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地質災害量化指標

發布時間: 2021-02-28 11:27:13

『壹』 —、地質災害危險性綜合分區評估原則與量化指標的確定

(一)地質災害危險性綜合分區評估原則

地質災害危險性綜合評估原則內,應依據地質災害危容險性現狀評估、預測評估結果,充分考慮地質環境條件的差異,基於管道工程及鄰近可能危及工程安全的地質災害及其災害隱患點的分布、危害程度、危險性,確定判別區段危險性量化指標;根據「區內相似、區際相異」的原則,結合擬建工程,劃分出危險性大、中、小三級。如果同一區段各個災種共生時,其地質災害危險性等級按就大不就小,就高不就低的原則來劃分。

(二)綜合分區評估方法與量化指標的確定

評估方法首先以地質環境條件為背景,以擬建工程沿線地質災害災種數(種)、災害點平均密度(個/km)、災害分布長度比例(m/km)等三個量化指標,結合預測評估確定的危害程度和危險性大小,定性與半定量相結合確定擬建工程沿線地質災害危險性等級。量化指標取值標准列於表9-18中。

按表9-18的標准,先作地質環境條件分段,進行災種、災害點密度、災害點線密度統計,進行危險性等級初步劃分,既要符合標准,又要切合實際,充分體現出「區內相似,區際相異」、「就大不就小」的評估原則。

表9-18 地質災害危險性分級量化指標

『貳』 地質災害的易發性評價指標與危險性的評價指標的區別

易發性評價是指地質災害發生的可能性大小的預測;而危險性評估是內指地質災害容發生的可能性及危害性大小,重點是危害性大小的預測。至於評價指標的問題,由於不同的地質環境條件會引發不同的地質災害,所以,針對不同災種所需的評價指標是不同的,不好一句兩句可以解釋清楚,具體可以參考國土部的《建設用地地質災害危險性評估技術要求》,希望能幫到你!

『叄』  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。

『肆』 (三)評價指標體系的分級與指標量化

正確選擇評價指標是客觀反映地質環境質量優劣的基礎,評價指標體系是由若干個單項指標組成的層次分明的有機整體。目前多數地質環境質量分級採用邏輯信息分類法和特徵分析法,將地質環境質量分為三類、四類、五類等,相應於各評價因子的指標量化分級。本書根據膠東半島地質環境現狀以及相關標准將地質環境質量劃分為四類:優等(Ⅰ)、良好(Ⅱ)、一般(Ⅲ)、較差(Ⅳ)。詳見表3-4。地質環境質量分級主要考慮了地質環境背景條件、區域環境地質問題和人類工程活動三個方面,具體的評價標志為:

表3-4 膠東半島地質環境質量分級與對應評價指標取值

地質環境質量優等區。地質環境背景條件良好,開發程度較弱,環境地質問題與地質災害少,人類工程活動微弱。

地質環境質量良好區。地質環境背景條件較好,環境地質問題與地質災害局部分布且強度較弱,人類工程活動較少,地質環境破壞程度低。

地質環境質量一般區。地質環境背景條件一般,開發程度中等,環境地質問題與地質災害有不同程度的分布,但發育強度較弱,地質環境破壞程度較高。

地質環境質量較差區。地質環境背景條件差。環境地質問題與地質災害分布普遍,局部地段地質環境破壞強烈。

地質環境質量評價指標量化是在地質環境質量分級的基礎上,通過對膠東半島地質環境的各種影響因素和因子進行數據統計和分析,確定因子最優和最差兩個極限值,按照各評價因子對地質環境的影響程度,以遞減規律進行取值來實現對指標的量化分級。

『伍』 地質災害易發性評價指標與地質災害危險性評價指標是什麼

地質災害易發性評價指標有:
①地質災害影響因素(形成條件)。
②地質災害影響因素的權重。
地質災害危險性評價指標:
①災情大小。
②險情大小。
參見中國地質災害風險評價新方法。

『陸』 評價指標的確定和量化途徑

一、相關因素分析和評價指標的確定

在充分考慮各種因素的基礎上,選取了地形地貌、工程地質岩組、斜坡結構、地質災害發育現狀、地殼穩定性、微地貌類型(地形與鐵路設計高程間的高差)、人類工程活動、降水量(主要考慮垂直降水量的差別)、與溝谷間的距離等作為評價指標。

