定的隔水層而互相連通;還有一些地區,發育有裂隙岩溶水,含水岩層的裂隙、孔洞與海域直接連通,當陸地地下水水位下降到海平面以下時,海水就通過含水層迅速向內陸入侵。

7.膨脹土災害影響條件

膨脹土的主要危害是破壞房屋、鐵路、公路等工程建築地基,使之變形,進一步造成建築物沉陷開裂。這種破壞對於輕型建築物尤其嚴重,有時既使加固了基腳或打樁穿過了膨脹土層,但仍能使地基發生位移,因此導致樁基變形或錯斷。

膨脹土的破壞作用主要源於它的明顯的而且是反復交替的脹縮變化。因此,膨脹土的發育情況和性質是決定膨脹土危害程度的基礎條件。膨脹土的發育情況主要包括膨脹土的發育厚度和深度兩項要素。厚度越大,而且埋藏較淺時,危害越嚴重。膨脹土的性質主要是由自由膨脹率等指標標示的脹縮能力。依此,可以將膨脹土分為強膨脹土、中等膨脹土、弱膨脹土3個等級(表5-4)。

表5-4膨脹土脹縮性等級劃分標准

據褚桂棠,1988。表中一類指分布在丘陵、盆地邊緣的膨脹土;二類指分布在河流階地的膨脹土;三類指分布在岩溶地區準平原谷地的膨脹土。

影響膨脹土危害程度的外部條件主要是降雨、乾旱等氣候變化和排水等人類活動,因此可以使膨脹土飽水或失水而發生脹縮變化,導致災害效應。

(三)地質災害潛在危險性指標

1.地質災害潛在危險性指標的確定原則

上面分析表明,地質災害的形成條件異常復雜,因而在分析地質災害潛在危險性時,所涉及的內容非常廣泛。在這種情況下,如果將所有標示地質災害形成條件的要素都納入潛在危險性分析之中,不但不可能,而且也是不必要的。為了使分析指標適應潛在危險性分析需要,應按下列原則確定分析指標。

(1)分主次原則將那些對地質災害潛在危險性具有重要作用或直接關系的要素指標納入潛在危險性分析,捨去次要的、間接性要素指標。例如:影響滑坡潛在危險性的地質因素很多,但其中最直接、最重要的因素是岩體中的軟弱結構面,其它因素都是次要的因素;在影響岩溶塌陷活動的諸多地質條件中,最重要的因素是可溶岩的岩溶發育程度,其次是斷裂構造及現今構造活動程度,其它因素為次要因素。再如,植被條件對泥石流活動具有一定影響,可作為分析泥石流潛在危險性的指標,但對於其它地質災害的影響不大,可不納入評價指標;以降水為主要標志的氣候條件對泥石流和崩塌、滑坡活動具有重要作用,是評價其潛在危險性的指標,但對地裂縫、膨脹土等影響不大,不納入評價指標。分清主次關系,合理地確定評價指標,可以使潛在危險性分析更加科學,更加明了。

(2)分層次原則潛在危險性分析的目的是評價地質災害的發生概率、可能形成的規模和破壞范圍,為破壞損失評價或風險評價提供基礎。因此,災害活動概率、規模、破壞范圍是潛在危險性分析的終極目標,稱為目標指標。但這些指標是在分析地質災害活動條件充分程度的基礎上才能獲得,因而稱這些對地質災害活動具有直接影響的要素指標為分析指標。地質災害活動條件又是在一定的自然環境和社會經濟條件下出現的,所以將反映區域自然環境和社會經濟條件的指標稱為背景指標,它對於地質災害活動具有區域性控製作用。於是地質災害潛在危險性指標的層次系統為背景指標—分析指標—目標指標。

(3)共性與個性兼顧原則地質災害災情評估涉及不同的災種,而且又有點評估、面評估、區域評估等不同類型。它們既具有許多共同特點,又具有多方面差異。因此,在建立地質災害潛在危險性評價指標時,既要充分反映它們的共性特徵,又要表現出它們的個性差異。從不同種類地質災害潛在危險性評價來說,它們都與地質條件、地形地貌條件、氣候水文條件、人類活動等有關。但這些條件對不同地質災害的作用程度以及具體要素不同,因此,既需要考慮評價指標的統一性,又要照顧各自的特色和差異。對於不同范圍的潛在危險性評價來說,基本指標類型一致,但精度要求不同。例如:在點評估中,滑坡-泥石流災害的地貌條件,採用地形坡度、溝谷長度、比降等指標,在面評估,特別是區域評估中,則採用海拔高程、地貌類型等宏觀指標。

