地质灾害量化指标
『壹』 —、地质灾害危险性综合分区评估原则与量化指标的确定
(一)地质灾害危险性综合分区评估原则
地质灾害危险性综合评估原则内,应依据地质灾害危容险性现状评估、预测评估结果,充分考虑地质环境条件的差异,基于管道工程及邻近可能危及工程安全的地质灾害及其灾害隐患点的分布、危害程度、危险性,确定判别区段危险性量化指标;根据“区内相似、区际相异”的原则,结合拟建工程,划分出危险性大、中、小三级。如果同一区段各个灾种共生时,其地质灾害危险性等级按就大不就小,就高不就低的原则来划分。
(二)综合分区评估方法与量化指标的确定
评估方法首先以地质环境条件为背景,以拟建工程沿线地质灾害灾种数(种)、灾害点平均密度(个/km)、灾害分布长度比例(m/km)等三个量化指标,结合预测评估确定的危害程度和危险性大小,定性与半定量相结合确定拟建工程沿线地质灾害危险性等级。量化指标取值标准列于表9-18中。
按表9-18的标准,先作地质环境条件分段,进行灾种、灾害点密度、灾害点线密度统计,进行危险性等级初步划分,既要符合标准,又要切合实际,充分体现出“区内相似,区际相异”、“就大不就小”的评估原则。
表9-18 地质灾害危险性分级量化指标
『贰』 地质灾害的易发性评价指标与危险性的评价指标的区别
易发性评价是指地质灾害发生的可能性大小的预测;而危险性评估是内指地质灾害容发生的可能性及危害性大小,重点是危害性大小的预测。至于评价指标的问题,由于不同的地质环境条件会引发不同的地质灾害,所以,针对不同灾种所需的评价指标是不同的,不好一句两句可以解释清楚,具体可以参考国土部的《建设用地地质灾害危险性评估技术要求》,希望能帮到你!
『叁』 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。
『肆』 (三)评价指标体系的分级与指标量化
正确选择评价指标是客观反映地质环境质量优劣的基础,评价指标体系是由若干个单项指标组成的层次分明的有机整体。目前多数地质环境质量分级采用逻辑信息分类法和特征分析法,将地质环境质量分为三类、四类、五类等,相应于各评价因子的指标量化分级。本书根据胶东半岛地质环境现状以及相关标准将地质环境质量划分为四类:优等(Ⅰ)、良好(Ⅱ)、一般(Ⅲ)、较差(Ⅳ)。详见表3-4。地质环境质量分级主要考虑了地质环境背景条件、区域环境地质问题和人类工程活动三个方面,具体的评价标志为:
表3-4 胶东半岛地质环境质量分级与对应评价指标取值
地质环境质量优等区。地质环境背景条件良好,开发程度较弱,环境地质问题与地质灾害少,人类工程活动微弱。
地质环境质量良好区。地质环境背景条件较好,环境地质问题与地质灾害局部分布且强度较弱,人类工程活动较少,地质环境破坏程度低。
地质环境质量一般区。地质环境背景条件一般,开发程度中等,环境地质问题与地质灾害有不同程度的分布,但发育强度较弱,地质环境破坏程度较高。
地质环境质量较差区。地质环境背景条件差。环境地质问题与地质灾害分布普遍,局部地段地质环境破坏强烈。
地质环境质量评价指标量化是在地质环境质量分级的基础上,通过对胶东半岛地质环境的各种影响因素和因子进行数据统计和分析,确定因子最优和最差两个极限值,按照各评价因子对地质环境的影响程度,以递减规律进行取值来实现对指标的量化分级。
『伍』 地质灾害易发性评价指标与地质灾害危险性评价指标是什么
地质灾害易发性评价指标有:
①地质灾害影响因素(形成条件)。
②地质灾害影响因素的权重。
地质灾害危险性评价指标:
①灾情大小。
②险情大小。
参见中国地质灾害风险评价新方法。
『陆』 评价指标的确定和量化途径
一、相关因素分析和评价指标的确定
在充分考虑各种因素的基础上,选取了地形地貌、工程地质岩组、斜坡结构、地质灾害发育现状、地壳稳定性、微地貌类型(地形与铁路设计高程间的高差)、人类工程活动、降水量(主要考虑垂直降水量的差别)、与沟谷间的距离等作为评价指标。
1.地形地貌
丽江-香格里拉段在地貌上属构造剥蚀高中山、构造侵蚀高山区,地势总体西北高东南低。地面高程多在2500~5000 m,最高峰为丽江北西的玉龙雪山,主峰扇子陡高程5596 m,最低处为丽江以北白马厂一带金沙江河谷,高程约1570 m。河流和山脉的延伸方向与构造线方向基本一致。地形地貌对工程地质条件的影响(地质环境因素)主要体现在地形坡度、坡向和高程3个方面,丽江-香格里拉段地面高程分布和地形坡度分布特征见图13-3和图13-4。