1.地形地貌

麗江-香格里拉段在地貌上屬構造剝蝕高中山、構造侵蝕高山區,地勢總體西北高東南低。地面高程多在2500~5000 m,最高峰為麗江北西的玉龍雪山,主峰扇子陡高程5596 m,最低處為麗江以北白馬廠一帶金沙江河谷,高程約1570 m。河流和山脈的延伸方向與構造線方向基本一致。地形地貌對工程地質條件的影響(地質環境因素)主要體現在地形坡度、坡向和高程3個方面,麗江-香格里拉段地面高程分布和地形坡度分布特徵見圖13-3和圖13-4。

2.工程地質岩組

麗江-香格里拉段地層從古生界到新生界,除白堊系、侏羅系外均有出露。按照不同岩性的結構以及工程地質特性的差異,劃分為4類工程地質岩組(圖13-5)。

(1)鬆散第四系土石類:主要為第四系不同成因的粘性土、砂類土和卵漂石(碎石)層,以及坡積、殘坡積碎石土,少量湖相沉積物,厚度分布不均,多呈鬆散結構。主要分布於麗江盆地、中甸-小中甸盆地、河漫灘階地及山前地帶等。

(2)軟弱岩組:主要包括弱膠結的冰川堆積物,奧陶系、志留系片岩以及弱膠結的斷裂帶碎裂岩。研究區內碳酸鹽膠結的冰磧物———冰磧(冰水)礫岩,單軸抗壓強度可達10~14 MPa,屬於軟岩范疇,主要分布在玉龍雪山西麓仁河溝、中義溝和新聯溝兩側。該區斷裂破碎帶范圍一般為20~50 m,部分達100 m,斷裂帶內碎裂岩屬於軟弱岩體。

圖13-3 麗江香格里拉段地面高程分布特徵圖

圖13-4 麗江香格里拉段地形坡度分布圖

圖13-3 麗江香格里拉段工程地質岩組圖

圖13-6 麗江香格里拉段斜坡結構類型劃分圖

(3)較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組:主要為二疊系玄武岩,三疊系、奧陶系砂板岩和千板岩、片岩,寒武系粉砂岩、板岩,古近系礫岩、砂岩,區內噴出岩以及虎跳峽地區不明時代變質岩等大部分呈層狀分布,力學性質較好。該類工程地質岩組在麗江-香格里拉段分布較廣,除盆地外的其他區域均有分布,且以北部分布較多。

(4)堅硬塊狀碳酸鹽岩岩組:主要為泥盆系、石炭系灰白色、深灰色大理岩,少量灰岩、泥灰岩,三疊系和二疊系石灰岩,該類岩石單軸抗壓強度50~80 MPa。分布較廣,分布面積僅次於較堅硬中厚層狀砂板岩、玄武岩岩組,在虎跳峽峽谷區、玉龍雪山及其西南部分布較多。

3.斜坡結構

麗江-香格里拉段斜坡結構類型大致可以分為:順向坡、反向坡、橫向坡和平坡(圖13-6)。

順向坡(岩層傾向與坡向交角<45°):主要由二疊系片理化玄武岩和三疊系板岩組成,在區域上主要分布在虎跳峽鎮至小中甸鎮的214國道邊坡。由於公路和河流順岩層走向或與岩層走向呈小夾角延伸,在人工開挖和河流沖刷坡腳作用下,邊坡崩塌和滑坡多見。

反向坡(岩層傾向與坡向交角在135°~225°之間):反向坡的總體穩定性較好,多分布在順向坡溝谷的對岸。

橫向坡(岩層傾向與坡向交角在45°~135°或225°~315°):在區內普遍發育於二疊系玄武岩,三疊系玄武岩、砂岩和板岩中,以及泥盆系碳酸鹽岩中。總體上,橫向坡穩定性較好。

平坡:主要是指第四系堆積物組成的邊坡,包括河流堆積、崩積、坡積、湖相沉積、冰川堆積等。之所以將第四系堆積物組成的邊坡單獨列出,主要是因為該類邊坡分布較廣,在麗江盆地、中甸-小中甸盆地、大具盆地、金沙江河谷兩岸以及忠義溝、仁河溝和新聯溝等都有分布。

