山东临沂市城区岩溶塌陷易损性和期望损失评价

姚春梅，杨全城，邵景力，雷晓东

(1.山东省地质环境监测总站，山东 济南 250014;2.中国地质大学，北京 100083;3.北京市华清地热开发有限责任公司，北京102218)

山东临沂市城区岩溶塌陷易损性和期望损失评价

姚春梅1，杨全城1，邵景力2，雷晓东3

(1.山东省地质环境监测总站，山东 济南 250014;2.中国地质大学，北京 100083;3.北京市华清地热开发有限责任公司，北京102218)

岩溶塌陷是山东省临沂市区内最重要的地质灾害类型，由于研究区人口和工矿企业分布集中，社会结构和基础条件多样，岩溶塌陷一旦发生，可能带来的经济和财产损失较严重，本文尝试采用易损性和期望损失评价确定可能遭受岩溶塌陷灾害的各类承载体空间分布与破坏损失率，依据预测塌陷可能造成的破坏损失程度，确定岩溶塌陷的风险分区，以期通过对风险级别较高的地区适时发布岩溶塌陷预警信息，并采取科学的防治方法和应急处理措施，达到降低岩溶塌陷风险和危害的目的，为科学开展岩溶塌陷预警和防治提供参考依据，为国内岩溶塌陷防治工作提供借鉴。

岩溶塌陷;易损性评价;期望损失评价;山东临沂市

0 引言

临沂市是一个降水量丰富、地表水系发达，岩溶地层广泛发育的地区。自20世纪80年代以来，临沂城区已发生19次岩溶塌陷，形成塌陷坑30多个，岩溶塌陷造成地面建筑物开裂、住宅损坏，交通阻塞，水质污染等多种危害，并对人民生命财产安全构成很大威胁，已成为当地突出的地质灾害。

岩溶塌陷是“岩溶—盖层—水”构成的系统在各种因素影响下表现出来的系统失稳过程在地表的宏观表现［1］，它的发生有很大的随机性，且发生后对自然环境和人类生活所造成的损失具有很大的不确定性。通过易损性和期望损失评价可以确定可能遭受岩溶塌陷灾害的人口、工程、财产以及资源、环境的空间分布与破坏损失率，目的是预测塌陷可能造成的人口伤亡、经济损失以及资源、环境的破坏损失程度，综合反映岩溶塌陷的风险水平。主要评价内容如下:

易损性评价:通过对评价区内受灾体数量、价值和对不同强度岩溶塌陷灾害的抗御能力进行综合分析，评价承灾区易损性，确定可能遭受岩溶塌陷危害的人口、工程、财产等的破坏损失率。

期望损失评价:计算岩溶塌陷灾害的期望损失，包括未来一定时期内岩溶塌陷灾害可能造成的人员伤亡、经济损失、资源环境破坏程度的平均值或极高值。

1 易损性评价

具体的评价过程为:根据研究区1∶50000实际材料图、街道分布图、铁路、公路分布图以及水域分布图等，生成研究区社会经济与基础条件分区图(图1)，铁路周围设缓冲区10m，高速国道设缓冲区20m，主要街道设缓冲区15m，水系设缓冲区5m。然后，评价这些要素的易损性和期望损失［2］。其中易损性评价又可以分为社会经济易损性评价和结构易损性评价。

1.1 社会经济易损性评价

社会经济易损性评价(V-social)评估岩溶塌陷可能给社会经济带来损失的几率，主要从人口的密集情况、经济水平、克服灾害的能力以及对整个社会的重要程度等方面考虑，赋值范围在0～1之间，值越大，表示易损性越大(表1)。

(1)人口密度及社会功能方面的考虑

考虑人口的易损性，农村人口相对较少，易损性低;城区人口密集，易损性高。另外考虑社会功能、经济的易损性，将研究区现有土地利用类型分为城区居民地、农业农村用地、政府所在地、工业用地、铁路、公路等道路用地。其中政府所在地、高速公路等的易损性值就比较高，为0.8～1;社会重要性较高的场所，如工业用地，易损性值也比较高，为0.6～0.7;非建筑物分布区，如水域、耕地以及农业农村用地等，易损性指标较低，为0.1～0.4。

图1 研究区社会经济与基础条件分区图Fig.1 Zoning map of social economy and infrastructure

表1 易损性及期望损失取值表Table 1 Vulnerability and expectation loss value

(2)生命线的考虑

主要考虑交通线的易损性。各大交通枢纽(比如铁路公路交汇处)、高速公路等是临沂市与外界联系的重要途径，如果发生破坏，将给社会带来重要影响，因此，周围设缓冲区20m，在该影响范围内，易损性值取0.9。研究区公路分高速公路、国道、一般公路和主要街道，其中高速公路、国道和主要街道因社会影响较大，易损性值0.8;一般公路0.6。