2.地質災害潛在危險性指標

根據上述原則,將評價地質災害潛在危險性指標分為背景指標、分析指標、目標指標和點評估指標、面評估指標、區域評估指標(表5-5)。在三種范圍的災情評估中,背景指標和目標指標基本一致,不同災種稍有差異;分析指標不僅對不同范圍的災情評估有一定差異,而且對不同災種也有顯著不同(表5-6)。

表5-5地質災害潛在危險分析總體指標簡表

表5-6不同地質災害潛在危險性分析指標簡表

這些指標是進行危險性評價和整個災情評估的基礎依據,因此是地質災害災情評估調查和地質災害勘查的重要內容。

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。

⑽ 地質災害損失評價

一、地質災害損失及其構成

隨著人類科學技術水平的提高和社會經濟的發展,人類活動范圍和領域不斷擴大,地質災害對人類的影響也越來越廣泛。概括起來歸結為4個方面:對人類生命產生影響,即造成人口死亡、肢體受傷、精神受到傷害;對經濟產生影響,使人類創造的財產以及各種生產活動遭到破壞;對社會產生影響,妨礙社會進步,甚至影響社會安定;對資源與環境產生影響,破壞土地資源與環境,破壞水資源與水環境,破壞生態資源與環境等。基於這些表現,地質災害的破壞損失由各種破壞效應所組成,即生命損失、經濟損失、社會損失、資源與環境損失(圖3-2-2)。

圖3-2-2 地質災害破壞損失及其構成

從地質災害的這幾種損失與人類的關系程度和它們的可量化程度看,生命損失和經濟損失對人類不但具有最直接的關系,而且比較容易進行量化統計評價,社會損失和資源與環境損失雖然對社會經濟發展也具有重要作用,但主要表現為間接作用,而且這兩種損失目前還難以進行量化統計評價。

地質災害經濟損失是指用貨幣形式度量的地質災害對人類所造成的破壞損失程度。目前對地質災害經濟損失的范圍有多種看法,有人認為地質災害的4方面破壞作用都可以用貨幣形式進行度量,所以都屬於經濟損失;有人認為除社會影響外,其他災害破壞效應都可以用貨幣形式進行度量,所以屬於經濟損失;有人認為地質災害的社會影響和資源環境破壞都難以用貨幣形式度量,所以這兩方面破壞損失不屬於經濟損失;有人認為人類生命健康是無價之寶,不能用貨幣形式進行度量,所以也不屬於經濟損失;有人認為自然災害經濟損失分為直接經濟損失和間接經濟損失——受災體受地質災害直接破壞後緊隨其後發生的經濟損失為直接經濟損失,如房屋、鐵路、公路等工程設施破壞所造成的經濟損失等;因受災體發生破壞進一步造成的關聯性損失為間接經濟損失,如因房屋、鐵路、公路、設備等破壞造成企業停工、停產所形成的經濟損失等。

不同地質災害的破壞對象不同,造成的經濟損失也不同。崩塌、滑坡、泥石流破壞范圍廣,幾乎涉及各類受災體,包括:房屋、鐵路、公路、橋梁、生命線工程、水利工程、構築物、航道、農作物林木、設備、材料、室內財產、土地資源等。

二、地質災害經濟損失評估

把定量化分析地質災害經濟損失程度的過程稱為地質災害經濟損失評估。它是在地質災害危險性評價和易損性評價基礎上進行的,即在地質災害活動概率、破壞范圍、危害強度和受災體損毀程度分析基礎上,進一步研究地質災害的經濟損失構成,分析經濟損失程度和分布情況。

表徵地質災害經濟損失的基本指標是用貨幣形式反映的絕對損失額和相對損失額。絕對損失額是指一次事件或一個地區某時段內地質災害活動所造成的經濟損失。其度量單位除了元、萬元、億元外,為了便於與不同地區之間的對比,還採用損失模數或損失強度(即單位面積的損失額)反映地質災害的經濟損失程度,其度量單位為元/m2,萬元/km2,億元/km2等。相對損失是指一次災害事件或一個地區某一時段內地質災害所造成的經濟損失與同地區同類財產價值的比值,或者是災害造成的經濟損失與同地區年度國民生產總值(或財政收入)的比值,其度量單位為小數或百分數。

