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地質災害系統

發布時間: 2021-01-21 05:44:22

1.  地質災害災情評估系統

一、地質災害災情評估類型

地質災害災情評估有多種類型。根據地質災害災情評估時間,分為災前預評估、災中跟蹤評估、災後總結評估。其評估目標雖然基本相同,但評估的特點和方法不完全一致。

災前評估是對一個地區或一個潛在的地質災害事件的危險程度和可能造成的破壞損失程度的預測性評價。它的目的除了為減災決策和防治工程提供依據外,還可以對地區經濟發展規劃、城市建設規劃以及土地資源合理開發利用等提供參考依據。由於地質災害,特別是崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害是具有很大不確定性的隨機事件,所以一般採用風險分析方法核算災害的期望損失,據此評價災害的風險水平。其具體方法和過程是:在分析地質災害歷史活動程度和形成條件的基礎上,通過危險性評價,確定地質災害事件的發生概率和成災范圍;通過易損性評價,核算危害區內各種受災體的數量和可能損毀程度;通過破壞損失評價,核算災害的期望損失,劃分風險等級;通過防治工程評價,分析災害的可防治性和可能效益,提出防治災害的最優方案。

災中跟蹤評估和災後總結評估都是在災害發生以後,對已經出現的災情進行調查、統計、分析,其主要目的是為及時,有效地進行救災、抗災提供依據。災中跟蹤評估是對那些規模巨大、破壞嚴重、成災活動有一定時間過程的地質災害進行適時評估。其基本要求是,在災害發生後的一定時限內,迅速對災情作出首次評估;隨著災害的發展,每隔一段時間,及時將最新災情作出適時評估;直至最後災害過程結束後再作總結評估。災後總結評估是指在災害過程結束以後,對災害情況進行的全面評估。災中跟蹤評估和災後總結評估的基本方法是調查、統計,對於災害規模較小,成災范圍有限的地質災害,一般通過全面調查,獲得災情要素;對於成災范圍較大,受災體數量很多的地質災害,可以採用抽樣調查統計方法實現災情評估。

根據地質災害災情評估范圍或面積,將地質災害災情評估分為點評估、面評估、區域評估。

點評估是指對一個地質災害體或一個具有相同活動條件和特徵的相對獨立的災害群的災情進行的評估。如一個滑坡或滑坡群、一條泥石流溝或同地區緊鄰發育的泥石流群等。點評估的范圍一般不超過幾十平方公里。其行政區范圍一般不超過幾個鄉(鎮)或一個縣(市)。面評估是對一個具有相對統一特徵的自然區域或社會經濟區域(如一個小流域或一個城市)進行的地質災害災情評估。評價區面積一般從幾十平方公里到幾千平方公里。其行政范圍一般為一個縣(市)或幾個縣(市)。由於進行面評估的地區都是地質災害危害比較嚴重的地區,所以地質災害一般有幾十處或幾百處,而且常常不是一種地質災害,而是幾種地質災害的綜合評估。區域評估是指跨流域、跨地區的大面積的地質災害災情評估。其評估范圍為一省或幾省乃至全國區域,面積達幾萬到幾百萬平方公里。區域評估區內災害點成千上萬,常常難以准確計數,涉及的災種幾乎包括所有類型的地質災害。

不同范圍地質災害災情評估的目的、基礎、途徑和方法不盡一致。點評估的對象是具體的單一的災害體或災害事件,通過評估能比較准確地量化它的損失水平和風險程度,為具體的防治工程提供依據。點評估是在對災害活動條件和受災體易損性進行深入研究的基礎上進行的,其基本手段除了專門性調查統計外,還需要進行必要的測試和實驗。它所使用的各種指標以及得出的不同層次的評價結果,基本上達到絕對的量化程度。面評估的目標是認識一個有限地區的地質災害的破壞損失程度或風險水平,其意義除了指導災害防治工程外,還將為地區規劃和資源開發提供依據。面評估的基本內容與點評估基本一致,仍然是危險性評價、易損性評價、破壞損失評價和防治工程評價。但其所採取的調查方法一般限於全面調查統計,輔以必要的重點深入調查;所使用的指標和各層次的評價結果雖然達到絕對量化程度,但精度要低於點評估。區域評估的目標是對大面積區域性地質災害的破壞損失或風險程度進行評價,其意義是為宏觀減災決策和區域經濟規劃提供依據。區域評估仍以「四評價」為中心內容,採取的基本方法是區域性調查和相應的統計分析;所使用的指標和各層次的評價結果一般達到相對的量化程度;所取得的評價結果主要體現在風險區劃上。

綜合上述,將點評估、面評估、區域評估的基本特點總結於表4-1。

表4-1地質災害評估范圍分類及其特徵表

二、地質災害災情評估系統

總結本章以上內容,根據評估時間,地質災害災情評估分為災前預評估、災中跟蹤評估、災後總結評估;根據地質災害災情評估范圍分為點評估、面評估、區域評估;各種類型災情評估的基本內容為危險性評價、易損性評價、破壞損失評價、防治工程評價。這些結合在一起,構成了立體的地質災害災情評估體系,它反映了地質災害災情評估的總體構成(圖4-3)。

圖4-3地質災害災情評估體系示意圖

本課題根據這一評估體系,進一步探討地質災害災情評估的理論基礎,並結合典型實例,以「四評價」為基本內容,進行崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂縫、地面沉降、海水入侵、膨脹土等地質災害的點評估、面評估以及綜合地質災害的區域評估。鑒於災中跟蹤評估和災後總結評估基本上是屬於災情統計范疇,可以應用一般統計原理和方法進行分析評價。所以,本課題在對歷史地質災害災情進行統計評價的基礎上,重點研究災害預評估的理論與方法。所有這些內容將在後面的章節進行進一步論述。

2. 地質災害

【地質災害】是指在自然或人為因素的作用或影響下,形成的對人類生命財產造成危害的地質作用(現象)。

地質災害的形成是致災地質作用與受災對象(人、財、物、設施)相遭遇的結果。沒有致災地質作用,災害無法發生;而若致災地質作用遇不到有價值的受災對象,造不成損失,也不稱為災害。致災地質作用是主導因素,受災對象是被動客體。地質災害的類型常按致災地質作用的性質和特點進行劃分,而災害大小則以受災對象的損失大小進行評估。我國地質災害種類很多常見的有10類30多種。

地質災害可分為自然地質災害和人為地質災害兩類。地質災害的發生、發展進程,有的是逐漸完成的,有的則具有很強的突然性。據此,又可將地質災害分為緩變性地質災害和突發性地質災害兩類。緩變性地質災害如地面沉降、水土流失、土地沙漠化等,突發性地質災害如地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等。緩變性地質災害常有明顯前兆,對其防治有較從容的時間,可有預見地進行,其成災後果一般影響范圍大,只造成經濟損失,不會出現人員傷亡。突發性地質災害突然,可預見性差,其防治工作常是被動式的應急進行,其成災後果常造成人員傷亡和重大經濟損失。所以,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫等是地質災害防治的重點對象。

【地質災害易發區】是指容易產生地質災害的區域。易發區是一個相對的概念,並且可按照災害種類劃定,不同災種其易發區范圍不同,有點、帶、區域性易發區。一般說,崩塌、滑坡易發區為點狀;地裂縫易發區為條帶分布;地面沉降、泥石流易發區呈區域性分布。易發區的劃定要通過專業隊伍進行地質災害專門調查,按照易發區劃定要求,結合本地區實際情況劃定,並經縣(市)以上人民政府國土資源管理部門審查認定。

【地質災害危險區】是指致災地質作用處於臨界穩定狀態或不穩定狀態,有明顯可能發生地質災害且將造成較多人員傷亡和較大經濟損失的地區。危險區需進行監測和應急調查,提出預防措施,危險區范圍一般較小,且多指突發性災害,即崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷災害所影響的范圍。危險區劃定要通過專業隊伍進行專門調查或勘查,對致災地質作用的穩定性作出評價後劃定,並經縣(市)人民政府地礦主管部門審查認定。危險區應有明顯預警牌和告示,以防災害發生,造成人員傷亡。

【汛期地質災害防災預案】國土資源部要求各級人民政府負責地質災害防治管理部門,每年汛期前必須編制汛期地質災害防災預案,這是確保人民生命安全,最大限度減輕災害損失的一項防災減災的有效措施。

省(自治區、直轄市)級防災預案,主要對省內重要城市、重點礦山、重要交通干線等災害作出初步評價預測,對其防治提出原則建議;對影響特別大、可能造成重大人員傷亡和嚴重財產損失的隱患點,盡可能提出較為具體的預報意見,提出可行的防災、減災措施建議;作出汛期突發災害陷患巡迴檢查計劃。

市(地)、縣級防災預案,主要應參照省(自治區、直轄市)級防災預案對本地區地質災害的趨勢預報和防災要求,圈定重點防範區段;對重要災害隱患點,作出中長期預報,對其可能造成的危害進行預測。逐點落實包括監測、報警、疏散、應急搶險等內容的預防措施,防災責任要落實到具體的鄉鎮、單位,簽訂責任書。明確具體負責人;作出群測人員培訓計劃和重要隱患點巡迴檢查計劃。

【地質災害預報制度】地質災害預報制度是地質災害防治過程中,為避免或減輕地質災害給人民生命財產造成損失,針對不同地質災害實行事先預報的一項基本制度。防治地質災害應該是「預報」重於「治理」。預報的內容主要包括:發生時間、發生地點、成災范圍、影響強度。預報分為長期、中期、短期和臨災預報。

地質災害長期預報,是指5年以上的地質災害危險性的預報,包括地質災害區劃和易發區的圈定;地質災害中期預報,是指幾個月到5年內將要發生地質災害的預報;地質災害短期預報,是指幾天到幾個月內將要發生地質災害的預報;地質災害臨災預報,是指幾天之內將要發生地質災害的預報。

地質災害各期預報按有關規定分別由縣以上各級國土資源行政主管部門提出,報同級人民政府發布。

【地質災害速報制度】國土資源部國土資發[1998]15號《關於加強汛期地質災害防治工作的緊急通知》中,特別強調要進一步完善地質災害速報制度,要求各級人民政府負責地質災害防治管理部門,發生地質災害後,要把准確情況迅速上報,其要求如下:

發生一般級地質災害,所在縣人民政府應及時向地區(市)主管部門上報,並由縣人民政府組織調查和作出應急處理;發生較大級地質災害,所在縣人民政府應於48小時內上報地區(市)主管部門,同時越級上報省主管部門,由地區(市)組織及時調查和作出應急處理,將詳情上報省主管部門;發生重大級地質災害,所在縣人民政府應於24小時內上報地區(市)主管部門,並同時越級上報省主管部門和國務院主管部門,由省組織及時調查和作出應急處理,並將詳情上報國務院主管部門;發生特大級地質災害,所在縣人民政府應於24小時內上報地區(市)主管部門並同時越級上報省和國務院主管部門,由國務院主管部門或委託省(自治區、直轄市)有關部門組織及時調查和作出應急處理。在24小時內提交的速報報告,應根據已獲得信息說明地質災害發生的地點、時間、傷亡人數、地質災害類型,並盡可能說明災害體的規模、可能的誘發因素、地質成因和發展趨勢等。同時提出主管部門所採取的對策和措施。地質災害應急調查結束後,應及時提交地質災害應急調查報告。報告內容應包括:①發生位置,包括行政區、縣、鎮、鄉、村等;②發生時間、傷亡人數;③已造成直接經濟損失,可能的間接經濟損失;④地質災害類型;⑤地質災害規模;⑥地質災害發生原因,包括地質條件和誘發因素(人為因素和自然因素);⑦發展趨勢;⑧已經採取的防範對策、措施;⑨今後的防治工作建議。

【地質災害險情巡視制度】國土資源部國土資發[1998]15號《關於加強汛期地質防治工作的緊急通知》等文件中,特別強調要進一步完善險情巡視制度,要求地質災害嚴重的地區各級人民政府負責地質災害防治管理部門,汛期要組織技術力量對重點危險區進行地質災害巡迴檢查,發現危險點和群眾提供的險情線索,要作現場調查、迅速作出危險性、危害性判斷,立即向上級主管部門報告,督促當地政府採取必要的應急防災措施。特別要加強連續降雨後或暴雨後的險情巡迴檢查,防患於未然。

【地質災害群測群防預警體系】地質災害嚴重的縣(市),當地人民政府要在開展地質災害調查與區劃工作過程中,進行地質災害群測群防預警體系建設。初步建立起群眾監測網路、群專結合的預報預警系統和各級行政首長負責的防災指揮系統。

【地質災害危險區管制】各級國土資源管理部門應當根據調查,將明顯可能受地質災害嚴重威脅的區域劃定為地質災害危險區,經所在地區縣(市)以上人民政府批准後向社會公布。地質災害危險區劃定、公布以後,國土資源部門應該根據公布的危險區范圍在周界上、特別是周界的道路旁設立明顯的危險區標志,如樁、牌等。同時加強對地質災害危險區的監督管理。

(1)在造成災害威脅的地質災害體未能得到有效治理,災害威脅尚未解除前,危險區內禁止開展任何建設活動。若確需開展建設的,其建設方案中必須包括切實、有效的防災措施並經國土資源管理部門審查同意方可開展建設。

(2)地質災害危險區內禁止任何可能加劇、誘發地質災害的活動。禁止在崩塌、滑坡危險區內進行削坡、填土、開挖水渠等活動;在岩溶塌陷危險區不能超量開采地下水。

(3)責成危險區所在鄉級人民政府編制地質災害危險區防災預案。

(4)責成有關部門、單位編制危險區地質災害防治方案,經國土資源管理部門審查批准後實施並進行監督檢查。

【地質災害防治原則】從我國國情出發,地質災害防治工作,應遵循以下基本原則:

堅持可持續發展的戰略要求,促進經濟發展和地質環境保護的綜合決策,保障經濟與社會可持續發展;突出「以人為本」的思想,要把確保人民生命安全放在首位,最大限度減輕災害損失;堅持「預防為主、避讓與治理相結合」的原則,著重落實建立起適應社會主義市場經濟要求的地質災害綜合防治體系,包括地質災害防治法律法規體系、監督管理體系、監測預報和群測群防的防災體系;堅持各級政府對地質災害防治負責制度,依靠地方政府組織,形成群專結合的地質災害防災預警體系;堅持按客觀規律辦事,因地制宜,東、中、西部防治重點各有側重的原則。

【地質災害治理工程要求】查明災害險情是實施地質災害治理工程的前提。地質災害實施防治工作前,為工程措施的選擇、工程布置、結構設計和施工要求等提供依據。必須做好勘察工作,准確查明地質災害的險情狀況,包括致災地質作用的性質、原因、變形機制、邊界、規模、活動狀態、穩定狀況及危險程度,以及所處的地質環境條件,並預測評價可能造成的危害。

要合理確定防治目標。防治工程的防治目標包括形象目標和安全目標。形象目標指防治對象的范圍、部位;安全目標指經過工程防治所應達到的安全標准。

要多方案比選防治工程方案。方案比選的依據是地質有效性、技術可行性和經濟合理性。

要妥善確定施工方法和施工程序實行信息法施工。地質災害防治工程的施工方法,既要有利於順利完成本身的施工任務,又要不因施工擾動而對變形的質體造成新的破壞。對每種新的或較有破壞性的施工方法,採用之前都要進行方法(工藝)試驗。地質災害防治工程的施工要分階段進行,以便根據前期效果修改後期工程設計。在施工中遇有地質情況與設計圖所預計的不同或發生新的變化時,應及時修改。

要加強地質災害防治中的監測工作。通過監測才能較准確地掌握地質災害防治工程的效果。監測內容依地質災害的性質及防治措施而定,監測網一經建立,就要按預定期限,堅持連續監測,並須及時整理分析監測資料,做出定期動態評價;發現險情要及時上報。

【地質災害防治工程資質管理】地質災害防治工程是一項非標准化特殊的地質工程。對承擔地質災害防治勘查、設計、施工、監理工作的單位的素質有特別的要求。國土資源管理部門已頒布實施了《地質災害勘查—設計單位資質管理辦法》、《地質災害防治工程施工監理單位資質管理辦法》、《地質災害防治工程施工監理辦法》、《地質災害防治工程施工單位資質管理辦法》。上述幾項辦法明確規定了地質災害防治工程勘查、設計、施工、監理甲、乙、丙三級資質單位應具備的具體條件。按現行管理程序,申請地質災害防治工程承擔單位甲、乙級資質的單位由其上級主管部門推薦,經所在省(區、市)人民政府國土資源管理部門審核,報國務院國土資源管理部門審批。申請丙級資質的單位由其上級主管部門推薦,經所在省(區、市)人民政府國土資源管理部門審批,報國務院國土資源管理部門備案。

【地質災害危險性評估】地質災害危險性評估是對地質災害的活動程度進行調查、監測、分析、評估工作,主要評估地質災害的破壞能力。地質災害危險性通過各種危險性要素體現。分為歷史災害危險性和潛在災害危險性。歷史災害性是指已經發生的地質災害的活動程度,要素有:災害活動強度或規模、災害活動頻次、災害分布密度、災害危害強度。其中危害強度指災害活動所具有的破壞能力,是災害活動的集中反映,是一種綜合性的特徵指標,只能和災害等級進行相對量度。

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、危害強度有多大的一種分析、預測。地質災害潛在危險性受多種條件控制,具有不確定性。地質災害活動條件的充分程度是控制地質災害潛在危險性的最重要因素,包括地質條件、地形地貌條件、氣候條件、水文條件、植被條件、人為活動條件等。歷史地質災害活動對地質災害潛在危險性具有一定影響。這種影響可能具有雙向效應,有可能在地質災害發生以後,能量得到釋放,災害的潛在危險性削弱或基本消失。也可能具有周期性活動特點,災害發生後其活動並未使不平衡狀態得到根本解除,新的災害又在孕育,在一定條件下將繼續發生。

【地質災害災情評估】災害所造成的人員傷亡、財產損失、資源毀壞以及社會經濟系統失控等一系列社會——經濟現象稱為災情。地質災害災情評估是指對由於地質災害造成的自然環境惡化,人類生命財產損毀或人類賴以生存發展的資源、環境發生嚴重破壞的現象進行調查統計、分析、評估的工作。

地質災害災情評估要素包括:致災環境要素、地質災害活動要素、受災體要素、破壞損失要素。地質災害災情評估有多種類型:根據評估時間分為災前預評估、災中跟蹤評估、災後總結評估;根據評估范圍分為點評估、面評估、區域評估。

災前預評估是對一個地區或一個潛在地質災害事件的危險程度和可能造成的破壞損失程度(期望損失)的預測性評估,它的目的除了為減災決策和防治工程提供依據外,還可對地區經濟發展規劃、城市建設規劃以及土地利用規劃等提供依據;災中跟蹤評估和災後總結評估都是在災害發生後,對已經出現的災害進行調查、統計、分析,其目的是為及時、有效地進行抗災救災提供依據;點評估是指對一個地質災害體或一個具有相同活動條件和特徵的相對獨立的災害群的災情進行評估;面評估是對一個具有相對統一特徵的自然區域或社會經濟區域進行的地質災害災情評估。區域評估是指跨流域、跨地區的地質災害災情評估。

【建設用地地質災害危險性評估】國土資源部發布的《地質災害防治管理辦法》和《建設用地審查報批管理辦法》中都明確規定,建設用地審批之前必須進行地質災害危險性評估。所謂地質災害危險性評估就是對在進行工程建設項目過程中,可能導致工程建設場地及其附近地質災害發生的危險性,或者在已知的地質災害易發區內進行工程建設項目過程中,可能誘發地質災害的危險性進行評價和估量,提出切實可行的防止地質災害發生的必要措施,以避免或減輕國家和人民生命財產遭受損失。

崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害之所以會對人類生命財產造成危害而成為地質災害,基本有兩種情形:一是工程選址不當,將居民點、重要工程選在受崩塌、滑坡、泥石流等威脅的地方;二是不適當的工程活動誘發了崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等,從而對人民生命財產造成危害。如果在工程建設前進行了地質災害危險性評估,避免因工程選址不當或不恰當的工程活動誘發地質災害,就能在很大程度上減輕損失,這是做好地質災害的預防工作最有效的手段。

進行建設項目地質災害危險性評估,對規范、約束人類工程經濟活動,減少人為誘發地質災害的發生具有十分重要的意義。評估結果必須經省級以上國土資源管理部門認定。申請辦理建設用地審查批准手段時,必須持經省級以上國土資源管理部門認定的地質災害危險性評估結果。凡省級以上國土資源管理部門認定不符合條件的,不予辦理建設用地審批手續。

地質災害危險性評估是一項專業性很強的工作,需要具有專門資質的單位按統一的技術要求進行評估工作。

3.  地質災害管理信息系統

地質災害管理信息系統是進行災害管理的重要手段。它是在廣泛收集和整理研究區已有的地質災害調查、勘查、防治信息,社會經濟環境狀況,統計信息等資料的基礎上,形成為決策提供服務的資料庫系統。該系統具有信息錄入功能、檢索查詢功能和列印輸出功能等模塊。

一、系統結構設計

(一)運行環境

1.硬體環境

IBM-PC/XT、AT486以上微機,至少一個高密軟碟機動及一個硬碟,VGA以上顯示方式。

輸出設備為各種型號列印機。

2.軟體環境

DOS環境:6.2以上DOS版本。

漢字環境:25行漢字操作系統,如UCDOS、XSDOS或其它漢字圖形卡。

(二)系統結構

1.系統界面

啟動DZPX後,屏幕上出現系統界面。

2.菜單

在主窗口的頂層,主要由信息錄入、檢索查詢、項目管理、代碼標准、列印輸出等五項主菜單構成(圖10-1)。在每個主菜單,有各自的下拉式菜單。本系統的功能均通過這些菜單完成。

