遂寧城市地質災害危險性評價

孫書勤 黃潤秋

(成都理工大學“地質災害防治與地質環境保護”國家重點實驗室,成都610059)

科學技術的飛速發展,把人類帶入前所未有的物質文明的同時,也給人類環境帶來深重的災難,威脅到人類的生存與發展[1]。

四川省遂寧市素稱“川中重鎮”,是一座具有悠久文化歷史的城市。1985年撤縣建市以來,經濟發展取得了長足進步,城市規模得到飛速發展[2]。隨著城市經濟的發展,人口的增長,城市空間的拓展,對土地、水資源、地下空間等資源開發強度的增大,一方面帶來的城市環境地質問題日顯突出,另一方面使城市發展規劃所需的環境地質資料嚴重缺乏。

因此,調查地質環境條件和主要環境地質問題及帶來的社會經濟影響、損失,進行城市地質環境綜合評價和功能區劃,提出防治對策建議,為國土開發與整治、城市規劃、建設、管理和社會公眾對地質環境信息的需求服務是目前的一項重要任務[3]。

1 環境地質背景

遂寧市位于四川盆地中部,地處涪江中游,以紅層丘陵構造剝蝕地貌為主,地形西北高東南低,呈波狀緩傾。該區域屬川中亞熱帶溫暖濕潤氣候區,季風氣候顯著,多年平均降水量為927.5 mm,區內溪河眾多,均為季節性河流,河短水急,呈不對稱樹枝狀,構成涪江水系。涪江由北而南貫穿全境,流程 67 km,流域面積 128.89 km2。區內出露地層有中生界侏羅系上統遂寧組(J3s)、中統沙溪廟組()及第四系中更新統和全新統(Q4al,Q2+3gl)。該市位于新華夏系第三沉降帶川中褶皺帶內。主要構造形跡為近東西向展布,未見大的斷裂,褶皺寬闊平緩,地層傾角小于5°。城區地震基本烈度小于Ⅵ度,地下水類型為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水(表1)。

2 地質災害危險性評價

2.1 地質災害易發程度評價

根據遂寧市城市地質災害形成的地質環境條件、發育分布特征等方面分析,確定以下致災因子[5](圖1)。

其中地形地貌、地層巖性和地質構造控制了地質災害的發生與發展,尤其是地形地貌。它決定了地質災害發生的動力大小和能量轉化條件、松散碎屑物質的堆積和成災可能性及地質災害發育分布的區域特征。降水、河流沖刷及人類工程活動等因素對地質災害的發生、發展起促進和誘發作用。

表1 地下水類型及基本特征Table 1 Groundwater types and essential characteristics

圖1 影響因素與致災因子分析框圖Fig.1 Analysis frame map of influential factors and disaster-causing factors

依據遂寧市地質災害形成的地質環境條件、發育現狀特征及人類工程活動強度,并結合該城市的實際情況,按照地質災害形成的地質環境條件差異性,將研究區劃為3個評價單元(表2)。

從表2可看出,該城區的地質災害類型主要為滑坡。根據對區內典型滑坡形成的工程地質條件的綜合分析,選取主要致災因子進行易發影響程度分級,每個因子量值的大小決定其影響程度的大小(表3)。對該區劃分的各評價單元進行賦值(表4),然后采用“綜合性指數評價模型”對滑坡易發性進行綜合評價[6]。其數學表達式為：

表2 評價單元劃分表Table 2 Division of evaluation cells

根據表4知遂寧市城區地質災害易發程度可劃分為中易發和低易發2個大區,無高易發區和不易發區。其中第1大區又分了2個亞區,各區名稱按地理位置+地貌類型+災害類型進行命名(表5)。各區分布及主要特征見表6及圖2。

2.2 地質災害易損性評價

易損性是指受災體遭受地質災害破壞機會的多少與發生損毀的難易程度。地質災害易損性評價指標體系由生命損失、經濟損失、社會損失和資源與環境損失4個部分構成[7]。分區單元地質災害的經濟易損程度用易損性指數度量,公式如下：

其中 ：Yi為i單元的易損性值 ;xi1為i單元的人口密度(人/km2);xi2為i單元的財產密度(萬元/km2);xi3為i單元的社會損失指標(表7);xi4為i單元的資源與環境損失指標(表7);aij為i單元的損失值(表8)。指數值越大,則社會經濟易損程度越高。

表3 滑坡易發程度量化評分取值表Table 3 Digitalization of slip susceptible degree

表4 評價單元滑坡易發程度量化評分取值計算表Table 4 Digitalization of slip susceptible degree in evaluating cells

表5 研究區地質災害易發程度分區表Table 5 Zoning of geological disaster susceptible degree in research area

圖2 地質災害易發程度分區圖Fig.2 Zoning of geological disaster susceptible degree

表6 地質災害易發分區評價表Table 6 Evaluation table of geological disaster susceptible degree

表7 社會損失和資源與環境損失指標取值表[1]Table 7 Valuing of losing indices of society,resource and environment