2.工程地质岩组
丽江-香格里拉段地层从古生界到新生界,除白垩系、侏罗系外均有出露。按照不同岩性的结构以及工程地质特性的差异,划分为4类工程地质岩组(图13-5)。
(1)松散第四系土石类:主要为第四系不同成因的粘性土、砂类土和卵漂石(碎石)层,以及坡积、残坡积碎石土,少量湖相沉积物,厚度分布不均,多呈松散结构。主要分布于丽江盆地、中甸-小中甸盆地、河漫滩阶地及山前地带等。
(2)软弱岩组:主要包括弱胶结的冰川堆积物,奥陶系、志留系片岩以及弱胶结的断裂带碎裂岩。研究区内碳酸盐胶结的冰碛物———冰碛(冰水)砾岩,单轴抗压强度可达10~14 MPa,属于软岩范畴,主要分布在玉龙雪山西麓仁河沟、中义沟和新联沟两侧。该区断裂破碎带范围一般为20~50 m,部分达100 m,断裂带内碎裂岩属于软弱岩体。
图13-3 丽江香格里拉段地面高程分布特征图
图13-4 丽江香格里拉段地形坡度分布图
图13-3 丽江香格里拉段工程地质岩组图
图13-6 丽江香格里拉段斜坡结构类型划分图
(3)较坚硬中厚层状砂板岩、玄武岩岩组:主要为二叠系玄武岩,三叠系、奥陶系砂板岩和千板岩、片岩,寒武系粉砂岩、板岩,古近系砾岩、砂岩,区内喷出岩以及虎跳峡地区不明时代变质岩等大部分呈层状分布,力学性质较好。该类工程地质岩组在丽江-香格里拉段分布较广,除盆地外的其他区域均有分布,且以北部分布较多。
(4)坚硬块状碳酸盐岩岩组:主要为泥盆系、石炭系灰白色、深灰色大理岩,少量灰岩、泥灰岩,三叠系和二叠系石灰岩,该类岩石单轴抗压强度50~80 MPa。分布较广,分布面积仅次于较坚硬中厚层状砂板岩、玄武岩岩组,在虎跳峡峡谷区、玉龙雪山及其西南部分布较多。
3.斜坡结构
丽江-香格里拉段斜坡结构类型大致可以分为:顺向坡、反向坡、横向坡和平坡(图13-6)。
顺向坡(岩层倾向与坡向交角<45°):主要由二叠系片理化玄武岩和三叠系板岩组成,在区域上主要分布在虎跳峡镇至小中甸镇的214国道边坡。由于公路和河流顺岩层走向或与岩层走向呈小夹角延伸,在人工开挖和河流冲刷坡脚作用下,边坡崩塌和滑坡多见。
反向坡(岩层倾向与坡向交角在135°~225°之间):反向坡的总体稳定性较好,多分布在顺向坡沟谷的对岸。
横向坡(岩层倾向与坡向交角在45°~135°或225°~315°):在区内普遍发育于二叠系玄武岩,三叠系玄武岩、砂岩和板岩中,以及泥盆系碳酸盐岩中。总体上,横向坡稳定性较好。
平坡:主要是指第四系堆积物组成的边坡,包括河流堆积、崩积、坡积、湖相沉积、冰川堆积等。之所以将第四系堆积物组成的边坡单独列出,主要是因为该类边坡分布较广,在丽江盆地、中甸-小中甸盆地、大具盆地、金沙江河谷两岸以及忠义沟、仁河沟和新联沟等都有分布。
4.地质灾害发育程度
野外地质调查表明,丽江-香格里拉段的主要地质灾害类型包括崩塌、滑坡和泥石流等。
崩塌:区内崩塌灾害主要发育于金沙江两岸及其支流深切谷地,在玉龙雪山和哈巴雪山等高山顶部陡峭地区也较为常见。
滑坡:区内滑坡规模以中小型为主,少数为大型甚至特大型,多见于金沙江沿岸及支流地区。根据滑坡体的物质组成又可分为:残坡积物滑坡、粘性土(残积粘土和湖相粘土)滑坡、岩质滑坡及复杂斜坡体等。
泥石流:区内泥石流以暴雨型最为突出,夏秋季泥石流较多,其中6~9月份发生的泥石流约占94.1%。丽江-香格里拉段受泥石流影响的区域主要集中在金沙江沿岸及其支流地区。
5.地壳稳定性
地壳稳定性对重大工程选址具有重要的影响。为了避免与外动力地质因素的重复,在评价中地壳稳定性因素重点考虑了活动断裂的活动强度和潜在震源区的分布情况。滇藏铁路丽江-香格里拉段途经的主要活动断裂带有:丽江-剑川断裂带、龙蟠-乔后断裂带、哈巴-玉龙雪山东麓断裂带、丽江盆地东缘断裂带、中甸断裂带、小中甸-大具断裂带、中甸-海罗断裂带等,活动断裂特征及其对铁路的影响评价标准见表13-1和表13-2。丽江-香格里拉段位于中甸-大理控震构造带内,可划分为剑川强震源区,丽江-大具、中甸-小中甸、大具-哈巴等3个中等震源区,以及虎跳峡-龙蟠和天生桥2个弱震源区。
