地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖20091222海南

研究員 引言 我國是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā) 遭受人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失十分嚴(yán)重的國家 在以往的地質(zhì)災(zāi)害防治管理中采取了一系列卓有成效的措施 取得了令人矚目的成就 但是由于體制和科技發(fā)展等方面的原因 我國 不含香港地區(qū) 的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理還處于剛剛起步的階段 很有必要借鑒國外地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理取得的經(jīng)驗(yàn) 順應(yīng)國際上的風(fēng)險(xiǎn)管理發(fā)展趨勢 探討適合我國國情和管理現(xiàn)狀的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)編圖方法 一 風(fēng)險(xiǎn)圖的類型與精度二 需要的調(diào)查內(nèi)容和方法三 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)編圖四 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)編圖實(shí)例 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 一 風(fēng)險(xiǎn)圖的類型與精度 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和評價(jià)結(jié)果主要用于制訂土地利用規(guī)劃 減災(zāi)防災(zāi)計(jì)劃 以及工程建設(shè)的場址選擇與規(guī)劃等 隨著保險(xiǎn)業(yè)的介入 也將用于地質(zhì)災(zāi)害的投保與保險(xiǎn) 不同的應(yīng)用對象其管理主體不同 對應(yīng)的調(diào)查和評價(jià)的精度要求也不同 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖的類型可劃分為小比例尺 中比例尺 大比例尺和詳細(xì)比例尺4種類型 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖的4種比例尺類型又可以分別采取高精度 中精度和低精度三種精度要求 一 風(fēng)險(xiǎn)圖的類型與精度 滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析內(nèi)容與層次 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖精度滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖的精度依賴于采取的技術(shù)方法和投入的工作量 高精度應(yīng)以野外實(shí)地調(diào)查為主要手段 數(shù)據(jù)獲取以高精度的儀器法或半儀器法為主 投入的以及收集到的工作量相當(dāng)于地質(zhì)調(diào)查的正測精度 正測的點(diǎn)密度及數(shù)量嚴(yán)格按照相應(yīng)比例尺的要求控制 中精度應(yīng)以收集資料和遙感解譯調(diào)查為主 輔以野外實(shí)地核查手段 數(shù)據(jù)獲取以中精度的半儀器法為主 收集和投入的工作量相當(dāng)于地質(zhì)調(diào)查的簡測精度 簡測的點(diǎn)密度及數(shù)量按照正測要求的70 控制 低精度應(yīng)以收集資料和地形圖分析為主要手段 野外工作以踏勘或野外核查為主 數(shù)據(jù)獲取以低精度的目測法為主 收集和投入的工作量相當(dāng)于地質(zhì)調(diào)查的草測精度 草測的點(diǎn)密度及數(shù)量按照正測要求的50 控制 二 需要調(diào)查的內(nèi)容和方法 二 需要調(diào)查的內(nèi)容和方法 1 調(diào)查的內(nèi)容應(yīng)以能滿足獲取評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)所需的各種參數(shù)為目的 除常規(guī)調(diào)查的地質(zhì)災(zāi)害形成條件 地質(zhì)災(zāi)害基本特征 影響因素 穩(wěn)定性狀況外 還應(yīng)主要調(diào)查5類數(shù)據(jù) 達(dá)到一定體積規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的年頻率 潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患的滑距和滑速 承災(zāi)體及經(jīng)濟(jì)價(jià)值 承災(zāi)體時(shí)空概率和承災(zāi)體易損性 2 調(diào)查方法主要取決于編圖的精度低精度 采用收集資料 遙感解譯 地面調(diào)查等 中精度 采用工程地質(zhì)測繪 經(jīng)驗(yàn)辦法 走訪知情者 簡單模型 統(tǒng)計(jì)技術(shù)等 高精度 采用工程地質(zhì)測繪 鉆探 物探 山地工程 實(shí)驗(yàn)測試 承災(zāi)體資產(chǎn)評估等 三 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià) 風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)路線示意圖 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理流程圖 1 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)估計(jì) 1 地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分級可以是絕對的 也可以是相對的為了便于對不同地區(qū)間的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果進(jìn)行對比 一般使用絕對的風(fēng)險(xiǎn)分級 為了對某個(gè)地區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害采取監(jiān)測 治理 搬遷避讓等管理措施 進(jìn)行優(yōu)先排序時(shí) 使用相對的分級可能更為有效 2 地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分級可由危害可能性和引起的后果嚴(yán)重程度綜合確定危害可能性由地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率 