4.地質災害發育程度

野外地質調查表明,麗江-香格里拉段的主要地質災害類型包括崩塌、滑坡和泥石流等。

崩塌:區內崩塌災害主要發育於金沙江兩岸及其支流深切谷地,在玉龍雪山和哈巴雪山等高山頂部陡峭地區也較為常見。

滑坡:區內滑坡規模以中小型為主,少數為大型甚至特大型,多見於金沙江沿岸及支流地區。根據滑坡體的物質組成又可分為:殘坡積物滑坡、粘性土(殘積粘土和湖相粘土)滑坡、岩質滑坡及復雜斜坡體等。

泥石流:區內泥石流以暴雨型最為突出,夏秋季泥石流較多,其中6~9月份發生的泥石流約佔94.1%。麗江-香格里拉段受泥石流影響的區域主要集中在金沙江沿岸及其支流地區。

5.地殼穩定性

地殼穩定性對重大工程選址具有重要的影響。為了避免與外動力地質因素的重復,在評價中地殼穩定性因素重點考慮了活動斷裂的活動強度和潛在震源區的分布情況。滇藏鐵路麗江-香格里拉段途經的主要活動斷裂帶有:麗江-劍川斷裂帶、龍蟠-喬後斷裂帶、哈巴-玉龍雪山東麓斷裂帶、麗江盆地東緣斷裂帶、中甸斷裂帶、小中甸-大具斷裂帶、中甸-海羅斷裂帶等,活動斷裂特徵及其對鐵路的影響評價標准見表13-1和表13-2。麗江-香格里拉段位於中甸-大理控震構造帶內,可劃分為劍川強震源區,麗江-大具、中甸-小中甸、大具-哈巴等3個中等震源區,以及虎跳峽-龍蟠和天生橋2個弱震源區。

6.微地貌類型

地勢的起伏對鐵路建設具有很大的影響,地面高程和鐵路設計高程之間的高差可以從側面反映工程建設的難易程度。麗江-香格里拉段鐵路設計高程為2080~2010 m,鐵路通過區地勢最大相對高差可達4300 m。

表13-1 研究區主要活動斷裂特徵和分級

表13-2 活動斷裂對鐵路影響評價標准簡表

7.人類工程活動

人類工程活動對工程的影響主要表現在不合理的開挖、填方、工程爆破和建築荷載等方面。由於人類工程活動的復雜性和不確定性,本次採用擬建鐵路與現有公路和村鎮之間的距離來反映人類工程活動對鐵路規劃的影響,屬於外部影響因素。

8.降水量

降水量對岩土體穩定性具有較大影響。由於麗江-香格里拉段規劃區范圍較小,區內降水量的差異主要在於垂直降水量,即在雪線以上降水主要以降雪為主,雪線以下以降雨為主。

9.與溝谷之間的距離

麗江-香格里拉段主要途經金沙江及其支流(圖13-8)。河流的發育為崩塌、滑坡和泥石流等地質災害的發生提供了足夠的臨空面,距河流(沖溝)的遠近與地質災害的分布具有一定的相關性。此外,與溝谷之間的距離也是反映鐵路附近溝谷岸坡易沖性的一個指標。

二、評價指標的量化途徑

在上述評價指標確定後,充分利用GIS技術強大的基礎數據處理和空間分析功能,在ArcGIS 9.2平台上形成專題圖,包括:地形坡度文件(BD_slope)、工程岩組文件(Rock_GRID)、斜坡結構類型區文件(Str_GRID)、地質災害發育程度文件(Geohazard_GRID)、潛在震源區文件(Earthquake_GRID)、活動斷裂文件(Fracture_GRID),微地貌類型文件(Elevation_GRID)、工程活動文件(Engineering_GRID),降水量柵格文件(Rain_GRID)、水系距離分析文件(Distance to River)。

