滑坡工程地质灾害危险性评估
㈠ 什么项目 要做地质灾害危险性评估
国务院《地质灾害防治条例》第二十一条规定:"在地质灾害易发区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,……。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"。
国土资源部《地质灾害防治管理办法》第15条规定,城市建设、有可能导致地质灾害发生的工程项目建设和在地质灾害易发区内进行的工程建设,在申请建设用地之前必须进行地质灾害危险性评估。
地质灾害危险性评估主要依据《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》(国土资发[2004]69号)文件要求,相关技术要求依据《通知》附件1"地质灾害危险性评估技术要求(试行)"。《通知》规定:地质灾害危险性评估工作分级进行;对承担地质灾害危险性评估工作的单位实行资质管理制度;报告应经具有资格的资质灾害防治专家进行审查;对评估成果实行备案制度。
评估成果根据评估级别的不同分别由县级、市级和省级国土资源行政主管部门认定,并按要求抄报部、省、市级国土资源主管部门。不符合条件的,国土资源行政主管部门不予办理建设用地审批手续。地质灾害危险性评估包括下列内容:
(1)阐明工程建设区和规划区的地质环境条件基本特征
(2)分析论证工程建设区和规划区各种地质灾害的危险性,进行现状评估、预测评估和综合评估
(3)提出防治地质灾害措施与建议,并作出建设场地适宜性评价结论。
㈡ 地质灾害的危险性评估
地质灾害危险性是指地质灾害危险源危险区范围及其可能造成人员伤亡和财产损失。回
地质灾害危险答性评估包括三个方面:
①地质灾害危险性现状评估:
对建设场地评估区范围内的已有地质灾害进行危险性现状评估。
②地质灾害危险性预测评估:
对拟建工程建设活动可能诱发的地质灾害进行危险性预测评估。
③地质灾害危险性综合评估:
危险性综合评估=危险性现状评估+危险性预测评估。
编制评估区地质灾害危险性综合评估分区图。
㈢ 滑坡灾害危险性评估战略研究
传统上,只能得到有关过去滑坡发生的地点、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活滑坡时空分布的成果图。即便是有所谓的预测图,也没有对预测结果进行可靠性和有效性检验,因此,具有很大的不确定性。为此,Chang-Jo F. Chung和Andrea G. Fabbri研究出一种估计未来特定时期内滑坡发生的条件概率的空间预测方法。所需的空间数据库包括地貌相关数据,如遥感土地覆被和土地利用影像、数字高程模型(DEM)及其从中提取的属性特征;识别地表沉积物地形分布图;以及物质运动区域,包括动力类型、滑坡陡崖、滑坡的发生时间及其规模。在实践中,一般数据库中缺少有关滑坡的发生时间及其规模的数据,因为难以记录到滑坡失稳的确切时间,也不容易测量到单体滑坡运动的范围。但滑坡的规模可以用滑坡的陡崖(scar)所占面积来代表。陡崖面积越大,说明滑坡规模越大。该因素是所提出的空间预测模型中的重要因素。
所提出的新的滑坡灾害空间预测方法,通过对过去滑坡历史数据的时间/空间进行分组利用交叉-检验程序来对评估预测结果的可靠性进行检验。根据空间交叉-检验的统计结果,模拟不同易损性未来情景以及滑坡触发地区分布模式的预测,估计出滑坡灾害发生的条件概率。所提出的两步总体战略可以克服目前滑坡危险性定量预测中存在的问题(表3-2)。由FF模型生成的滑坡危险性区划图可以表示途中任一点连续尺度的未来滑坡的相对危险性水平。
表3-2 基于适应函数(FF)模拟的滑坡灾害危险性编图的两步总体战略
预测模拟中的关键是对预测图中的危险性水平加以解释(步骤I.2)。为此,要生成预测率曲线。这需要将历史滑坡分成两组,即估计组和检验组(步骤II.2)。如果可能的话(有数据),建议按时间对过去滑坡进行分组。按照步骤II.2,建立预测率曲线。对过去滑坡的分组准则决定了预测率曲线及其预测图的解释。
使用预测率曲线可考量滑坡影响要素及其组合关系对滑坡的影响程度,也可以衡量不同FF模型及预测结果的有效性(Chung和Fabbri,1999,2001)。在实际工作中,可以利用预测率曲线对相应的危险性预测图进行费用-效益分析。例如,实际工作中需要识别出危险性最大,面积不超过一定范围(如研究区的5%),以集中财力和物力,对危险性最大的地区进行详细的调查和风险评估,为滑坡灾害风险管理和灾害防治工程的决策提供科学依据。
为进一步开展风险评估,还需要对研究区内所有承灾体的社会经济属性进行编目,以开展承灾体的易损性评估。滑坡风险评估的关键部分是识别和预测出研究区内滑坡危险性级别(危险性的相对水平)的发生概率。这种概率的计算可通过承灾体编目(若没有可假定)和预测率曲线来获得。