到達(dá)承災(zāi)體的概率 以及承災(zāi)體的時(shí)空概率確定 劃分為6級 引起的后果嚴(yán)重程度由承災(zāi)體的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和易損性大小確定 劃分為4級 2 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分級 3 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià) 四 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖實(shí)例 盡管我國在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理方面起步較晚 還沒有建立起相應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和體系 但已做了大量的前期準(zhǔn)備和研究工作 取得了較好的效果 以延安市寶塔區(qū)為例 中國地質(zhì)調(diào)查局于2005年在該地區(qū)部署了1 5萬地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查示范工作 2006年部署了風(fēng)險(xiǎn)管理示范工作 2007年部署了監(jiān)測預(yù)警示范工作 2007年啟動(dòng)的 十一五 科技支撐項(xiàng)目又把本區(qū)作為黃土地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究示范區(qū) 四個(gè)階段的工作各有側(cè)重 1 5萬調(diào)查階段主要完成了區(qū)域性滑坡 崩塌 泥石流調(diào)查 與國際上的滑坡編目對應(yīng) 全區(qū)范圍內(nèi)開展了1 5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查 市區(qū)及規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)開展了1 1萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查 對30處重大地質(zhì)災(zāi)害開展了1 2000 1 5000工程地質(zhì)測繪 分別對應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查中的中比例尺調(diào)查 大比例尺調(diào)查和詳細(xì)比例尺調(diào)查 四 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖實(shí)例 1 5萬滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖比例尺 小比例尺 1 100 000 中比例尺 1 25 000 1 100 000 大比例尺 1 5 000 1 25 000 詳細(xì)比例尺 5 000 調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖精度 高精度中精度低精度 一 對應(yīng)的比例尺與精度 調(diào)查與編圖的精度依賴于采取的技術(shù)方法和投入的工作量 高精度 以野外實(shí)地調(diào)查為主要手段 調(diào)查的點(diǎn)密度及數(shù)量按照正測要求控制 面積1133km2 中精度 采用遙感解譯和野外實(shí)地調(diào)查相結(jié)合的方法開展調(diào)查 調(diào)查的點(diǎn)密度及數(shù)量按照簡測要求控制 面積1425km2 低精度 采用遙感解譯為主 部分野外核查的方法開展調(diào)查 調(diào)查的點(diǎn)密度及數(shù)量按照草測要求控制 面積1097km2 一 對應(yīng)的比例尺與精度 滑坡風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查精度分區(qū)圖 低精度草測區(qū) 中精度簡測區(qū) 高精度正測區(qū) 1 1萬測繪區(qū) 二 1 5萬滑坡風(fēng)險(xiǎn)編圖 1 評價(jià)方法基于野外調(diào)查數(shù)據(jù)和GIS平臺(tái) 采用指標(biāo)體系和信息量疊加的方法2 指標(biāo)體系已有滑坡形成條件誘發(fā)因素 二 1 5萬滑坡風(fēng)險(xiǎn)編圖 已有滑坡 滑坡分布圖 滑坡點(diǎn)密度 滑坡面積密度 滑坡體積密度 二 1 5萬滑坡風(fēng)險(xiǎn)編圖 形成條件因子量化 坡度因子 坡高因子 坡型因子 植被指數(shù)因子 巖性因子 誘發(fā)因素 二 1 5萬滑坡風(fēng)險(xiǎn)編圖 人類工程活動(dòng) 年平均降雨量 二 1 5萬滑坡風(fēng)險(xiǎn)編圖 4 因子疊加與危險(xiǎn)性分級 滑坡危險(xiǎn)程度分級圖 二 1 5萬滑坡風(fēng)險(xiǎn)編圖 5 危險(xiǎn)性區(qū)劃 危險(xiǎn)性區(qū)劃圖 DEM 滑坡分布圖 危險(xiǎn)性指數(shù)圖 1 1萬滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 技術(shù)方法 基于地形圖和遙感圖像的中精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖基于野外調(diào)查的高精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 一 基于地形圖和遙感圖像的中精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 基于信息量模型的滑坡危險(xiǎn)性評價(jià) QuickBird遙感圖像 基于遙感多步驟分類和人工解譯 進(jìn)行滑坡易損性評價(jià) 一 基于地形圖和遙感圖像的中精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 圖2不同滑距區(qū)間對應(yīng)滑坡數(shù)量分布Fig 2Relationofsidedistanceandnumberoflandslides 圖3不同滑距區(qū)間超越概率分布Fig 3BeyondprobabilitydistributionofSideDistance 滑坡滑距超越概率分析利用實(shí)際調(diào)查的滑坡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 以50m間隔分別統(tǒng)計(jì)不同滑距區(qū)間的災(zāi)點(diǎn)數(shù)量 按照滑移距離覆蓋長度統(tǒng)計(jì)其超越概率分布 一 