地区地质灾害风险评价与防治对策

地质灾害风险评估框架~

一、地质灾害风险评估
地质灾害风险评估，即分析不同强度的地质灾害发生的概率及其可能造成的损失，是对风险区发生不同强度地质灾害活动的可能性及其可能造成的损失进行的定量化分析与评估。地质灾害风险评估的目的是清晰地反映评估区地质灾害总体风险水平与地区差异，为指导国土资源开发、保护环境、规划与实施地质灾害防治工程提供科学依据。地质灾害风险区划是按计算的地质灾害期望损失值分成不同等级风险区，针对不同风险区的特点提出减少风险的各项对策。
根据地质灾害风险的构成因素，地质灾害风险评估主要应包括两个方面：一是危险性评估；二是易损性评估。滑坡风险分析（区域尺度）不仅可以识别现有承灾体的影响，还可以识别出与未来开发相关的潜在影响，这对未来开发决策具有指导意义。也就是说，地质灾害风险分析就是对滑坡灾害进行风险识别、风险评估、风险估计，回答“什么原因”、“在哪发生”、“什么时候发生”、“强度多大”、“频率多少”、“影响多大”、“风险水平是否可以接受”这些关键问题。并在此基础上优化组合各种风险管理技术，做出风险决策。对地质灾害实施有效的控制和处理风险所致损失的后果，期望以最小的成本换取大的安全保障。滑坡、泥石流等地质灾害风险总是与人类社会共存,人类社会所能做的工作，就是要降低滑坡、泥石流等地质灾害风险，进行风险分散和转移，将风险管理到一个可以接受的程度，而风险评估则是实现风险管理的关键。
在地质灾害风险计算的基础上进行风险评估，主要是判断存在的风险是否可接受，并制定风险处理选择方案或建议。一般将风险分为可接受水平、容忍水平或不可容忍水平。什么水平的风险是可以接受或容忍的，在很大程度上取决于当地生产力水平和防灾能力、心理预期、社会和文化价值取向等因素。比如在比较贫困落后的地区，所能接受的灾害风险水平要比相对富裕地区高。在风险高地区生活的人，所能接受的风险水平要比生活在低风险地区的人高。因此，在不同地区和不同人群，可接受的风险水平是不一样的。可接受的风险水平要综合考虑各种因素，进行风险-效益分析，最后得出权衡后的风险水平。香港特区政府岩土工程办公室将新开发坡体的可接受的个人风险定为1×10-5，对于已存在的坡体开发个人风险定为1×10-4。一般使用频率—死亡人数（FN）图解法确定可接受的社会风险水平（图1-2）。

图1-2 一定规模（死亡人数）的事件发生频率与死亡人数（FN）图解（据澳大利亚岩土力学协会，2000）

二、地质灾害风险评估框架
地质灾害风险管理主要包括风险识别、风险评估和风险处置三个方面。首先是风险识别，然后进行风险评估，在此基础上通过成本-效益方法以及综合考虑各方面因素确定减灾行动。降低地质灾害风险涉及风险的接受、避让、预防、减轻或共同分担。减灾手段包括“硬”的工程方法，还包括“软”的立法、教育、保险、援助、应急和规划。关于滑坡风险管理，目前世界上还没有一个通用的框架，比较公认的是澳大利亚岩土力学协会（2000）在其滑坡风险管理指南中确定的框架（图1-3）。
香港斜坡安全管理是一项持续努力和全方位的长期计划，其宗旨是最大程度地降低香港的滑坡风险。从20世纪90年代开始，香港将量化风险的理念引入边坡安全管理政策中，开展了一系列试验研究，并将试验研究成果应用到边坡安全政策中。香港边坡安全量化风险评估采用了Stewart （2000）提出的香港化学工业界的风险管理框架（图1-4），内容主要包括风险分析、风险评估和风险管理。风险管理是风险评估、风险控制和实施行动和/或监测计划的整个过程。风险控制涉及风险处理措施的评估（包括风险减轻、风险接受和风险避让）。根据风险控制过程的结果实施行动和/或监测计划。参照英国健康与安全行政官（HSE）风险容忍准则（图1-5），制定了“滑坡风险准则”。当风险水平介于两个极限之间（位于“可容忍区”）时，针对这一风险指标要求开始采取行动，将风险降至“切实可行的”水平。这就是所谓的ALARP要求。对每个存在潜在危险性设施都实施了减轻风险计划，随后对土地利用规划实行控制，以避免风险加大，并在可能的情况下降低附近地区的风险。