在所提出的两步总体战略(预测与检验)中,第一步的预测研究通常相当普遍,如滑坡危险性区划以及工程斜坡安全系数图;但第二步的检验研究则鲜为人见。提出的检验方法,可以建立预测率曲线与预测模式之间的关系,并根据这种关系估计出滑坡发生概率,这对于滑坡灾害风险评估至关重要。
里斯本大学的Zêzere等人(1996,1997)在葡萄牙北部的Fanh es-Tranc o两步总体战略的试点研究,使用了2个似然率函数:一个用于3个连续型数据层(坡度、高程、坡向),另一个用于3个离散型分类数据层(地质、地表物质、土地利用)。然后,分别计算了连续型和离散型数据的可能性比率,得到预测图,该图显示了研究区未来发生浅层转换型滑坡的概率。从绘制的预测率曲线图,可以进行承灾体(房屋)的易损性概率的判断。
在加拿大魁北克的La Baie也开展了应用案例研究。与滑坡相关的5个地貌信息图层:①基岩地质图(12个岩性单元);②森林覆盖图(二值图);③高程图;④坡面图;⑤坡度图。后三个图层是连续型数据层。在过去36年中(1964~2002年)共发生73处滑坡,将过去滑坡分为两组:一组是1964年前的22个滑坡,用于建立预测模型,生成预测图。另一组是1965~2002年间的51个滑坡,用于进行检验。建立的预测率曲线单调函数的拟合率达到20%,这比葡萄牙案例的预测模型好得多。根据预测结果,可得到最高危险等级(1%)的滑坡累积单元数。根据危险概率,计算出承灾体(房子)受到滑坡危害的概率为0.537。
Chang-Jo F. Chung和Andrea G. Fabbri提出的上述新方法用以进行滑坡危险性的空间统计概率预测,在危险性预测(图)基础上,通过建立预测率曲线,估计出每个滑坡危险等级的发生概率以及相应的空间影响范围。该方法克服了滑坡灾害预测的主要缺陷,预测模型更加可靠,其预测结果必将为滑坡灾害的风险管理提供更加可靠的决策依据。
㈣ 地质灾害危险性评估等级
地质灾害危险性是指地质灾害危险源危险区范围及其可能造成的人员伤亡和财产损失。
地质灾害评估等级划分为三级,是根据拟建工程的重要性和评估区地质环境复杂程度来综合确定的。
㈤ 地质灾害危险性现状评估
以定性分析为主,定量为辅的评估方法,按“技术要求”规定,根据评估区地质环境条件和已有取得资料,采用地质历史分析法、工程地质类比法和稳定状态,按大、中等、小三级(表5-14)对各类地质灾害危险性现状进行评估。
表5-14 地质灾害危险性分级表
(一)崩塌(危岩)
首先对其稳定性进行评价,之后结合危害对象进行灾害(危害)程度分级评价,在此基础上进行危险性分级,如稳定性好,危害程度轻,则危险性小,相反即为危险性大,介于二者之间为危险性中等。
1.稳定性评价
根据崩塌体所处的地质环境条件,重点依据变形迹象,并与以往同类崩塌发生条件进行类比,综合分析后判定其稳定性。评估区内崩塌大部分稳定性为较差至差,其中差的有19处,较差的有72处,好的有14处。差和较差者存在有再次滑塌的可能。
2.灾害(危害)程度分级评价
根据调查,区内已发生崩塌灾情均为一般级。现依据“基本要求”对崩塌危害程度进行分级评价,其中属于重的有1处,编号b117,位于清水县土门乡老坟村(天水支线38km附近);该危岩体为黄土及下伏新近系泥岩组成的陡坡,由于人为开挖削坡形成,方量1.2×104m3,坡下学校被危及,管道也在下方通过。中等的有5处,其余99处均为轻度危害。主要危害对象为农田和简易公路,少数危害居民、学校,同时为泥石流提供了松散固体物质。
3.危险性评价
结合稳定性和灾害(危害)程度结果,评价得出危险性大的有3处,分别位于张家川木河(b80)、清水县土门(b117)、北道区北部(b120);中等的有 10处,主要分布于皋兰山、清水金集—北道等地;其余92处均为危险性小的。危险性大的前2处距管线较近。
(二)滑坡
对稳定性和危险性分别进行评价。
1.稳定性评价
按滑坡稳定性判别表(表5-15)进行评价,其中稳定性差的有7处,分别位于通渭碧玉、张家川木河、清水金集—北道;较差的有28处,分别位于兰州范家坪、马营—通渭、静宁仁大—秦安莲花、清水土门—天水北道等地;稳定性好的有23处。
现将2处典型滑坡的特征分析一下。
(1)下河里滑坡(h28)
位于张家川木河乡下河里村东侧。滑坡发育在木河上游北岸,沟谷较窄,谷地宽约 100~180m,呈“U”型,发育有一级阶地,高出河床3~5m,沟谷两侧为黄土丘陵,相对高差为80~100m。出露地层为新近系砂质泥岩并夹有灰绿色泥岩条带,出露段表层风化强烈,其上为马兰黄土,厚约30~50m,坡体有细小冲蚀沟槽和零星落水洞。
表5-15 滑坡稳定性判别表