6.微地貌类型
地势的起伏对铁路建设具有很大的影响,地面高程和铁路设计高程之间的高差可以从侧面反映工程建设的难易程度。丽江-香格里拉段铁路设计高程为2080~2010 m,铁路通过区地势最大相对高差可达4300 m。
表13-1 研究区主要活动断裂特征和分级
表13-2 活动断裂对铁路影响评价标准简表
7.人类工程活动
人类工程活动对工程的影响主要表现在不合理的开挖、填方、工程爆破和建筑荷载等方面。由于人类工程活动的复杂性和不确定性,本次采用拟建铁路与现有公路和村镇之间的距离来反映人类工程活动对铁路规划的影响,属于外部影响因素。
8.降水量
降水量对岩土体稳定性具有较大影响。由于丽江-香格里拉段规划区范围较小,区内降水量的差异主要在于垂直降水量,即在雪线以上降水主要以降雪为主,雪线以下以降雨为主。
9.与沟谷之间的距离
丽江-香格里拉段主要途经金沙江及其支流(图13-8)。河流的发育为崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害的发生提供了足够的临空面,距河流(冲沟)的远近与地质灾害的分布具有一定的相关性。此外,与沟谷之间的距离也是反映铁路附近沟谷岸坡易冲性的一个指标。
二、评价指标的量化途径
在上述评价指标确定后,充分利用GIS技术强大的基础数据处理和空间分析功能,在ArcGIS 9.2平台上形成专题图,包括:地形坡度文件(BD_slope)、工程岩组文件(Rock_GRID)、斜坡结构类型区文件(Str_GRID)、地质灾害发育程度文件(Geohazard_GRID)、潜在震源区文件(Earthquake_GRID)、活动断裂文件(Fracture_GRID),微地貌类型文件(Elevation_GRID)、工程活动文件(Engineering_GRID),降水量栅格文件(Rain_GRID)、水系距离分析文件(Distance to River)。
图13-7 丽江-香格里拉段主要活动断裂分布与影响范围图
图13-8 丽江-香格里拉段主要活动河流分布与影响范围图
基于上述专题图层,对于能够直接量化的指标,可以在矢量化的专题图层提取相应的数据信息,然后对指标进行等级划分并赋值;对于不能直接量化的指标,采用评分比较的方法,根据平面分布特点进行分区划分等级并赋值。以上可获得各评价指标的单因素等级量化结果。
ArcGIS的空间分析模块主要是基于栅格数据模型的,根据丽江-香格里拉段铁路规划区范围和工程地质条件,将栅格大小定为50×50 m,将面积6621.5 km2的规划区划分为2648600个栅格单元,将上述单因素等级量化结果离散成栅格数据,即可得到用于叠加分析的地形坡度因子、工程地质岩组因子、斜坡结构类型因子、地质灾害发育程度因子、潜在震源区因子、活动断裂因子、微地貌类型因子、工程活动因子、降水量因子和沟谷距离因子。
『柒』 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
『捌』 地质灾害灾情评估体系
一、地质灾害灾情评估内容
地质灾害灾情评估是用经济学的理论方法对地质灾害进行调查、统计、分析、评价的工作。
从一般意义上说,经济评估的范围应该包括灾害全部过程和各个方面的情况。但是,不同目的的经济评估,其侧重点不同。以灾害管理服务为中心的经济评估,主要内容是灾害破坏损失情况。然而对灾害破坏损失的分析评价不能孤立地进行,必须在分析灾害背景条件基础上,深入调查和研究灾害的活动强度以及受灾体破坏损失情况,才能核算灾害经济损失,确定灾度等级或风险等级。
根据地质灾害经济评估过程,将孕灾的自然条件和灾变程度分析称为危险性评价,其基本任务是分析地质灾害的活动条件,确定灾害活动强度(规模)、频度、密度、危害范围;将孕灾的社会经济条件和受灾体分析称为易损性评价,其基本任务是划分受灾体类型,统计分析受灾体损毁数量、损毁程度、核算受灾体损毁价值;将灾害对人民生命财产所造成的损失分析称为损失评价,其基本任务是核算人口伤亡和经济损失程度,评定灾度等级或风险等级。地质灾害经济评估的大致步骤是:危险性评价和易损性评价→损失评价。其中危险性评价和易损性评价是灾情评估的基础,损失评价是灾情评估的核心。
