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地质灾害综合强度指数

发布时间: 2021-03-15 00:00:53

地质灾害危险性综合评估的量化指标原则与方法

(一)量化指标原则

(1)注重地质环境条件的分析;

(2)注重与工程特点和施工方法相结合;

(3)进行过现状评估和预测评估的灾种全部纳入;

(4)充分考虑地质灾害现状发育与未来发展趋势;

(5)充分考虑对本工程的危害和对周边邻区的危害;

(6)充分考虑周边人类工程活动对本工程的影响。

(二)评估方法

综合考虑成品油管道所经过的沿线地区地质环境条件和出现的地质灾害,紧密结合本工程各地段的施工特点,在地质灾害现状调查及周边环境调查成果的基础上,预测在本工程建设中和运行后可能对沿线地质环境产生的影响及其可能形成的地质灾害灾种,分析对本工程及其周边地区可能产生的危害程度,以此判定某一灾种在某一地段的危险性大小,并按取高值的原则,将其中某一灾种最高危险性级别作为某评价段的地质灾害危险性综合评估级别。

评估办法采用“危险性积分法”,即列出与地质灾害危险性最密切的评分项目,按100分制对所要评估的灾种逐一、逐项进行考核打分,分高为危险性大,分低为危险性小。最后根据评分结果,结合实际情况给出危险性不同级别的标准分值,并按这个标准综合评估每一地段地质灾害危险性等级。

(三)评分考核内容、赋值和分级标准

根据评估办法,本次评估列出了与本项工程地质灾害危险性密切相关的五大考核内容,并根据它们的密切程度确定了不同的分值。具体考核内容与赋值规定如下:

(1)地质环境条件对某一灾害发生支持的有利程度:分极有利、有利、较有利、不利4个分级,满分为10分,各分级依次为10、6、3、0分;

(2)地质灾害现状发育强度及其发展的趋势:分强发育、中等发育、弱发育、不发育4个分级,满分为20分,各分级依次为20、15、10、5分;

(3)工程施工方法对地质环境的影响程度及诱发地质灾害的可能性大小:分影响大、影响中等、影响小、无影响4个分级,满分为20分,各分级依次为20、10、5、0分;

(4)周边人类工程活动对本工程安全的影响程度:分影响大、影响中等、影响小、无影响4个分级,满分为10分,各分级依次为10、6、3、0分;

(5)地质灾害对本工程和周边环境危害的程度:分危害重大、危害中等、危害小、轻微危害4个分级,满分为40分,各分级依次为40、30、15、5分。

经过与实际对比、调整、权衡,确定地质灾害危险性综合评估分级标准如表8-3。

表8-3 成品油管道工程地质灾害危险性综合评估分级标准

⑵ 地质环境质量综合评价

一、地质环境质量评价

首先根据山东省地质环境特征将全省划分为鲁东丘陵地质环境区、鲁中南山地丘陵地质环境区和鲁西北平原地质环境区,以县(市、区)为评价单元,评价结果见表4-19。

表4-19 全省各评价单元县(市、区)的地质环境质量评价结果表

续表

二、评价成果评述

(一)地质环境质量差区

主要位于鲁西北平原地质环境区的东部黄河三角洲地区,局部位于鲁中南山地丘陵地质环境区的7个评价单元,占评价单元总数的5%,模糊综合指数值为4~5之间,为山东省地质环境质量差区。其地质环境有以下特点:

1)盐渍化面积率较高,盐渍化面积占全省盐渍化面积的57%,其中极重度盐渍土壤面积占全省极重度盐渍土壤的85.2%。

2)森林覆盖率低,其中沾化县最低为1.3%,寒亭区最高为7.1%,均远低于全省平均水平。

3)地质灾害较发育,区域地壳稳定性较差。

(二)地质环境质量较差区

位于鲁东丘陵地质环境区北部、鲁中南山地丘陵地质环境区中部和鲁西北平原地质环境区局部地区的24个评价单元,约占评价单元总数的17%,模糊综合指数值在3~4之间,是山东省地质环境质量较差区。其地质环境特点如下:

1)盐渍化程度较低,且盐渍化土壤主要为中度或轻度盐渍土。

2)土壤有一定程度的沙化,还存在部分流动性风沙土。尽管采取了一定的防沙、治沙措施,但是沙化对该区生态环境的潜在威胁依然存在,这是生态环境潜在脆弱性的根本原因。如果不加以保护,就有可能造成该地区生态环境的进一步恶化。

3)部分地区地质灾害较发育,如招远市、峄城区、莱州市、兖州市、博山区的地面塌陷,德城区(德州)、市中区(济宁)的地面沉降灾害都较为突出。

(三)地质环境质量中等区

分布于鲁西北黄河冲积平原区、鲁中南山前局部地区及沂河、弥河、潍河、大沽河上游等区域的60个评价单元,约占评价单元总数的43%,模糊综合指数值在2~3之间,是山东省地质环境质量中等区。其地质环境特点是:地质环境背景条件中等,地质灾害有不同程度的分布,但发育强度较弱,部分地区水污染较严重。

(四)地质环境质量良好区

分布于鲁东烟台—威海之间、胶莱盆地、日照市沿海地区,鲁中南中部和南部地区,鲁西北平原区的中部和西南部地区,共有39个评价单元,约占评价单元总数的28%,模糊综合指数值在1~2之间,是山东省地质环境质量良好区。其地质环境特点是:地质环境背景条件较好,除局部地段外,地质灾害不发育,水环境质量总体较好。

(五)地质环境质量优等区

主要分布于鲁中南山区的泰安市、邹城—费县一带和鲁东地区的青岛、烟台、威海市区附近的10个评价单元,约占评价单元总数的7%,模糊综合指数值为1,是山东省地质环境相对稳定地区。其地质环境有以下几个特点:

1)山丘区有一定的水土流失问题,但通过多年的综合整治,已取得明显成效。

2)森林覆盖率较高,其中长岛县、芝罘区、泰山区、五莲县、环翠区等森林覆盖率均在40%以上,林业生态系统相对稳定。

3)农田水利设施较完备,旱涝保收田面积率相对较高,农业生态系统相对稳定。

4)总体上位于地质灾害不发育区,地质环境问题不突出。

⑶ 地质灾害有哪些,分几个等级

地质灾来害:崩塌、滑坡、泥石流、源地裂缝、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化,以及地震、火山、地热害等。
地质灾害等级:一。地质灾害活动的强度、规模、速度等指标反映地质灾害的活动程度,有人称其为灾变等级。二是以地质灾害的破坏损失程度分级。

⑷ 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。

⑸  中国地质灾害灾度分析

一、地质灾害灾度计算方法

如前所述,灾度只是反映不同地区地质灾害破坏损失的相对程度。用灾度指数作为灾度指标,灾度指数高,灾害破坏损失严重;灾度指数低,破坏损失轻。

灾度大小主要受两方面条件控制:①地质灾害活动程度(即灾变强度)。通常情况下,地质灾害活动越频繁,活动的规模或强度越大,灾变强度越高,破坏损失越严重,灾度越高。②地质灾害的易损性。通常情况下,地质灾害受灾财产价值越高,对灾害的抗御能力和可恢复性能越差(即易损性越高),破坏损失越严重,灾度越高。

根据上述规律,我们通过典型调查,可以建立灾度指数与灾变强度和易损性的相关模型:

Zd=Kx·Kd·Zw·Ys

式中:Zd——灾度指数;

Kx——修正系数;

Kd——统计系数;

Zw——灾变指数;

Ys——易损性指数。

二、中国地质灾害灾度分布特征

除西藏自治区和台湾省的大约53个县(市)因资料缺乏而难以评价外,按照上述方法对其余30个省(市、自治区)2371个县(市、区、旗)进行了灾度计算,根据灾度分布情况,分为微度灾害、轻度灾害、中度灾害、重度灾害、特重度灾害5个等级。根据对不同灾度等级单元的调查统计结果,各灾度等级大致对应的期望损失强度分别为:<0.5、0.5~2.0、2.0~5.0、5.0~15.0、>15.0万元/102km2·a。结果显示,中国地质灾害灾度分布极不均匀,西北、东北和东部沿海的广大地区多属于微度和轻度灾害区,中度以上灾害主要分布在中国中部区域(表18-10、图18-4)。

