遂宁城市地质灾害危险性评价

孙书勤 黄润秋

(成都理工大学“地质灾害防治与地质环境保护”国家重点实验室,成都610059)

科学技术的飞速发展,把人类带入前所未有的物质文明的同时,也给人类环境带来深重的灾难,威胁到人类的生存与发展[1]。

四川省遂宁市素称“川中重镇”,是一座具有悠久文化历史的城市。1985年撤县建市以来,经济发展取得了长足进步,城市规模得到飞速发展[2]。随着城市经济的发展,人口的增长,城市空间的拓展,对土地、水资源、地下空间等资源开发强度的增大,一方面带来的城市环境地质问题日显突出,另一方面使城市发展规划所需的环境地质资料严重缺乏。

因此,调查地质环境条件和主要环境地质问题及带来的社会经济影响、损失,进行城市地质环境综合评价和功能区划,提出防治对策建议,为国土开发与整治、城市规划、建设、管理和社会公众对地质环境信息的需求服务是目前的一项重要任务[3]。

1 环境地质背景

遂宁市位于四川盆地中部,地处涪江中游,以红层丘陵构造剥蚀地貌为主,地形西北高东南低,呈波状缓倾。该区域属川中亚热带温暖湿润气候区,季风气候显著,多年平均降水量为927.5 mm,区内溪河众多,均为季节性河流,河短水急,呈不对称树枝状,构成涪江水系。涪江由北而南贯穿全境,流程 67 km,流域面积 128.89 km2。区内出露地层有中生界侏罗系上统遂宁组(J3s)、中统沙溪庙组()及第四系中更新统和全新统(Q4al,Q2+3gl)。该市位于新华夏系第三沉降带川中褶皱带内。主要构造形迹为近东西向展布,未见大的断裂,褶皱宽阔平缓,地层倾角小于5°。城区地震基本烈度小于Ⅵ度,地下水类型为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水(表1)。

2 地质灾害危险性评价

2.1 地质灾害易发程度评价

根据遂宁市城市地质灾害形成的地质环境条件、发育分布特征等方面分析,确定以下致灾因子[5](图1)。

其中地形地貌、地层岩性和地质构造控制了地质灾害的发生与发展,尤其是地形地貌。它决定了地质灾害发生的动力大小和能量转化条件、松散碎屑物质的堆积和成灾可能性及地质灾害发育分布的区域特征。降水、河流冲刷及人类工程活动等因素对地质灾害的发生、发展起促进和诱发作用。

表1 地下水类型及基本特征Table 1 Groundwater types and essential characteristics

图1 影响因素与致灾因子分析框图Fig.1 Analysis frame map of influential factors and disaster-causing factors

依据遂宁市地质灾害形成的地质环境条件、发育现状特征及人类工程活动强度,并结合该城市的实际情况,按照地质灾害形成的地质环境条件差异性,将研究区划为3个评价单元(表2)。

从表2可看出,该城区的地质灾害类型主要为滑坡。根据对区内典型滑坡形成的工程地质条件的综合分析,选取主要致灾因子进行易发影响程度分级,每个因子量值的大小决定其影响程度的大小(表3)。对该区划分的各评价单元进行赋值(表4),然后采用“综合性指数评价模型”对滑坡易发性进行综合评价[6]。其数学表达式为：

表2 评价单元划分表Table 2 Division of evaluation cells

根据表4知遂宁市城区地质灾害易发程度可划分为中易发和低易发2个大区,无高易发区和不易发区。其中第1大区又分了2个亚区,各区名称按地理位置+地貌类型+灾害类型进行命名(表5)。各区分布及主要特征见表6及图2。

2.2 地质灾害易损性评价

易损性是指受灾体遭受地质灾害破坏机会的多少与发生损毁的难易程度。地质灾害易损性评价指标体系由生命损失、经济损失、社会损失和资源与环境损失4个部分构成[7]。分区单元地质灾害的经济易损程度用易损性指数度量,公式如下：

其中 ：Yi为i单元的易损性值 ;xi1为i单元的人口密度(人/km2);xi2为i单元的财产密度(万元/km2);xi3为i单元的社会损失指标(表7);xi4为i单元的资源与环境损失指标(表7);aij为i单元的损失值(表8)。指数值越大,则社会经济易损程度越高。

表3 滑坡易发程度量化评分取值表Table 3 Digitalization of slip susceptible degree

表4 评价单元滑坡易发程度量化评分取值计算表Table 4 Digitalization of slip susceptible degree in evaluating cells

表5 研究区地质灾害易发程度分区表Table 5 Zoning of geological disaster susceptible degree in research area

图2 地质灾害易发程度分区图Fig.2 Zoning of geological disaster susceptible degree

表6 地质灾害易发分区评价表Table 6 Evaluation table of geological disaster susceptible degree

表7 社会损失和资源与环境损失指标取值表[1]Table 7 Valuing of losing indices of society,resource and environment