地質災害經濟損失評估的直接目標就是核算上述指標值,並且分析和評述這些指標在評價區內的分布情況。

(一)災後即時損失評估

地質災害發生,將引發一系列連鎖反應,稱為災害效應:包括直接效應、間接效應、次生效應。直接效應指的是危及受災對象的人員傷亡、財產損失、房屋建築的破壞、資源的影響破壞等。間接效應指的是由於災害的連鎖反應,造成生命線設施破壞引起生產、生活能力降低;鐵道、公路交通的破壞引起運輸能力下降;因災無家可歸,家庭收入減少;工商業停頓、公共服務中斷;公共事業恢復、重建費用支出;支付保險賠償金等。次生效應指的是可能在災後一段時間出現的如流行病、通貨膨脹、心理創傷、存款減少、供應費用增加等。因此,災後損失評估主要是直接經濟損失和間接經濟損失評估。

1.直接經濟損失計算

直接經濟損失可認為是與災害同時或緊隨其後發生的所有損失。一般包括人員傷亡損失、資本損失(農業各種生產設施,如排灌系統、農用機械、糧倉等的毀壞;生產資本如耕地、多年生作物和牲畜損失;工業設備、產品損失、生產損失)。公共設施損失主要有公路、橋梁、鐵路、機場、港口、運輸工具、交通設施的破壞;醫院、學校、電力系統、供水系統和衛生系統的破壞。房屋損失以及商業庫存損失、服務中斷損失等。

評估模型:

地質環境經濟學

Zan=Za1+Zz2+Za3+Zz4+Za5(3-2-4)

式中:Z為災害總損失值;Zn為各類受災體的損失值;Zan為直接經濟損失;Zbn為間接經濟損失;Za1為人員傷亡損失;Za2為資本損失;Za3為公共設施損失;Za4為房屋損失;Za5為商業庫存損失。

由於不同受災體遭受災害破壞後的價值損失形式不同,所以價值損失核算的途徑不同,大致可分為3種方法。

成本價值或修復成本價值損失核算

以受災體成本價值為基數,根據其災損程度或者修復成本、防災成本投入核算受災體的價值損失。房屋、鐵路、公路、橋梁、生命線工程、水利工程、構築物、設備及室內財產等絕大多數受災體均適宜採用該方法核算價值損失。核算的基本模型為:

受災體價值損失=受災體成本價值×受災體價值損失率(3-2-5)

受災體價值損失=受災體修復成本 (3-2-6)

受災體價值損失=實施有效防禦措施情況下的受災體成本價值-無災害破壞情況下同一受災體的成本價值(3-2-7)

3-2-5式適用於已經建成而沒採取專門性防災措施的工程和已經製造的設備、物品的價值損失核算,式中的受災體成本價值為受災前的現實價值,受災體現值=重置成本×[(1-殘值率)×成新度+殘值率]。

3-2-6式適用於那些災損程度較低,且易於修復的受災體的價值損失核算。在這里,用修復成本代替受災體價值損失。應該說明的是,有的受災體遭到災害破壞後,經過修復可以基本恢復災前的性狀和功能,此時,修復成本即相當於受災體價值損失。而有的受災體受某種程度的災害破壞後,經過維修只能部分恢復性狀和功能,此時其價值損失除維修成本外,還包括維修後因沒有恢復原有性能而形成的價值損失。

3-2-7式適用於兩種情況:一是已經建成的並採取了專門防災而且保障能達到防災效果的工程設施、設備、物品等的價值損失核算;二是沒有建設或製造的工程設施、設備、物品。運用該式核算出的受災體價值損失實質上是為有效防災而增加的建設生產成本或防災的專門投入。對於已建工程或已有物品,式中的成本均為現實成本,對於尚未建造的工程或物品,式中的成本均為影子成本。影子成本價值損失主要適用於具有明顯潛在破壞作用的災害活動的經濟損失評估。

收益損失核算(農作物)

以受災體的可能收益為基礎,根據其災損程度核算受災體價值損失。該方法主要適用於農作物價值損失核算。農作物受災後的直接表現是受到挫折或者死亡、毀滅,其最終後果是農作物減產或絕收。由於農作物生長嚴格受時令季節的影響,所以農作物受災後不僅使農民已經投入的成本受到損失,而且更重要的是耽誤農時,使農作物收益受到損失。一般核算模型為