圖13-7 麗江-香格里拉段主要活動斷裂分布與影響范圍圖

圖13-8 麗江-香格里拉段主要活動河流分布與影響范圍圖

基於上述專題圖層,對於能夠直接量化的指標,可以在矢量化的專題圖層提取相應的數據信息,然後對指標進行等級劃分並賦值;對於不能直接量化的指標,採用評分比較的方法,根據平面分布特點進行分區劃分等級並賦值。以上可獲得各評價指標的單因素等級量化結果。

ArcGIS的空間分析模塊主要是基於柵格數據模型的,根據麗江-香格里拉段鐵路規劃區范圍和工程地質條件,將柵格大小定為50×50 m,將面積6621.5 km2的規劃區劃分為2648600個柵格單元,將上述單因素等級量化結果離散成柵格數據,即可得到用於疊加分析的地形坡度因子、工程地質岩組因子、斜坡結構類型因子、地質災害發育程度因子、潛在震源區因子、活動斷裂因子、微地貌類型因子、工程活動因子、降水量因子和溝谷距離因子。

『柒』 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

『捌』 地質災害災情評估體系

一、地質災害災情評估內容

地質災害災情評估是用經濟學的理論方法對地質災害進行調查、統計、分析、評價的工作。

從一般意義上說,經濟評估的范圍應該包括災害全部過程和各個方面的情況。但是,不同目的的經濟評估,其側重點不同。以災害管理服務為中心的經濟評估,主要內容是災害破壞損失情況。然而對災害破壞損失的分析評價不能孤立地進行,必須在分析災害背景條件基礎上,深入調查和研究災害的活動強度以及受災體破壞損失情況,才能核算災害經濟損失,確定災度等級或風險等級。

根據地質災害經濟評估過程,將孕災的自然條件和災變程度分析稱為危險性評價,其基本任務是分析地質災害的活動條件,確定災害活動強度(規模)、頻度、密度、危害范圍;將孕災的社會經濟條件和受災體分析稱為易損性評價,其基本任務是劃分受災體類型,統計分析受災體損毀數量、損毀程度、核算受災體損毀價值;將災害對人民生命財產所造成的損失分析稱為損失評價,其基本任務是核算人口傷亡和經濟損失程度,評定災度等級或風險等級。地質災害經濟評估的大致步驟是:危險性評價和易損性評價→損失評價。其中危險性評價和易損性評價是災情評估的基礎,損失評價是災情評估的核心。

二、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;通過損失評價,核算災害的期望損失,劃分風險等級。

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,迅速對災情做出首次評估;隨著災害的發展,每隔一段時間,及時將最新災情做出適時評估;直至最後災害過程結束後再做總結評估。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千米。其行政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千米到幾千平方千米。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千米。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地質災害體或災害事件,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、易損性評價和損失評價。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。區域評估仍以危險性評價、易損性評價和損失評價為中心內容,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見表3-2-1。

表3-2-1 地質災害評估范圍分類及其特徵表

三、地質災害災情評估體系

總結本節以上內容,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、損失評價。這些結合在一起,構成了立體的地質災害災情評估體系,反映了地質災害災情評估的總體構成(圖3-2-1)。

鑒於災中跟蹤評估和災後總結評估基本上屬於災情統計范疇,可以應用一般統計原理和方法進行分析評價。故本章在對歷史地質災害災情進行統計評價的基礎上,重點研究災前預評估的理論與方法。

圖3-2-1 地質災害災情評估體系示意圖

『玖』 評價指標的選擇和量化途徑

一、評價指標的選擇

區域地殼穩定性是區域地殼現代活動程度的綜合反映,它受地質構造、地震活動、地形變場、地應力場、大地熱流場、崩滑流地質災害以及場地地層岩性和岩體結構等諸多因素的控制。因此,在區域地殼穩定性綜合評價過程中,指標的選擇既要能夠較好地反映上述因素,又要做到指標盡可能定量化,還要盡可能地避免因素或指標之間的重疊,這也是地學問題定量化的難點之一。鑒於此,結合研究區特點和相關指標獲取的可行性,針對上述影響因素分別選用了相應的評價指標:地質構造因素主要採用斷裂級別、活動時代和活動速率3項指標來反映,地震活動採用潛在震源區及其地震震級表示,岩性和岩體結構特徵採用區域工程地質岩組表示,地應力場採用地應力累積量表示,地形變場主要採用垂直應變梯度表示,大地熱流場採用地溫變化梯度或溫泉的近地表溫度表示,崩滑流地質災害因素採用地質災害易發程度表示。根據各類指標的特點,經過適當量化,形成研究區地殼穩定性綜合評價的指標體系(表9-4)。