该滑坡为黄土—泥岩滑坡,滑坡体长500m,宽300~350m,平均土体厚20m,约40×104m3。滑距约100m,为一老滑坡,滑体下陡、上缓,坡度25°~40°,成因是地表水流侧蚀形成。目前该滑坡前缘因修路削坡,形成一定的临空面,局部已出现崩塌和浆砌护坡鼓胀开裂,极可能导致开挖段部分滑体复活。现场调查,推断复活体长约50~60m,宽约100~150m,推测滑体厚度5~10m。现状主要威胁对象为公路和农田,有再次发生的可能(图5-5)。管线滑坡体下方,距其前缘剪出口约40m。
图5-5 下河里滑坡示意剖面图
1.黄土 2.泥岩及砂质泥岩 3.黄土状土 4.滑坡堆积物 5.滑床及滑向 6.推测复活体滑床及滑向
(2)莲花城—郭家河滑坡群
位于清水河河谷北岸,共有5处,由巨型和大型老滑坡组成(图5-6),自西向东编号依次为:h127、h128、h129、h130、h131。相应的管道里程桩号283km~288km。该段相对高差120~180m,平均坡度30~35°,出露地层为新近系泥岩、第四系黄土、黄土状土,黄土厚约40~60m,披覆于谷坡及顶部,落水洞及冲蚀沟发育。
图5-6 莲花城—郭家河滑坡群平面分布图
5处滑坡均为黄土—泥岩滑坡,上覆第四系马兰黄土,下伏新近系泥岩夹砂质泥岩。滑坡后壁高约10~30m,滑坡形态清晰,坡体长300~500m不等,宽500~800m,推测平均厚度30~40m,主滑方向垂直清水河流向。由于本段所发育的滑坡全是老滑坡,滑坡体受水流冲蚀切割强烈,坡体表面树枝状冲沟十分发育,切割较深的冲沟两侧小型崩塌发育,部分滑坡后壁在黄土与泥岩接触处有泉水出露。滑坡群整体稳定,但组成物较松散,现状前缘受河流侧蚀和开挖削坡的影响,局部出现掉块和崩塌等轻微的变形迹象,可能导致前缘较陡段复活。目前受威胁的对象为村庄、公路。管线在该5处滑坡下方通过(图5-7)。
图5-7 h131滑坡示意剖面图
1.黄土 2.黄土状土及砂砾石 3.泥岩及砂质泥岩 4.滑坡堆积物 5.滑床及滑向 6.泉
2.危险性评价
据调查结果,区内已发生滑坡灾情从一般级到特大级都存在。危害程度严重的有3处,主要位于通渭碧玉等地;危害程度中等的有6处,主要位于秦安莲花、天水北道等地;其余49处属于危害程度轻的。主要危害农田、公路、零星住户,同时构成泥石流的松散补给物质。
根据滑坡稳定性和危害程度评判结果,评估区危险性大的滑坡有4处,分别位于范家坪—彭家大山(h3、h5)、通渭碧玉峡口(h49)、张家川木河(h28);中等的有30处,分别位于兰州范家坪、静宁仁大—秦安莲花、清水土门~天水北道等地;危险性小的24处。
(三)泥石流
分泥石流灾情和现状危险性评估两部分。
1.泥石流灾情评估
区内已发生过多次灾害性泥石流,按表5-16分级标准进行灾情评估与分级,经调查后初步认为,评估区灾害程度中和轻的较多,特重程度的泥石流一般很少发生。由于无法取得准确的资料,只能从简单的走访中了解。
表5-16 地质灾害灾情与危害程度分级标准
2.泥石流现状危险性评估
按泥石流规模、易发性以及危害情况综合评估危险性。
(1)泥石流规模。
本次按一次最大冲出量划分(表5-17),计算方法采用径流折算法概算,经验公式为:
WH=1000K·H.a.F.
式中:
WH——一次最大冲出量(104m3);
K——系数,取0.1~0.5;
H——小时最大降水量(mm);
a——系数,取0.73;
F——流域汇水面积(km2);
根据公式
计算得出区内一次最大冲出量介于0.1×104m3~7.5×104m3之间,其中属于小一型的16条,小二型的47条。
(2)泥石流易发性
主要依据已经作过的《县(市)地质灾害调查与区划》成果进行易发程度分区评价。在没有作过此项工作的地区,首先按表5-18进行泥石流易发程度分级评价,其中易发程度(严重程度)按表5-19进行量化。
区内共有泥石流沟57条,中易发性泥石流沟有21条,低易发32条,不易发者4条。
表5-17 评估区泥石流规模划分标准表
表5-18 泥石流易发程度分级表
(3)泥石流危害程度及危险性
评估区泥石流沟多属深切沟谷,而村庄一般均座落于沟谷较高地段,泥石流危害相对较轻,仅对靠近沟口的村庄、农田以及公路有轻微危害,但在城镇附近和人口集中的地方泥石流危害最大,往往对沟谷两侧及沟口设施形成大的威胁和危害,并诱发一些崩塌和滑坡发生,如通渭碧玉、秦安莲花城、张家川韩家硖等地。区内泥石流危害程度轻的有24条,危害程度中等的有33条。
表5-19 泥石流易发程度(严重程度)数量化表
根据泥石流的易发性、规模和危害程度,区内危险性大的泥石流沟有2条,位于燕麦庄(N8)和高崖(N9);危险性中等的泥石流沟有31条,分别位于兰州小坪子、马营镇、莲花城、阎家店等地;危险性小的泥石流沟有24条。2条危险性大的泥石流沟距管线有一定距离,影响小。