二、地质灾害灾情评估类型
地质灾害灾情评估有多种类型。根据地质灾害评估时间,分为灾前预评估、灾中跟踪评估、灾后总结评估。其评估目标虽然基本相同,但评估特点和方法不完全一致。
灾前评估是对一个地区或一个潜在的地质灾害事件的危险程度和可能造成的破坏损失程度的预测性评价。它的目的除了为减灾决策和防治工程提供依据外,还可以对地区经济发展规划、城市建设规划以及土地资源合理开发利用等提供参考依据。由于地质灾害,特别是崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害是具有很大不确定性的随机事件,所以一般采用风险分析方法核算灾害的期望损失,据此评价灾害的风险水平。其具体方法和过程是:在分析地质灾害历史活动程度和形成条件的基础上,通过危险性评价,确定地质灾害事件的发生概率和成灾范围;通过易损性评价,核算危害区内各种受灾体的数量和可能损毁程度;通过损失评价,核算灾害的期望损失,划分风险等级。
灾中跟踪评估和灾后总结评估都是在灾害发生以后,对已经出现的灾情进行调查、统计、分析,其主要目的是为及时、有效地进行救灾、抗灾提供依据。灾中跟踪评估是对那些规模巨大、破坏严重、成灾活动有一定时间过程的地质灾害进行适时评估。其基本要求是,在灾害发生后的一定时限内,迅速对灾情做出首次评估;随着灾害的发展,每隔一段时间,及时将最新灾情做出适时评估;直至最后灾害过程结束后再做总结评估。灾后总结评估是指在灾害过程结束以后,对灾害情况进行的全面评估。灾中跟踪评估和灾后总结评估的基本方法是调查、统计,对于灾害规模较小,成灾范围有限的地质灾害,一般通过全面调查获得灾情要素;对于成灾范围较大,受灾体数量很多的地质灾害,可以采用抽样调查统计方法实现灾情评估。
根据地质灾害灾情评估范围或面积,将地质灾害灾情评估分为点评估、面评估、区域评估。
点评估是指对一个地质灾害体或一个具有相同活动条件和特征的相对独立的灾害群的灾情进行的评估。如一个滑坡或滑坡群、一条泥石流沟或同地区紧邻发育的泥石流群等。点评估的范围一般不超过几十平方千米。其行政范围一般不超过几个乡(镇)或一个县(市)。面评估是对一个具有相对统一特征的自然区域或社会经济区域(如一个小流域或一个城市)进行的地质灾害灾情评估。评价区面积一般从几十平方千米到几千平方千米。其行政范围一般为一个县(市)或几个县(市)。由于进行面评估的地区都是地质灾害危害比较严重的地区,所以地质灾害一般有几十处或几百处,而且常常不是一种地质灾害,而是几种地质灾害的综合评估。区域评估是指跨流域、跨地区的大面积的地质灾害灾情评估。其评估范围为一省或几省乃至全国区域,面积达几万到几百万平方千米。区域评估区内灾害点成千上万,常常难以准确计数,涉及的灾种几乎包括所有类型的地质灾害。
不同范围地质灾害灾情评估的目的、基础、途径和方法不尽一致。点评估的对象是具体的单一的地质灾害体或灾害事件,通过评估能比较准确地量化它的损失水平和风险程度,为具体的防治工程提供依据。点评估是在对灾害活动条件和受灾体易损性进行深入研究的基础上进行的,其基本手段除了专门性调查统计外,还需要进行必要的测试和实验。它所使用的各种指标以及得出的不同层次的评价结果,基本上达到绝对的量化程度。面评估的目标是认识一个有限地区的地质灾害的破坏损失程度或风险水平,其意义除了指导灾害防治工程外,还将为地区规划和资源开发提供依据。面评估的基本内容与点评估基本一致,仍然是危险性评价、易损性评价和损失评价。但其所采取的调查方法一般限于全面调查统计,辅以必要的重点深入调查;所使用的指标和各层次的评价结果虽然达到绝对量化程度,但精度要低于点评估。区域评估的目标是对大面积区域性地质灾害的破坏损失或风险程度进行评价,其意义是为宏观减灾决策和区域经济规划提供依据。区域评估仍以危险性评价、易损性评价和损失评价为中心内容,采取的基本方法是区域性调查和相应的统计分析;所使用的指标和各层次的评价结果一般达到相对的量化程度;所取得的评价结果主要体现在风险区划上。
综合上述,将点评估、面评估、区域评估的基本特点总结见表3-2-1。
表3-2-1 地质灾害评估范围分类及其特征表