3.下拉菜單的主要內容

信息錄入:信息錄入、信息修改、信息恢復。

檢索查詢:普查查詢、勘查查詢、防治查詢、當年查詢、環境查詢、統計查詢。

項目管理:項目錄入、文檔錄入、項目修改、文檔修改、項目查詢、文檔查詢。

圖10-1地質災害管理信息系統菜單框圖

代碼標准:代碼錄入、代碼修改、代碼查詢。

列印輸出:專用表、匯總表、任意表。

(三)系統功能

DZPX系統的功能設計應當與地質災害的管理需要緊密結合,經設計人員與管理部門的多次蹉商,擬定系統功能如下。

1.功能框架設計

地質災害管理信息系統的幾大模塊為一個整體,其基本結構如圖10-2:

圖10-2地質災害管理信息系統結構圖

2.系統功能

(1)信息錄入功能它主要包括信息錄入、信息修改和信息恢復三個功能模塊。

①信息錄入模塊本系統將地質災害普查信息、勘查信息、防治信息、當年地質災害發生信息、重要地災點評價信息、重要地災區域評價信息、社會經濟環境狀況信息和地災統計、地災分布數統計、地災災種分布統計、地災分級數統計、地災頻次統計、地災項目數統計、地災項目類型統計、地災項目災種統計共八種統計信息錄入,需要錄入的管理數據還有地災項目管理數據、地災文檔管理數據、圖例代碼、圖形代碼、信息代碼等資料庫。

②信息修改模塊在對以上信息錄入的數據進行檢查時,若發現錄入的信息有誤或需追加一些內容,可用此模塊根據屏幕對數據進行操作。

③信息恢復模塊為保證數據存貯的安全性,該系統對數據實行備份和恢復操作。

a.數據備份可以對資料庫逐個備份或成批備份。

b.數據恢復將備份文件恢復到指定資料庫中,指定資料庫將被覆蓋。

(2)檢索查詢功能可以進行單筆記錄查詢和多筆記錄同屏查詢。查詢條件可以是單一條件也可以是復合條件。

(3)列印輸出功能系統提供了兩種數據輸出方式:

①屏幕顯示輸出屏幕顯示輸出是數據輸出的一種最基本的形式,為用戶提供隨機查詢和瀏覽查詢兩種方式。

②報表列印輸出數據信息的列印輸出按預先設計好的報表格式輸出。

二、資料庫設計

地質災害管理信息資料庫建庫的主要目的是為地質災害的管理提供基礎資料。所以,在資料庫的設計過程中要充分考慮系統對信息資源的要求。

(一)地質災害管理的數據信息

在進行地質災害宏觀管理、預測防治的研究中,需要大量的信息數據作決策支持。下面按地質災害的管理、預測、防治來分析所需要的數據信息資料,將信息源共分為七大類:

1.行政區劃資料

包括所在省(市)的城市規劃(居民用地、工礦用地、交通用地等)、社會經濟概況(工農業經濟、人口、國民總產值等)資料。

2.地質背景資料

包括地質災害體的物質成分、結構、構造、地層等方面的基礎地質資料。

3.氣象資料

指氣象觀測站觀測的年平均降水、年平均溫度、氣候類型等氣象資料。

4.水文地質資料

包括河流的水文觀測資料、地下水類型及水位隨季節的變化特徵,為地質災害防治研究過程中水的優化管理提供基礎數據。

5.各災種的地質資料

指發生的為何種災害;災害體形態、估算面積、體積、范圍及其成因;災害發生後如何處理、穩定性分析、適宜性評價及防治建議等資料。

6.各種統計資料

包括:①全國、各省地質災害數量的統計;②災種分布(種類、面積、體積、數量等)統計;③災害分級數量統計(大中、一般災害的比例);④全國、各省地災發生頻次的統計(發生次數,所佔比例);⑤全國、各省所立項目數統計;⑥全國普查、勘查、防治項目費用及所佔比例的統計;⑦各災種項目費及所佔比例的統計。

7.項目、文檔資料

(二)地質災害資料庫的建立

在確定系統數據信息源基礎之上,我們本著反映地質災害屬性(自然屬性、社會屬性)、時間(歷史災害、正在發生和尚未發生災害)、空間(點或區域性災害)、災害防治工作流程(普查-勘查-防治)幾個方面特徵的設計原則,建立如下17個災害體資料庫。即:①地質災害普查信息資料庫;②地質災害勘查信息資料庫;③地質災害防治信息資料庫;④當年地質災害發生信息資料庫;⑤重要地質災害點評價信息資料庫;⑥重要地質災害區域評價信息資料庫;⑦社會經濟環境狀況信息資料庫;⑧地質災害統計資料庫;⑨地質災害分布統計資料庫;⑩地質災害災種分布統計資料庫;⑩地質災害分級數統計資料庫;(12)地質災害頻次統計資料庫;⑩地質災害項目數統計資料庫;⑩地質災害項目類型統計資料庫;⑩地質災害項目災種統計資料庫;⑩地質災害項目管理資料庫;(17)地質災害文檔管理資料庫。

除上述資料庫外,根據資料庫系統的需要,還建立了信息代碼、圖形代碼、圖例代碼等資料庫。

(三)地質災害資料庫的結構

在反復醞釀,不斷修改的基礎上,以盡量簡單,減少庫中多餘數據,方便數據檢索為原則,給出了20個資料庫的庫結構,包括有欄位名稱、欄位類型、欄位寬度、小數位數等內容。各資料庫結構一方面要與實際相結合,合理地確定各欄位名稱、欄位類型、欄位寬度、小數位數;更為重要的是,設計各庫結構時必須反映出該資料庫為方便實用於災害管理所必須包括的欄位內容。從這兩個方面出發,我們確定出各資料庫的結構。限於篇幅,僅以地質災害普查資料庫為例(表10-5)。

表10-5地質災害普查資料庫數據結構設計表

三、系統實現

利用雅奇MIS Ver 3.0及Fox25B FOR DOS(中文版)實現上述功能設計和資料庫設計。按照設計,通過多級下拉菜單分次實現各功能,各數據也按預先設定內容及格式建立。在此基礎上,我們錄入了部分實際資料進行系統測試。

四、應用示範研究

在建立地質災害信息資料庫的基礎上,我們以重慶市為實例,進行了初步的應用。錄入了五個資料庫的信息資料。

(一)地質災害普查信息資料庫

在這個庫中,根據調查所填的卡片,對重慶市各區縣所發生的共計86個災害的災害種類、形態、估算面積、估算體積、地質背景、災體成因、規劃情況、穩定性分析、適宜性評價及建議措施等信息進行了摘錄、整理。

(二)地質災害勘查信息資料庫

本庫根據重慶醪糟坪滑坡的勘查錄入了勘查范圍及面積、形態,災害面積、體積、穩定性評價和防治措施。

(三)地質災害防治信息資料庫

在本資料庫中,摘錄了四川重慶醪糟坪泥石流、滑坡群的防治原則及防治方案,防治效果論證,以及防治所帶來的經濟效益和環境效益分析。

(四)社會經濟環境狀況信息資料庫

根據重慶95年統計年鑒,對重慶市共計20個區縣的國民經濟、社會發展情況資料進行了整理,錄入了重慶市各區縣的自然地理情況,土地、耕地面積、居民、工礦、交通用地、人口、人口密度、企業數及工農業總產值、固定資產投資等信息數據。

(五)地質災害統計信息資料庫

根據對重慶市各區縣災害的統計卡片,記錄了重慶各區縣所發生的地質災害共計627處。統計了地質災害的災害類型、面積、體積、主要特徵、穩定性及建築適宜性。

以上幾個資料庫基本上覆蓋了運用該系統進行災害管理的主要內容。在此基礎上,我們對系統功能進行了全方位的測試,認為該系統具備以下幾個特點:①針對地質災害管理的需要,設計出合理而充實的資料庫系統;②各資料庫結合當今地質災害調查的實際情況,結構設計合理;③系統功能完備,運行流暢,基本能滿足地質災害管理的需要;④整系統界面具備較好的用戶友好性。

4. 建立地質災害系統

地址災害系統系統分析:1)目的與任務:地質災害系統是實現以gis技術專支持,實現圖形屬性數據統一屬管理,針對地質災害防治基層工作者、國家和省市級地質災害部門等不同層次用戶開發的計算機系統,具有信息共享、異構數據互訪、多用戶並發控制、安全信息聯機分析處理、實時管理和數據統一存儲於後台資料庫管理系統層等方面的研究。2)用戶層:具有科學管理、處理、分析數據並指導生產的功能,同時還具有想上級領導(管理層)匯報工作的功能。3)管理層:需要該系統根據實際需求提供各種報表數據、圖形數據和實時監測數據,從而實現地質災害監督管理和聯機分析處理。4)系統應用層:主要由數據管理、分析與決策,實時數據管理等各種功能操作組成。5)資料庫系統層:資料庫系統曾具有數據共享、異構數據互訪、多用戶並發控制和系統安全保障體系等特點。

5. 全國地質災害防治信息系統建設的總體框架

11.4.1 系統的組成

地質災害防治工作是一個復雜的系統工程,因此地質災害防治信息系統的建設必須貫穿整個地質災害防治工作的全過程,信息系統的建設支持地質災害調查、地質災害治理、地質災害監測預警等地質災害防治工作,形成一個從監測數據採集、信息高效傳輸到提供社會化信息服務的規范化工作流程,實現對地質災害的有效監控、預警和防治,並為各級政府及有關部門制定減災防災預案和為突發性地質災害防治決策提供支撐。

地質災害防治信息系統由數據綜合一體化管理系統、地質災害數據採集系統、地質災害防治決策支持系統、地質災害防治管理信息系統和地質災害數據傳輸系統5個子系統組成(圖11.1)。

圖11.1 地質災害防治信息系統的組成圖

1)數據綜合一體化管理系統:是地質災害防治信息系統的核心,為整個系統中的其他子系統提供一體化綜合數據支持。

2)地質災害數據採集系統:該系統是實現野外地質災害調查與監測信息化的重要手段。它可以方便地協助地質人員完成野外數據採集、室內數據處理、成果管理和輸出。該系統的有效應用將提高地質災害調查與監測工作的效率和精度,並為整個系統提供持續、有效的動態數據和基礎調查數據。該系統主要由地質災害調查信息系統和地質災害監測信息系統兩個次一級子系統組成。