微度灾害。主要分布在中国东部的大兴安岭、小兴安岭、东北平原、华北平原、长江中下游平原和西北的准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、青藏高原等地区。这些地区历史灾害稀少,损失轻微,今后除局部地区灾度有可能出现明显提高外,绝大部分地区仍将维持微灾或基本无灾现状。

图18-4中国地质灾害灾度分布图

表18-10中国地质灾害灾度等级划分的分布情况

轻度灾害。分布广泛但比较零散。主要在东北的长白山,华北的山西高原、山东丘陵,东南的江南丘陵、浙闽丘陵、两广丘陵,西北的阿尔泰山、天山,西南的部分地区。这些地区的共同特点是灾害种类比较多,活动频繁,但灾害规模比较小,单次事件损失一般不超过10万元。今后时期,该类灾害的局部地区,因资源开发和工程经济活动的迅速发展,灾害损失和灾度可能显著上升。

中度灾害。分散分布在中部和东部地区。主要在辽东半岛、燕山、太行山、黄土高原、秦岭、川滇山地、云贵高原、江南丘陵的部分地区。这些地区灾害种类多,部分地区灾害点的密度大,活动频繁,但以中、小型为主,大型、特大型和群发性灾害偶有发生,单次事件损失变化大,一般为几千到几十万元,少数达百万元。由于一些地区具有潜在危险性,所以今后一段时期灾度可能进一步提高。

重度灾害。主要分布在中国东部的陕北高原、秦岭、鄂西山地、川滇山地的部分地区,零星分布在辽东半岛、燕山、天山的部分地区。这些地区灾害种类多、密度大,不但中小型灾害十分频繁,而且经常发生大型、特大型和群发性灾害,单次事件损失多数为几万元或数百万元,部分超过1000万元。这些地区地质自然环境脆弱,不但历史灾害比较严重,而且存在比较严重的潜在危险性,今后发展的总趋势是灾度将不断提高。

特重度灾害。集中分布在中国中部的秦岭、鄂西山地、川滇山地的部分地区,零星分布在辽东半岛和燕山山地的部分地区。这些地区地质灾害种类多,密度大,尤其是滑坡、崩塌、泥石流特别强烈,中小型灾害每年都要发生,大型、特大型和群发性灾害也十分频繁,单次灾害事件损失为几万元到近亿元。这些地区自然环境差,大部分地质灾害处于活动期或发展期,今后时期,在自然条件和社会经济条件共同影响下,大部分地区地质灾害灾度将进一步提高。

⑹ 如何评价地质灾害综合危险性指数

地质灾害危险性评价是地质灾害灾情评估的重要内容和基础,其影响因素具有复杂性、回相互关系及模糊答性特点.进行地质灾害危险性分区及评价研究,实施过程分为3步:首先遴选出灾害体、地表坡度、森林植被、水文地质、岩性、地表高程和库水位7个滑坡、危岩地质灾害的影响因子;其次采用综合评价法获取危险性指数.其评价模型为Ii=7∑i=1Ki·Xi,式中Ki为各选取因子作用权重系数,通过层次分析法(APH法)及灰色聚类法求出其平均值.Xi为各选取因子的次级分级赋值,采用Dephel法赋值,每一权重系数作用下取相应值,将示范区用等面积网格法通过GIS系统空间因子叠加获得危险性指数等值线图;最后根据危险性指数进行地质灾害危险性分区,分为5级,据此进行地质灾害危险性评价.用多因子叠加模型分析地质灾害危险性,其结果符合实际情况.

⑺ 地质灾害预警预报有哪几个等级

根据地质灾抄害活动或损失程度划分的等级。目的是表示地质灾害的轻重程度,便于对不同地质灾害事件或地质灾害与其他自然灾害进行对比。分级的依据或类型有两种。一是根据地质灾害活动的强度、规模、速度等指标反映地质灾害的活动程度,有人称其为灾变等级。不同地质灾害的分级标准和指标不一,只有少数地质灾害已形成公认的分级标志(如地震采用震级表示地震活动强度),多数地质灾害尚没有统一的分级方案。二是以地质灾害的破坏损失程度分级。有人称其为灾度等级,但没有公认的分级方案和相应的指标标准。多数人认为以地质灾害事件造成的人员伤亡和直接经济损失数量作为地质灾害破坏损失分级指标,从大到小依次为巨灾、大灾、中灾、小灾、微灾。这两种分级含义不同,但有密切联系:地质灾害活动强度级次所标识的是地质灾害动力活动的强弱程度或规模大小;地质灾害破坏损失级次标识的是地质灾害破坏损失的大小,它除了受地质灾害强度控制外,还与受灾地区人口、财产分布以及受灾体的脆弱程度等社会经济条件密切相关。
地质灾害按照人员伤亡、经济损失的大小,分为特大型、大型、中型和小型四个等级。

⑻  地质灾害危险性构成及危险性指标

一、地质灾害危险性的基本含义

如前所述,地质灾害的危险性和灾害区易损性是决定地质灾害灾情的两方面基础条件。其中,地质灾害的危险性主要是地质灾害自然属性特征的体现。它的核心要素是地质灾害的活动程度。

从定性分析看,地质灾害的活动程度越高,危险性越大,灾害的损失越严重。从定量化评价的要求看,地质灾害的危险性需要通过具体的指标予以反映。

地质灾害危险性分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。历史灾害危险性是指已经发生的地质灾害的活动程度,潜在灾害危险性是指具有灾害形成条件,但尚未发生的地质灾害的可能的活动程度。二者的危险性标志不同。

二、历史地质灾害危险性及其指标

历史地质灾害危险性的标志是地质灾害的强度或规模、频次、分布密度等。这些要素决定了地质灾害的发生次数、危害范围、破坏强度,从而进一步影响地质灾害的破坏损失程度。历史地质灾害危险性要素,一般可通过实际调查统计获得。

不同种类的地质灾害,危险性要素指标不完全一致(表5-1)。

在本课题评估的几类地质灾害中,崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂缝、地面沉降、海水入侵灾害是伴随不同地质动力活动而不断发展的具有动态变化特征的灾害现象。所以,在灾害危险性评价中,除灾害体积、数量、幅度等指标外,还有灾害发生频次或发展速率指标。膨胀土灾害是一种客观存在不具动态特征的潜在灾害体。它与其它灾害有明显差异,只有在膨胀土发育区进行某些工程建筑时,才有可能发生灾害。所以,其危险性评价中不存在灾害活动的频次或速率指标。

在各种危险性指标中,危害强度所指示的是灾害活动所具有的破坏能力。灾害危害强度是灾害活动程度的集中反映。危害强度是一种综合性的特征指标,它不能像其它指标那样,用不同量纲的数字反映指标的高低,只能用等级进行相对量度。对于已经出现的地质灾害,它对于各种受灾体所造成的破坏损失情况(破坏损失数量和破坏损失程度)是对灾害危害强度最直接的显示。根据对不同类型地质灾害破坏效应的实际调查分析,将地质灾害危害强度分为强烈破坏(A级)、中等破坏(B级)、轻微破坏(C级)、基本无破坏(D级)4个等级。实践证明,不但不同种类、不同规模的地质灾害的危害强度不同,而且在同一灾害事件中,评价区内不同部位所遭受的危害强度也发生很大的变化。其一般规律是,从灾害活动中心(崩塌-滑坡体及前缘地带、泥石流沟谷及沟口附近、地裂缝中心地带、地面沉降中心区等)向边缘逐渐减弱,直至没有发生破坏的安全区。认识这种规律除了可以深化历史地质灾害灾情分析外,对于在地质灾害预测灾情评估中,划分灾害危险区,进而核定受灾体损毁率和经济损失具有十分重要的意义(表5-2)。

表5-1历史地质灾害危险性构成及指标

表5-2地质灾害危害强度分级特征表

注:表中受灾体损毁程度划分标准参见书易损性评价的有关内容。

三、地质灾害形成条件及潜在危险性指标

(一)地质灾害潜在危险性控制条件

地质灾害潜在危险性指未来时期将在什么地方可能发生什么类型的地质灾害,其灾害活动的强度、规模以及危害的范围、危害强度有多大。地质灾害潜在危险性受多种条件控制,具有很大的不确定性。

历史地质灾害活动对地质灾害潜在危险性具有一定影响。这种影响可能具有双向效应,有可能在地质灾害发生以后,能量得到释放,灾害的潜在危险性削弱或基本消失;也可能具有周期性活动特点,灾害发生后其活动并没有使不平衡状态得到根本解除,新的灾害又在孕育,在一定条件下将继续发生,甚至可能更加频繁、强烈,因而具有比较强烈的潜在危险性。