图1-3 滑坡风险管理程序（据澳大利亚岩土力学协会AGS，2000）

可以说，香港风险管理理念是在1993年被用于检查边坡安全政策的，到1995，风险管理手段开始被认为是有助于边坡安全的一项不可或缺的政策。利用量化风险评估（QRA）技术，来计算和管理滑坡风险已经逐渐获得香港岩土工程业界的认同，因而驱使相关技术在近年来得到发展和应用。

图1-4 香港化学工业界风险管理框架


图1-5 健康与安全行政官（HSE）的风险容忍度框架

一、地质灾害危险性综合评估
综合评估是在现状评估及预测评估的基础上，并综合考虑了以下几个方面的问题：①地质灾害形成的地质环境条件；②地质灾害类型、分布、发育特征、稳定状态及其对管线的危害程度；③灾种共生时，按其组合形式评估对管线的危害程度；④不同地域地质环境容量对管线在选线时的限制情况；⑤地质灾害在采取工程治理或其他措施时的难易程度；⑥工程建设及运营过程中由于人类活动引起的对地质环境条件的破坏、加剧地质灾害情况，及其对管线的危害程度。首先，将沿线地质灾害危险性分为危险大、危险中等及危险小三个等级。然后，在上述三个等级的基础上进一步划分为16个段。具体划分及综合评估结果见图9-10和表9-5。其中，地质灾害危险性大的段9个，长121.572km，约占管线的36%；危险性中等的段5个，长155.841km，约占管线的45%；危险性小的段2个，长66.782km，约占管线的20%。
西气东输工程陕西段建设用地范围内地质灾害多发，然而管线在选线过程中对多数地质灾害作了相应的绕避，总体上来说，土地适宜性为较适宜。然而管线在一些地段仍存在安全隐患，需要进行详细工程地质勘察，在施工过程中应采取相应的工程措施或绕避。具体如下：
（1）DD205桩段处淤地坝坝地，由于淤地坝年久失修，坝肩为洪水泥流损坏，受洪水泥流冲蚀，致坝地拉裂形成冲沟迅速向坝地内部扩展，距DD205桩相距仅20m左右，在拉裂的冲沟内明显可见沿新近系粘土岩与披覆的黄土接触面有泉水溢出，如任其发展，不仅冲沟威胁管道，而且可能造成由此处越梁的黄土斜坡产生不稳定变形，需进行工程整治。
（2）DD278—DD279桩处存在黄土崩塌，管线通过崩塌体前缘长80m左右，距崩塌体相距不过5m左右，且崩塌前缘由于人为切坡影响，仍有复活的可能，应采取工程治理措施或绕避。
（3）DD279—DD280桩之间，存在有4个小滑坡，滑坡稳定程度差，可见到滑动时致电线杆倾倒，对从滑坡前缘通过的管线危害较大。建议此处管线采取工程治理或绕避。
（4）DD288—DD289桩之间为一大型滑坡，滑体前缘处于永坪川侵蚀岸，受河水冲刷侧蚀，前缘发生小范围滑动，可见到梯田明显错位，管线恰好从滑体中前部通过。建议对该滑坡进行详细工程地质勘察后，采取相应工程治理措施或从滑面下穿越管道。
（5）在DE004—DE005桩之间，位于寒砂石水库左坝肩的大型滑坡，滑体前缘形成高8.5m的陡坎，前缘陡坎下三叠系砂岩与黄土接触面处有滑坡泉溢出，滑体中部有灌溉水渠通过，水渠无任何防渗衬砌措施，见有渗水产生的潜蚀落水洞。平行水渠尚有中山川水库—永坪、寒砂石水库——永坪两条输水管道通过，在输水管道开始供水后，滑体前缘发生三处小范围滑动，前缘滑动的变形已扩展至水渠边，而管道恰好从水渠前部通过。线路在此段应进行详细工程地质勘察后，采取工程治理措施或绕避。