3)地質災害防治決策支持系統:主要由地質災害評價系統及地質災害預警預報系統兩個次一級子系統組成,該系統是地質災害防治信息系統的主要應用系統。

4)地質災害防治管理信息系統:主要由地質災害防治規劃信息管理系統、地質災害防治實施計劃管理信息系統和地質災害防治工程管理信息系統組成,主要提供對防治規劃、實施計劃及防治工程的動態跟蹤管理,為各級地質災害管理部門提供地質災害防治基礎信息、決策信息和防治工程信息。

5)地質災害數據傳輸系統:該系統主要為整個地質災害防治信息系統提供快速數據傳輸和數據共享交換功能,主要包括地質災害調查和監測數據的傳輸、應急調查數據的傳輸,以及地質災害預警預報信息的發布。該系統是其他子系統數據傳輸的重要基礎支持系統。

11.4.2 系統的總體框架

地質災害防治信息系統由上述5個子系統組成,各子系統都要按照總體目標的要求,完成各自不同的系統功能。但是,各子系統並不是獨立存在的,而是在完整的領域數據模型、統一的信息技術平台、統一的協同工作機制下,實施完成各自的目標,因而各子系統之間是相互協調、相互支持的。

在所有的子系統中,數據綜合一體化管理系統是所有地質災害防治信息數據的綜合匯總系統和交換平台,因而是其他功能系統的核心,也是其他功能系統的基礎。數據採集系統是保證信息系統數據源,保證系統中數據的完整性、實效性的重要系統。系統的數據主要來源於專業監測、群測群防監測、區域地質災害調查、突發地質災害應急調查和遙感調查監測。防治決策支持系統、預警預報系統、電子會商系統、規劃管理信息系統等,是為地質災害防治工作提供的有效、快捷、實用的輔助工具系統。

地質災害防治信息系統建設的總體框架如圖11.2所示。

圖11.3 地質災害防治信息系統的分級體系圖

地質災害防治信息系統的建立,主要以大型地理信息系統(GIS)為基礎平台,按照多層體系結構,建立決策支持系統及預警預報系統,各級系統由具有不同功能的應用伺服器組成,它可以調用多個應用伺服器提供的功能,而這些應用伺服器可以是針對某個專題的專用伺服器,也可以是針對多應用目標的集成伺服器;應用伺服器與不同的專題資料庫伺服器相連接,根據要求獲取、更新專題資料庫中的數據,並實現相應的功能。

6. 全國地質災害防治信息系統建設的目標和原則

11.3.1 目標

(1)總體目標

在地質災害防治工作中全面開展信息系統建設。通過建立支持地質災害防治的完整數據體系,形成一體化綜合數據中心,提供數據快速響應和多目標應用系統,建立支持地質災害防治工作全過程的綜合一體化動態評價及預警平台,促進地質災害調查評價、規劃、管理、防治的科學化與現代化,為全社會提供方便快捷的信息服務,充分發揮地質災害防治在國家社會經濟發展中的基礎性、公益性和戰略性作用,使地質災害防治工作更好地適應我國可持續發展的需要。

(2)近期(2010年)目標

1)完成中小比例尺基礎資料庫建設,實現所有地質災害動態數據的快速更新,數字化信息的積累取得顯著進展,形成支持地質災害防治的基礎數據體系和動態數據更新體系。

2)基本建成地質災害區域評價及預警預報的決策支持系統,最大限度地保證地質災害防治決策和預警信息的准確、高速傳輸。

3)建立以遙感和地理信息系統技術為基礎的地質災害調查及監測數據採集系統,在地質災害多發區及重點地區,實現地質災害監測和調查數據的快速更新。

4)在地質災害防治工作中推廣應用信息技術,在地質災害調查和監測工作中基本實現野外調查數字化採集和自動監測,對重點地質災害的監測信息實現自動傳輸。

5)實現地質災害防治管理的信息化,促進地質災害防治管理水平的提高。

6)建成以網路技術為基礎的國家、省及重點地質災害防治區的三級數據傳輸系統,支持地質災害調查數據共享和動態數據的快速傳輸。

7)在國土資源信息化標准體系的基礎上,基本完成地質災害防治信息化標准建設,形成較為完整的標准體系,全面支持地質災害防治數據的綜合管理、信息共享和多目標應用服務。

8)在地質災害調查隊伍中廣泛普及信息技術知識,培養出一批既懂信息技術,又有地質災害防治專業知識的復合型人才,初步建成高素質的信息化建設隊伍。

(3)遠期(2020年)目標

在已有信息化建設的基礎上,通過不斷完善和提高信息化在地質災害防治工作中的能力,全面建成支持地質災害防治的綜合數據中心;建立支持地質災害防治數據採集和維護的數據傳輸系統;建立以地質災害防治為最終目標的信息服務和應用系統;建立支持數據傳輸、信息交換和共享的網路支撐體系;建立地質災害防治信息化標准支撐體系。通過實現地質災害防治工作全過程信息化,促使信息技術的創新能力明顯提高,完成各級地質災害防治信息系統建設,建成結構完整、技術先進、高速、大容量的信息交換網路;建立數據良性更新機制;完善地質災害防治管理信息系統並實現系統的整體集成,形成具有區域評價、預警預報等多種分析預測決策支持功能的信息綜合服務體系。

11.3.2 系統建設原則

根據國家社會經濟發展的需求和地質災害防治的目標和任務,遵循國家及國土資源信息化規劃的總方針、總任務,確定地質災害防治信息系統建設的總體原則是:

1)統籌部署、統一規劃、分級分步實施,系統的建設應在國土資源信息化建設、地質環境信息化建設的總體規劃指導下進行,要與地質環境信息化建設相協調,從全局的觀點來設計和規劃系統建設,保證整個系統運行的協調性;

2)充分考慮地質災害防治現狀與特點,在注重應用技術和系統的實用性、易用性的前提下,盡可能跟上信息技術的發展,採用先進的信息技術手段,保證系統的先進性、可持續性;

3)系統建設要依託地質災害防治工作體系,要服從地質災害防治工作的業務流程,要為地質災害防治工作提供有效的服務和技術支持。

7. 近十年國外主要的地質災害監測系統有那些

四信地質災害抄監測預警系統,通過野外監測站對降雨量、表面位移、泥水位、地聲、次聲、孔隙水壓力、視頻、深部位移、土壓力等要素進行實時監測,使用GPRS/LoRa/3G/4G等通信方式將數據傳輸到管理及監測預警雲平台,為防災減災提供實時信息服務。。
四信地質災害監測預警系統,廣泛應用於滑坡監測預警、泥石流監測預警、地面沉降監測預警、崩塌監測預警等,有效保障地質災害多發地區人民群眾的生命與財產安全。

系統由現場採集層、無線傳輸通信層、預警發布中心3部份組成。
實時監測地質災害多發區的各維度數據,為科技決策提供依據

系統可快速採集、傳輸、計算、分析、存儲各監測點的監測數據,包括雨量、泥水位、地聲、次聲、孔隙水壓力、土體沉降、地表裂縫、深部位移、地下水、土壓力、表面位移、土壤含水量、圖像視頻、電源電壓和環境溫度等,並對數據進行糾錯處理,減少數據誤碼率、提高數據完整率。

8. 地質災害預警系統研發

3.1.1 總體思路

3.1.1.1 基本認識

中國地域廣大,地質環境類型復雜多樣,斜坡岩土體含水狀態與滑坡泥石流事件發生的對應關系是復雜的,滑坡泥石流事件與降雨過程的關系具有離散性。因此,盡可能細化預警區域的劃分,對每個預警區的斜坡坡角、坡積層工程地質特徵、植被類型和人類活動方式進行系統研究,得出特定環境地質條件(地層岩性、地質結構、地貌形態、地表植被和人類工程經濟活動等)下引發地質災害的大氣降雨量臨界值,作為地質災害區域預警判據是可行的。

3.1.1.2 預警對象與預警重點區

降雨引發的區域突發性群發型地質災害:崩塌、滑坡、泥石流等。

預警重點區是:

1)威脅山區的鄉鎮、居民點,且無力搬遷的地區;

2)威脅重要工程如橋梁、水壩和電站等地區;

3)威脅線狀工程如公路、鐵路、輸油(氣)管線和輸電線路以及水上交通線等地區;

4)重要經濟區(發達經濟區、工礦區和農業區等);

5)重要自然保護區、自然景觀和人文景觀地區;

6)區域生態地質環境脆弱,且又必須開發的地區。

3.1.1.3 預警類型

突發性地質災害氣象預警可分為時間預警和空間預警兩種類型。

空間預警是比較明確地劃定在一定條件下(如根據長期氣象預報),一定時間段內地質災害將要發生的地域或地點,主要適用於群發型;

時間預警是在空間預警的基礎上,針對某一具體地域或地點(單體),給出地質災害在某一時段內或某一時刻將要發生的可能性大小,主要適用於單體如大型滑坡,並有群測群防網路或專業監測網路相配合。

空間預警是減輕區域性、全局性地質災害的有效手段。空間預警是基於地質災害的主要控制因素(如地層岩性、地質結構、地貌形態、地層突變等)和引發因素(如降雨、地震、冰雪消融、人為活動)開展工作,控制因素是基本條件,引發因素在不同地區或同一地區的不同地段常常表現出極大差異。

3.1.1.4 預警等級

根據《國土資源部和中國氣象局關於聯合開展地質災害氣象預報預警工作協議》,地質災害氣象預報預警分為5個等級:

1級,可能性很小;

2級,可能性較小;

3級,可能性較大;

4級,可能性大;

5級,可能性很大;

國家層次發布地質災害預警按以下考慮:

1~2級不發布預報,用綠色和藍色表示;

3級發布預報,用黃色表示;

4級發布預警,用橙色表示;

5級發布警報,用紅色表示。

3.1.1.5 預警時段與地域

預報預警時段是當日20時至次日20時。

預報預警地域是中華人民共和國領土范圍,暫不包括香港特別行政區、澳門特別行政區和台灣省。

3.1.1.6 技術路線

1)把全國劃分為若干預警區域。

2)確定預警判據。對每個預警區的歷史滑坡、泥石流事件和降雨過程的相關性進行統計分析,分別建立每個預警區的地質災害事件與臨界過程降雨量的統計關系圖,確定滑坡泥石流事件在一定區域暴發的不同降雨過程臨界值(低值、高值),作為預警判據。

3)判定發生地質災害的可能性。接收到國家氣象中心發來的前期實際降雨量和次日預報降雨量數據後,對每個預警區疊加分析,根據判據圖初步判定發生地質災害的可能性。

4)判定預報預警等級。對判定發生地質災害可能性較大或以上等級的地區,結合該預警區降雨量、地質環境、生態環境和人類活動方式、強度等指標進行綜合判斷,從而對次日的降雨過程引發地質災害的空間分布進行預報或警報。