(四)洪水冲蚀
洪水冲蚀强度东部大于西部,相应的危害性和威胁性也较大。通渭以西年降水量较低,属中易发区,除少数河沟外,主要对农田、道路的威胁大,危害程度较小~中等。通渭以东,年降水量较多,特别是局地性阵雨及暴雨突发频率较高,汛期洪峰流量大,来势猛,对居民区和道路构成威胁,危害程度中等。除上述危害外,由于水流的不断冲刷、浸泡和侧蚀作用,常引起沟岸坍塌,加剧了水土流失,据有关部门资料和本次调查情况,通渭以西侵蚀模数500~2000t/(km2·a),强侧蚀段坍岸速度0.1~0.5m/a,危害程度轻。通渭以东侵蚀模数小于2000~5000t/(km2·a),局部大于5000 t/(km2·a),危害程度中等。
依据调查成果,对评估区内洪水冲蚀灾情和危险性分别给予评估。
灾情评估依据表5-16分级标准进行,评价结果:属于轻度灾害的有4次,中等灾害的有5次,重灾害有2次(表5-20),表明本区洪水冲蚀危害一般为轻和中等,当遇降水多的年份或遇暴雨很可能造成较大的灾害损失。
表5-20 已发生主要洪水冲蚀灾害灾情一览表
易发性根据实地调查结果,并结合沟谷已发生洪水频次和降水量分布情况确定。评价结果:高易发1处、中易发者1处,低易发10处(表5-21)。
根据洪水冲蚀灾情和易发性结果,区内洪水冲蚀危险性小的有8处,中等的有4处(见表5-21)。
表5-21 评估区区洪水冲蚀沟现状危险性评估一览表
(五)地面塌陷
根据野外调查,评估区采空区目前仅有兰州西固人防工程、地下水位上升引起的地面塌陷,人防工程与管线距离>1.5km,黄土丘陵区开挖窑洞引起的地面塌陷很少,其他地段不存在地面塌陷现象。所以评估区内地面塌陷危害小,危险性小。
(六)特殊岩土灾害
1.黄土湿陷和潜蚀
根据《湿陷性黄土地区建筑规范》,对黄土的湿陷类型及等级作了初步评价。丘陵区黄土为Ⅱ-Ⅳ级自重湿陷性土,属中等—很严重等级,河谷区黄土状土多为Ⅰ—Ⅱ级非自重湿陷性土,仅黄河、渭河二级阶地局部地段为Ⅱ级自重湿陷性土,属轻微—中等级。
黄土湿陷和潜蚀现象主要表现为陷穴、陷坑、落水洞和竖井等。多零星分布于地形低洼地带和陡岸处,规模均较小,落水洞一般深2~5m,洞口直径0.5~2.5m。目前主要危害公路、渠道和农田,另外,引起崩塌、滑坡和水土流失发生。在黄土丘陵和河谷地带对乡间公路危害较大,危险性中等,其余地段危害小,危险性小。
2.盐渍土的盐胀和腐蚀
盐渍土以硫酸—氯化物型为主,经收集资料分析,通渭以西0.0~1.0m段土壤平均含盐量为3.4%,最大可达 8%~15%左右,表层有弱胀缩性和腐蚀性;该类土现状分布面积很小,对农田等不具危害性,因此危害小,危险性小。对建筑基础工程有一定影响,但危害小,危险性小。
高矿度水分布区,矿化度1.7~3.2g/L,p H值1~8,氯离子和硫酸根离子含量大于500mg/L,对混凝土和钢结构有一定的腐蚀性,按《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)指标对比评价,评价区高矿化度水对混凝土具弱—中等结晶性侵蚀,小面积强腐蚀区位于黄河二级阶地后缘和葫芦河、牛谷河及关川河等地;对钢材的腐蚀性均为中等(表5-22)。
3.膨胀岩的胀缩
根据岩样分析结果,白垩系泥岩自由膨胀率(Fs)为20%~60%,蒙脱石含量8.17%~19.09%;页岩自由膨胀率(Fs)为40%~54.3%,蒙脱石含量8.94%~15.59%。
新近系泥岩自由膨胀率(Fs)为11%~59%,膨胀力(Ps)(4~25)k Pa,饱和吸水率(Wsa)9.9%~34.9%。
依据《岩土工程勘察规范》,按自由膨胀率(Fs)分类(表5-23)评价,本区膨胀岩在大部分地段具胀缩性,但均属弱膨胀潜势,主要危害是剥落、掉块造成农田、道路和水利设施等的掩埋,致灾现状轻微,危险性小。此外黄土自由膨胀率变化较大,现状危害轻微,危险性小。
表5-22 高矿化水对混凝土和钢结构腐蚀性评价结果表
表5-23 膨胀岩的膨胀潜势分类表
㈥ 地质灾害危险性评估流程
建设用地地质灾害危险性评估,是有效预防、减轻或避免地质灾害对未来工程设施及其运行环境直接危害和间接危害的一项主动防灾措施。科学合理地开展此项工作,对发现项目建设区潜伏重大地质灾害问题、提供地质灾害防治措施和建议,以及指导建设项目安全实施和运营等方面均有十分重要的意义(黄雅虹等,2007)。
为规范我国建设工程和规划区地质灾害危险性评估工作,切实贯彻《地质灾害防治条例》(国务院令第394号),国土资源部于2004年颁发了 “国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知”(国土资发[2004]69号文件)及附件《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》(以下简称《技术要求》),作为目前进行地质灾害危险性评估的规范和依据。