農作物價值損失=無災情況下農作物收益價值×農作物減產比率

成本-收益價值損失核算(土地)

以受災的成本和收益價值為基數,根據其災損程度核算受災體價值損失。該方法主要適用於土地資源和地下水資源價值損失核算。這兩種受災體都屬於自然資源,目前在我國還沒有形成產業市場,所以目前還沒有完善的科學方法核算它們的價值和價值損失。土地價值的高低主要取決於自然條件和社會經濟條件。在自然條件中,災害威脅程度是決定性因素之一。實踐表明,在同一城鎮或地區,由於地質災害危險性程度不同,土地的開發條件和利用價值相差巨大。在崩塌、滑坡、泥石流發育區,不適宜商貿、住宅等建設,只能用於綠化用地。因此土地利用價值收到很大影響。在不同城鎮或地區,地質災害活動程度除了影響工程建設和資源開發、經濟發展外,直接影響內外資金吸收和地價水平。在地質災害多發城鎮和地區,投資風險大,開發項目受到很大限制,所以地價水平明顯低於無災害威脅的同類城鎮或地區的地價水平。基於這種情況,可採用地價差值代替地質災害所造成的土地價值損失。即根據評價區的現行地價(基準地價或出讓、租用地價)與其他同類條件但無災害威脅地區(地段)地價相比較,以二者的差值作為土地價值損失。不同地區的土地價值實質上是其成本價值和效益價值的綜合體現。其成本價值包括為建設交通、能源、通訊設施等投入的費用;其效益價值包括可能的商貿效益、工業效益、農業效益、旅遊效益等。地質災害所造成的土地價值損失,則是這些價值損失的綜合結果。

土地經濟損失值:Ls=∑Ti·Ei+∑Sj·ΔEj(3-2-8)

式中:Ti為被災害完全破壞的土地面積/m2;Ei為被完全破壞的土地的單價/(元·m-2);Sj為因災害降級使用的土地面積/m2;ΔEj為因災害降級使用的土地的單價差/(元·m-2)。

工廠停產直接損失值核算:

式中:N為某企業的年平均凈產值/(元·a-1);n為因災害造成的生產中斷時間/d。

交通運輸線路損失值核算:Ls=∑Li·qi·R(3-2-10)

式中:Li為被災害破壞線路長度/km;qi為線路原單位造價或重置單位造價/(元·km-1);R為線路破壞率/(處·km-2)。

2.間接經濟損失估算

災害的直接效應將引發部分地區或全國范圍的間接效應。一場大的災害,間接效應的延續可看作一個經濟衰退過程。因災害對鐵路、公路或航道的破壞,引起沿線工業減產,恢復交通投入費用等。災害間接經濟損失估算,目前研究精度很低,尚未達到實際運用階段,因此,很少評估災害間接經濟損失。少數情況下,管理部門需要宏觀了解一次大的災害間接經濟損失,多為經驗估計。例如,一般情況是,房屋的直接損失以現有情況下重建房屋的費用估計,間接損失主要是由於遷址而增加的運費。季節性作物的直接損失主要是收入損失,即收獲物的價值。間接損失主要是一些潛在的收入損失,可粗估為直接損失的1.5~2倍。多年生作物和牲畜的直接損失指受損壞資產的價值及其收入,即當年作物收獲時的年產量。間接損失可粗估為年產值的7~10倍。工廠的災害經濟損失與重建所需時間有關,可將間接經濟損失視為工廠資本值的2倍。交通設施損失的大小取決於交通中斷的時間,直接損失以重建結構物和線路費用計,間接經濟損失指由破壞造成的額外運輸費用,通常為總投資的10%~20%。

(二)歷史地質災害經濟損失評估

歷史災害經濟損失評估是指對已經發生的地質災害的經濟損失進行統計分析。評價的基本方法是調查統計。對於成災范圍較小,受災體數量較少的地質災害事件,可以對所有受災體進行實際調查,評估災前價值,並根據實際破壞情況,逐一定損毀程度和價值損失率,然後按下式核算災害經濟損失:

地質環境經濟學

式中:S1為災害事件經濟損失;Ji為某個受災體災前價值;Jsj為該受災體因災價值損失率。

如果成災范圍比較大,受災體數量比較多,難以對受災體進行逐個調查時,可採用分類調查統計或抽樣調查統計方法核算災害事件的經濟損失。具體步驟是:劃分受災體類型,通過全面調查或抽樣調查,統計不同類型、不同損毀程度的受災體災前價值和損毀數量,然後按下式核算災害事件的經濟損失:

地質環境經濟學

式中:S1為災害事件經濟損失;Jdi為i類受災體災前平均單價;Lij為i類受災體發生j級損毀的數量;Jsij為i類受災體發生j級損毀時平均價值損失率;i為受災體類型;j為受災體損毀等級。

一個地區某一時段內地質災害經濟損失相當於該地區該時段內各次地質災害事件經濟損失之和。即

S=∑S(3-2-13)

式中:S為評價區地質災害經濟損失;S為地質災害事件經濟損失。

以上核算得出的是地質災害的經濟損失額,即以人民幣量化的絕對損失。為了進一步顯示地質災害事件的損失水平,可按地質災害分類分級標准,確定災害事件的等級。

為了更加全面地反映地區地質災害的損失程度和損失分布情況,可以行政區為單元,調查統計災害經濟損失,然後按下式計算損失模數:

地質環境經濟學

式中:Sm為損失模數/(萬元·km-2);s為損失額/萬元;m為面積/km2

在此基礎上可編繪評價區地質災害損失模數分布圖,直觀地顯示地質災害的損失分布情況。

為了反映地區地質災害的相對損失程度,可以計算全評價區及其行政單元的地質災害損失比,其值相當於地質災害經濟損失與同區域國民生產總值(或財政收入)的比值,在此基礎上可編繪評價區地質災害相對損失分布圖,直觀地反映地質災害相對損失的分布情況,間接地顯示抗災能力和可恢復能力。

(三)地質災害期望損失評估

為了有效地防治地質災害,減災管理部門不僅需要及時掌握已經發生的災害事件的災情,而且需要了解本地區災害損失水平和未來的發展情況。從總體上看,地質災害屬於隨機事件,無論是已經發生活動的災害體還是尚未發生活動的潛在災害體,未來時期會不會發生活動,活動的頻次和規模如何,所造成的經濟損失多大等都具有很大的不確定性,所以對未來災害可能造成的經濟損失只能在危險性評價和易損性評價基礎上核算災害可能損失的平均值,即期望損失,並根據期望損失的空間變化,分析評價區期望損失的地區分布特點。

1.點評估地質災害期望損失評價

應用概率方法核算突發性地質災害期望損失。進行評估的對象都是那些已經具備災害活動的基礎條件,或者已經出現潛在災害體的雛形,甚至在歷史上發生頻繁活動的災害點。這些對象今後發生活動的可能性主要取決於災害基礎條件的進一步成熟和激發因素的出現。因此,把這些災害活動看作是一種概率事件,應用概率預測方法核算災害期望損失。基本步驟是:根據歷史地質災害活動規律以及地質災害基礎條件和激發條件的充分程度,分析地質災害的活動頻率以及不同頻率下的地質災害的可能危害范圍和危害強度;核算受災體價值以及不同強度危害下受災體的價值損失率;然後按下式計算災害期望損失:

地質環境經濟學

式中:Sq為災害事件期望損失;i為受災害事件危害的受災體類型;j為受災體損毀程度等級;Gij為評價區(或評價單元)第i類受災體遭受一定強度災害危害後發生j級破壞的概率;Jsij為i類受災體發生j級破壞情況下的價值損失率;Jdi為i類受災體平均單價;Lij為i類受災體發生j級破壞的數量。

2.面評估地質災害期望損失評價

在實施面評估的評價區中,常常有許多災害點,這些災害點有時屬於同一類災害,有時屬於幾類災害。對其進行損失評估的最可靠的方法是首先對各災害點進行評估,然後進行累加,得出評價區的期望損失。即

Sq面=∑Sq點(3-2-16)

式中:Sq面為評價區地質災害期望損失;Sq點為評價區各地質災害點期望損失。

這種方法雖然簡便實用,但如果評價區范圍較大,災害種類和災害點特別多時,難以逐點進行損失評價。此時只能在專門勘查基礎上,採用平均危害面積比率和災害平均活動概率(或平均發展速率)分析評估災害期望損失。具體方法和步驟是:

(1)對評價區進行專門勘查、弄清歷史災害與潛在災害類型、數量、分布、形成條件以及活動頻次、破壞損失情況,調查評價區人口、工程設施、土地、資源以及它們的價值分布情況。