5)製作地質災害預警產品。

6)發送預警產品。將預警產品報請有關領導簽發後,發送國家氣象中心。

7)發布預警產品。國家氣象中心收到預警產品後,以國土資源部和中國氣象局的名義在中央電視台播出。同時,地質災害預警結果在中國地質環境網站上進行發布。

8)發布預警後,預警人員跟蹤校驗預警效果,總結提高預警准確率。

3.1.2 科學依據

根據1990~2002年對突發性地質災害的分類統計,發現持續降雨引發者占總發生量的65%,其中,局地暴雨引發者約占總發生量的43%,占持續降雨引發者總量的66%。也就是說,約2/3的突發性地質災害是由於大氣降雨直接引發的或是與氣象因素相關的,地質災害氣象預警工作是有科學依據的。

3.1.2.1 氣象因素引發地質災害的特點

1)區域性:一般在數百至數千平方公里內出現;單條泥石流的流域面積:≤0.6km2者11.9%;0.6~10km2者61.6%;10~50km2者22.4%。

2)群發性:崩塌、滑坡、泥石流等在某一區域多災種呈群體出現。

3)同時性:巨大災難在數十分鍾—數小時內先後或同時出現。

4)暴發性:滑坡、特別是泥石流的發生具有突然暴發性,宏觀上完好的坡體突然滑塌或「奔流」;當地人稱為「渦旋炮」或「山扒皮」。如陝西省紫陽縣同一地點傷亡人員最多的聯合鄉魚泉村7組(瞬間造成37人遇難)是5個「渦旋炮」同時擊中的結果。

5)後續性:大型滑坡一般出現在降雨過程後期,甚至降雨結束後數天。

6)成災大:造成重大人員傷亡和各種財產損失。

3.1.2.2 氣象因素引發地質災害的成因

1)區域性持續降雨或暴雨使鬆散堆積層達到過飽和狀態。

2)成災地區地形陡峻,坡形變化復雜,坡度25°~70°。

3)地質上具備二元結構,上為鬆散堆積層,下為堅硬基岩,容易在二者的接觸處形成強大滲流帶。

4)鬆散堆積層厚度1~10m,一般1~4m。

5)一般植被覆蓋率較高,在強烈暴雨持續作用下起到滯水作用。

6)居民防災意識薄弱,房屋結構簡易,抗災強度低。房屋大多建在溪溝出山口地段,屬於泥石流的流通路徑。調查發現,雖然滑坡、泥石流災害具有暴發性,但多數地點仍有數小時至數分鍾的躲避時間,因防災基本知識缺乏,以致有的村民在搶運財物過程中喪生。

7)對大型滑坡滯後於降雨過程的機理缺乏科學認識。

3.1.2.3 來自統計學的認識

地質災害具有自然和社會的雙重屬性。理論研究與科學實踐均證明,地質災害具有可區劃性、可監測預警性。

1)分析發現,滑坡的發生在過程降雨量和降雨強度兩項參數中,存在著一個臨界值,當一次降雨的過程降雨量或降雨強度達到或超過此臨界值時,泥石流和滑坡等地質災害即成群出現。

2)不同地區具體一條溝谷的泥石流始發雨量區間為10~300mm,差異之大反映了地質條件、氣候條件等的差異。

3)在降雨過程的中後期或局地單點暴雨達到臨界值時出現突發性群發型泥石流、滑坡等地質災害,滑坡以小型者居多。

4)大型滑坡常在降雨過程後期或雨後數天內出現。

3.1.2.4 區域地質災害的時空分布

據20世紀90年代的調查,我國泥石流的時空分布頻率具有以下特點:

(1)泥石流頻率與地貌

3500m以上的高山佔9%;1000~3500m的中山佔56%;小於1000m的低山佔15%;黃土高原區佔11%。

(2)泥石流頻率與工程地質岩組

變質岩區佔43%;碎屑岩區佔32%;黃土區佔11%;岩漿岩區佔9%;碳酸鹽岩區佔7%。

(3)泥石流發生頻率與年平均降雨量(mm/a)

<400區域佔10%;400~600區域佔16%;600~800區域佔18%;800~1000區域佔24%;1000~1400區域佔22%;>1400區域佔10%

(4)泥石流暴發時間(月份)分布頻率

5月:9%;6月:18%;7月:34%;8月:24%;9月:10%

上述統計說明,泥石流主要分布在中低山地區;多出現在易於風化破碎的岩土分布區;年均降雨量過高或過低都不會暴發泥石流;發生時間主要出現在每年的6~8月。

3.1.3 中國地質災害氣象預警區劃

基於我國地質災害類型分布、全國氣候區劃和滑坡泥石流與區域降雨關系的各類研究文獻,編制中國地質災害氣象預警區劃圖。

3.1.3.1 資料依據

基於氣象因素的《中國地質災害氣象預警區劃圖(1∶500萬)》的編制主要依據以下資料:

1)中國泥石流及其災害危險區劃圖(1∶600萬),

中國科學院成都山地災害與環境研究所,1991

2)中國滑坡災害分布圖(1∶600萬),

中國科學院成都山地災害與環境研究所,1991

3)中國地質災害類型圖(1∶500萬),

地質礦產部成都水文地質工程地質中心,1991

4)中國泥石流災害圖(1∶600萬),

地質礦產部成都水文地質工程地質中心,1992

5)中國滑坡崩塌類型及分布圖(1∶600萬),

地質礦產部環境地質研究所,1992

6)中國特殊類土及危害圖(1∶600萬),

中國地質科學院水文地質工程地質研究所,1992

7)中國地形圖(立體,1∶600萬),地圖科學研究所,1999

8)中華人民共和國氣候圖集,氣象出版社,2002

9)區域降雨資料與滑坡、泥石流關系的各類文獻

3.1.3.2 預警區劃分原則

根據研究需要,在此提出斜坡劃分原理:

1)滑坡和泥石流是在斜坡地區發生的;

2)區域分水嶺的兩坡氣象降雨條件和生態環境是不同的;

3)我國的最大斜坡是帕米爾高原—東海大陸架的多級多層次斜坡;

4)區域斜坡可分為三類:一類是分水嶺到海濱,如後界燕山—魯兒虎山,左界遼河,右界永定河/海河和前界渤海圈閉的區域;二類如大別山—淮河—黃河圈閉的區域;三類如四川盆地周緣區域。

一級區以全國性分水嶺或雪線為界,考慮長時間周期、大空間尺度的氣候區劃和地質地貌環境條件;

二級區主要以重大水系、區域分水嶺、區域氣候、歷史滑坡泥石流事件分布密度、地質環境條件、斜坡表層岩土性質和年均降雨量分布。

3.1.3.3 預警區域劃分

本研究立足全國范圍,暫時提出兩級區劃,共劃分7個一級預警區,28個二級預警區,可以滿足初步工作要求(圖3.1)。

(1)預警區的地質災害特徵

A東北山地平原區

A1三江地區

圖3.1 中國地質災害氣象預警區劃圖(28個區)(台灣省專題資料暫缺)

佳木斯/牡丹江地區,氣象因素引發地質災害微弱。

A2東北平原

樺甸/敦化地區以及大興安嶺東麓,氣象因素引發地質災害較弱。

B大華北地區

B1遼南地區

遼東半島地區(千山),氣象因素引發地質災害較嚴重。

B2京承地區

北京北部和河北承德地區,氣象因素引發地質災害嚴重。

B3晉冀地區

太行山東麓地區,氣象因素引發地質災害較嚴重。

B4山東丘陵

泰山和膠東地區,氣象因素引發地質災害在小范圍較嚴重。

B5豫西地區

靈寶/許昌之間和伏牛山北麓地區,氣象因素引發地質災害較嚴重—輕微。

B6皖蘇地區

大別山北麓和張八嶺地區,氣象因素引發地質災害較嚴重—輕微。

B7江浙地區

臨安/嵊州地區,氣象因素引發地質災害在小范圍較嚴重。

C中南山地丘陵區

C1閩浙地區

武夷山/九連山以東地區,氣象因素引發小規模地質災害嚴重。

C2江西地區

九嶺山和贛南地區,氣象因素引發小規模地質災害嚴重。

C3豫鄂地區

南陽、神農架、大洪山和大別山南麓地區,氣象因素引發地質災害較嚴重。

C4湖南地區

湘西和湘南(雪峰山)地區,氣象因素引發地質災害嚴重。

C5桂粵地區

桂西和兩廣北部地區,氣象因素引發小規模地質災害嚴重。

D西南中高山區

D1陝南地區

秦嶺南麓和大巴山北麓地區,氣象因素引發地質災害嚴重。

D2四川盆地

成都平原外的其他地區,氣象因素引發地質災害嚴重。

D3黔渝地區

黔北和重慶地區,氣象因素引發地質災害嚴重。

D4滇南地區

滇南和黔南部分地區,氣象因素引發地質災害嚴重。

D5川滇地區

川西、滇西和滇中地區,氣象因素(含高山融水)引發地質災害極嚴重。

E黃土高原區

E1呂梁地區

大同—太原—臨汾一線地區,氣象因素引發地質災害較嚴重—輕微。

E2陝北地區

陝北黃土高原地區,氣象因素引發地質災害嚴重。

E3隴西地區

隴西和海東地區,氣象因素引發地質災害極嚴重。

F北方乾旱沙漠區

F1內蒙古東部地區

氣象因素引發地質災害輕微。

F2阿拉善地區

祁連山北麓、玉門/武威地區,氣象因素(高山融水)引發地質災害較嚴重。

F3南疆地區

天山南麓、阿爾金山北麓氣象因素(高山融水)引發地質災害較嚴重。

F4北疆地區

天山北麓氣象因素(暴雨和高山融水)引發地質災害嚴重。

G青藏高原區

G1藏北地區

氣象因素引發地質災害輕微。

G2藏南地區

雅魯藏布江及支流流域氣象因素(暴雨和高山融水)引發地質災害較嚴重;藏東南

暴雨引發地質災害嚴重。

(2)一級區域界線標志

A/F大興安嶺—七老圖山

漠河—鳳水山(1398)—古利牙山(1394)—太平嶺(1712)—興安嶺(1397)—巴代艾來(1540)—罕山(1936)—黃崗梁(2029)—七老圖山

A/B雲霧山—長白山

小五台山(2882)—赤城—雲霧山(2047)—七老圖山—阜新—鐵嶺—莫日紅山(1013)—白頭山

B/E太行山—中條山

小五台山(2882)—恆山(2017)—北台頂(3058)—陽曲山(2059)—歷山(2322)—華山(2160)

E/F毛毛山—靖邊—東勝—小五台

海晏—仙密大山(4354)—毛毛山(4070)—景泰—定邊—靖邊—榆林—東勝—豐鎮—小五台山(2882)

EB/DC秦嶺—伏牛山—大別山—括蒼山

海晏—龍羊峽—同仁—鳥鼠山(2609)—武山南—鳳縣—太白山(3767)—首陽山(2720)—秦嶺—華山(2160)—全寶山(2094)—老君山(2192)—太白頂(1140)—雞公山(744)—霍山(1774)—安慶—九華山(1342)—黃山(1873)—桐廬—括蒼山(1382)—北雁盪山(1057)