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

分区单元的易损性值归一化指数计算公式：

式中：Yjmax为 j因子损失最大值。根据Y损ij的大小将i单元j因子易损程度分为4级(高易损);(中易损);0.25～0.50(低易损),(不易损)。评价单元易损程度根据表9取值,该表是对研究区所属单元进行社会经济易损性信息提取和数字化后得到的。

综合上述信息并将结果叠加用1,2,3,4,5数值表示,当有两种以上高易损因子重叠时,则取值为5;同时在计算机上用Surf等软件自动生成等值线,其结果可定量化地综合反映出城市地质灾害社会经济易损程度(表10)。

表9 社会经济易损程度取值表[1]Table 9 Digitalization of vulnerability grade ofsocial economy

表10 社会经济易损性表[1]Table 10 Vulnerability of social economy

根据城区内人口分布密度、城市布局及设施分布的差异性,将研究区划分为7个评价单元(图3),根据表9、表10对评价单元进行赋值,其计算结果见表11。

2.3 地质灾害危险性评价

2.3.1 地质灾害危险性指数计算

根据城市地质环境分区单元的易发性和易损性,计算出每个单元的地质灾害危险性指数[8]：

式中：W危为评价单元的地质灾害危险性指数;为评价单元的地质灾害易发性指数;为评价单元的地质灾害易损性指数;a1为地质灾害易发性指数的权重为地质灾害易损性指数的权重。

2.3.2 地质灾害危害程度分级

地质灾害危害程度按表12进行分级[9]。

2.3.3 历史地质灾害危险性评价

根据各评价单元地质灾害的稳定状况、危害对象及危害程度,参照表13[10],通过研究对比得出遂宁市历史地质灾害危险性分级表(表14)。

图3 地质灾害易损程度分区图Fig.3 Zoning of geological disaster vulnerability

2.3.4 潜在地质灾害危险性评价

潜在地质灾害的危险性是指具有灾害形成条件,但尚未发生地质灾害的地质体所具有的灾害危险性。这类地质体的地质灾害易发程度越高,危害程度越大,危险性就越大,由此可能造成的灾害损失也就越严重。根据受地质灾害威胁人数及潜在经济损失考虑,对比表13对遂宁潜在地质灾害危险性进行分级(表15)。

2.3.5 地质灾害危险性分区

采用历史地质灾害危险性评价和潜在地质灾害危险性评价方法确定遂宁城市地质环境分区单元的灾害危险性等级,分析研究与其他地质灾害危险性指数的关系,确定城市地质灾害危险性等级的灾害危险性指数分界值。根据灾害危险性指数和每个单元的地质灾害程度进行遂宁城市地质灾害危险性分区(表16,图4)。

表11 地质灾害易损性评价表Table 11 Evaluation of geological disaster vulnerability

表12 地质灾害险情(灾情)程度分级标准表Table 12 Standard of classification for risk grades of geological disaster

表13 历史地质灾害体危险性分级表Table 13 Classification of history geological disaster risk

表14 遂宁市历史地质灾害危险性分级Table 14 Classification of history geological disaster risk in Suining

表15 遂宁潜在地质灾害危险性分级Table 15 Classification of potential geological disaster risk in Suining

表16 遂宁市地质灾害危险性评价表Table 16 Evaluation of geological disaster risk in Shuining

图4 地质灾害危险性评价图Fig.4 Evaluation map of geological disaster risk

3 结论

a.遂宁市地貌类型以河谷平坝和丘陵地形为主,地势较为开阔平缓;出露第四系冲积成因的黏性土、砂砾卵石层及侏罗系砂泥岩层;地质构造为宽缓褶皱,断裂不发育,地震活动性弱,基本烈度Ⅵ度,区域地壳稳定。

b.城区地下水类型有第四系松散岩类孔隙水和红层基岩裂隙水。前者主要储集于涪江一级阶地和漫滩中,分布面窄,范围小。后者水位埋藏浅,厚度小,分布普遍,但富水性差。涪江东部富水性较西部强。

c.该城区地质灾害主要有滑坡、潜在不稳定斜坡。已查明滑坡4处、潜在不稳定斜坡1处。分布在西山斜坡带、建房和公路切坡处。区内地质灾害是由斜坡地层岩性、土壤植被、地形地貌、气象水文、人类工程活动等多种因素综合作用的结果,特别是降雨、人类工程活动对各类地质灾害起到了促进、引发的作用。

d.根据地质灾害易发程度将评价区划为：地质灾害中等易发区,包括涪江以西构造剥蚀侵蚀丘陵滑坡地质灾害中易发亚区,涪江以东构造剥蚀丘陵滑坡地质灾害中易发亚区;地质灾害低易发区,即涪江侵蚀堆积河谷平坝地质灾害低易发区。

e.根据历史地质灾害危险性评价法和潜在地质灾害危险性评价法,本研究区被分为危险性大、危险性较大、危险性中等、危险性小4个区。

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