表9-4 地殼穩定性評價指標體系一覽表

二、評價指標的量化途徑

眾所周知,地質要素有的是可以定量表示的,有的是描述性的,不可能用絕對的數值來定量表示,只能採用半定量的辦法來反映它們在不同地段的差異。因此,目前地質研究的定量化實際上還處於半定量-定量階段。隨著研究程度的不斷深化,定量程度將不斷提高。按照上述指導思想,我們以滇藏鐵路沿線地殼穩定性評價為目標,對影響區域地殼穩定性的各類因素(指標)進行量化,評價指標的量化和最終的評價分析在ArcGIS 9.2軟體平台上完成。在量化過程中,對於能夠直接量化的指標,如地應力值、垂直應變梯度、地溫梯度等,先繪出等值線,然後進行不同級別的劃分。對於不能直接量化的指標,採用評分比較的方法,根據平面分布特點,進行分區劃分等級。

(一)活動斷裂

1.斷裂規模

根據斷裂切割深度可以將斷裂劃分為岩石圈斷裂、地殼斷裂、基底斷裂和蓋層斷裂4個級別,其中岩石圈斷裂和地殼斷裂屬於深部構造,對地殼穩定性具有一定的控製作用,它們在空間上通常表現為構造縫合帶。在量化過程中,斷裂按切割深度劃分4個等級,分別給予賦值或評分:①岩石圈斷裂,賦值9~10分;②地殼斷裂,賦值7~8分;③基底斷裂,賦值4~5分;④蓋層斷裂,賦值<3分。不同斷裂影響區相交區域的分值,採取就高不就低的原則,並對疊加區適當調高分值。一般地,隨著與斷裂帶距離的增大,受到影響的程度逐漸降低,因此,沿斷裂帶向周圍可以劃分出不同影響程度的條帶,劃分為高、中、低3級,分別按100%、60%、30%向外圍遞減,條帶寬度分別採用距斷層線5 km、10 km、20 km;對於活動的基底斷裂和蓋層斷裂,條帶寬度可以分別取2.5 km、5 km、10 km。由此可以得到活動斷裂規模的量化結果,也就是基於GIS評價中的一個圖層(圖9-2)。

圖9-2 活動斷裂穩定性綜合分區

2.斷裂活動時代與活動速率

斷裂活動時代的量化是在活動斷裂研究的基礎上獲得的,時代越新說明其活動性越強,其可以與斷裂活動速率一起考慮。研究區范圍內擁有157段規模不同的斷裂,其中51段有活動速率記錄,速率范圍:1.5~10.5 mm/a,其中絕大多數集中在1.5~5.7 mm/a,僅有一條斷層的活動速率為10.5 mm/a,因活動速率記錄數據不完整,測量位置和測量方法存在差異,可靠性不是很強,在大區域的地殼穩定性評價中活動速率僅作為活動時代賦值的參考因素。因此,採用斷裂活動時代為主,活動速率為輔的方式,獲得斷裂活動強度的指標。按斷裂活動時代劃分為4個等級,分別賦值:①晚更新世-全新世斷裂,賦值8~10分;②早-中更新世斷裂,賦值5~7分;③推測活動斷裂,賦值3分。④無活動斷裂,賦值0分。取前3項兩側各20 km作為活動斷裂的影響區,影響區相交區域的分值取高不取低。

3.活動斷裂綜合量化

將斷裂規模和活動強度2個指標根據空間位置按權重進行疊加,其中斷裂規模權重取0.4,活動強度權重取0.6。將加權疊加的結果拉伸到0~10分范圍內,分別取2.5、5、7.5作為閾值,將活動斷裂對區域地殼穩定性的影響程度綜合劃分為4級(圖9-2)。

(1)強,賦值10分;(2)較強,賦值6分;

(3)較弱,賦值3分;(4)弱,賦值1分。

(二)地震活動

地震活動可以用不同的方式進行表述,通過歷史地震分析和地震構造研究,我們編制了滇藏鐵路沿線潛在震源區劃分圖,在此基礎上,將研究區地震活動強度劃分為4個等級(圖9-3)。