图9-10　西气东输管道工程陕西段地质灾害危险性分区图


表9-5　陕西段地质灾害危险性综合评估表


续表

（6）在DD143—DD144桩之间的枣树坪滑坡，滑体长450m，宽1000m，为巨型黄土滑坡，滑动时滑体前缘直抵秀延河，将河流推至对岸，滑体明显隆起为鼓丘，滑体后缘为两条冲沟所环绕，冲沟底部为湿地，滑体前缘受秀延河冲刷，可见局部小范围滑动，管线从滑体中部通过，建议对该滑坡进行详细工程地质勘察，对其稳定性做出判定后，采取工程治理措施或从滑面下穿越管道。
二、地质灾害防治对策与措施建议
各类地质灾害的防治对策及措施在陕西段分省评估报告中有详细论述，这里仅就主要地质灾害点提出具体的治理措施建议。
（1）延川县寒砂石滑坡（DE004—DE005）：治理可采取排水和支挡相结合的综合治理措施。在滑坡前缘复合段后部设置盲洞排水或修建防水帷幕，对DE004号桩以南的纵向水沟和横向水渠用水泥浆砌，防止地表水渗入坡体。在滑坡前缘河岸部分设置抗滑挡墙，同时还能防止河流冲刷。
（2）枣树坪滑坡（DE143—DE144）：可采取截排地表水和修筑堤防、防止冲刷的综合治理措施。截排地表水即在滑坡外围修建截水沟，将斜坡及其以上的地表水拦截在滑坡体之外，对滑坡体内的潜蚀洞穴应逐一回填夯实，防止地表水渗入坡体。修筑堤防即在滑坡前部修建浆砌石堤坝，防止雨汛期河水冲刷和软化滑坡坡脚，以消除滑坡前缘局部失稳导致滑坡整体稳定性降低的可能。
（3）王家院滑坡群（DD279—DD281）：在疏排地下水的同时，限制当地群众切削坡脚，并应在前缘作反压处理。修建排水盲洞，疏排坡内地下水，滑坡群上方修明沟拦截地表水，前缘用土反压，放缓坡脚。
（4）梁家渠滑坡（DD288—DD289）：除采用与王家院滑坡群相同的措施外，尚应在前缘修建浆砌石堤防，以防止河流冲刷对滑坡稳定性的不利影响。
（5）清涧河右岸崩塌（DE216—DE217）：可采取预先清除或支顶镶补勾缝、拦截工程。预先清除就是先将不稳定岩体破碎，并用撬杠撬落，以消除隐患。支顶镶补勾缝就是对崩塌的局部加固，可在下坠方支垫或对原有裂缝用水泥砂浆充填。拦截是在崩塌下方修筑浆砌石挡墙，使其不致影响管线。
（6）DC081桩处黄土崩塌：鉴于本处管线与崩壁正交，且黄土崩塌崩壁陡立，稳定性差，具进一步发生崩塌的可能。因此，应先治理加固，后进行工程建设，对崩壁的加固治理应在坡下修建护坡或挡墙，或适当放缓边坡。在崩壁上部回填夯实裂缝并注意排水等。