F/G阿爾金山—祁連山

公格爾山(7649)—慕士塔格山(7509)—賽圖拉—慕士山(6638)—烏孜塔格(6250)—九個達坂山(6303)—阿卡騰能山(4642)—阿爾金山(5798)—大雪山(5483)—祁連山(5547)—冷龍嶺(4849)—毛毛山(4070)

C/D老君山—梵凈山—岑王老山

老君山(2192)—武當山(1612)—大神農架(3053)—建始—來鳳(>1000)—酉陽—梵凈山(2494)—佛頂山(1835)—雷公山(2179)—岑王老山(2062)—富寧

D/G九寨溝—察隅

武山—九寨溝—雪寶頂(5588)—馬爾康—爐霍—新龍—巴塘—察隅

(3)二級區域界線

A1/A2小興安嶺—張廣才嶺—白頭山

呼瑪—大黑頂山(1047)—平頂山(1429)—大青山(944)—大禿頂子山(1690)—大石頭(1194)—甑峰山(1677)—白頭山

B1/B2下遼河

B2/B3永定河—海河

B3/B4黃河

B4/B5黃河故道

B5/B6淮河—黃河故道

B6/B7長江

C1/C2武夷山—九連山

黃山(1873)—玉京峰(1817)—黃崗山(2158)—白石峰(1858)—木馬山(1328)—九連山(1248)—龍門

C2/C34霍山—幕阜山—羅霄山脈

霍山(1774)—九江—九宮山(1543)—幕阜山(1596)—連雲山(1600)—武功山(1918)—井岡山—八面山(2042)—石坑埪(1902)

C3/C4長江

C124/C5南嶺山脈

雷公山(2179)—貓兒山(2142)—韭菜嶺(2009)—石坑埪(1902)—雪山嶂(1379)—龍門—飛雲頂(1282)—蓮花山(1336)—神泉港

D1/D23米倉山—大巴山

九頂山(4984)—廣元—米倉山—大巴山—大神農架(3053)

D2/D3長江—重慶—華鎣山—萬源北

D123/D5夾金山—大涼山

雪寶頂(5588)—九頂山(4984)—二郎山(3437)—貢嘎山(7556)—鏵頭尖(4791)—大涼山(3962)—長江—五蓮峰(2561)—陸家大營(2854)

D3/D4苗嶺山脈

陸家大營(2854)—黃果樹瀑布—惠水—雷公山(2179)

D4/D5烏蒙山—哀牢山—高黎貢山

陸家大營(2854)—黎山(2678)—馬龍—玉溪—哀牢山(3166)—貓頭山(3306)—高黎貢山—(3374)—尖高山(3302)

E1/E2呂梁山脈

岱海—管涔山—荷葉坪(2784)—黑茶山(2203)—關帝山(2831)—禹門口

E2/E3屈吳山—六盤山脈

景泰—屈吳山(2858)—六盤山(2928)—太白(2819)

F1/F2

古爾班烏蘭井—呼和巴什格(2364)—賀蘭山(3556)—香山

F2/F3

馬鬃山(2583)—大雪山(5483)

F3/F4天山山脈

托木爾峰(7443)—比依克山(7443)—天格爾峰(4562)—博格達峰(5445)—巴里坤山—托木爾提(4886)

G1/G2岡底斯山—念青唐古拉山脈

扎西崗—岡仁波齊峰(6656)—冷布岡日(7095)—念青唐古拉峰(7111)—嘉黎—洛隆—邦達—巴塘。

3.1.4 地質災害氣象預警判據研究

3.1.4.1 判據確定原則與資料依據

根據有限研究積累和歷史經驗,滑坡、泥石流的發生不但與當日激發降雨量有關,而且與前期過程降雨量關系密切,本項研究選定1d,2d,4d,7d,10d和15d過程降雨量等6個數據進行統計分析,期望對一個地區氣象因素引發滑坡、泥石流地質災害的原因與臨界雨量判據的確定具有全面認識。

本次研究的資料依據主要有兩方面:

1)中國地質環境監測院建立的全國地質災害調查資料庫中氣象因素引發的歷史滑坡泥石流災害數據(999個);

2)國家氣象中心根據中國地質環境監測院提供的滑坡、泥石流數據,整理提供了731個相關站點15d內歷史降雨量數據。

3.1.4.2 預警區的臨界降雨量判據研究

(1)不同降雨過程代表數據的選定

中國氣象局系統對日降雨量(Q)的預報是按當日20時到次日20時計算,而滑坡、泥石流事件可能發生在此24h的任一時段。

若災害事件在接近24時發生,則基本可對應1d(即當日)過程降雨量;若災害事件在次日0時以後的夜間發生,則對應前一日(2d)過程降雨量更符合實際。因此,本項研究選定的數據代表時段(日:24h)是:

1d過程降雨量:0≤Q1≤1

2d過程降雨量:1≤Q2≤2

4d過程降雨量:3≤Q4≤4

7d過程降雨量:6≤Q7≤7

10d過程降雨量:9≤Q10≤10

15d過程降雨量:14≤Q15≤15

(2)臨界過程降雨量預警判據圖的建立

根據滑坡泥石流與降雨關系的研究,製作滑坡泥石流與不同時段臨界降雨量關系散點圖,發現散點集中成帶分布,其上界可用β線表示,下界可用α線表示。因此,利用1d,2d,4d,7d,10d和15d等過程降雨量,可以建立地質災害預警判據模式圖(圖3.2)。

圖中橫軸是時間(1~15d),縱軸是相應的過程降雨量(mm)。我們規定,α線和β線為兩條滑坡、泥石流發生的臨界降雨量線,α線以下的A區為不預報區(1,2級,可能性小、較小),α~β線之間的B區為地質災害預報區(3,4級,可能性較大、大),β線以上的C區為地質災害警報區(5級,可能性很大)。

(3)預警區臨界降雨判據圖研究

在28個氣象預警區中,18個預警區可以形成完整的滑坡、泥石流發生的臨界降雨預警判據圖(上限值β線、下限值α線);10個預警區因缺乏資料尚不能形成判據圖,其中,A1,B5,F1和G24個區完全缺數據;B4,B6,E1,E2,F3和F46個區數據不全(只能形成α線或β線,甚至散點)。這10個區主要為滑坡、泥石流不發育區或人口稀疏地區,暫時對全國的預警工作效果影響不大。

圖3.2 預報判據模板圖

代表性數據及曲線舉例

A2東北平原

中國地質災害區域預警方法與應用

*3個樣本。

A2氣象預警區判據圖

B1遼南地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*9個樣本。

B1氣象預警區判據圖

C1閩浙地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*50個樣本。

C1氣象預警區判據圖

D1陝南地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*45個樣本。

D1氣象預警區判據圖

D5川滇地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*60個樣本。

D5氣象預警區判據圖

E3隴西地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*50個樣本。

E3氣象預警區判據圖

F2阿拉善地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*8個樣本。

F2氣象預警區判據圖

G1藏北地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*15個樣本。

G1氣象預警區判據圖

3.1.4.3 預警判據校正

為了提高預警精度,依據以下資料對預警區判據圖進行了校正:

1)中國大陸滑坡、泥石流與降雨關系的各類科技文獻;

2)歷年中國地質災害公報;

3)部分省(區、市)的地質災害年報;

4)全國縣(市)地質災害調查區劃成果資料(主要是福建省);

5)重點地區地質災害專項研究報告等。

檢索發現有13個預警區具有部分滑坡、泥石流與臨界過程降雨量研究資料,有15個預警區暫未收集到或完全缺乏研究資料。

13個具備部分研究資料的預警區分別整理成圖、表,可供確定相應預警區預警級別時參考,或與預警判據圖配合使用。

以C1區為例,見下表(圖3.3):

圖3.3 C1區地質災害點分布與臨界降雨量統計關系

3.1.5 預警尺度精度評價

3.1.5.1 預警尺度

(1)空間預警尺度

圖面表示3000km2(基於1∶500萬~1∶600萬地質災害預警區劃圖)。

(2)時間預警尺度

地災預警與氣象預警時間尺度同步。

3.1.5.2 預警精度評價

1)取決於氣象預報精度。目前全國性的氣象預報精度尚不高,特別是對引發泥石流影響明顯的局地單點暴雨的預報有待加強。

2)雨量站點代表性精度。地質災害氣象預警判據圖依賴於氣象站點經(緯)度和地質災害發生點的經(緯)度(距離)的接近程度。

本次資料地質災害災情點的經(緯)度與相鄰氣象站點的經(緯)度之差在0.3°~1.0°之內,也即相差40~50km,反映在平面上即存在約2000km2的誤差。

3)地質環境-氣象因素耦合機制的研究精度。地形坡度、植被、岩土類型、含水狀態、地表入滲和產流等的研究尚很薄弱。

4)人類活動方式、強度與斜坡變形破壞模式尚缺乏科學界定。

3.1.6 地質災害預警產品製作與發布

3.1.6.1 預警產品製作、簽批與發布

1)國家氣象中心提供全國每次降雨過程的天氣預報資料,每天16:00通過適當方式(E-mail)發送前期實際降雨量和次日預報降雨量數據;

2)中國地質環境監測院接到降雨量數據後,根據此數據和預警判據圖對各預警區發生地質災害的等級進行逐個分析和判定;

3)專家會商、分析判定預報預警結果,根據會商後的結果,做出空間預警,在預警圖上劃出預報或警報區,此稱預警產品;

4)領導審定、簽批預警產品;

5)經簽批的預警產品於當天16:30通過適當方式(E-mail)發回國家氣象中心;

6)國家氣象中心接收預警產品,並和天氣預報產品統一製作,配音;

7)中央電視台在當天晚上19:30新聞聯播後播出地質災害氣象預報或警報及等級;

8)預報或警報地區的有關省級地質環境監測總站應在預警發出24h至48h內,向中國地質環境監測院反饋預警效果校驗結果;

9)中國地質環境監測院分析研究預警效果校驗結果,改進預警判據,逐步提高預警精度。

3.1.6.2 預警產品發布形式

(1)中央電視台發布播出

預警產品署名:國土資源部

中國氣象局

模擬預報詞:

今天晚上到明天白天,××地區發生地質災害的可能性較大,請注意防範。

(2)中國地質環境信息網站發布

主要供專業人士和政府管理部門參考,跟蹤研究預警效果,討論研究預警方法與對策。

設計製作了地質災害氣象預警預報專用「符號」(圖3.4)。

圖3.4 地質災害氣象預報預警專用「符號」

從2005年開始,在中央電視台發布地質災害氣象預警預報信息圖片時,同時配發崩塌、滑坡和泥石流動畫,增強了地質災害預警信息的視覺沖擊力,也提高了地質災害氣象預報預警的社會影響力。