圖9-3 研究區地震活動強度分區圖

(1)地震震級Ms>7.0或地震烈度I≥X度區,賦值9~10分,包含研究區范圍內的7.5級,8級地震區,分別賦值9分和10分;

(2)地震震級6.0≤Ms≤7.0或地震烈度I=Ⅷ,IX度區,賦值6~8分;包含研究區范圍內的6級,6.5級,7級地震區,分別賦值6分、7分和8分;

(3)地震震級5.0≤Ms<6.0或地震烈度I=Ⅶ度區,賦值5分;

(4)地震震級Ms<5.0或地震烈度I≤VI度區,賦值1分。

(三)地應力積聚強度分級

現今地應力集中程度主要按照有限元數值模擬結果,選擇最大剪應力作為評價指標,將其分為4級,分別給予賦值(圖9-4)。

(1)高值區,最大剪應力值大於15MPa,賦值8~10分;

(2)較高值區,最大剪應力值大於10~15MPa,賦值6~7分;

(3)中等區,最大剪應力值大於5.0~10MPa,賦值3~5分;

(4)低值區,最大剪應力值小於5.0MPa,賦值<3分。

圖9-4 研究區最大剪應力場分區圖

(四)地應變梯度分級

由於活動斷裂主要考慮了水平位移,為盡可能避免指標間的重疊,主要選取垂直應變梯度指標來反映地應變的變化(圖9-5),按照垂直應變梯度大致可以劃分為4級,分別給予賦值。

圖9-5 研究區垂直應變梯度等級分區圖

(1)高值區,垂直應變梯度>0.06 mm/km,賦值9~10分;

(2)中值區,垂直應變梯度0.04~0.05 mm/km,賦值7~8分;

(3)低值區,垂直應變梯度0.02~0.03 mm/km,賦值4~6分;

(4)極低值區,垂直應變梯度<0.02 mm/km,賦值1~3分。

(五)大地熱流場

地溫變化梯度可以反映大地熱流場,但由於研究區可以獲得的地溫參數不統一,且通過對比分析,研究區溫泉的近地表溫度等值線與地溫變化梯度變化基本一致,因此可以採用溫泉的近地表溫度等值線替代地溫變化梯度,生成地溫分區圖(圖9-6),然後根據溫泉近地表溫度劃分級別,並分別給予賦值。

圖9-6 研究區地溫場分區圖

(1)高值區,溫泉近地表溫度75~100℃,賦值10分;

(2)中值區,溫泉近地表溫度50~75℃,賦值8分;

(3)低值區,溫泉近地表溫度25~50℃,賦值6分;

(4)極低值區,溫泉近地表溫度<25℃,賦值4分。

(六)岩性特徵

根據研究區工程地質岩組分布特徵,將其分為4個級別(圖9-7),並按照不同岩類給予賦值(表9-5)。

表9-5 主要岩性特徵及分級評分表

圖9-7 研究區地質體工程地質性質分級圖

(1)極差,賦值8~10分,包括斷層帶、蛇綠岩、碎屑雜岩、各類特殊岩體以及新近紀(N)地層;

(2)差,賦值5~7分,包括古近紀(E)碎屑岩、以泥岩為主的軟硬相間岩層,白堊系(K)、侏羅系(J)、三疊系(T)中有煤的軟弱地層、坡度陡峭地帶的第四系(Q);

(3)中等,賦值2~4分,包括碳酸鹽岩、片麻岩、火山岩、厚層砂岩為主的岩性分布區,二疊系(P)和三疊系(T)分布的大部分地區,平緩地帶的第四系(Q)地區等;

(4)好,賦值1分,主要包括各種花崗岩岩體,沉積岩中的侵入體,如閃長岩脈(γ)、花崗岩脈(δ)等。

(七)地質災害易發程度

研究區崩塌、滑坡和泥石流等地質災害非常發育,是影響地面建築物穩定性的重要因素。在前人資料分析和地質災害調查的基礎上,將崩塌、滑坡、泥石流地質災害易發程度作為評價因素之一,並盡可能考慮其與內動力作用的相關性,也按照4個等級分別給予賦值(圖9-8)。