1.2 结构易损性评价

结构易损性评价(V-stru)目的是从基础结构的角度，评估不同土地利用要素的抗塌陷能力，以塌陷时发生破坏的可能性表示，取值在0～1之间。

(1)社会功能方面的考虑

尽管非建筑物分布区，如水域、耕地等，对社会经济生活的影响不大，社会经济易损性指标较低，但塌陷时发生破坏的可能性却很高，为此，结构易损性指标为1;城市居民地的抗塌陷能力也较弱，易损性指标为0.9;而工业用地和政府所在地等由于具有较好的基础结构，抗塌陷能力也较强，易损性指标为0.2～0.3。

(2)生命线的考虑

在缓冲区范围内，交通生命线抗塌陷能力均较差，所以，易损性指标取0.3～0.6之间。

2 期望损失评价

期望损失评价是指计算评价岩溶塌陷的期望损失，本文从国民经济和人民生命财产损失的角度，参考国内其它地区塌陷损失情况，评估塌陷发生时带来的损失，表示为 V-eco，以万元为单位。最后由易损性值与经济损失值得到期望损失值(V-loss)，并对其进行分级。

(1)社会功能方面的考虑

可能造成较大经济损失的是行政办公用地、工业用地、交通枢纽和居住用地等，参考国内其它地区取值，本区易损性指标定为100～1000万元;而耕地、绿地等损失最小，为5万元;其它类型用地均在10～50万元。

(2)生命线的考虑

铁路因其重要地位，易损性值为200万元;高速公路70万元，国道50万元，一般公路35万元，主要街道为10万元，其它交通为50～250万元。

对易损性评价结果(社会易损性、结构易损性)和经济损失评价结果进行综合处理，可得到期望损失评价结果(V-loss)，在此，采用直接相乘的方法，即:

由上式即可求出发生塌陷时，各土地利用单元的最终损失值，然后按照损失大小对其分级，共分为5级，5级损失最高，1级最小，得出期望损失分级图(图2)。

图2 期望损失分级图Fig.2 Zoning map of expectation loss

由图2结合图1可以看出，期望损失评价最高级别主要分布于临沂市中心城区和罗庄区西北部的居民区等地，面积约12.7km2;其次是政府所在地和工业园区范围，这些区域同时也是岩溶塌陷易发区;西部和西北部农业区，农村人口相对较少，土地类型以农用地为主，发生岩溶塌陷的期望损失最低。

3 结论

本次易损性和期望损失评价结果表明，研究区原岩溶塌陷点附近区域和市区部分地区，岩溶发育程度较高，且历史上多次发生岩溶塌陷，加上城区人口和重要建筑密集，在该区发生岩溶塌陷，一旦发生塌陷造成的人民生命和财产损失最大，因此应成为岩溶塌陷重点防治区，更需要采取有针对性的防治对策。

岩溶塌陷易损性和期望损失评价的目的是掌握岩溶塌陷发生时可能造成的损失程度，以便进行风险管理，减小或控制风险，为当地政府和行政主管部门提供决策依据。

论文中结合地表构筑物和危害对象，进行岩溶塌陷风险性评价方面的尝试，对于岩溶塌陷防治工作的开展提供了有针对性的科学依据，但具体如何在此基础上进行岩溶塌陷的适时预警预报等工作方面，有待于进一步的探讨。

［1］康彦仁.中国南方岩溶塌陷［M］.南宁:广西科学出版社，1990，25 ～40.

［2］雷明堂，蒋小珍，李瑜，等.城市岩溶塌陷灾害风险评估方法—以贵州六盘水市为例［J］.火山地质与矿产，2000，2(21):118 ～127.

Vulnerability and expectation loss assessment of karst collapse in Linyi City，Shandong Province

YAO Chun-mei1，YANG Quan-cheng1，SHAO Jing-li2，LEI Xiao-dong3
(1.Shandong Monitoring Center of Geological Environment，Jinan 250014，China;2.China University of Geosciences，Beijing 100083，China;3.Beijing Huaqing Geothermal development Co.，LTD，Beijing 102218，China)

Karst collapse is one of the main important geological disasters in Linyi City of Shandong Province.Because the population and industry and mining enterprise concentrate in the research area，and the social structure and the foundation condition are diverse，when the karst collapse happens will cause great economy and property losses.In this article，the spatial distribution and the destruction loss of each kind of hazard bearing body are obtained by the vulnerability and the expectation loss appraisal.The destruction loss degree brought by karst collapse are forecasted too.These can provide reference for the forewarning，preventing and controlling of karst collapse.

karst collapse;vulnerability assessment;expectation loss assessment;Linyi city;Shandong Province

1003-8035(2010)02-0074-03

P642.25

A

2009-11-20;

2010-01-11

姚春梅(1967—)，女，研究员，主要从事水文地质、环境地质勘查研究工作。

E-mail:ycm_12@sina.com