三、地质灾害灾情评估体系
总结本节以上内容,根据评估时间,地质灾害灾情评估分为灾前预评估、灾中跟踪评估、灾后总结评估;根据地质灾害灾情评估范围分为点评估、面评估、区域评估;各种类型灾情评估的基本内容为危险性评价、易损性评价、损失评价。这些结合在一起,构成了立体的地质灾害灾情评估体系,反映了地质灾害灾情评估的总体构成(图3-2-1)。
鉴于灾中跟踪评估和灾后总结评估基本上属于灾情统计范畴,可以应用一般统计原理和方法进行分析评价。故本章在对历史地质灾害灾情进行统计评价的基础上,重点研究灾前预评估的理论与方法。
图3-2-1 地质灾害灾情评估体系示意图
『玖』 评价指标的选择和量化途径
一、评价指标的选择
区域地壳稳定性是区域地壳现代活动程度的综合反映,它受地质构造、地震活动、地形变场、地应力场、大地热流场、崩滑流地质灾害以及场地地层岩性和岩体结构等诸多因素的控制。因此,在区域地壳稳定性综合评价过程中,指标的选择既要能够较好地反映上述因素,又要做到指标尽可能定量化,还要尽可能地避免因素或指标之间的重叠,这也是地学问题定量化的难点之一。鉴于此,结合研究区特点和相关指标获取的可行性,针对上述影响因素分别选用了相应的评价指标:地质构造因素主要采用断裂级别、活动时代和活动速率3项指标来反映,地震活动采用潜在震源区及其地震震级表示,岩性和岩体结构特征采用区域工程地质岩组表示,地应力场采用地应力累积量表示,地形变场主要采用垂直应变梯度表示,大地热流场采用地温变化梯度或温泉的近地表温度表示,崩滑流地质灾害因素采用地质灾害易发程度表示。根据各类指标的特点,经过适当量化,形成研究区地壳稳定性综合评价的指标体系(表9-4)。
表9-4 地壳稳定性评价指标体系一览表
二、评价指标的量化途径
众所周知,地质要素有的是可以定量表示的,有的是描述性的,不可能用绝对的数值来定量表示,只能采用半定量的办法来反映它们在不同地段的差异。因此,目前地质研究的定量化实际上还处于半定量-定量阶段。随着研究程度的不断深化,定量程度将不断提高。按照上述指导思想,我们以滇藏铁路沿线地壳稳定性评价为目标,对影响区域地壳稳定性的各类因素(指标)进行量化,评价指标的量化和最终的评价分析在ArcGIS 9.2软件平台上完成。在量化过程中,对于能够直接量化的指标,如地应力值、垂直应变梯度、地温梯度等,先绘出等值线,然后进行不同级别的划分。对于不能直接量化的指标,采用评分比较的方法,根据平面分布特点,进行分区划分等级。
(一)活动断裂
1.断裂规模
根据断裂切割深度可以将断裂划分为岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断裂4个级别,其中岩石圈断裂和地壳断裂属于深部构造,对地壳稳定性具有一定的控制作用,它们在空间上通常表现为构造缝合带。在量化过程中,断裂按切割深度划分4个等级,分别给予赋值或评分:①岩石圈断裂,赋值9~10分;②地壳断裂,赋值7~8分;③基底断裂,赋值4~5分;④盖层断裂,赋值<3分。不同断裂影响区相交区域的分值,采取就高不就低的原则,并对叠加区适当调高分值。一般地,随着与断裂带距离的增大,受到影响的程度逐渐降低,因此,沿断裂带向周围可以划分出不同影响程度的条带,划分为高、中、低3级,分别按100%、60%、30%向外围递减,条带宽度分别采用距断层线5 km、10 km、20 km;对于活动的基底断裂和盖层断裂,条带宽度可以分别取2.5 km、5 km、10 km。由此可以得到活动断裂规模的量化结果,也就是基于GIS评价中的一个图层(图9-2)。
图9-2 活动断裂稳定性综合分区
2.断裂活动时代与活动速率
断裂活动时代的量化是在活动断裂研究的基础上获得的,时代越新说明其活动性越强,其可以与断裂活动速率一起考虑。研究区范围内拥有157段规模不同的断裂,其中51段有活动速率记录,速率范围:1.5~10.5 mm/a,其中绝大多数集中在1.5~5.7 mm/a,仅有一条断层的活动速率为10.5 mm/a,因活动速率记录数据不完整,测量位置和测量方法存在差异,可靠性不是很强,在大区域的地壳稳定性评价中活动速率仅作为活动时代赋值的参考因素。因此,采用断裂活动时代为主,活动速率为辅的方式,获得断裂活动强度的指标。按断裂活动时代划分为4个等级,分别赋值:①晚更新世-全新世断裂,赋值8~10分;②早-中更新世断裂,赋值5~7分;③推测活动断裂,赋值3分。④无活动断裂,赋值0分。取前3项两侧各20 km作为活动断裂的影响区,影响区相交区域的分值取高不取低。