一、地质灾害风险评价

综合相关方面专家学者近年的研究成果，密切结合山东半岛城市群地区的特点和现有的地质灾害发育程度，制定了山东半岛城市群地区地质灾害风险评价指标(表8－2)。

表8－2 山东半岛城市群地质灾害风险评价指标体系

将半岛城市群地区划分为5km×5km共2978个独立单元，根据分区指标对每个单元的区域地质灾害发育程度评价指标进行赋值、评价，将所得数值进行加权。根据上述16个半岛城市群地区地质灾害发育程度评价指标，确定每个单元内各因素(指标)的特征值P'_i，再乘以其权值，即得到每个单元的地质灾害发育程度评价基准值。其数学模型如下:

山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究

式中:SE_j为j单元的基准值;i为效应指标数，i=1，2…16;j为各单元数，j=1，2，3…2978;W_i为各效应指标的综合权重;P'_i为各单元内单项指标的性质特征值(为研究方便，统一在0～1之间)。

根据计算出的各单元基准值的大小，将区域地质灾害风险评价分为4级，其结果见图8－5。

图8－5 山东半岛城市群地质灾害风险评价

计算结果表明，山东半岛城市群地质灾害风险评价分为4个等级，即地质灾害风险小(Ⅰ类区)、地质灾害风险较小(Ⅱ类区)、地质灾害风险中等(Ⅲ类区)、地质灾害风险大(Ⅳ类区)，它们所占的比例分别是22.8%、38.9%、23%和15.3%。

地质灾害风险小(Ⅰ类区):分布在威海大部分、青岛北部大泽山低山区、济南中部、潍坊东部平原区，占全区面积的22.8%。该区自然生态环境优良，植被发育，一般无明显的环境地质问题，有少量崩塌点，采矿、采石坑少，局部有轻微的水土流失，地下水质量为Ⅲ级，人类工程活动强度不大。

地质灾害风险较小(Ⅱ类区)、分布在烟台大部分、潍坊西部、青岛市区周围地区、胶南市东南地区，占全区面积的38.9%，在各类区中所占比例最大。该类区自然生态环境良好，植被比较发育，一般有较明显的环境地质问题，如有少量采矿、采石坑分布，地下水质量为Ⅲ—Ⅳ级，有地表污染源，人类工程活动强度较大。

地质灾害风险中等(Ⅲ类区):分布在烟台南部采矿点、日照东部、潍坊中部、青岛市中东部，占全区面积的23%。该区自然生态环境中等，植被不很发育，一般有明显的环境地质问题，例如，采矿过程中，形成了采矿坑、矿渣堆，并在采矿过程中形成大量废水，由此引起植被破坏、边坡失稳、地下水污染等问题。地表水和地下水污染程度较重，平度西南部一般分布由于地下水高氟引起的地方性氟中毒症，地下水污染，地表水资源贫乏，地下水超采引起了地下水降落漏斗。人类工程活动强度大。

地质灾害风险大(Ⅳ类区):分布在东营市大部分、日照东部、烟台中部采矿点，占全区面积的15.3%。该区自然生态环境较差，植被不很发育，一般有很明显的环境地质问题或地质灾害，一是采矿引起比较严重的生态环境破坏问题和地质环境破坏问题，二是海咸水入侵区，三是活断层或地震灾害发育。

二、地质灾害防治对策及建议

1.地质灾害的防治策略

地质灾害的减灾防灾是一项系统工程，只有将行政、经济、法律、科技等手段统一协调好，才能达到理想的效果。

1)加强防灾减灾的法制建设。

2)加强减灾防灾能力建设。

3)提高公众减灾意识。

2.地区地质灾害的防治措施

从上述可见，山东半岛城市群地区地质灾害包括人类不可避免会遇到的灾害如地震或活动性断裂作用、风暴潮等造成的灾害，人类不合理的开发与建设和自然地质作用相互影响造成的灾害，以及本来是可以避免但由于不合理规划造成的潜在地质灾害。对于不同灾害应采取不同的措施来防止或减少其危害程度:

1)防止、降低地震、活动性断裂破坏性的措施。

2)地面塌陷的防治对策与建议。

3)崩、滑、流防治对策。

4)流体灾害与水土环境变异灾害的防治措施。

5)预防城市建设潜在灾害的措施。

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