3.1.7 地質災害預警軟體系統

3.1.7.1 基於C語言的預警預報軟體

2004~2006年,模型採用第一代臨界雨量判據法,基於C語言的預警預報軟體。具備自動生成降雨等值線、雨量站點上自動計算預報等級、查看雨量站點雨量等功能(圖3.5)。缺點是無法自動成區、不具備GIS圖層操作功能。

圖3.5 基於C語言的第1套預警軟體Predmap抓圖

3.1.7.2 基於ArcGIS開發了第2套預警預報軟體

2007年,基於ArcGIS開發了第2套預警預報軟體,模型仍採用第一代臨界雨量判據法(圖3.6)。主要改進在於將軟體系統升級為基於GIS開發,且實現預警區的自動圈閉。缺點是ArcGIS軟體龐大,軟體操作、升級等方面不便。

圖3.6 基於ArcGIS的第2套預警軟體抓圖

9. 全國地質災害防治信息系統建設的主要任務

11.5.1 數據綜合一體化管理系統的建設

(1)總體框架

數據綜合一體化管理系統總體框架是:依託地質災害調查、地質災害監測等工作體系和分布式網路體系,各項數據資源按照統一的標准和一體化結構進行綜合,在不同應用功能的管理系統的相互協調下為地質災害防治提供有效的數據和綜合數據的管理能力。在資料庫基礎之上,以地質實體為目標,以統一標準的數據模型或數據組織方式連接各種信息,形成一個在空間和時間上連續分布的綜合信息框架,即盡可能地包含所有信息,包括潛在有用信息,又能方便快速選取。同時,充分考慮「分層」在空間數據組織中的作用,通過開展面向對象的整體數據模型研究,建立面向空間拓撲關系的數據組織方式,建立直接面向空間實體及其空間關系和語義關系的數據模型;建立基於空間實體的空間索引機制;突破傳統的地圖組織模式,以獨立、完整,具有地質意義的實體及空間關系為基本單位進行數據的組織和表達;提供與其他系統的數據交換能力。總體框架如圖11.4所示。

圖11.11 地質災害防治信息快速傳輸網路結構圖

地質災害防治信息傳輸網路以多級分布數據控制體系為原形,是以地理分布為基準,以工作和專業職能為依託,形成分級管理體系。各級系統採用資料庫支持下的應用結構,各系統按照不同的軟、硬體層次級別進行組合,由高速網路系統進行連接,形成層次結構,各級系統按照統一標准存儲和管理數據。信息源所產生的數據先在基層系統按照統一的數據指標體系和標准加工整理,根據需求傳遞給上一層,保證數據快速採集和不斷更新,以便不同的應用系統存儲和應用。

系統網路環境採用成熟和穩定的技術,公用網路和專用網路相結合,在充分保證網路帶寬和網路安全的條件下,建設低成本、易維護、穩定可靠的計算機網路系統。根據信息存儲、管理和應用的需求,對各級網路系統配備不同的設備,以滿足信息網運轉的基本要求。國家級網路中心與省級系統的連接採用專線和公網兩種方式進行,專線連接主要以HDSL寬頻連接,公網方式則根據當地條件以HDSL或靜態IP地址的ADSL或寬頻形式為主。最低保證帶寬要求為2M。通過公網連接的中心考慮數據加密機制和防火牆技術,確保數據傳輸和網路安全。數據中繼站的連接可根據情況以公網和數據保密為基礎,採用衛星通訊、GPRS、ADSL或寬頻等多種形式。監測採集設備入網以GSM、CDMA網或撥號等進行實時數據傳輸。

地質災害防治信息網路中心的主要功能:

1)存儲和管理全國基礎性、戰略性地質環境基礎信息;

2)為國家和政府其他部門提供數據交換平台;

3)通過數據專線連接至國土資源部和中國地質調查局網路中心;

4)連接至各省,成為地質環境信息綜合管理平台;

5)提供地質災害防治綜合評價及預警預報平台;

6)提供地質環境綜合信息發布平台。

省級數據交換中心的主要功能:

1)負責存儲和管理本省范圍內的地質環境信息;

2)匯總本省范圍內地質環境信息;

3)上交國家級及區域性、戰略性地質環境調查數據和地質災害監測數據;

4)提供專項信息、綜合信息發布平台及應用服務節點。

省級數據交換中心的主要功能是依存於現行的動態監測體系,負責採集、整編地質環境基礎數據和調查監測數據,負責按照統一的標准匯交數據。

11.5.8 地質災害防治工作信息化標準的研究和制定

加強地質災害防治標準的研製、貫徹與應用,保證地質災害防治信息系統建設的協調性發展。標准化作為一種有效和必要的現代化管理手段,在保證協調發展,增強科技實力,實現科技成果向生產力轉化等方面的作用越來越顯著。隨著信息時代的到來和發展,其對標准化的依賴程度將越來越大。目前,許多國家不僅十分重視開發利用各種信息和技術資源,同時對標准化的研究和制定也極為重視。

地質災害防治標准化制定的原則是,根據國家信息化發展的要求,圍繞國土資源信息化發展的總體目標,遵循國土資源信息化指導方針,充分吸收國內外先進經驗,在已有國家標准和行業標準的基礎上,建立能夠使地質災害防治工作實現信息化的有效的、操作性強的各項標准,為實現地質災害防治信息系統建設提供強有力的技術支撐。

值得指出的是,在制定地質災害防治工作信息化相關標準的過程中,特別要注意與國土資源部和中國地質調查局相關規程、規范保持一致。對涉及已有標準的交叉數據,應嚴格按有關規定無條件地引用相關標准,以保證國家標準的嚴肅性和一致性。在所涉及的相關專業數據尚無標准或標准中不存在相關內容的,建議應採用下述原則:

1)對無標准專業的相關數據,按標准編制原則制定臨時標准;

2)對有標准而無相關內容的數據,按其給定的擴充原則進行擴充,並通知有關標准化管理部門給予確認。

地質災害防治標准化的制定,應以《國土資源信息化標准指標體系》、《國土資源信息標准參考模型》、《國土資源信息核心元數據標准》、《國土資源信息高層分類編碼及數據文件命名規則》等標准作為指導標准,重點研究和制定以下標准:

1)「地質災害領域數據模型」;

2)「地質災害實體定義規則」;

3)「地質災害防治圖式、圖例表達規則」;

4)「地質災害評價、預警分析指標體系」;

5)「地質災害防治規劃數據格式標准」;

6)「地質災害防治數據存儲、管理規則」;

7)「地質災害防治數據質量控制標准」;

8)「地質災害監測儀器設備數據交換標准」;

9)「地質災害群測群防監測信息採集標准」;

10)各類指導地質災害防治相關資料庫建設的數據格式及工作指南。

10. 地質災害信息系統

整理集成全國地質環境與地質災害調查、監測和研究成果,編制全國地質災害氣象預警預報信息圖層30個,建立全國地質災害氣象預警預報信息系統。

5.2.1 信息圖層編制原則

在地質災害氣象預警信息圖層編制過程中,充分考慮到影響地質災害發生的各種地質環境背景條件因子、歷史地質災害點分布、社會經濟條件、人類工程設施等因素。依據如下幾個原則:

1)全面性。將目前能夠收集到的影響地質災害發生的各種因素,盡可能地考慮全面,至於每種因素的影響貢獻大小在權重計算部分考慮。

2)時效性。每個信息圖層的編制中,盡可能以最新最翔實的數據資料為基礎,從而保證對最新資料信息和研究成果的及時利用和更新。

3)適用性。收集到的數據資料,根據全國地質災害氣象預警預報的具體工作實際需要,進行相應的改編處理。

4)最大可能使用數據。全國地質災害氣象預警預報的基本比例尺定位為1∶100萬,一些關鍵的圖層數據,如地理底圖、地質底圖、土地利用底圖均可達到1∶100萬的比例尺需求,但部分信息圖層無法達到1∶100萬的比例尺,本項目本著最大可能使用數據的原則,暫且採用小比例尺的圖層直接投影變換代替,以後工作中再逐步更新。

5.2.2 信息圖層概況

信息圖層的投影參數如下:

比例尺:1∶100萬

投影類型:亞爾博斯等積圓錐投影坐標系;坐標單位:mm

第一標准緯度:25°00༼″;第二標准緯度:47°00༼″

中央子午線經度:105°00༼″;投影原點緯度:0°00༼″

地質災害氣象預警預報信息圖層基本情況見表5.1。

5.2.3 信息圖層說明

各信息圖層編制按照各因子的分布特點進行分級。

5.2.3.1 年均雨量

全國年均雨量分為11個級別,各級別年均雨量分段:<50mm,50~100mm,100~200mm,200~400mm,400~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1600mm,1600~2000mm,>2000mm。

5.2.3.2 年均氣溫

根據《中國自然地理圖集》(2004),將全國年均氣溫分為9個級別,各級別年均氣溫分段如下:<-4℃,-4~0℃,0~4℃,4~8℃,8~12℃,12~16℃,16~20℃,20~24℃,>24℃。

5.2.3.3 年蒸發量

根據《地下水資源與環境圖集》(2004),將全國年蒸發量分為10個級別,各級別分段如下:<500mm,500~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1400mm,1400~1600mm,1600~2000mm,2000~2400mm,>2400mm。

表5.1 全國地質災害氣象預警預報信息圖層簡表

5.2.3.4 年乾燥度

乾燥度,又稱乾燥指數或乾燥因子。描述氣候乾燥程度的指數,與濕潤系數互為倒數,一般用水分的可能消耗量與收入量的比值表示。它是表徵一個地區干濕程度的指標。

根據《地下水資源與環境圖集》(2004),將全國年乾燥度分為12個級別,各級別分段如下:<0.5,0.5~0.75,0.75~1.0,1.0~1.5,1.5~2.0,2.0~3.0,3.0~5.0,5.0~10,10~25,25~50,50~100,>100。

5.2.3.5 地震烈度

採用第三代《中國地震烈度區劃圖》(1990),將全國地震烈度按5級區劃:Ⅴ度區、Ⅵ度區、Ⅶ度區、Ⅷ度區、Ⅸ度區。

5.2.3.6 歷史地震點

來源於科學數據共享工程,中國地震局共享數據網,近年來(1999年1月1日至2006年11月2日)的已發地震點數據,共203個。

5.2.3.7 地層岩性

根據「中國地質科學院地質研究所,1∶100萬地質圖」重新進行編制劃分。

(1)劃分原則

地質災害的產生與地層岩性關系密切。地層岩性是地質災害形成的內在因素,對地質災害的產生起著主導和控製作用,岩性及其組合特徵的控製作用決定著地質災害的區域分布。從沿海向內陸,地層岩石由火成岩為主變為變質岩、碎屑岩相間分布,進而變為碳酸鹽岩、碎屑岩、變質岩相間分布。

斜坡岩土體的性質及其結構是形成滑坡、崩塌的物質基礎。一般易形成滑坡、崩塌的岩體,大都是碎屑岩、軟弱的片狀變質岩,岩性多為泥岩、頁岩、板岩、含碳酸鹽類軟弱岩層、泥化層、構造破碎岩層。這些軟弱岩層經水的軟化作用後,抗剪強度降低,容易出現軟弱滑動面,形成崩滑體。