基于地形圖和遙感圖像的中精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 延安市城區(qū)財(cái)產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖 風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果 評價(jià)結(jié)果 一 基于地形圖和遙感圖像的中精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 DEM 危險(xiǎn)性概率 風(fēng)險(xiǎn)分布和財(cái)產(chǎn)損失對比圖 風(fēng)險(xiǎn)損失與災(zāi)害危險(xiǎn)性及地形關(guān)系圖 風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布具有明顯的條帶狀 從邊坡的坡角前緣向溝底方向 風(fēng)險(xiǎn)依次降低 最大風(fēng)險(xiǎn)區(qū)出現(xiàn)在邊坡的坡角前緣地帶 風(fēng)險(xiǎn)分布分布具滯后效應(yīng) 最大風(fēng)險(xiǎn)區(qū)滯后于最大危險(xiǎn)分布區(qū) 一 基于地形圖和遙感圖像的中精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 1 基于DEM的危險(xiǎn)坡段識(shí)別坡度 坡高與滑坡分布概率分析 坡度 坡高與滑坡空間概率關(guān)系圖a 不同坡度區(qū)間的災(zāi)害概率b 不同坡高區(qū)間的災(zāi)害概率 二 基于野外調(diào)查資料的高精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 基于DEMDE危險(xiǎn)坡段識(shí)別 二 基于野外調(diào)查資料的高精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 2 遙感解譯已有滑坡解譯危險(xiǎn)坡段校譯滑移距離解譯與影響范圍圈畫威脅對象及其易損性初步解譯 二 基于野外調(diào)查資料的高精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 3 野外核查危險(xiǎn)坡段界限核查危險(xiǎn)坡段變形破壞模式核定影響范圍核查威脅對象及易損性核查 二 基于野外調(diào)查資料的高精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 4 風(fēng)險(xiǎn)估算與區(qū)劃 二 基于野外調(diào)查資料的高精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 野外核查與風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃 數(shù)字高程模型 易發(fā)區(qū)劃 危險(xiǎn)程度區(qū)劃 遙感解譯 二 基于野外調(diào)查資料的高精度調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 村鎮(zhèn)及重要基礎(chǔ)設(shè)施滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 調(diào)查目的 以遙感解譯為先導(dǎo) 對城市 村鎮(zhèn) 廠礦 重要交通沿線 重要工程設(shè)施 重要風(fēng)景名勝區(qū)和重點(diǎn)文物保護(hù)點(diǎn)等地潛在的滑坡隱患點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查 并對其危險(xiǎn)程度和危害性進(jìn)行評價(jià) 工作內(nèi)容 遙感解譯排查野外風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查風(fēng)險(xiǎn)評估與評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)減緩對策 一 村鎮(zhèn)滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 自然村滑坡風(fēng)險(xiǎn)排查遙感解譯卡 采用Spot5遙感數(shù)據(jù) 結(jié)合地形圖上的村鎮(zhèn)標(biāo)志 對寶塔區(qū)1023個(gè)村鎮(zhèn)的每一個(gè)自然村 集鎮(zhèn)進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)條件和滑坡隱患解譯 初步圈畫基本具備成災(zāi)條件的滑坡隱患地段或區(qū)域 確定存在滑坡隱患的村莊396個(gè) 并逐一填卡建檔 1 遙感解譯排查 根據(jù)遙感圈畫的村鎮(zhèn)滑坡隱患地段或區(qū)域 以及已有災(zāi)害資料和群眾報(bào)險(xiǎn)報(bào)災(zāi)線索 逐一開展村鎮(zhèn)滑坡隱患野外排查 通過野外排查 確定存在滑坡隱患的村莊323個(gè) 對危及村鎮(zhèn)的危險(xiǎn)坡段 以信手平剖面圖 Spot5遙感影像圖 照片或大比例尺地形圖為底圖 實(shí)地圈畫危險(xiǎn)坡段的界限 判斷其可能的變形破壞模式 影響范圍 威脅對象及易損性 評價(jià)其危險(xiǎn)性和危害程度 自然村滑坡野外風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查卡片 2 野外風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查 一 村鎮(zhèn)滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 3 自然村滑坡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià) 一 村鎮(zhèn)滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 自然村滑坡風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查結(jié)果匯總表 二 線狀重要基礎(chǔ)設(shè)施滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 1 鐵路遙感分段解譯野外核查分段風(fēng)險(xiǎn)評估與評價(jià)分段風(fēng)險(xiǎn)減緩措施2 公路遙感分段解譯野外核查分段風(fēng)險(xiǎn)評估與評價(jià)分段風(fēng)險(xiǎn)減緩措施3 管線遙感分段解譯野外核查風(fēng)險(xiǎn)分段評估與評價(jià)分段風(fēng)險(xiǎn)減緩措施 線狀重要基礎(chǔ)設(shè)施滑坡風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查結(jié)果匯總表 