(一)评估的任务
地质灾害危险性评估工作的任务包括:
(1)查明地质灾害的类型、规模、分布特征及其形成的地质环境条件和诱发因素;
(2)分析预测工程项目建设对地质环境的影响;
(3)评价工程建设是否诱发新的地质灾害和工程本身遭受地质灾害的危险性;
(4)划分地质灾害危险区;
(5)进行建设用地适宜性评价;
(6)提出地质灾害防治建议等(郭富赘等,2003)。
(二)评估对象及灾种
《技术要求》规定,凡在全国地质灾害易发区内进行各类建设工程以及进行城市总体规划、村庄和集镇规划时,均要进行地质灾害危险性评估。需要提及的是:一旦受建设单位委托进行地质灾害危险性评估,无论场地是否跨越地方县(市)地质灾害调查划分的所谓易发区和非易发区,均应进行评估。
图2-2 常见的建设项目选址意见书办理流程图(各地行政主管部门办理流程各异.以当地行政主管部门为准)
需要评估的主要地质灾害种类,《技术要求》中有明确的规定。总体可概括为自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含岩溶塌陷和矿山采空塌陷)、地裂缝和地面沉降及不稳定斜坡等与地质作用有关的灾害。
除地质灾害外,还经常遇到一些环境地质问题需要讨论,主要有活动断层、岩溶、冲沟、淤泥、软土和饱和砂土的液化等,一般情况下是将其纳入到相关灾害中进行讨论。如岩溶问题可以并入到地面塌陷或地下水污染灾害中讨论;活动断层、软土、砂土液化等问题可并入到地面变形或不均匀沉降(陷)灾害中讨论(金德山,2004)。
(三)评估的基本要求
1.总体要求
(1)在地质灾害易发区内进行工程建设,必须在可行性研究阶段或者在申请核准、备案前进行地质灾害危险性评估(国务院令第394号,国办发[2001]35号)。
(2)在已进行过地质灾害危险性评估的城镇规划区范围内进行工程建设,建设工程处于已划定为危险性大—中等的区段,还应按建设工程项目的重要性与工程特点进行建设工程地质灾害危险性评估(国土资发[2004]69号)。
(3)地质灾害危险性评估,必须对建设工程遭受地质灾害的可能性和该工程建设中、建成后引发地质灾害的可能性做出评价,提出具体的预防治理措施(国土资发[2004]69号)。
(4)地质灾害危险性评估的灾种主要包括:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含岩溶塌陷和矿山采空塌陷)、地裂缝、地面沉降和冻土沉陷等。
(5)地质灾害危险性评估的主要内容是:阐明工程建设区的地质环境条件基本特征;分析论证工程建设区各种地质灾害的危险性,进行现状评估、预测评估和综合评估;提出防治地质灾害措施与建议,并做出建设场地适宜性评价结论。
(6)地质灾害危险性评估工作,必须在充分搜集利用已有的遥感影像、区域地质、矿产地质、水文地质、工程地质、环境地质和气象水文等资料基础上,进行地面调查,必要时可适当进行物探、坑槽探与取样测试。
(7)地质灾害危险性评估成果,应按照国家有关规定组织专家审查、备案后,方可提交立项、用地审批使用。
(8)地质灾害危险性评估不替代建设工程和规划各阶段的工程地质勘察或有关评价工作。
2.评估的主要内容
地质灾害危险性评估是在查明各种致灾地质作用的性质、规模和承灾对象社会经济属性的基础上,采用定性和定量相结合的方法,对其潜在的危险性进行现状评估、预测评估和综合评估。主要内容包括:(1)阐明工程建设区和规划区的地质环境条件基本特征;(2)调查分析工程建设区或规划区各种地质灾害的现状;(3)简要分析评估对象在建设或运营过程中与地质环境相互作用的范围、方式、强度与持续时间;(4)分析论证建设工程遭受地质灾害的可能性,工程建设中和运营中加剧或引发地质灾害的可能性;(5)进行地质灾害危险性现状评估、预测评估和综合评估;(6)给出建设场地工程建设地质适宜性的评估结论;(7)针对不同建设阶段,提出防治地质灾害的地质工作意见和防治地质灾害的具体措施建议。
3.评估的程序和方法
地质灾害危险性评估的工作程序包括前期野外调查和后期室内分析。地质灾害危险性评估工作流程见图2-3。
(1)野外调查方法:野外调查工作的基本原则是以较低的成本投入,获取较多的基础资料并得到可靠的评价结果。因此,除采用一系列传统方法收集、获取相关基础资料外,需充分利用已有的新技术和新方法,进行高效、可靠的资料获取。如利用空间对地观测的InSAR技术可快速获取大范围、高精度现今地面沉降信息,对传统的水准测量结果进行补充和验证;利用高分辨率数字化航片或卫星图像,可对区域活动构造迹象、滑坡泥石流潜势等进行有效判读,达到事半功倍的效果。