(2)以行政區或自然地理為基礎劃分評價單元,分單元、分類統計地質災害的可能危害范圍,並且計算地質災害危害面積比(地質災害危害面積與評價區或評價單元的面積比值)。

(3)根據地質災害活動條件的充分程度確定評價區或評價單元的地質災害平均活動概率或平均發展速率。

(4)核算評價區和評價單元不同類型受災體價值分布,根據受災體承災能力確定受災體平均價值損失率。

(5)按下式計算評價區或評價單元突發性地質災害期望損失:

地質環境經濟學

式中:Sq為評價區突發性地質災害的期望損失;i為受災體類型;j為受災體損毀程度等級;Gij為i類受災體遭受災害危害後發生j級破壞的平均概率;Jsij為i類受災體發生j級破壞情況下的平均價值損失率;Jdi為i類受災體平均單價;Li為i類受災體的數量;m為地質災害危害面積比率。

如果與突發性地質災害點評估相比較,該評價式與之差別除受災體破壞概率和價值損失率由點評估的定值變為平均值外,由於在面評估中發生破壞的受災體數量難以具體量化,所以用評價區(或評價單元)內受災體的總數與災害危害面積比值的乘積代替;評價區或評價單元受災體總數可以實際勘查結果並參考社會經濟統計資料獲得。

如果評價區發育多種類型的地質災害,則在分類評價的基礎上,將各類地質災害的期望損失進行累加即為評價區的期望損失。

(6)在核算評價區地質災害期望損失的同時,進一步計算期望損失模數、期望損失率,並根據各評價單元的期望損失指標,繪制評價區期望損失分布圖,結合評價區危險性、易損性特點及自然地理和社會經濟條件,分析評價區期望損失分布規律與影響因素。

3.區域評估中的期望損失分析

(1)區域地質災害期望損失評價的基本途徑。區域評估范圍大,災害種類廣,災害點多。在這種情況下,如果實施專門勘查,比較詳細地掌握了各類災害點的發育分布情況和受災體的分布情況,可採用面評估的方法評價地質災害的期望損失。如果沒有經過專門勘查,只是經過一般的區域調查,就很難以災害點數量、危害范圍為基礎,直接對全評價區災害期望損失進行評價。這時,只能在地質災害危害強度區劃的基礎上,通過抽樣調查典型地段,專門勘查進行期望損失分析。

如前所述,地質災害的成災程度,決定於地質災害的活動程度及受災體的密度和對災害的抗禦能力。因此,地質災害期望損失是災害危險性和受災體易損性的綜合體現。危險性和易損性越高,災害的經濟損失越嚴重。基於這種認識,用災害危害強度綜合反映災害的危險程度和受災體的易損程度。即

Q=W·Y (3-2-18)

式中:Q為地質災害危害強度;W為地質災害危險性;Y為地質災害受災體易損性。

地質災害損失則是危害強度的函數,即

S=f(Q)或者:S=k(Q)(3-2-19)

式中:S為地質災害期望損失;k為修正系數或調整系數。

在上述分析模型中,除災害期望損失外,其他要素都是受多種條件影響的綜合性指標,這些指標不能准確地指示某種要素的數量,而只能相對地標示它們的強弱或者高低程度,因此採用指數作為它們的量度。

(2)區域地質災害期望損失評價方法與步驟,共有以下4個步驟。

第一步:區域地質災害危險性分析

在區域評估中,反映地質災害活動程度的危險性指數取決於歷史災害活動強度及潛在災害活動強度。由於地質災害具有持續性、繼承性特點,所以歷史災害活動強度大的地區,未來災害活動仍具有較強的危險性。歷史災害活動強度要素主要為災害規模、頻次、密度,這些要素決定了歷史地質災害強度指數。即

Wl=k·G·M·P (3-2-20)

式中:Wl為歷史地質災害強度指數;k為修正系數或調整系數;G為歷史災害活動規模標度值;M為歷史災害分布密度標度值;P為歷史災害活動頻次標度值。

G,M,P是根據災害規模、密度、頻次等級,賦予的相應的評判分值。不同類型地質災害的等級劃分和賦值根據評價區具體情況確定。選定的基本原則是使評價范圍內的不同地區之間具有最大限度的可比性。