地质灾害活动条件的充分程度是控制地质灾害潜在危险性的最重要因素。从总体上说,地质条件、地形地貌条件、气候条件、水文条件、植被条件、人为活动条件是控制所有地质灾害活动的基本条件。但这些条件在不同类型地质灾害中的主次地位和具体要素不尽相同;对于有不同精度要求的点评估、面评估、区域评估,对各种条件和要素分析的详略程度也不一致。所以,其评价指标也各异。基于这些差别,对不同种类地质灾害的形成条件和不同类型地质灾害灾情评估对危险性评价的要求,进行深入论述是很有必要的。

(二)不同类型地质灾害形成条件

1.崩塌-滑坡形成条件

崩塌-滑坡是严重的斜坡变形现象,它的发生一方面取决于斜坡自身的基础条件,另一方面与斜坡受到的营力作用有关。因此将崩塌-滑坡形成条件分为基础条件和外界条件两类。

(1)基础条件地貌是形成崩塌-滑坡的最基础条件。从区域地貌条件看,崩塌-滑坡形成于山地、高原地区,通常情况下,海拔高程越大,切割越剧烈,崩塌-滑坡越发育。从局部地形看,要有适宜的斜坡坡度、高度和形态,以及便于形成岩体崩落、滑动的临空面,这些对崩塌-滑坡形成具有最直接的作用。崩塌多发生在坡度大于55°、高度大于30m、坡面凹凸不平的陡峻斜坡上。滑坡多发生在15°以上的斜坡。崩塌-滑坡广泛发育在山区,以山间谷地、江河两岸最发育。

岩土体是崩塌-滑坡的物质基础。它的性质和结构对崩塌-滑坡活动具有决定性作用。一般情况下,性质坚硬、结构完整、抗剪强度大、抗风化能力强的岩石,斜坡整体性好,不容易发生崩塌-滑坡。相反,岩性松软、结构不完整,特别是裂隙发育、斜坡岩土体中存在软弱夹层时,容易失稳变形,发生崩塌-滑坡。

地质构造是崩塌-滑坡活动的重要影响因素。断裂构造不但使斜坡岩土体发育大量裂隙,甚至使斜坡变得支离破碎,而且促进了斜坡岩土体的风化作用和地下水活动,降低了斜坡的稳定性,加大了崩塌-滑坡活动的可能。

(2)外界条件外界条件是导致崩塌-滑坡活动的诱发因素。主要由于暴雨、洪水、融雪、水库渗漏溃决,以及人工灌溉或排水等原因,使大量地表水或地下水进入斜坡,岩石抗剪强度急剧下降,从而诱发崩塌-滑坡。地震、人为爆破、工程开挖、填弃碴土等原因改变斜坡应力状态,也会引起斜坡失稳,而诱发崩塌-滑坡。

2.泥石流形成条件

泥石流是突发性很强的山地地质灾害。它同崩塌-滑坡一样,也是在一定的基础背景下,由某些突发性的因素激发而形成的。

(1)基础条件泥石流是含有大量泥砂、石块的特殊洪流。急促的水流和充分的松散固体物质是泥石流形成的物质基础。急促水流主要来自暴雨,其次来自冰川积雪融水、河湖水库溃决等。因此,气候条件是影响泥石流发生的重要因素。在降水充沛,暴雨多发地区泥石流最发育。松散固体物质除一部分来自矿山废碴和工程弃土外,主要来源是各种成因的堆积物——断裂破碎物以及岩土风化后形成的残积物、坡积物、崩塌体、滑坡体,洪积碎屑物、冲积碎屑物等。这些碎屑物的形成又与地质条件有一定关系。在断裂构造发育,现今构造运动强烈的地区,由于山坡稳定性差、岩体结构不完整、风化作用强烈、岩石破碎、崩塌-滑坡发育、松散碎屑物质来源充分,因而最容易发生泥石流。

地形地貌条件是形成泥石流的又一个重要基础条件。从区域地貌条件看,在海拔高程较大,切割剧烈的山地高原地区,泥石流最发育。从局部地形条件看,泥石流一般要具有比较充分的汇纳水流和碎屑物的形成区、足够坡度的流通区、比较宽敞的堆积区。因此流域面积越大,地形坡度较大,越有利于泥石流的形成。

此外,植被条件对泥石流形成也有比较重要的作用。实践表明,在天然植被稀少,或由于人类过度放牧、垦殖以至滥砍乱伐等原因使植被严重破坏后,不仅造成严重的水土流失,也为泥石流活动提供比较充分的物质条件,促进泥石流的发生发展。

(2)激发条件泥石流最常见的激发条件是暴雨。在具有充分松散固体物质条件和适宜的地形条件下,只要出现暴雨,就会激发泥石流;暴雨强度越大,泥石流活动规模也越大。除暴雨外,冰川积雪的迅速消融,河堤、水库、冰湖溃决等暴发的急促洪流也会引起泥石流活动。

3.岩溶塌陷的形成条件

同其它地质灾害一样,岩溶塌陷也是多种因素综合作用的结果。其形成条件也归纳为基础条件和诱发因素。

(1)基础条件

①可溶岩及岩溶发育程度岩溶洞隙发育的可溶岩是岩溶塌陷的最根本的基础条件。我国发生塌陷活动的可溶岩除部分地区的晚中生界、第三系、第四系富含膏盐芒硝或钙质的砂泥岩、灰质砾岩及盐岩外,主要是古生界、中生界的石灰岩、白云岩、白云质灰岩等碳酸盐岩。碳酸盐岩的岩溶类型分为裸露型、覆盖型和埋藏型3种。裸露型岩溶的碳酸盐岩基本上直接出露地表,没有或者很少被第四系松散沉积物覆盖。覆盖型岩溶的碳酸盐岩大部分被第四系松散沉积物覆盖。覆盖率一般在7%以上,仅局部出露地表。其覆盖层厚度一般小于30m,最厚不超过100m。埋藏型岩溶的碳酸盐岩被很厚的第四系松散沉积物或其它非可溶岩覆盖,埋藏深度数十米以上。大量实践表明,岩溶塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区,部分分布在埋藏型岩溶分布区。

除可溶岩岩性和岩溶类型外,碳酸盐岩的岩溶发育程度和岩溶洞穴的开启程度是决定岩溶塌陷的直接因素。从岩溶塌陷形成机理看,可溶岩洞隙一方面造成岩体结构的不完整,形成局部不稳定地带;另一方面为容纳溶蚀陷落物质和地下水的强烈活动提供了充分条件。因此,一般情况下,可溶岩的岩溶越发育,岩溶洞隙的开启性越好,岩溶塌陷越严重。

根据碳酸盐岩岩溶发育程度和有关特征,将岩溶发育程度分为强、中、弱三个等级(表5-3)。

可溶岩岩溶发育程度主要受地质构造、水文地质条件和气候条件影响。一般情况下,断裂构造发育、新构造运动强烈、地下水循环交替强烈、雨量充沛的碳酸盐岩分布区,岩石结构比较破碎,节理、裂隙发育,地下水溶蚀、潜蚀作用强烈,最容易形成岩溶塌陷。

②覆盖层厚度、结构、性质岩溶塌陷除发生在裸露型岩溶分布区外,还广泛发生在覆盖型岩溶分布区。这种塌陷不仅仅是覆盖在第四系松散堆积物下面的可溶岩洞穴的陷落,有相当数量的塌陷是由于溶洞和上覆土层中土洞陷落所造成的。除此而外,覆盖层情况还影响了地下水活动,对岩溶塌陷也产生一定的影响。因此覆盖层是影响岩溶塌陷的重要因素。

表5-3碳酸盐岩岩溶发育程度分级标志

据康彦仁等,1990。*指地表下100m或基岩面下50m以内孔段统计数;对于孔深100m以上全孔岩溶率,指标减半。

覆盖层厚度对岩溶塌陷形成具有决定性作用。据大量调查统计结果,覆盖层厚度小于10m塌陷发生的机会最多;10~30m可发生少量塌陷;30m以上可发生零星塌陷。

覆盖层岩性结构对岩溶塌陷也具有一定作用。一般情况下,覆盖层为比较均一的砂性土最容易产生塌陷;夹砂砾石的层状非均质土、均一的粘性土或者覆盖层底部发育有稳定层状粘性土的非均质土,发育塌陷的机会较少。此外,当覆盖层中有土洞时,容易发生塌陷;土洞越发育,塌陷越严重。