(1)高易發區,主要位於山區及強烈差異升降帶,發育有大規模滑坡、崩塌和泥石流等地質災害,賦值10分;

(2)較高易發區,發育較小-中等規模的滑坡、崩塌、地裂縫、泥石流,賦值8分;

(3)中等易發區,主要發育各種小型地質災害,賦值6分;

(4)低易發區,基本無地質災害但屬於山區,賦值4分。

『拾』 地質災害危險區劃分與評價

地質災害危險性分區是在地質災害易發區基礎上進行的。地質災害的易發性代表了地質災害是否具備形成條件和發生地質災害的難易程度。而地質災害的危險性則包括了地質災害的活動程度、威脅的范圍、易發程度和誘發因素,是地質災害形成的可能性。仍然採用信息量法進行計算。

一、地質災害危險性評價指標體系

控制和影響地質災害形成的地質條件很多,但歸納起來主包括兩方面的條件,即地質災害形成的基礎條件和誘發條件。依此,可建立地質災害危險性評價指標體系(圖6-12)。

1.地質災害活動程度

地質災害活動程度主要是指地質災害活動的歷史。在本次地質災害危險性評價中,主要考慮地質災害活動的點密度和面密度,將其作為地質災害危險性分區的依據。但地質災害活動的歷史只能說明地質災害的過去,而未來地質災害活動程度怎樣,危險性大小主要取決於地質災害的形成條件及誘發因素。

2.地質災害形成條件

地質災害形成條件包括主要控制因素和影響條件。本次地質災害危險性區劃評價中主要選取斜坡結構類型、工程地質岩組、水文地質條件、斜坡幾何形態、斷裂構造和人類活動等條件。

3.地質災害威脅范圍

地質災害一旦發生,其可能影響的范圍,即存在地質災害危險的范圍。本次確定的地質災害威脅范圍主要包括易發區本身斜坡地帶,同時也包括溝谷底部及河流、水庫內的一定范圍。

圖6-12 地質災害危險性程度評價指標體系圖

4.地質災害誘發因素

誘發因素是指能夠使地質環境系統向著地質災害發生的方向演化或者導致地質災害發生的內動力和外動力地質作用。本區誘發條件主要包括地震、降雨和人類工程活動。但由於本區地震活動相對較弱,而且能夠代表地震活動程度的地震烈度和地震動峰值加速度在縣域內區別不大,因此本次危險性評價中未考慮地震活動的影響因素。參與評價的主要誘發因素為降雨和人類工程活動。

二、地質災害危險性分區

1.評價指標的量化

危險性評價採用信息量法進行計算,用1:50000地形圖提取基礎地理信息,從遙感影像中提取植被圖層,利用降雨量等值線圖提取降雨指標,人類工程活動主要從地形圖和靈台縣發展規劃中提取,得到各種評價指標的圖層,根據實際調查資料可以獲得地質災害的點密度和面密度,並將這些指標引入GIS操作系統中。

2.基於GIS的信息量分析模型迭加計算

採用基於GIS的信息量分析模型進行迭加計算,通過計算諸影響因素對斜坡變形破壞所提供的信息量值,作為區劃定量指標,既能正確地反映地質災害的基本規律,又簡便、易行、實用,且便於推廣應用。計算原理與過程如下:

信息預測的觀點認為,滑坡與崩塌等地質災害的產生與否與預測過程中所獲取信息的數量和質量有關,是用信息量來衡量的,即:

圖6-13 靈台縣地質災害危險性分區圖

依據地質災害危險性分區結果,充分考慮地質災害防治規劃工作的開展,綜合靈台縣地貌、岩土特徵、地質構造、年降雨分布規律及人類活動程度等特點,將靈台縣滑坡、崩塌、泥石流災害危險程度劃分為地質災害高危險區、中危險區、低危險區和極低危險區,根據地質災害分布、組合特徵又進一步劃分為16個亞區(表6-4)。

4.危險性分區評價

(1)地質災害高危險區(Ⅰ)