當評價區發育有多種類型地質災害時,為了便於彼此之間的對比,可在分類調查統計的基礎上,根據不同種類災害破壞能力的大小,確定它們對綜合破壞能力的作用權重,並將之引入分析模型。即

地質環境經濟學

式中:Wl為評價區歷史地質災害強度指數;z為地質災害類型;Qz為z類地質災害歷史強度的作用權重;其他符號同前。

地質災害潛在強度主要取決於地質災害活動條件的充分程度。這些條件指的是區域性條件。主要包括:地質條件——岩石性質與結構,地質構造與新構造運動,物理地質現象,地下水活動或水文地質要素等;地形地貌條件——地貌類型,切割深度或相對高差,水文特徵等;氣候條件——降水量及其分布等;植被條件——植被種類及覆蓋率等;人為活動——資源開發,工程建設等。根據這些因素對地質災害活動的影響能力,劃分為極不充分、不充分、較充分、充分、特別充分等不同等級,並賦予0,1,3,6,10或其他數值的標度分值。同時根據這些條件對各類型地質災害的影響程度和不同類型地質災害潛在強度在綜合強度中的作用程度,賦予二者相應的權重,於是得出潛在災害強度的分析模型:

地質環境經濟學

式中:Wq為地質災害潛在強度指數;k為修正系數或調整系數;z為地質災害種類;Qz為z類地質災害潛在災害強度的作用權重;dz,Xz,qz,Zz,rz為對z類地質災害活動產生影響的地質條件、地形地貌條件、氣候條件、植被條件、人為活動條件充分程度的標度分值;ηzd,ηzx,ηzq,ηzz,ηzr為對z類地質災害活動產生影響的5方面條件的作用權重。

各種要素數值根據一般規律和評價區具體條件確定。根據地質災害的歷史強度和潛在強度,按下式計算地質災害危險程度:

W=Ql·Wl+Qq·Wq(3-2-23)

式中:W為地質災害危險性指數;Wl、Ql為歷史災害強度指數及其權重值;Wq、Qq為潛在災害強度指數及其權重值。

第二步:區域地質災害易損性分析

在區域評估中,不可能對全評價區具體地調查統計受災體數量和價值分布,也不可能對不同受災體的損毀表現和價值損失情況進行具體分析。只能根據區域社會經濟發展水平和相應的統計資料間接地反映受災體的密集程度,從而顯示評價區的受災水平。

基於這種現實,用易損性指數作為宏觀度量區域災害受災水平的指標,根據地質災害的主要危害對象,選取人口密度、大中型企業及工程建設密度、鐵路及公路密度、耕地密度、產值密度等為基本要素;根據這些要素在評價區的分布范圍劃分等級,並賦予相應的標度分值;結合它們對災害經濟損失的影響程度,給予不同的作用權重,於是得出易損性指數的分析模型:

地質環境經濟學

式中:y為評價區易損性指數;k為修正系數或調整系數;ye、Qe為影響易損性的第e類要素的標度分值和該要素的作用權重。

第三步:區域地質災害危害強度區劃

在區域危險性分析和區域易損性分析的基礎上,按下式計算危害強度:

Q=W·Y (3-2-25)

式中:Q,W,Y分別為地質災害危害強度指數、區域危險性指數、區域易損性指數。

為了獲取各種評價參數,並且顯示地質災害的分布情況,在區域評價中,需要以行政區、自然區或經緯度等不同形式將評價區劃分為若干單元,按單元計算出危害強度指數後,依照其分布范圍將危害強度劃分為若乾等級,然後根據各單元危害強度的分布組合規律,結合區域自然條件和社會經濟條件,劃分危害強度區、亞區、小區。

第四步:區域地質災害期望損失評估

地質災害危害強度顯示了地質災害的可能破壞損失水平。根據地質災害的成災構成,可以這樣認為:具有相同等級危害強度地區的地質災害期望損失大致處於同一水平;在同一危害強度區(亞區、小區)內的地區,具有基本一致的成災環境,而且分區級次越小,其共同特徵越突出。

基於這一認識,在地質災害危害強度分級、分區的基礎上,選擇不同等級,不同級區的評價單元為樣本,進行專門性調查,在此基礎上採用面評估的方法進行期望損失評價,取得代表成果後,採用比擬方法確定其他非典型單元的期望損失,然後將各單元損失累加,即得出評價區的災害期望損失。與此同時,根據單元損失變化和成災背景,可進一步分析評價區期望損失分布特點,並研究其形成條件。

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