(2)室内分析研究:室内分析研究主要是在野外调查及观测的基础上对地质灾害进行现状分析、未来预测和综合评估。
图2-3 地质灾害评估工作程序图
地质灾害现状评估和预测评估常采用的方法包括:地质历史分析法和工程地质类比法。此外,现状评估有时也采用地质环境条件综合判别法,而预测评估有时会采用多因素分析法等。由于地质灾害评估工作一般投入的实物工作量较少,又与建设项目的选址阶段相对应,而且评估工作的性质是指出问题并提出解决问题的措施,而不是解决问题。因此,评估的工作方法目前多以定性分析或半定量分析方法为主,较少采用定量计算的方法。如滑坡、崩塌、地裂缝、地面塌陷和地面沉降(包括斜坡及工程边坡),一般采用地质类比法定性评估其稳定性;而对泥石流的稳定性多采用地质环境条件综合评判法进行判定,或采用易发性量化指标半定量评估。地质灾害综合评估(地质灾害危险性分区)方法较常见的有信息叠加法、多因素综合判别法、模糊数学评判法和层次分析法等。
4.评估级别
依据建设项目重要性与地质环境条件复杂程度,《技术要求》将评估级别划分为3级。凡重要建设项目,无论地质环境条件属哪类,均划为一级;较重要建设项目和一般建设项目的级别划分是个难点,要根据地质环境条件复杂程度确定评估级别。确定评估级别时应按以下顺序进行:(1)按《技术要求》确定的建设项目重要性类别;(2)按《技术要求》确定的评估区地质环境条件复杂程度;(3)根据这两个判别结果来综合确定评估级别(黄雅虹等,2007)。
5.评估范围的确定
地质灾害危险性评估范围不应局限于建设用地和规划用地面积内,应视建设和规划项目的特点、地质环境条件和地质灾害种类予以适当扩大,确定对工程项目有直接影响和间接影响的区域范围,必要时可对直接影响范围做重要评估,而对间接影响范围做一般性评估(邢岩等,2004)。
地质灾害的空间分布(从形成到成灾)有点状、线状和面状之分,如崩塌、滑坡可以相对理解为点状;泥石流、地面塌陷及地面沉降为面状;地裂缝为线状。因此确定评估范围时,除用地单位申请批复的面积外,要充分认识和预测不同灾种从形成到成灾可能涉及的空间。一般而言,对于滑坡、崩塌,其评估范围应达到 “山坡有多高范围就有多大” 的基本要求;泥石流灾害要追索到泥石流形成区,必须以完整的沟道流域面积(包括冲洪积扇)为评估范围;地面塌陷及地面沉降的评估范围应与初步预测的可能范围相一致;具有线状特征的地裂缝,也应按预测的可能延展范围作为评估范围。对于预测确有困难的灾害类型,评估范围一般应大于现状确定范围的3~5倍。当然,评估范围的确定离不开建设工程的实际布局(王得楷,2002)。
(四)评估报告内容要求
评估报告内容包括:前言、评估工作概述、地质环境条件论述、现状评估、预测评估、综合评估和结论。其中,评估工作概述中涉及的工作方法及完成的工作量,建议用列表的方式比较简明,另外,应尽可能附一张清晰的、包含有建设用地位置、交通和评估工作实际材料(如钻孔、物探线等)的示意图。
1.地质环境条件
地质环境条件综合分析是认识评估区基本环境特征和分析地质灾害形成环境,以及讨论拟建工程环境效应的重要基础。地质环境条件所涉及的内容包括:气象、水文,地形、地貌,地层岩性,地质构造与区域地壳稳定性,工程地质、水文地质条件及人类工程活动对地质环境的影响等。不能仅仅停留于环境现象或环境特征的简单罗列,而应紧密结合工程布局,突出与地质灾害发育规律分析和危险性评估有联系的环境要素或环境特征,重视区域地质环境的研究,并从区域环境条件中分析地质灾害体的演化过程和主要控制及诱发因素。为了给后续分析论证提供必要的资料支撑和逻辑铺垫,应以详细描述的方式突出与地质灾害发育规律分析和危险性评估有联系的环境要素或环境特征,而与地质灾害发育规律分析和危险性评估无关的环境描述,要尽量简略(金德山,2004)。地质环境条件复杂程度的总体评价应用“复杂、中等、一般” 来定位。跨度大的复杂地区或环境地质条件分区、分段明显的,可以用分段分片评价。
2.地质灾害危险性评估
地质灾害危险性评估是灾害易发程度、危险程度和危害程度的综合反映。其实质是对建设项目区,在地质环境现状条件和未来工程活动条件下,地质灾害的空间预测和成灾可能性的预测,是地质灾害危险性评估的核心内容。
(1)现状评估和预测评估:现状评估除按《技术要求》的规定进行外,还应注意其着重点是对现有灾害的分析和评述。分析和评述内容应包括:灾害发育基本规律的归纳;代表性灾点的重点剖析;各种灾害(点)历史危害情况、现实活动特征及稳定状况的评价(金德山,2004)。危险性一律用大、中、小描述,避免使用 “较” 字。
在现状评估中如果没有地质灾害就不评估,切忌画蛇添足;对现状地质灾害不发育,但工程建设和运行中有可能诱发地质灾害的地区,可开展评估工作;对有液化发生的区域及地段,液化评估时要依据相应的国家规范,如区域性评估可按建筑规范进行评估等。