③地下水活动岩溶发育地区,一般地下水活动都比较强烈。强烈的地下水活动,不但促进了可溶岩洞隙的发展,而且是形成岩溶塌陷的重要动力因素。它的作用方式包括:溶蚀作用;改变岩土体物理性质和力学性质,导致土的含水量上升,容重增加,使粘性土塑性状态发生坚硬状态→可塑状态→流塑状态的变化;浮托作用;侵蚀及潜蚀作用;搬运作用等。因此,岩溶塌陷多发育在地下水活动强烈地带,且多发生于地下水动力条件剧烈变化的时候。

(2)动力条件

①水动力条件的急剧变化,使岩土体平衡状态遭到严重破坏,诱发岩溶塌陷。引起水动力条件急剧变化的原因主要有降雨、水库蓄水、井下充水、灌溉渗漏以及严重干旱、井下排水、高强度抽水等。

②天然地震和人为振动。

③附加荷载。

④废液导致的酸碱液溶蚀活动。

4.地裂缝形成条件

如前所述,地裂缝分为构造地裂缝和非构造地裂缝两类,它们具有不同的形成条件。

构造地裂缝主要是伴随地壳构造运动产生的地裂缝。地壳构造运动的方式是极其复杂的,它除了引起突发性地震活动,并形成地震地裂缝外,在更多情况下是在广大地区发生缓慢的构造应力积累作用。伴随这种作用,常常发生构造蠕变活动,因此形成地裂缝。这种地裂缝分布广、规模大,危害最严重。非构造地裂缝的形成原因多样,主要包括:崩塌、滑坡、塌陷引起的地裂缝;黄土湿陷、膨胀土胀缩、松散土渗蚀引起的地裂缝;干旱、冻融引起的地裂缝等。实践表明,许多地裂缝并不是单一成因的地裂缝,而是以一种原因为主,同时又受其它条件影响的综合成因的地裂缝。因此,在分析地裂缝形成条件时,还要具体现象具体分析。就总体情况看,控制地裂缝活动的首要条件是现今构造活动程度,其次是崩塌、滑坡、塌陷等灾害动力活动程度以及水动力活动条件等。

5.地面沉降形成条件

如前所述,地面沉降可由多方面活动引起,主要包括地壳沉降活动、松散沉积物的自然固结压实、人类开采地下水或油气资源引起的土层压缩沉降。从灾害研究角度所说的地面沉降是指人类活动引起的沉降,或者是以人类活动为主,以自然动力为辅助作用引起的沉降活动。基于这种概念,地面沉降的形成条件也主要由两方面构成。一是地面沉降的基础条件。主要是具有一定厚度压缩性较高的松散沉积物。这类沉积物主要发育在沿海平原、内陆盆地及河谷平原地区。这些地区一般都是地壳沉降地区,所以这些地区的地面沉降活动不仅与人类活动密切相关,而且持续的地壳沉降也起到了“雪上加霜”的作用。影响地面沉降的人为动力条件主要是长时期超强度开采地下水,使含水层和临近非含水层中的孔隙水压力减小,土的有效应力增大,发生压缩沉降。

6.海水入侵形成条件

通常情况下,滨海地带地下水水位自陆地向海洋方向倾斜,陆地地下水向海洋补给排泄,二者维持相对稳定的平衡状态。在这种条件下,滨海地带相对密度较小的地下淡水浮托在相对密度较大的海水或咸水之上,二者间形成宽度不等的过渡带或临界面。在咸淡水平衡状态下,这个过渡带或临界面基本稳定。然而,这种平衡状态一旦被破坏,咸淡水临界面就要移动,以建立新的平衡。如果地下淡水蹬压力降低,临界面就要向陆地方向移动,于是就发生了海水入侵。

导致滨海地带咸淡水平衡状态破坏的外因,除气候干旱,地下水天然补给来源减少等自然原因外,主要是人为活动对天然水资源的破坏作用。近年来,我国沿海地区,水资源供需矛盾愈来愈尖锐,许多地区长期超量开采地下水,在滨海地带形成了低于海平面的地下水位负值区。因此,使海水沿含水层侵入淡水区,发生海水入侵。此外,河北、山东一些沿海地区,在发展人工养殖、扩建盐田等经济活动中,常将海水用明渠提引到距离海边5~15km的地方,因此扩大了咸水的分布范围。解放以后,在大小河流上游修建了大量水库、塘坝、使河流入海水量普遍减少;加上经常在河口地区大量挖砂,使河床标高降低,因此造成潮水上溯,使河流两侧发生海水入侵。

导致海水入侵的内因是陆地地下淡水与海水之间存在良好的水力联系:一些滨海平原地区,第四系含水层导水能力强,与海水之间缺乏稳定的隔水层而互相连通;还有一些地区,发育有裂隙岩溶水,含水岩层的裂隙、孔洞与海域直接连通,当陆地地下水水位下降到海平面以下时,海水就通过含水层迅速向内陆入侵。

7.膨胀土灾害影响条件

膨胀土的主要危害是破坏房屋、铁路、公路等工程建筑地基,使之变形,进一步造成建筑物沉陷开裂。这种破坏对于轻型建筑物尤其严重,有时既使加固了基脚或打桩穿过了膨胀土层,但仍能使地基发生位移,因此导致桩基变形或错断。

膨胀土的破坏作用主要源于它的明显的而且是反复交替的胀缩变化。因此,膨胀土的发育情况和性质是决定膨胀土危害程度的基础条件。膨胀土的发育情况主要包括膨胀土的发育厚度和深度两项要素。厚度越大,而且埋藏较浅时,危害越严重。膨胀土的性质主要是由自由膨胀率等指标标示的胀缩能力。依此,可以将膨胀土分为强膨胀土、中等膨胀土、弱膨胀土3个等级(表5-4)。

表5-4膨胀土胀缩性等级划分标准

据褚桂棠,1988。表中一类指分布在丘陵、盆地边缘的膨胀土;二类指分布在河流阶地的膨胀土;三类指分布在岩溶地区准平原谷地的膨胀土。

影响膨胀土危害程度的外部条件主要是降雨、干旱等气候变化和排水等人类活动,因此可以使膨胀土饱水或失水而发生胀缩变化,导致灾害效应。

(三)地质灾害潜在危险性指标

1.地质灾害潜在危险性指标的确定原则

上面分析表明,地质灾害的形成条件异常复杂,因而在分析地质灾害潜在危险性时,所涉及的内容非常广泛。在这种情况下,如果将所有标示地质灾害形成条件的要素都纳入潜在危险性分析之中,不但不可能,而且也是不必要的。为了使分析指标适应潜在危险性分析需要,应按下列原则确定分析指标。

(1)分主次原则将那些对地质灾害潜在危险性具有重要作用或直接关系的要素指标纳入潜在危险性分析,舍去次要的、间接性要素指标。例如:影响滑坡潜在危险性的地质因素很多,但其中最直接、最重要的因素是岩体中的软弱结构面,其它因素都是次要的因素;在影响岩溶塌陷活动的诸多地质条件中,最重要的因素是可溶岩的岩溶发育程度,其次是断裂构造及现今构造活动程度,其它因素为次要因素。再如,植被条件对泥石流活动具有一定影响,可作为分析泥石流潜在危险性的指标,但对于其它地质灾害的影响不大,可不纳入评价指标;以降水为主要标志的气候条件对泥石流和崩塌、滑坡活动具有重要作用,是评价其潜在危险性的指标,但对地裂缝、膨胀土等影响不大,不纳入评价指标。分清主次关系,合理地确定评价指标,可以使潜在危险性分析更加科学,更加明了。

(2)分层次原则潜在危险性分析的目的是评价地质灾害的发生概率、可能形成的规模和破坏范围,为破坏损失评价或风险评价提供基础。因此,灾害活动概率、规模、破坏范围是潜在危险性分析的终极目标,称为目标指标。但这些指标是在分析地质灾害活动条件充分程度的基础上才能获得,因而称这些对地质灾害活动具有直接影响的要素指标为分析指标。地质灾害活动条件又是在一定的自然环境和社会经济条件下出现的,所以将反映区域自然环境和社会经济条件的指标称为背景指标,它对于地质灾害活动具有区域性控制作用。于是地质灾害潜在危险性指标的层次系统为背景指标—分析指标—目标指标。