二 線狀重要基礎(chǔ)設(shè)施滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 1 水利水電工程遙感解譯野外核查風(fēng)險(xiǎn)評估與評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)減緩措施2 工廠遙感解譯野外核查風(fēng)險(xiǎn)評估與評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)減緩措施3 景點(diǎn)遙感解譯野外核查風(fēng)險(xiǎn)評估與評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)減緩措施 三 點(diǎn)狀重要基礎(chǔ)設(shè)施滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 典型滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖 調(diào)查與評價(jià)技術(shù)方法 采用大于1 1萬的地形圖做為工作底圖 除遙感解譯 野外調(diào)查 工程地質(zhì)測繪外 對一些點(diǎn)還布置了一定的鉆探工作量 形成大比例尺的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖 在圖上繪制了所有危險(xiǎn)坡段的界限 標(biāo)注了危險(xiǎn)坡段可能的運(yùn)移路徑 實(shí)地勾繪可能威脅的范圍和對象 詳細(xì)調(diào)查和估計(jì)受威脅的人員數(shù)量 建筑物的結(jié)構(gòu)類型和經(jīng)濟(jì)價(jià)值等 詳細(xì)調(diào)查和估計(jì)流動(dòng)承災(zāi)體的時(shí)空概率 逐一評價(jià)不穩(wěn)定斜坡的危險(xiǎn)性和風(fēng)險(xiǎn) 虎頭峁滑坡全貌 一 虎頭峁滑坡風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和評價(jià) 風(fēng)險(xiǎn)疊加與區(qū)劃 斜坡上各災(zāi)害源的財(cái)產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)依次是 I號(hào)災(zāi)害源6 2萬元 II號(hào)災(zāi)害源66 5萬元 III號(hào)災(zāi)害源3 6萬元 假設(shè)斜坡上發(fā)育的3個(gè)不穩(wěn)定斜坡所導(dǎo)致的破壞事件是相互獨(dú)立事件 則場地的財(cái)產(chǎn)損失總風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)為3個(gè)不同災(zāi)害源所帶來的損失的算術(shù)和 為76 2萬元 表7各受險(xiǎn)區(qū)單人生命風(fēng)險(xiǎn) 對于單人的生命風(fēng)險(xiǎn)而言 由于暴露在風(fēng)險(xiǎn)中的位置不同 其所遭受的風(fēng)險(xiǎn)源和作用強(qiáng)度亦不同 如 號(hào)受險(xiǎn)區(qū)的人員不僅受到來自于I號(hào)災(zāi)害源滑坡的影響 同時(shí)還受到來自于II號(hào)災(zāi)害源泥石流的影響 圖3 其單人風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)為兩個(gè)災(zāi)害源導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)疊加3 5 10 3 4 3 10 3 7 8 10 3 逐一分析各受險(xiǎn)區(qū)的災(zāi)害來源和風(fēng)險(xiǎn)大小 進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)疊加 表7 根據(jù)疊加后的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行區(qū)劃 圖3 區(qū)劃結(jié)果表明 號(hào)受險(xiǎn)區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)較大 具有 10 3的生命風(fēng)險(xiǎn) 其中 號(hào)區(qū)風(fēng)險(xiǎn)最大為7 8 10 3 號(hào)受險(xiǎn)區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)次之 在10 4 10 3之間 號(hào)受險(xiǎn)區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)較小 為10 5 10 4 號(hào)受險(xiǎn)區(qū)的風(fēng)險(xiǎn) 10 5為最小 虎頭峁滑坡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)圖 趙家岸滑坡及紅莊水庫剖面示意圖 二 趙家岸滑坡風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和評價(jià) 利用Modflow建立地下水滲流模型 模擬不同庫水位條件下滑坡體侵潤面高度及滲流量 二 趙家岸滑坡風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和評價(jià) 滑帶土體內(nèi)聚力 內(nèi)摩擦角與含水率變化曲線 二 趙家岸滑坡風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和評價(jià) 根據(jù)土工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 建立滑帶土凝聚力 內(nèi)摩擦角與含水率變化曲線 計(jì)算不同庫水位條件下滑坡穩(wěn)定系數(shù) 二 趙家岸滑坡風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和評價(jià) 不同庫水位條件下滑坡體破壞概率 二 趙家岸滑坡風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和評價(jià) 通過蒙特卡洛法進(jìn)行坡體可靠度計(jì)算 得到不同庫水位條件下坡體破壞概率 并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)不同庫水位的滑坡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià) 滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)編圖首先應(yīng)根據(jù)服務(wù)對象或管理主體的要求 確定比例尺和精度 比例尺包括小