3.活动断裂综合量化
将断裂规模和活动强度2个指标根据空间位置按权重进行叠加,其中断裂规模权重取0.4,活动强度权重取0.6。将加权叠加的结果拉伸到0~10分范围内,分别取2.5、5、7.5作为阈值,将活动断裂对区域地壳稳定性的影响程度综合划分为4级(图9-2)。
(1)强,赋值10分;(2)较强,赋值6分;
(3)较弱,赋值3分;(4)弱,赋值1分。
(二)地震活动
地震活动可以用不同的方式进行表述,通过历史地震分析和地震构造研究,我们编制了滇藏铁路沿线潜在震源区划分图,在此基础上,将研究区地震活动强度划分为4个等级(图9-3)。
图9-3 研究区地震活动强度分区图
(1)地震震级Ms>7.0或地震烈度I≥X度区,赋值9~10分,包含研究区范围内的7.5级,8级地震区,分别赋值9分和10分;
(2)地震震级6.0≤Ms≤7.0或地震烈度I=Ⅷ,IX度区,赋值6~8分;包含研究区范围内的6级,6.5级,7级地震区,分别赋值6分、7分和8分;
(3)地震震级5.0≤Ms<6.0或地震烈度I=Ⅶ度区,赋值5分;
(4)地震震级Ms<5.0或地震烈度I≤VI度区,赋值1分。
(三)地应力积聚强度分级
现今地应力集中程度主要按照有限元数值模拟结果,选择最大剪应力作为评价指标,将其分为4级,分别给予赋值(图9-4)。
(1)高值区,最大剪应力值大于15MPa,赋值8~10分;
(2)较高值区,最大剪应力值大于10~15MPa,赋值6~7分;
(3)中等区,最大剪应力值大于5.0~10MPa,赋值3~5分;
(4)低值区,最大剪应力值小于5.0MPa,赋值<3分。
图9-4 研究区最大剪应力场分区图
(四)地应变梯度分级
由于活动断裂主要考虑了水平位移,为尽可能避免指标间的重叠,主要选取垂直应变梯度指标来反映地应变的变化(图9-5),按照垂直应变梯度大致可以划分为4级,分别给予赋值。
图9-5 研究区垂直应变梯度等级分区图
(1)高值区,垂直应变梯度>0.06 mm/km,赋值9~10分;
(2)中值区,垂直应变梯度0.04~0.05 mm/km,赋值7~8分;
(3)低值区,垂直应变梯度0.02~0.03 mm/km,赋值4~6分;
(4)极低值区,垂直应变梯度<0.02 mm/km,赋值1~3分。
(五)大地热流场
地温变化梯度可以反映大地热流场,但由于研究区可以获得的地温参数不统一,且通过对比分析,研究区温泉的近地表温度等值线与地温变化梯度变化基本一致,因此可以采用温泉的近地表温度等值线替代地温变化梯度,生成地温分区图(图9-6),然后根据温泉近地表温度划分级别,并分别给予赋值。
图9-6 研究区地温场分区图
(1)高值区,温泉近地表温度75~100℃,赋值10分;
(2)中值区,温泉近地表温度50~75℃,赋值8分;
(3)低值区,温泉近地表温度25~50℃,赋值6分;
(4)极低值区,温泉近地表温度<25℃,赋值4分。
(六)岩性特征
根据研究区工程地质岩组分布特征,将其分为4个级别(图9-7),并按照不同岩类给予赋值(表9-5)。
表9-5 主要岩性特征及分级评分表
图9-7 研究区地质体工程地质性质分级图
(1)极差,赋值8~10分,包括断层带、蛇绿岩、碎屑杂岩、各类特殊岩体以及新近纪(N)地层;
(2)差,赋值5~7分,包括古近纪(E)碎屑岩、以泥岩为主的软硬相间岩层,白垩系(K)、侏罗系(J)、三叠系(T)中有煤的软弱地层、坡度陡峭地带的第四系(Q);
(3)中等,赋值2~4分,包括碳酸盐岩、片麻岩、火山岩、厚层砂岩为主的岩性分布区,二叠系(P)和三叠系(T)分布的大部分地区,平缓地带的第四系(Q)地区等;
(4)好,赋值1分,主要包括各种花岗岩岩体,沉积岩中的侵入体,如闪长岩脉(γ)、花岗岩脉(δ)等。
(七)地质灾害易发程度