(3)共性与个性兼顾原则地质灾害灾情评估涉及不同的灾种,而且又有点评估、面评估、区域评估等不同类型。它们既具有许多共同特点,又具有多方面差异。因此,在建立地质灾害潜在危险性评价指标时,既要充分反映它们的共性特征,又要表现出它们的个性差异。从不同种类地质灾害潜在危险性评价来说,它们都与地质条件、地形地貌条件、气候水文条件、人类活动等有关。但这些条件对不同地质灾害的作用程度以及具体要素不同,因此,既需要考虑评价指标的统一性,又要照顾各自的特色和差异。对于不同范围的潜在危险性评价来说,基本指标类型一致,但精度要求不同。例如:在点评估中,滑坡-泥石流灾害的地貌条件,采用地形坡度、沟谷长度、比降等指标,在面评估,特别是区域评估中,则采用海拔高程、地貌类型等宏观指标。

2.地质灾害潜在危险性指标

根据上述原则,将评价地质灾害潜在危险性指标分为背景指标、分析指标、目标指标和点评估指标、面评估指标、区域评估指标(表5-5)。在三种范围的灾情评估中,背景指标和目标指标基本一致,不同灾种稍有差异;分析指标不仅对不同范围的灾情评估有一定差异,而且对不同灾种也有显著不同(表5-6)。

表5-5地质灾害潜在危险分析总体指标简表

表5-6不同地质灾害潜在危险性分析指标简表

这些指标是进行危险性评价和整个灾情评估的基础依据,因此是地质灾害灾情评估调查和地质灾害勘查的重要内容。

⑼  中国地质灾害危险性分析

一、危险性分析方法与步骤

(一)分析危险性构成,建立危险性综合评价模型(图18-1)

图18-1地质灾害危险性综合评价结构示意图

(二)建立地质灾害危险性指数计算模型,确定各种参数

1.综合危险性指数(Zw)按下式计算:

Zw=Zwb·Ab+Zwn·An+Zwt·At

式中:Zw为地质灾害综合危险性指数;Zwb、Zwn、Zwt分别为崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷灾害危险性指数;Ab、An、At分别为崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷三类地质灾害的危险性权重。

2.任一类地质灾害的危险性指数(Zwi)按下式计算:

Zwi=Zli·Ali+Zqi·Aqi

式中:Zli、Zqi分别为该类地质灾害的历史强度和潜在强度;Ali、Aqi分别为历史强度和潜在强度的权重。

3.历史灾害强度按下式计算:

Z1=G·W·P

式中:Z1——历史灾害强度指数;

G、W、P分别为历史灾害规模、密度、频次、据表18-1划分等级,并赋予相应的评判值。

历史地质灾害强度指数的变化范围为0~1000。划分为5个等级,并赋予相应的标度分值(表18-2)。

表18-1地质灾害规模、密度、频次等级划分

表18-2地质灾害历史强度等级划分

4.地质灾害潜在强度指数(Zq)按下式计算:

Zq=(D·AD+X·AX+Q·AQ+R·AR)·k

式中:D、X、Q、R分别为控制地质灾害形成与发展的地质条件、地形地貌条件、气候植被条件、人为条件充分程度的标度分值(具体内容和评判标准如表18-3);

AD、AX、AQ、AR分别为上列4方面形成条件的权重;

k为潜在地质灾害判别系数,其值为0或1(在D、X、Q、R四方面形成条件中,若有一方面条件不具备,则该种地质灾害就不可能产生时,k值取0,否则取1)。

潜在地质灾害强度指数的分布范围为0~10。划分为5个等级,并赋予相应的标度分值(表18-4)。

5.评价模型中权重值的确定

在上述计算模型中,需要多方面权重值。为了提高它们的可靠性,每类灾害聘请2~4位专家以答卷的方式进行评判;同时选取5~8个典型灾害事例进行统计。综合两方面结果确定权重值。各方面权重如表18-5。

历史灾害强度和潜在灾害强度对于地质灾害危险性的作用权重分别为0.3和0.7。

崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷三类地质灾害对于综合危险程度的权重分别为0.41、0.46、0.13。

表18-3地质灾害潜在活动强度控制条件判别表

续表

表18-4地质灾害潜在强度等级划分

表18-5各种影响条件对地质灾害潜在强度的作用权重

(三)计算各单元地质灾害危险性指数,划分危险性等级(表18-6)

表18-6地质灾害综合危险性等级划分表

(四)绘制地质灾害危险性分布图、危险性统计表等,在此基础上分析地质灾害的危险水平和分布规律

二、中国地质灾害综合危险性分布特征

从地质灾害危险性指数和灾变强度计算结果看,中国地质灾害危险性分布的主要特征是地质灾害分布十分广泛,但不同地区危险水平相差很大(图18-2)。

据统计,中国2424个评价单元,危险性指数最低值为0,最高值为8.05(四川省华蓥市)。除青藏高原北部资料不详外,其余地区以轻度、中度和基本无灾害的微度灾害区为主,部分地区为重度灾害区,局部为极重度灾害区(表18-7)。

表18-7中国地质灾害综合危险性分布统计表

基本无灾害的微度灾害区主要分布在中国东部的松辽平原、华北平原、长江中下游平原、闽粤台沿海平原,西北准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地,北部内蒙古高原的大部分地区。这些地区,地势平坦,一般发育有很厚的松散沉积物,除个别地区有小型滑坡和地面塌陷活动外,地质灾害不发育。这些地区不但基本没有历史地质灾害记录,而且基本不具备地质灾害的潜在活动条件。

图18-2中国地质灾害危险性分布图

轻度灾害区主要分布在东北的大兴安岭、小兴安岭、长白山,华北的山西高原,华东的山东丘陵,东南沿海的浙闽丘陵、两广丘陵,西北的青海高原、阿尔泰山等地区。这些地区主要地质灾害为崩塌-滑坡,局部地区有泥石流。东部和北部、西北部地区地质灾害活动背景条件不同:东部地区主要为丘陵、低山,地形切割不剧烈,所以山地灾害不严重;北部和西北部地区,以高原、山地为主,虽然海拔高程大,地形起伏较剧烈,但气候干旱,降水贫乏,且人类活动较弱,所以地质灾害较轻。这些地区历史灾害虽有记录,但规模和频度较小。它们的潜在灾害条件一般不充分,除闽浙沿海和山西高原部分地区,今后时期地质灾害有可能进一步发展外,大部分地区将基本维持现状水平。

中度灾害区主要分布在陕北高原、河西走廊、天山山地、川西山地、云贵高原、南岭、武夷山等地区。这些地区主要为山地、高原,地形切割比较剧烈,降水比较丰富,部分地区岩溶发育,所以除崩塌-滑坡、泥石流灾害比较发育外,有些地区(云贵高原等)的岩溶塌陷灾害也比较严重。地质灾害活动条件比较充分,大部分地区存在一定的潜在危险性。

重度和极重度灾害区主要分布在秦岭、大巴山、鄂西山地、川滇山地,在这些地区形成比较广阔的南北向分布的严重灾害区;其次零散分布在千山山地、燕山山地、太行山山地以及横断山、雪峰山、罗霄山、云雾山、武夷山、天山、喜马拉雅山的部分地区。纵贯中国中部的大面积严重灾害分布区,处于中国地势变化的“第二台阶”。这里地形切割十分剧烈,深大断裂发育,地震活动频繁,新构造运动特别强烈,降水比较丰富,且分配不均,暴雨频繁,水土流失严重,人类活动对地质自然环境破坏严重。所以,这些地区不但历史崩塌-滑坡、泥石流灾害十分严重,而且存在很高的潜在危险性。其它分散分布的严重灾害区,除严重灾害活动范围较小外,其它特点基本类同。在严重灾害分布区内,有众多局部性或地区性的极重度灾害区。主要有辽东半岛的千山山地、燕山山地、北京北山和西山、秦岭西缘、长江三峡、滇北山地、滇西山地等地。这些地区除地形切割剧烈,暴雨频发外,最突出的特点是新构造活动和人类活动十分强烈,植被破坏严重,山体支离破碎,崩塌-滑坡和泥石流灾害不但十分频繁,而且规模巨大,是灾害最严重的地区。

资料不详地区主要为台湾和青藏高原地区。该地区不但缺少专门勘查资料,而且区域地质灾害背景条件资料也比较贫乏。推测该地区崩塌-滑坡、泥石流灾害属于轻度至中度水平,部分地区属于重度水平。