预测评估的侧重点是在评估区叠加了拟建工程影响后,拟建工程和环境可能遭受地质灾害危害的危险性程度的预测评价。一般情况下,按可能遭受地质灾害的次序进行分灾种危险性评估,而对于有些复杂工程也可按功能区分别论述。
需要指出的是,由于地质灾害的危险性评估是一种风险评估,所以应借鉴已有的同类型工程在建设过程中诱发或遭受地质灾害的经验,这将为在建工程的地质灾害评估提供有效的信息,为地质灾害的预测评估提供可靠的依据,减少预测的风险性。
(2)合理区分现状评估和预测评估:综合评估和最终结论主要是依据现状评估和预测评估结论而定。根据笔者的体会,在评估报告中往往易出现二者重复性大、重点不突出和结论不够明确的问题。因此,处理好二者的关系十分重要。从现状评估、预测评估的内容看,二者的关系比较清楚:即现状评估是预测评估的背景;而预测评估不但要紧紧围绕工程布局和施工特点进行,而且还应与现状评估结果相互叠加后,共同形成危险性预测评估的最终结论(王得楷,2003)。
3.综合分区评估及防治措施
(1)综合评估原则与量化指标:地质灾害危险性综合评估应遵守“区内相似、区际相异、并置取大” 的原则。评估工作以说清问题为原则,其量化指标的确定可以以地质分析方法为主,定量评价为辅。如果资料充分,有条件的可进行定量分析评价。
(2)综合评估内容:地质灾害危险性综合评估包括:(1)危险性分区;(2)建设场地适宜性分区评估;(3)防治措施。这些内容应按区段评估,并配以相应的说明。
综合评估的侧重点是在现状评估和预测评估的基础上,根据现有和潜在地质灾害成灾的可能性和成灾后果的严重性,对工程建设区和规划区进行分区(或分地段、分工程部位)的综合评估(金德山,2004)。
危险性分区可根据评估区地质灾害危险性综合评价结果进行划分,符合哪一级就划为哪一级。如只有危险性大区和危险性小区,就没有必要在它们中间再划分一个危险性中区;又如只有危险性中区,就没有必要再划分一个危险性小区等。另外,要防止危险性分区随意扩大或缩小化,如由于工程施工开挖造成边坡失稳时,地质灾害危险程度较重区将主要集中在工程沿线或仅限于河谷等特殊地带,有时在进行危险性分区划分时,往往可能将划分范围扩大到外围,这样是不合理的(邢岩等,2004)。
综合评估应简明扼要,只要把现状评估和预测评估的主要认识反映出来即可,避免对上述评估的简单重复。对地质灾害危险性大的或中等的,要提出防治地质灾害的措施与建议;对重大地质灾害防治,尤其是提出避让或改变建设工程选择的,要提出论证,并给出建设场地适宜性评价结论。
(3)建设场地适宜性评价与地质灾害防治措施:建设场地适宜性评价结论是评估工作的目的,最终结论的得出应该建立在2个判据之上:一是地质灾害危害后果的严重程度,对此不能仅局限于灾害对拟建工程影响的分析,还要考虑拟建工程对加剧和诱发地质灾害的影响和对环境带来的危害;二是地质灾害防治的难易程度,此评价既要考虑技术上进行防治的难易程度,还要考虑防治费用的投入及经济上的合理性(金德山,2004)。
建设项目地质灾害危险性评估的最终目的是防止地质灾害发生,即获得“防” 和 “治” 的具体措施。因此,选择的工程防治技术类型越简单,越易于实现越好,通常经济实用的技术是应该首先推荐的(具有特殊目的的工程项目除外);对于地质灾害危险性大,现有经济技术条件难以达到防治要求的场地,从“防” 的角度,应态度明确,坚决提出 “躲避”、“另选场地” 和 “局部改选” 的建议,不应迁就局部和地方利益,铸成潜伏重大灾害隐患工程的大错(王得楷,2002)。
(五)评估报告评审要求与备案
评估报告完成后,需按照国土资源行政主管部门的有关规定组织专家进行报告评审,评审完待评估报告提交委托单位后,还要对评估成果进行备案。
㈦ 地质灾害危险性评估技术要求
1.规划区地质灾害危险性评估技术要求
1)进行地质灾害易发程度分区:根据区内地质灾害发生的可能性和地质环境复杂程度的异同,按照区内相似、区际相异的原则进行分区,可分为地质灾害高易发区、地质灾害中易发区、地质灾害低易发区和地质灾害不易发区。具体分区要求应以相关规范为准。地质灾害易发程度相同、位置相邻的各区可归并为一个区。地质灾害易发程度相同、位置不相邻的各区和地质灾害易发程度相同但灾种不同的各区应视为该易发程度的亚区。
2)进行分区评估并符合以下要求:
·阐明存在的主要环境问题;
·分析影响致灾地质体稳定性或诱发地质灾害可能性的地质环境因素;
·分析地质环境因素各自或相互作用的特点,明确主导因素;
·分析致灾地质体对未来不同类型的人类活动的敏感度;
·判定不同工况下的稳定性或发生地质灾害的可能性及危险性。
3)应根据致灾地质体对未来不同类型的人类活动的敏感程度,有针对性地提出用地规划建议。并遵循下列原则:
·地质灾害高易发区:对地质灾害进行防治前不宜规划建设工程项目;确需规划建设工程项目时,应先进行地质灾害防治工作或规划具有地质灾害防治功能的建设工程项目。
·地质灾害中易发区:建(构)筑物的布局应避免或减轻诱发因素对地质灾害发生可能性的影响。
·地质灾害低易发区:建(构)筑物的布局应注意减轻诱发应素对地质灾害发生可能性的影响。
·地质灾害不易发区:适宜规划各类建设项目,但应进行建设用地地质灾害危险性评估。
2.建设用地地质灾害危险性评估技术要求
1)现状评估:应对评估区内已有致灾地质体或致灾地质体作用(如滑坡复活、危岩崩塌、泥石流形成、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、斜坡及边坡失稳)的可能性、可能造成的损失大小和危险性进行评估。
2)预测评估:应对评估区内工程建设中和建成后诱发或加剧地质灾害(如造成滑坡复活、危岩崩塌、泥石流形成、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、斜坡及边坡失稳)的可能性、可能造成的损失大小和危险性进行评估。应从含水层的水文地质、工程地质条件与特点、地下水位及其动态、地下水的开采量与回灌量等方面综合分析,进行地面沉降的可能性、可能造成的损失大小评估,根据地面沉降原因、现状及采灌格局的变化,对地面沉降的趋势进行分析,作出危险性评估。
3)地质灾害可能造成的损失大小见表10-5。
表10-5 地质灾害可能造成的损失大小分级
注:1.损失大小判定的三因素中,有一个因素达到某较高等级的标准时,损失大小级别即为该等级。
2.地质灾害发生后可能造成的经济损失和受威胁人数,应是地质灾害涉及范围内可能造成的经济损失和受威胁人数;当有正式的地质灾害防治方案时,可只考虑防治方案实施前地质灾害可能造成的损失。
4)综合评估:应根据地质灾害危险性现状评估、预测评估结果,按照致灾地质体发生地质灾害的危险性区内相同、区际相异原则进行地质灾害危险性分区。各区地质灾害危险性应根据相应区地质灾害发生的可能性和可能造成的损失大小判定(表10-6)。地质灾害发生的可能性应根据相应区各致灾地质体发生地质灾害的可能性进行综合判定。地质灾害可能造成的损失大小应根据相应区各地质灾害可能造成的损失之和进行判定。
表10-6 地质灾害危险性分级
5)地质灾害防治措施建议和用地适宜性评估:根据地质灾害危险性评估结果,应提出地质灾害防治措施建议,并作出建设用地适宜性评估(表10-7)。
表10-7 建设用地适宜性划分
3.矿山地质灾害危险性评估技术要求
(1)露天开采矿山地质灾害危险性评估
·露天开采矿山采矿影响范围以矿山开采最终地面境界加上外延宽度确定,当采深小于200m时,外延宽度不小于实际采深;当采深大于200m时,外延宽度不小于200m。当有临空外倾结构面时,应考虑临空外倾软弱结构面的影响。
·当已有致灾地质体的分布和类型,境界边坡高度和地质情况以及保护对象的分布和重要性等因素的差异较大时,应进行分段评估。
·地质灾害发生的可能性应根据各致灾地质体发生地质灾害的可能性综合确定,地质灾害发生可能造成的损失应是各致灾地质体发生地质灾害后可能造成的损失之和。
·地质灾害危险性应根据露天开采矿山或各区段的地质灾害发生的可能性和发生后可能造成的损失按表10-5确定。
·应根据地质灾害危险性及地质灾害防治难度确定开采适宜性(表10-8)。
表10-8 开采适宜性划分
·对开采导致的地表水位、地下水位变化可能引发的地质灾害应进行分析评价。对采矿影响范围内未达到稳定标准的致灾地质体,应提出防治措施建议。
(2)地下开采矿山地质灾害危险性评估
·地下开采矿山采矿影响范围按开采境界及开采矿层位置,用边界角划定。
·采矿影响程度宜采用工程类比法确定,不具备工程类比条件时采用模糊综合评判法或概率积分法确定。采取了保护性开采设计的区段采矿影响程度可定为不强烈。对改扩建矿山或生产矿山,已达到充分采动时,继续开采的采矿影响程度按现状条件下的影响程度确定。未达到充分采动但现状条件下采矿影响强烈时,继续开采的采矿影响程度应定为强烈;未达到充分采动且现状条件下采矿影响较强烈或不强烈时,采矿影响程度不应低于现状。
·矿山地质灾害危险性应根据采矿地表移动致灾危险性判定结果和采矿影响范围内其他致灾地质体致灾危险性综合判定结果的大者确定。
·采矿地表移动致灾危险性的判定应符合以下规定:①采矿影响不强烈时,采矿地表移动致灾的危险性小;②采矿影响强烈或较强烈时,采矿地表移动致灾的危险性应根据表10-6确定。
·地下开采矿山开采适宜性应按表10-8确定。
·对采矿影响范围内未达到稳定标准的致灾地质体应提出地质灾害防治措施建议;对重要或较重要的保护对象应提出保护性措施建议。