黏性土滑坡在四川分布密集,在中南、閩、浙、晉西、陝南、河南等地也較密集,在長江中下游、東北等地也有一定分布;半成岩類粘土岩滑坡在青海、甘肅、川滇地帶、山西幾個斷陷盆地中分布密集;黃土滑坡在黃河中游、青海等省較密集;泥岩、千枚岩、砂質板岩形成的滑坡在湖南、湖北、西藏、雲南、四川、甘肅等地十分發育。

泥石流主要發育在變質岩區和黃土區,火成岩區和碎屑岩地區次之,碳酸鹽岩地區泥石流相對不發育。

根據全國地質災害發育的普遍規律並結合不同地區地質災害發育的特殊性,主要考慮以下幾個方面的原則劃分地質災害敏感性岩組。

1)地層岩性與地質災害分布的關系;

2)地層岩性的成因、物質組成與空間分布特徵;

3)地層岩性的時代;

4)岩土體(不同時代地層)的工程地質性質;

5)水岩相互作用的敏感性;

6)1∶100萬中國地質圖的精度。

(2)劃分方案

根據地質災害發育的普遍規律以及地層岩性對地質災害的敏感程度,將地質災害敏感性岩組劃分為10種類型。敏感性指數值越高,則相應的岩組對地質災害的發生也越敏感。

Ⅰ類:主要為水體、粉砂質食鹽、食鹽殼、鹽鹼殼、風積物砂等區域,這些區域不會發生滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。

Ⅱ類:主要是火成岩類。岩性為閃長岩、石英閃長岩、輝長岩、花崗岩、輝綠岩等,岩性堅硬,力學強度大,是很好的地基和建築材料。

Ⅲ類:主要是火成岩類。岩性為鉀長花崗岩、二長花崗岩、鹼長花崗岩、片麻狀花崗岩、斜長花崗岩、紫蘇花崗岩、正長岩、石英正長岩、煌斑岩、白崗岩、花崗閃長岩、英雲閃長岩、輝石閃長岩、輝長閃長岩、花崗斑岩、英安斑岩、輝綠岩、橄欖岩、橄欖輝綠岩、玄武岩、橄欖玄武岩、苦橄玄武岩、石英二長岩、石英二長斑岩、輝石岩、角閃正長岩、閃長玢岩、英安玢岩、輝綠玢岩、苦橄玢岩、安山玢岩、超基性岩、安山岩、鹼性岩、英安岩、粗面岩、科馬提岩、雲輝二長岩、白榴岩、霓霞岩、碎斑熔岩、細碧岩、石英鈉長斑岩、霏細斑岩、輝長蘇長岩等,岩性堅硬,力學強度較大。

Ⅳ類:主要是變質岩類和部分火成岩及沉積岩。岩性為白雲質灰岩、灰岩、白雲岩、黑雲母花崗岩、白雲母花崗岩、黑雲斜長花崗岩、二雲母花崗岩、流紋岩、變粒岩、片麻岩、角閃岩、砂礫岩、礫岩、變質橄欖輝長岩、糜棱岩、蛇紋岩、大理岩、珍珠岩、硅質岩、蛇綠岩、淺粒岩、岩溶角礫岩、鋁鐵岩系、黑雲角閃閃長岩、斑狀雲母橄欖岩、榴輝岩、黑雲母霞石白榴岩、霏細岩等,岩性較堅硬,力學強度較大。

Ⅴ類:主要是沉積岩類。岩性為頁岩、夾頁岩、火山碎屑岩、生物碎屑岩、片岩、千枚岩、板岩、砂岩、粉砂岩、碳酸鹽岩、凝灰岩、糜棱岩等,半堅硬岩組,力學強度較低,易風化,遇水軟化,是地質災害較易發生的地層。

Ⅵ類:主要是沉積岩類。岩性為泥岩、鈣質泥岩、泥灰岩、夾泥岩、粘土岩、泥頁岩、煤系、泥質粉砂岩、冰磧泥礫岩等,半堅硬岩組,力學強度低,遇水泥化,是地質災害容易發生的地層。

Ⅶ類:岩性為黃土、黃土狀土,黃土的地層年代為Q1p,Q2p,滲透性弱、抗剪強度高。

Ⅷ類:主要為沖海積物、海積物、沖湖積、湖積、沼澤堆積、石英斑岩風化層、花崗斑岩風化層等鬆散層。

Ⅸ類:主要是沖積物、沖洪積物、洪沖積物、殘坡積物、坡沖積物、冰磧物、苦橄玄武岩風化層、輝綠岩風化層、花崗岩風化層、冰積物等鬆散堆積物,是產生地質災害的主要物源。

Ⅹ類:岩性為黃土,地層年代為Q3p,Qh,疏鬆、大孔隙,垂直節理發育,滲透性強、抗剪強度低、具濕陷性(表5.2)。

5.2.3.8 斷裂分布

根據「中國地質科學院地質研究所,1∶100萬地質圖」編制。考慮到網格單元的大小和斷層斷裂的影響范圍,計算時採用網格區內斷層斷裂的密度進行計算。

5.2.3.9 第四系成因時代

根據1∶250萬第四紀地質圖編制,將第四系的成因時代分為7類:N2-Q1p,Q,Qp,Q1p,Q2p,Q3p,Qh。

5.2.3.10 岩土體類型

來源於1∶400萬岩土體類型圖,將岩土體類型分為7類:火成岩、變質岩、碎屑岩、碳酸鹽岩、砂質土、黃土、其他土。

5.2.3.11 第四系成因類型

根據1∶250萬第四紀地質圖編制,將第四系成因類型分為19類:冰磧、冰水沉積、冰水-洪積、冰水-湖積、洪積、殘積、殘坡積、沖積、沖積-洪積、沖積-湖積、寒凍風化殘坡積、紅土化殘積、黃土堆積、風積、湖積、坡積、岩溶化殘坡積、火山堆積、海陸交互相及海相堆積。

表5.2 中國工程地質岩組劃分表

5.2.3.12 水文地質類型

將水文地質類型分為5大類、18亞類:

1)鬆散沉積孔隙水(濱河平原沖海積層孔隙水、堆積平原沖洪積層孔隙水、黃土高原黃土層孔隙水、內陸盆地沖洪積層孔隙水、沙漠風積沙丘孔隙水、山間盆地沖積層孔隙水);

2)基岩裂隙水(丘陵高原碎屑岩裂隙水、熔岩孔隙裂隙水、山地丘陵岩漿岩裂隙水、山地變質岩裂隙水);

3)多年凍土凍結層上水(高緯度山地基岩凍結層上水、中低緯度高原基岩凍結層上水、中低緯度高原鬆散沉積凍結層上水);

4)碳酸鹽岩裂隙溶洞水(峰叢峰林裂隙溶洞水、岩溶丘陵裂隙溶洞水、岩溶山地裂隙溶洞水);

5)其他(湖泊、雪被)。

5.2.3.13 海拔高度

從1∶100萬地理地貌底圖中提取,將海拔高程分為6類:極高海拔(>6000m)、高海拔(4000~6000m)、中高海拔(2000~4000m)、中海拔(1000~2000m)、低海拔(<1000m)、其他(非山地丘陵)。

5.2.3.14 起伏程度

從1∶100萬地理地貌底圖中提取,將地形起伏分為6類:極大起伏(>2500m)、大起伏(1000~2500m)、中起伏(500~1000m)、小起伏(200~500m)、丘陵(<200m)、其他(非山地丘陵)。

5.2.3.15 地貌類型

從1∶100萬地理地貌底圖中提取,並重新歸類,將地貌類型分為11類:山地、黃土梁峁、黃土台塬、黃土塬、風蝕地貌、台地、平原、沖積扇平原、低河漫灘、現代冰川、湖泊。

5.2.3.16 土壤侵蝕

根據「中國土壤侵蝕圖」,將土壤侵蝕類型及侵蝕強度分為3大類、15亞類:

1)水力侵蝕(劇烈侵蝕、極強度侵蝕、強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕、無明顯侵蝕、微度侵蝕);

2)凍融侵蝕及冰川侵蝕(強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕、微度侵蝕);

3)風力侵蝕(極強度侵蝕、強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕)。

5.2.3.17 水系

從1∶100萬地理底圖中提取的線形河流。實際計算時,採用網格單元內水系密度參加計算。

5.2.3.18 植被

從1∶100萬地理地貌底圖中提取,將植被覆蓋分為6類:紅樹林灘、森林、經濟林與竹林、灌木林、草地、其他。

5.2.3.19 土地利用

根據「1∶100萬土地利用類型圖」編制,將土地利用類型分為6大類、13亞類。分別是:①耕地(水田、旱地);②林地(有林地、灌木林、疏林地、其他林地);③草地(高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地);④水域;⑤城鄉工礦居民用地(城鎮用地、農村居民點、其他建設用地);⑥未利用土地。

5.2.3.20 公路

從1∶100萬地理底圖中提取的線形公路,又分為5類,即高速公路、主要公路、一般公路、大路、小路。實際計算時,採用網格單元內所有公路密度參加計算。

5.2.3.21 鐵路

從1∶100萬地理底圖中提取的線形鐵路,補充青藏鐵路線路。實際計算時,採用網格單元內鐵路密度參加計算。

5.2.3.22 礦山點

全國礦山調查點共11萬多個。

5.2.3.23 分縣人口密度

根據2003年人口普查數據,分縣計算人口密度,分為5類:>750,450~750,150~450,50~150,<50。單位:人/km2

5.2.3.24 水壩分布

從1∶100萬地理底圖中提取,水壩工程點共885個。

5.2.3.25 塔廟宇文化要素分布

從1∶100萬地理底圖中提取,包括塔、廟宇和其他文化設施,計193個點。

5.2.3.26 災害點—滑坡

2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據,2004~2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的滑坡災害點數據。合計45917個點。隨著更新的數據成果,將繼續更新。

5.2.3.27 災害點—泥石流

2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據,2004~2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的泥石流災害點數據。合計9253個點。隨著更新的數據成果,下一步將繼續更新。

5.2.3.28 災害點—崩塌

2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據,2004~2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的崩塌災害點數據。合計13094個點。隨著更新的數據成果,下一步將繼續更新。

5.2.3.29 地震動參數

根據「中國地震動參數圖GB18306-2001」,分為7個級別:≥0.40,0.30,0.20,0.15,0.10,0.05,<0.05。單位:g。

5.2.3.30 中國第四紀岩性圖

根據1∶250萬第四紀地質圖編制,將第四系岩性分為11類:

礫質土;砂質土;黏質土;黃土類土;鹽類為主;礫質土、黃土類土;黏質土、砂質土、礫質土;砂質土、黏質土;黏質土、礫質土;砂質土、礫質土。

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