⑽ 地质灾害损失评价

一、地质灾害损失及其构成

随着人类科学技术水平的提高和社会经济的发展,人类活动范围和领域不断扩大,地质灾害对人类的影响也越来越广泛。概括起来归结为4个方面:对人类生命产生影响,即造成人口死亡、肢体受伤、精神受到伤害;对经济产生影响,使人类创造的财产以及各种生产活动遭到破坏;对社会产生影响,妨碍社会进步,甚至影响社会安定;对资源与环境产生影响,破坏土地资源与环境,破坏水资源与水环境,破坏生态资源与环境等。基于这些表现,地质灾害的破坏损失由各种破坏效应所组成,即生命损失、经济损失、社会损失、资源与环境损失(图3-2-2)。

图3-2-2 地质灾害破坏损失及其构成

从地质灾害的这几种损失与人类的关系程度和它们的可量化程度看,生命损失和经济损失对人类不但具有最直接的关系,而且比较容易进行量化统计评价,社会损失和资源与环境损失虽然对社会经济发展也具有重要作用,但主要表现为间接作用,而且这两种损失目前还难以进行量化统计评价。

地质灾害经济损失是指用货币形式度量的地质灾害对人类所造成的破坏损失程度。目前对地质灾害经济损失的范围有多种看法,有人认为地质灾害的4方面破坏作用都可以用货币形式进行度量,所以都属于经济损失;有人认为除社会影响外,其他灾害破坏效应都可以用货币形式进行度量,所以属于经济损失;有人认为地质灾害的社会影响和资源环境破坏都难以用货币形式度量,所以这两方面破坏损失不属于经济损失;有人认为人类生命健康是无价之宝,不能用货币形式进行度量,所以也不属于经济损失;有人认为自然灾害经济损失分为直接经济损失和间接经济损失——受灾体受地质灾害直接破坏后紧随其后发生的经济损失为直接经济损失,如房屋、铁路、公路等工程设施破坏所造成的经济损失等;因受灾体发生破坏进一步造成的关联性损失为间接经济损失,如因房屋、铁路、公路、设备等破坏造成企业停工、停产所形成的经济损失等。

不同地质灾害的破坏对象不同,造成的经济损失也不同。崩塌、滑坡、泥石流破坏范围广,几乎涉及各类受灾体,包括:房屋、铁路、公路、桥梁、生命线工程、水利工程、构筑物、航道、农作物林木、设备、材料、室内财产、土地资源等。

二、地质灾害经济损失评估

把定量化分析地质灾害经济损失程度的过程称为地质灾害经济损失评估。它是在地质灾害危险性评价和易损性评价基础上进行的,即在地质灾害活动概率、破坏范围、危害强度和受灾体损毁程度分析基础上,进一步研究地质灾害的经济损失构成,分析经济损失程度和分布情况。

表征地质灾害经济损失的基本指标是用货币形式反映的绝对损失额和相对损失额。绝对损失额是指一次事件或一个地区某时段内地质灾害活动所造成的经济损失。其度量单位除了元、万元、亿元外,为了便于与不同地区之间的对比,还采用损失模数或损失强度(即单位面积的损失额)反映地质灾害的经济损失程度,其度量单位为元/m2,万元/km2,亿元/km2等。相对损失是指一次灾害事件或一个地区某一时段内地质灾害所造成的经济损失与同地区同类财产价值的比值,或者是灾害造成的经济损失与同地区年度国民生产总值(或财政收入)的比值,其度量单位为小数或百分数。

地质灾害经济损失评估的直接目标就是核算上述指标值,并且分析和评述这些指标在评价区内的分布情况。

(一)灾后即时损失评估

地质灾害发生,将引发一系列连锁反应,称为灾害效应:包括直接效应、间接效应、次生效应。直接效应指的是危及受灾对象的人员伤亡、财产损失、房屋建筑的破坏、资源的影响破坏等。间接效应指的是由于灾害的连锁反应,造成生命线设施破坏引起生产、生活能力降低;铁道、公路交通的破坏引起运输能力下降;因灾无家可归,家庭收入减少;工商业停顿、公共服务中断;公共事业恢复、重建费用支出;支付保险赔偿金等。次生效应指的是可能在灾后一段时间出现的如流行病、通货膨胀、心理创伤、存款减少、供应费用增加等。因此,灾后损失评估主要是直接经济损失和间接经济损失评估。

1.直接经济损失计算

直接经济损失可认为是与灾害同时或紧随其后发生的所有损失。一般包括人员伤亡损失、资本损失(农业各种生产设施,如排灌系统、农用机械、粮仓等的毁坏;生产资本如耕地、多年生作物和牲畜损失;工业设备、产品损失、生产损失)。公共设施损失主要有公路、桥梁、铁路、机场、港口、运输工具、交通设施的破坏;医院、学校、电力系统、供水系统和卫生系统的破坏。房屋损失以及商业库存损失、服务中断损失等。

评估模型:

地质环境经济学

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

式中:Z为灾害总损失值;Zn为各类受灾体的损失值;Zan为直接经济损失;Zbn为间接经济损失;Za1为人员伤亡损失;Za2为资本损失;Za3为公共设施损失;Za4为房屋损失;Za5为商业库存损失。

由于不同受灾体遭受灾害破坏后的价值损失形式不同,所以价值损失核算的途径不同,大致可分为3种方法。

成本价值或修复成本价值损失核算

以受灾体成本价值为基数,根据其灾损程度或者修复成本、防灾成本投入核算受灾体的价值损失。房屋、铁路、公路、桥梁、生命线工程、水利工程、构筑物、设备及室内财产等绝大多数受灾体均适宜采用该方法核算价值损失。核算的基本模型为:

受灾体价值损失=受灾体成本价值×受灾体价值损失率(3-2-5)

受灾体价值损失=受灾体修复成本 (3-2-6)

受灾体价值损失=实施有效防御措施情况下的受灾体成本价值-无灾害破坏情况下同一受灾体的成本价值(3-2-7)

3-2-5式适用于已经建成而没采取专门性防灾措施的工程和已经制造的设备、物品的价值损失核算,式中的受灾体成本价值为受灾前的现实价值,受灾体现值=重置成本×[(1-残值率)×成新度+残值率]。

3-2-6式适用于那些灾损程度较低,且易于修复的受灾体的价值损失核算。在这里,用修复成本代替受灾体价值损失。应该说明的是,有的受灾体遭到灾害破坏后,经过修复可以基本恢复灾前的性状和功能,此时,修复成本即相当于受灾体价值损失。而有的受灾体受某种程度的灾害破坏后,经过维修只能部分恢复性状和功能,此时其价值损失除维修成本外,还包括维修后因没有恢复原有性能而形成的价值损失。

3-2-7式适用于两种情况:一是已经建成的并采取了专门防灾而且保障能达到防灾效果的工程设施、设备、物品等的价值损失核算;二是没有建设或制造的工程设施、设备、物品。运用该式核算出的受灾体价值损失实质上是为有效防灾而增加的建设生产成本或防灾的专门投入。对于已建工程或已有物品,式中的成本均为现实成本,对于尚未建造的工程或物品,式中的成本均为影子成本。影子成本价值损失主要适用于具有明显潜在破坏作用的灾害活动的经济损失评估。

收益损失核算(农作物)

以受灾体的可能收益为基础,根据其灾损程度核算受灾体价值损失。该方法主要适用于农作物价值损失核算。农作物受灾后的直接表现是受到挫折或者死亡、毁灭,其最终后果是农作物减产或绝收。由于农作物生长严格受时令季节的影响,所以农作物受灾后不仅使农民已经投入的成本受到损失,而且更重要的是耽误农时,使农作物收益受到损失。一般核算模型为

农作物价值损失=无灾情况下农作物收益价值×农作物减产比率

成本-收益价值损失核算(土地)