研究区崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害非常发育,是影响地面建筑物稳定性的重要因素。在前人资料分析和地质灾害调查的基础上,将崩塌、滑坡、泥石流地质灾害易发程度作为评价因素之一,并尽可能考虑其与内动力作用的相关性,也按照4个等级分别给予赋值(图9-8)。
(1)高易发区,主要位于山区及强烈差异升降带,发育有大规模滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害,赋值10分;
(2)较高易发区,发育较小-中等规模的滑坡、崩塌、地裂缝、泥石流,赋值8分;
(3)中等易发区,主要发育各种小型地质灾害,赋值6分;
(4)低易发区,基本无地质灾害但属于山区,赋值4分。
『拾』 地质灾害危险区划分与评价
地质灾害危险性分区是在地质灾害易发区基础上进行的。地质灾害的易发性代表了地质灾害是否具备形成条件和发生地质灾害的难易程度。而地质灾害的危险性则包括了地质灾害的活动程度、威胁的范围、易发程度和诱发因素,是地质灾害形成的可能性。仍然采用信息量法进行计算。
一、地质灾害危险性评价指标体系
控制和影响地质灾害形成的地质条件很多,但归纳起来主包括两方面的条件,即地质灾害形成的基础条件和诱发条件。依此,可建立地质灾害危险性评价指标体系(图6-12)。
1.地质灾害活动程度
地质灾害活动程度主要是指地质灾害活动的历史。在本次地质灾害危险性评价中,主要考虑地质灾害活动的点密度和面密度,将其作为地质灾害危险性分区的依据。但地质灾害活动的历史只能说明地质灾害的过去,而未来地质灾害活动程度怎样,危险性大小主要取决于地质灾害的形成条件及诱发因素。
2.地质灾害形成条件
地质灾害形成条件包括主要控制因素和影响条件。本次地质灾害危险性区划评价中主要选取斜坡结构类型、工程地质岩组、水文地质条件、斜坡几何形态、断裂构造和人类活动等条件。
3.地质灾害威胁范围
地质灾害一旦发生,其可能影响的范围,即存在地质灾害危险的范围。本次确定的地质灾害威胁范围主要包括易发区本身斜坡地带,同时也包括沟谷底部及河流、水库内的一定范围。
图6-12 地质灾害危险性程度评价指标体系图
4.地质灾害诱发因素
诱发因素是指能够使地质环境系统向着地质灾害发生的方向演化或者导致地质灾害发生的内动力和外动力地质作用。本区诱发条件主要包括地震、降雨和人类工程活动。但由于本区地震活动相对较弱,而且能够代表地震活动程度的地震烈度和地震动峰值加速度在县域内区别不大,因此本次危险性评价中未考虑地震活动的影响因素。参与评价的主要诱发因素为降雨和人类工程活动。
二、地质灾害危险性分区
1.评价指标的量化
危险性评价采用信息量法进行计算,用1:50000地形图提取基础地理信息,从遥感影像中提取植被图层,利用降雨量等值线图提取降雨指标,人类工程活动主要从地形图和灵台县发展规划中提取,得到各种评价指标的图层,根据实际调查资料可以获得地质灾害的点密度和面密度,并将这些指标引入GIS操作系统中。
2.基于GIS的信息量分析模型迭加计算
采用基于GIS的信息量分析模型进行迭加计算,通过计算诸影响因素对斜坡变形破坏所提供的信息量值,作为区划定量指标,既能正确地反映地质灾害的基本规律,又简便、易行、实用,且便于推广应用。计算原理与过程如下:
信息预测的观点认为,滑坡与崩塌等地质灾害的产生与否与预测过程中所获取信息的数量和质量有关,是用信息量来衡量的,即:
图6-13 灵台县地质灾害危险性分区图
依据地质灾害危险性分区结果,充分考虑地质灾害防治规划工作的开展,综合灵台县地貌、岩土特征、地质构造、年降雨分布规律及人类活动程度等特点,将灵台县滑坡、崩塌、泥石流灾害危险程度划分为地质灾害高危险区、中危险区、低危险区和极低危险区,根据地质灾害分布、组合特征又进一步划分为16个亚区(表6-4)。
4.危险性分区评价
(1)地质灾害高危险区(Ⅰ)