靈台縣地質災害高危險區面積232.49km2,占總面積的11.35%。包括6個地質災害高危險亞區,即黑河北岸梁原鄉橫渠—付家溝—官村—朱家灣—杜家溝—景家莊子地質災害高危險亞區(Ⅰ1)、黑河南岸梁原鄉張家塬—溫家莊—東門—朱家灣高地質災害危險亞區(Ⅰ2)、達溪河北岸沿線地質災害高危險亞區(Ⅰ3)、達溪河南岸中台鎮—蒲窩鄉—新開鄉邵寨鎮黃土梁峁丘陵地質災害高危險亞區(Ⅰ4)、邵寨鎮黃土梁峁丘陵地質災害高危險亞區(Ⅰ5)和獨店鄉什字塬北部黃土梁峁丘陵地質災害高危險亞區(Ⅰ6)。本區所處地貌單元主要為黃土梁峁溝壑區及黃土丘陵區。岩性主要為第四系黃土和白堊系紫紅色泥岩、砂岩、砂礫岩,地表黃土覆蓋厚度較大,黃土大都向沖溝傾斜。局部地形坡度較大,區內工程地質條件差,岩土層的表層風化較嚴重,本區人類活動比較強烈,溝谷邊坡人口比較密集,人類活動對環境的改造極為強烈,主要包括建房切坡、開挖窯洞、修路等,人為活動誘發滑坡、崩塌的可能性較大。本區植被稀疏,以農作物為主,不利於水土保持。丘陵區溝谷大多處於壯年期或幼年期,侵蝕作用比較強烈。在汛期遇暴雨和連陰雨天氣容易形成滑坡、崩塌災害。特殊的岩土條件和氣象條件為地質災害的形成提供了可能性。本區也是全縣滑坡、崩塌地質災害最嚴重的地區。

表6-4 地質災害危險程度分區說明表

(2)地質災害中危險區(Ⅱ)

靈台縣地質災害中危險區面積604.03km2,占總面積的44.12%,地質災害為災滑坡,崩塌、泥石流和不穩定斜坡。包括4個地質災害中危險亞區,即黑河北岸梁原鄉黃土梁峁丘陵地質災害中危險亞區(Ⅱ1),黑河南岸-什字塬以北黃土梁峁丘陵地質災害中危險亞區(Ⅱ2),什字塬以南-達溪河以北黃土梁峁丘陵地質災害中危險亞區(Ⅱ3),達溪河南岸中台鎮蒲窩鄉新開鄉邵寨鎮廣大黃土梁峁丘陵地質災害中危險亞區(Ⅱ4)。本區岩性為第四系中上更新統黃土覆蓋於白堊系砂礫岩、砂岩、泥岩基岩之上,厚度不等,在降水作用下容易沿黃土與基岩的接觸面形成滑坡。區內人類工程活動相對較強,人口比較多。人類工程活動比較強烈主要表現是為各種目的而進行的切坡,加大了崩塌、滑坡的臨空面。黃土層岩石風化破碎,節理裂隙發育,為災害中易發區。丘陵區溝谷大多處於壯年期或幼年期,侵蝕作用比較強烈,溝坡多為階狀陡坡。在汛期容易形成滑坡、崩塌災害。災害點分布在村莊周圍、公路沿線、河谷邊坡地帶。地質災害一旦發生,危害較大。

(3)地質災害低危險區(Ⅲ)

靈台縣地質災害低危險區面積912.48km2,占總面積的44.53%,地質災害發育較少,危險性相對較小。包括6個地質災害低危險亞區,即梁原鄉王家溝黃土塬地質災害低危險亞區(Ⅳ1)、黑河寬闊河谷地質災害低危險亞區(Ⅳ2)、什字塬地質災害低危險亞區(Ⅳ3)、達溪河河谷地質災害低危險亞區(Ⅳ4)、邵寨鎮黃土塬地質災害低危險亞區(Ⅳ5)、百里鄉林場地質災害低危險亞區(Ⅳ6)。本區黃土塬區及黃土小台塬區和寬闊的河谷區工程地質條件很好,地形平坦,雖然人類工程活動較頻繁但很少發生地質災害,百里鄉林場區植被茂密,人煙稀少,人類工程活動較少,人類工程活動弱,地質環境相對優越,為地質災害低危險區。

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