以受灾的成本和收益价值为基数,根据其灾损程度核算受灾体价值损失。该方法主要适用于土地资源和地下水资源价值损失核算。这两种受灾体都属于自然资源,目前在我国还没有形成产业市场,所以目前还没有完善的科学方法核算它们的价值和价值损失。土地价值的高低主要取决于自然条件和社会经济条件。在自然条件中,灾害威胁程度是决定性因素之一。实践表明,在同一城镇或地区,由于地质灾害危险性程度不同,土地的开发条件和利用价值相差巨大。在崩塌、滑坡、泥石流发育区,不适宜商贸、住宅等建设,只能用于绿化用地。因此土地利用价值收到很大影响。在不同城镇或地区,地质灾害活动程度除了影响工程建设和资源开发、经济发展外,直接影响内外资金吸收和地价水平。在地质灾害多发城镇和地区,投资风险大,开发项目受到很大限制,所以地价水平明显低于无灾害威胁的同类城镇或地区的地价水平。基于这种情况,可采用地价差值代替地质灾害所造成的土地价值损失。即根据评价区的现行地价(基准地价或出让、租用地价)与其他同类条件但无灾害威胁地区(地段)地价相比较,以二者的差值作为土地价值损失。不同地区的土地价值实质上是其成本价值和效益价值的综合体现。其成本价值包括为建设交通、能源、通讯设施等投入的费用;其效益价值包括可能的商贸效益、工业效益、农业效益、旅游效益等。地质灾害所造成的土地价值损失,则是这些价值损失的综合结果。

土地经济损失值:Ls=∑Ti·Ei+∑Sj·ΔEj(3-2-8)

式中:Ti为被灾害完全破坏的土地面积/m2;Ei为被完全破坏的土地的单价/(元·m-2);Sj为因灾害降级使用的土地面积/m2;ΔEj为因灾害降级使用的土地的单价差/(元·m-2)。

工厂停产直接损失值核算:

式中:N为某企业的年平均净产值/(元·a-1);n为因灾害造成的生产中断时间/d。

交通运输线路损失值核算:Ls=∑Li·qi·R(3-2-10)

式中:Li为被灾害破坏线路长度/km;qi为线路原单位造价或重置单位造价/(元·km-1);R为线路破坏率/(处·km-2)。

2.间接经济损失估算

灾害的直接效应将引发部分地区或全国范围的间接效应。一场大的灾害,间接效应的延续可看作一个经济衰退过程。因灾害对铁路、公路或航道的破坏,引起沿线工业减产,恢复交通投入费用等。灾害间接经济损失估算,目前研究精度很低,尚未达到实际运用阶段,因此,很少评估灾害间接经济损失。少数情况下,管理部门需要宏观了解一次大的灾害间接经济损失,多为经验估计。例如,一般情况是,房屋的直接损失以现有情况下重建房屋的费用估计,间接损失主要是由于迁址而增加的运费。季节性作物的直接损失主要是收入损失,即收获物的价值。间接损失主要是一些潜在的收入损失,可粗估为直接损失的1.5~2倍。多年生作物和牲畜的直接损失指受损坏资产的价值及其收入,即当年作物收获时的年产量。间接损失可粗估为年产值的7~10倍。工厂的灾害经济损失与重建所需时间有关,可将间接经济损失视为工厂资本值的2倍。交通设施损失的大小取决于交通中断的时间,直接损失以重建结构物和线路费用计,间接经济损失指由破坏造成的额外运输费用,通常为总投资的10%~20%。

(二)历史地质灾害经济损失评估

历史灾害经济损失评估是指对已经发生的地质灾害的经济损失进行统计分析。评价的基本方法是调查统计。对于成灾范围较小,受灾体数量较少的地质灾害事件,可以对所有受灾体进行实际调查,评估灾前价值,并根据实际破坏情况,逐一定损毁程度和价值损失率,然后按下式核算灾害经济损失:

地质环境经济学

式中:S1为灾害事件经济损失;Ji为某个受灾体灾前价值;Jsj为该受灾体因灾价值损失率。

如果成灾范围比较大,受灾体数量比较多,难以对受灾体进行逐个调查时,可采用分类调查统计或抽样调查统计方法核算灾害事件的经济损失。具体步骤是:划分受灾体类型,通过全面调查或抽样调查,统计不同类型、不同损毁程度的受灾体灾前价值和损毁数量,然后按下式核算灾害事件的经济损失:

地质环境经济学

式中:S1为灾害事件经济损失;Jdi为i类受灾体灾前平均单价;Lij为i类受灾体发生j级损毁的数量;Jsij为i类受灾体发生j级损毁时平均价值损失率;i为受灾体类型;j为受灾体损毁等级。

一个地区某一时段内地质灾害经济损失相当于该地区该时段内各次地质灾害事件经济损失之和。即

S=∑S(3-2-13)

式中:S为评价区地质灾害经济损失;S为地质灾害事件经济损失。

以上核算得出的是地质灾害的经济损失额,即以人民币量化的绝对损失。为了进一步显示地质灾害事件的损失水平,可按地质灾害分类分级标准,确定灾害事件的等级。

为了更加全面地反映地区地质灾害的损失程度和损失分布情况,可以行政区为单元,调查统计灾害经济损失,然后按下式计算损失模数:

地质环境经济学

式中:Sm为损失模数/(万元·km-2);s为损失额/万元;m为面积/km2

在此基础上可编绘评价区地质灾害损失模数分布图,直观地显示地质灾害的损失分布情况。

为了反映地区地质灾害的相对损失程度,可以计算全评价区及其行政单元的地质灾害损失比,其值相当于地质灾害经济损失与同区域国民生产总值(或财政收入)的比值,在此基础上可编绘评价区地质灾害相对损失分布图,直观地反映地质灾害相对损失的分布情况,间接地显示抗灾能力和可恢复能力。

(三)地质灾害期望损失评估

为了有效地防治地质灾害,减灾管理部门不仅需要及时掌握已经发生的灾害事件的灾情,而且需要了解本地区灾害损失水平和未来的发展情况。从总体上看,地质灾害属于随机事件,无论是已经发生活动的灾害体还是尚未发生活动的潜在灾害体,未来时期会不会发生活动,活动的频次和规模如何,所造成的经济损失多大等都具有很大的不确定性,所以对未来灾害可能造成的经济损失只能在危险性评价和易损性评价基础上核算灾害可能损失的平均值,即期望损失,并根据期望损失的空间变化,分析评价区期望损失的地区分布特点。

1.点评估地质灾害期望损失评价

应用概率方法核算突发性地质灾害期望损失。进行评估的对象都是那些已经具备灾害活动的基础条件,或者已经出现潜在灾害体的雏形,甚至在历史上发生频繁活动的灾害点。这些对象今后发生活动的可能性主要取决于灾害基础条件的进一步成熟和激发因素的出现。因此,把这些灾害活动看作是一种概率事件,应用概率预测方法核算灾害期望损失。基本步骤是:根据历史地质灾害活动规律以及地质灾害基础条件和激发条件的充分程度,分析地质灾害的活动频率以及不同频率下的地质灾害的可能危害范围和危害强度;核算受灾体价值以及不同强度危害下受灾体的价值损失率;然后按下式计算灾害期望损失:

地质环境经济学

式中:Sq为灾害事件期望损失;i为受灾害事件危害的受灾体类型;j为受灾体损毁程度等级;Gij为评价区(或评价单元)第i类受灾体遭受一定强度灾害危害后发生j级破坏的概率;Jsij为i类受灾体发生j级破坏情况下的价值损失率;Jdi为i类受灾体平均单价;Lij为i类受灾体发生j级破坏的数量。

2.面评估地质灾害期望损失评价

在实施面评估的评价区中,常常有许多灾害点,这些灾害点有时属于同一类灾害,有时属于几类灾害。对其进行损失评估的最可靠的方法是首先对各灾害点进行评估,然后进行累加,得出评价区的期望损失。即

Sq面=∑Sq点(3-2-16)

式中:Sq面为评价区地质灾害期望损失;Sq点为评价区各地质灾害点期望损失。

这种方法虽然简便实用,但如果评价区范围较大,灾害种类和灾害点特别多时,难以逐点进行损失评价。此时只能在专门勘查基础上,采用平均危害面积比率和灾害平均活动概率(或平均发展速率)分析评估灾害期望损失。具体方法和步骤是:

(1)对评价区进行专门勘查、弄清历史灾害与潜在灾害类型、数量、分布、形成条件以及活动频次、破坏损失情况,调查评价区人口、工程设施、土地、资源以及它们的价值分布情况。

(2)以行政区或自然地理为基础划分评价单元,分单元、分类统计地质灾害的可能危害范围,并且计算地质灾害危害面积比(地质灾害危害面积与评价区或评价单元的面积比值)。

(3)根据地质灾害活动条件的充分程度确定评价区或评价单元的地质灾害平均活动概率或平均发展速率。

(4)核算评价区和评价单元不同类型受灾体价值分布,根据受灾体承灾能力确定受灾体平均价值损失率。

(5)按下式计算评价区或评价单元突发性地质灾害期望损失:

地质环境经济学

式中:Sq为评价区突发性地质灾害的期望损失;i为受灾体类型;j为受灾体损毁程度等级;Gij为i类受灾体遭受灾害危害后发生j级破坏的平均概率;Jsij为i类受灾体发生j级破坏情况下的平均价值损失率;Jdi为i类受灾体平均单价;Li为i类受灾体的数量;m为地质灾害危害面积比率。

如果与突发性地质灾害点评估相比较,该评价式与之差别除受灾体破坏概率和价值损失率由点评估的定值变为平均值外,由于在面评估中发生破坏的受灾体数量难以具体量化,所以用评价区(或评价单元)内受灾体的总数与灾害危害面积比值的乘积代替;评价区或评价单元受灾体总数可以实际勘查结果并参考社会经济统计资料获得。

如果评价区发育多种类型的地质灾害,则在分类评价的基础上,将各类地质灾害的期望损失进行累加即为评价区的期望损失。

(6)在核算评价区地质灾害期望损失的同时,进一步计算期望损失模数、期望损失率,并根据各评价单元的期望损失指标,绘制评价区期望损失分布图,结合评价区危险性、易损性特点及自然地理和社会经济条件,分析评价区期望损失分布规律与影响因素。

3.区域评估中的期望损失分析

(1)区域地质灾害期望损失评价的基本途径。区域评估范围大,灾害种类广,灾害点多。在这种情况下,如果实施专门勘查,比较详细地掌握了各类灾害点的发育分布情况和受灾体的分布情况,可采用面评估的方法评价地质灾害的期望损失。如果没有经过专门勘查,只是经过一般的区域调查,就很难以灾害点数量、危害范围为基础,直接对全评价区灾害期望损失进行评价。这时,只能在地质灾害危害强度区划的基础上,通过抽样调查典型地段,专门勘查进行期望损失分析。

如前所述,地质灾害的成灾程度,决定于地质灾害的活动程度及受灾体的密度和对灾害的抗御能力。因此,地质灾害期望损失是灾害危险性和受灾体易损性的综合体现。危险性和易损性越高,灾害的经济损失越严重。基于这种认识,用灾害危害强度综合反映灾害的危险程度和受灾体的易损程度。即

Q=W·Y (3-2-18)

式中:Q为地质灾害危害强度;W为地质灾害危险性;Y为地质灾害受灾体易损性。

地质灾害损失则是危害强度的函数,即

S=f(Q)或者:S=k(Q)(3-2-19)

式中:S为地质灾害期望损失;k为修正系数或调整系数。

在上述分析模型中,除灾害期望损失外,其他要素都是受多种条件影响的综合性指标,这些指标不能准确地指示某种要素的数量,而只能相对地标示它们的强弱或者高低程度,因此采用指数作为它们的量度。

(2)区域地质灾害期望损失评价方法与步骤,共有以下4个步骤。

第一步:区域地质灾害危险性分析

在区域评估中,反映地质灾害活动程度的危险性指数取决于历史灾害活动强度及潜在灾害活动强度。由于地质灾害具有持续性、继承性特点,所以历史灾害活动强度大的地区,未来灾害活动仍具有较强的危险性。历史灾害活动强度要素主要为灾害规模、频次、密度,这些要素决定了历史地质灾害强度指数。即

Wl=k·G·M·P (3-2-20)

式中:Wl为历史地质灾害强度指数;k为修正系数或调整系数;G为历史灾害活动规模标度值;M为历史灾害分布密度标度值;P为历史灾害活动频次标度值。

G,M,P是根据灾害规模、密度、频次等级,赋予的相应的评判分值。不同类型地质灾害的等级划分和赋值根据评价区具体情况确定。选定的基本原则是使评价范围内的不同地区之间具有最大限度的可比性。

当评价区发育有多种类型地质灾害时,为了便于彼此之间的对比,可在分类调查统计的基础上,根据不同种类灾害破坏能力的大小,确定它们对综合破坏能力的作用权重,并将之引入分析模型。即

地质环境经济学

式中:Wl为评价区历史地质灾害强度指数;z为地质灾害类型;Qz为z类地质灾害历史强度的作用权重;其他符号同前。

地质灾害潜在强度主要取决于地质灾害活动条件的充分程度。这些条件指的是区域性条件。主要包括:地质条件——岩石性质与结构,地质构造与新构造运动,物理地质现象,地下水活动或水文地质要素等;地形地貌条件——地貌类型,切割深度或相对高差,水文特征等;气候条件——降水量及其分布等;植被条件——植被种类及覆盖率等;人为活动——资源开发,工程建设等。根据这些因素对地质灾害活动的影响能力,划分为极不充分、不充分、较充分、充分、特别充分等不同等级,并赋予0,1,3,6,10或其他数值的标度分值。同时根据这些条件对各类型地质灾害的影响程度和不同类型地质灾害潜在强度在综合强度中的作用程度,赋予二者相应的权重,于是得出潜在灾害强度的分析模型:

地质环境经济学

式中:Wq为地质灾害潜在强度指数;k为修正系数或调整系数;z为地质灾害种类;Qz为z类地质灾害潜在灾害强度的作用权重;dz,Xz,qz,Zz,rz为对z类地质灾害活动产生影响的地质条件、地形地貌条件、气候条件、植被条件、人为活动条件充分程度的标度分值;ηzd,ηzx,ηzq,ηzz,ηzr为对z类地质灾害活动产生影响的5方面条件的作用权重。

各种要素数值根据一般规律和评价区具体条件确定。根据地质灾害的历史强度和潜在强度,按下式计算地质灾害危险程度:

W=Ql·Wl+Qq·Wq(3-2-23)

式中:W为地质灾害危险性指数;Wl、Ql为历史灾害强度指数及其权重值;Wq、Qq为潜在灾害强度指数及其权重值。

第二步:区域地质灾害易损性分析

在区域评估中,不可能对全评价区具体地调查统计受灾体数量和价值分布,也不可能对不同受灾体的损毁表现和价值损失情况进行具体分析。只能根据区域社会经济发展水平和相应的统计资料间接地反映受灾体的密集程度,从而显示评价区的受灾水平。

基于这种现实,用易损性指数作为宏观度量区域灾害受灾水平的指标,根据地质灾害的主要危害对象,选取人口密度、大中型企业及工程建设密度、铁路及公路密度、耕地密度、产值密度等为基本要素;根据这些要素在评价区的分布范围划分等级,并赋予相应的标度分值;结合它们对灾害经济损失的影响程度,给予不同的作用权重,于是得出易损性指数的分析模型:

地质环境经济学

式中:y为评价区易损性指数;k为修正系数或调整系数;ye、Qe为影响易损性的第e类要素的标度分值和该要素的作用权重。

第三步:区域地质灾害危害强度区划

在区域危险性分析和区域易损性分析的基础上,按下式计算危害强度:

Q=W·Y (3-2-25)

式中:Q,W,Y分别为地质灾害危害强度指数、区域危险性指数、区域易损性指数。

为了获取各种评价参数,并且显示地质灾害的分布情况,在区域评价中,需要以行政区、自然区或经纬度等不同形式将评价区划分为若干单元,按单元计算出危害强度指数后,依照其分布范围将危害强度划分为若干等级,然后根据各单元危害强度的分布组合规律,结合区域自然条件和社会经济条件,划分危害强度区、亚区、小区。

第四步:区域地质灾害期望损失评估

地质灾害危害强度显示了地质灾害的可能破坏损失水平。根据地质灾害的成灾构成,可以这样认为:具有相同等级危害强度地区的地质灾害期望损失大致处于同一水平;在同一危害强度区(亚区、小区)内的地区,具有基本一致的成灾环境,而且分区级次越小,其共同特征越突出。

基于这一认识,在地质灾害危害强度分级、分区的基础上,选择不同等级,不同级区的评价单元为样本,进行专门性调查,在此基础上采用面评估的方法进行期望损失评价,取得代表成果后,采用比拟方法确定其他非典型单元的期望损失,然后将各单元损失累加,即得出评价区的灾害期望损失。与此同时,根据单元损失变化和成灾背景,可进一步分析评价区期望损失分布特点,并研究其形成条件。

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