灵台县地质灾害高危险区面积232.49km2,占总面积的11.35%。包括6个地质灾害高危险亚区,即黑河北岸梁原乡横渠—付家沟—官村—朱家湾—杜家沟—景家庄子地质灾害高危险亚区(Ⅰ1)、黑河南岸梁原乡张家塬—温家庄—东门—朱家湾高地质灾害危险亚区(Ⅰ2)、达溪河北岸沿线地质灾害高危险亚区(Ⅰ3)、达溪河南岸中台镇—蒲窝乡—新开乡邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ4)、邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ5)和独店乡什字塬北部黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ6)。本区所处地貌单元主要为黄土梁峁沟壑区及黄土丘陵区。岩性主要为第四系黄土和白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,地表黄土覆盖厚度较大,黄土大都向冲沟倾斜。局部地形坡度较大,区内工程地质条件差,岩土层的表层风化较严重,本区人类活动比较强烈,沟谷边坡人口比较密集,人类活动对环境的改造极为强烈,主要包括建房切坡、开挖窑洞、修路等,人为活动诱发滑坡、崩塌的可能性较大。本区植被稀疏,以农作物为主,不利于水土保持。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈。在汛期遇暴雨和连阴雨天气容易形成滑坡、崩塌灾害。特殊的岩土条件和气象条件为地质灾害的形成提供了可能性。本区也是全县滑坡、崩塌地质灾害最严重的地区。
表6-4 地质灾害危险程度分区说明表
(2)地质灾害中危险区(Ⅱ)
灵台县地质灾害中危险区面积604.03km2,占总面积的44.12%,地质灾害为灾滑坡,崩塌、泥石流和不稳定斜坡。包括4个地质灾害中危险亚区,即黑河北岸梁原乡黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ1),黑河南岸-什字塬以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ2),什字塬以南-达溪河以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ3),达溪河南岸中台镇蒲窝乡新开乡邵寨镇广大黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ4)。本区岩性为第四系中上更新统黄土覆盖于白垩系砂砾岩、砂岩、泥岩基岩之上,厚度不等,在降水作用下容易沿黄土与基岩的接触面形成滑坡。区内人类工程活动相对较强,人口比较多。人类工程活动比较强烈主要表现是为各种目的而进行的切坡,加大了崩塌、滑坡的临空面。黄土层岩石风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈,沟坡多为阶状陡坡。在汛期容易形成滑坡、崩塌灾害。灾害点分布在村庄周围、公路沿线、河谷边坡地带。地质灾害一旦发生,危害较大。
(3)地质灾害低危险区(Ⅲ)
灵台县地质灾害低危险区面积912.48km2,占总面积的44.53%,地质灾害发育较少,危险性相对较小。包括6个地质灾害低危险亚区,即梁原乡王家沟黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ1)、黑河宽阔河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ2)、什字塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ3)、达溪河河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ4)、邵寨镇黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ5)、百里乡林场地质灾害低危险亚区(Ⅳ6)。本区黄土塬区及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好,地形平坦,虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害,百里乡林场区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,人类工程活动弱,地质环境相对优越,为地质灾害低危险区。