表8 損失率查值表Table 8 Checking data of loss ratio

分區單元的易損性值歸一化指數計算公式：

式中：Yjmax為 j因子損失最大值。根據Y損ij的大小將i單元j因子易損程度分為4級(高易損);(中易損);0.25～0.50(低易損),(不易損)。評價單元易損程度根據表9取值,該表是對研究區所屬單元進行社會經濟易損性信息提取和數字化后得到的。

綜合上述信息并將結果疊加用1,2,3,4,5數值表示,當有兩種以上高易損因子重疊時,則取值為5;同時在計算機上用Surf等軟件自動生成等值線,其結果可定量化地綜合反映出城市地質災害社會經濟易損程度(表10)。

表9 社會經濟易損程度取值表[1]Table 9 Digitalization of vulnerability grade ofsocial economy

表10 社會經濟易損性表[1]Table 10 Vulnerability of social economy

根據城區內人口分布密度、城市布局及設施分布的差異性,將研究區劃分為7個評價單元(圖3),根據表9、表10對評價單元進行賦值,其計算結果見表11。

2.3 地質災害危險性評價

2.3.1 地質災害危險性指數計算

根據城市地質環境分區單元的易發性和易損性,計算出每個單元的地質災害危險性指數[8]：

式中：W危為評價單元的地質災害危險性指數;為評價單元的地質災害易發性指數;為評價單元的地質災害易損性指數;a1為地質災害易發性指數的權重為地質災害易損性指數的權重。

2.3.2 地質災害危害程度分級

地質災害危害程度按表12進行分級[9]。

2.3.3 歷史地質災害危險性評價

根據各評價單元地質災害的穩定狀況、危害對象及危害程度,參照表13[10],通過研究對比得出遂寧市歷史地質災害危險性分級表(表14)。

圖3 地質災害易損程度分區圖Fig.3 Zoning of geological disaster vulnerability

2.3.4 潛在地質災害危險性評價

潛在地質災害的危險性是指具有災害形成條件,但尚未發生地質災害的地質體所具有的災害危險性。這類地質體的地質災害易發程度越高,危害程度越大,危險性就越大,由此可能造成的災害損失也就越嚴重。根據受地質災害威脅人數及潛在經濟損失考慮,對比表13對遂寧潛在地質災害危險性進行分級(表15)。

2.3.5 地質災害危險性分區

采用歷史地質災害危險性評價和潛在地質災害危險性評價方法確定遂寧城市地質環境分區單元的災害危險性等級,分析研究與其他地質災害危險性指數的關系,確定城市地質災害危險性等級的災害危險性指數分界值。根據災害危險性指數和每個單元的地質災害程度進行遂寧城市地質災害危險性分區(表16,圖4)。

表11 地質災害易損性評價表Table 11 Evaluation of geological disaster vulnerability

表12 地質災害險情(災情)程度分級標準表Table 12 Standard of classification for risk grades of geological disaster

表13 歷史地質災害體危險性分級表Table 13 Classification of history geological disaster risk

表14 遂寧市歷史地質災害危險性分級Table 14 Classification of history geological disaster risk in Suining

表15 遂寧潛在地質災害危險性分級Table 15 Classification of potential geological disaster risk in Suining

表16 遂寧市地質災害危險性評價表Table 16 Evaluation of geological disaster risk in Shuining

圖4 地質災害危險性評價圖Fig.4 Evaluation map of geological disaster risk

3 結論

a.遂寧市地貌類型以河谷平壩和丘陵地形為主,地勢較為開闊平緩;出露第四系沖積成因的黏性土、砂礫卵石層及侏羅系砂泥巖層;地質構造為寬緩褶皺,斷裂不發育,地震活動性弱,基本烈度Ⅵ度,區域地殼穩定。

b.城區地下水類型有第四系松散巖類孔隙水和紅層基巖裂隙水。前者主要儲集于涪江一級階地和漫灘中,分布面窄,范圍小。后者水位埋藏淺,厚度小,分布普遍,但富水性差。涪江東部富水性較西部強。

c.該城區地質災害主要有滑坡、潛在不穩定斜坡。已查明滑坡4處、潛在不穩定斜坡1處。分布在西山斜坡帶、建房和公路切坡處。區內地質災害是由斜坡地層巖性、土壤植被、地形地貌、氣象水文、人類工程活動等多種因素綜合作用的結果,特別是降雨、人類工程活動對各類地質災害起到了促進、引發的作用。

d.根據地質災害易發程度將評價區劃為：地質災害中等易發區,包括涪江以西構造剝蝕侵蝕丘陵滑坡地質災害中易發亞區,涪江以東構造剝蝕丘陵滑坡地質災害中易發亞區;地質災害低易發區,即涪江侵蝕堆積河谷平壩地質災害低易發區。

e.根據歷史地質災害危險性評價法和潛在地質災害危險性評價法,本研究區被分為危險性大、危險性較大、危險性中等、危險性小4個區。

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