地质力学学报

第12卷第2期2006年6月地质力学学报JOURNA L OF GE OMECHANICSV ol 112N o 12Jun.2006文章编号:100626616(2006)022*******收稿日期:2006204202基金项目:中国地质大调查“黄河上游新构造活动与地壳稳定性研究”项目(200012400103)资助。

作者简介:张春山(19642),男,博士,研究员,地质工程专业,主要从事地质灾害与地应力方面研究工作。

E 2mail :zhangcs401@黄河上游地区崩塌滑坡泥石流地质灾害风险评价张春山1,李国俊2,张业成3,马寅生1(11中国地质科学院地质力学研究所,北京　100081; 2.浙江省第十一地质大队,浙江温州　325006;31国土资源部实物地质资料中心,河北　065201)摘　要:本文在对黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流进行野外地质调查和资料收集的基础上,确定了灾害风险评价的主要影响要素和指标体系,进行了以县(市、旗)为单元的风险评价。

评价单元共116个。

研究区地质灾害风险共分为5级,高风险单元3个,较高风险单元8个,中等风险单元24个,较低风险单元54个,低风险单元27个。

风险评价结果表明,评价区内不同地区崩滑流灾害风险程度相对差异较大,总体分布特点是中部地区较高,北部和南部较低。

从风险指数的结果来看,有些风评价单元的风险指数非常接近临界值,一旦危险性条件和易损性条件发生改变,将会引起地质灾害的风险级别发生变化。

因此,在西部大开发的进程中,无论是在开发资源还是进行各种工程活动,都应注意保护环境,避免地质灾害向着严重的方向发展。

关键词:黄河上游;地质灾害;风险评价中图分类号:P64212文献标识码:A1　地质灾害概况黄河上游地区是指从内蒙古托克托县城到黄河源头的黄河流域范围,共包括116个县(市、旗)。

崩塌、滑坡、泥石流灾害(简称崩滑流灾害)是本区主要突发性地质灾害,分布十分广泛。

崩塌灾害发生较少,主要分布在六盘山地区和陇中高原地区,以黄河干流及一些主要支流沿岸和铁路沿线、水库库岸地区较为常见,其次分布在南部山地。

研究区发育有不同规模的滑坡3万余处,以中部黄土高原和六盘山地区最为发育,其次分布在北部的大青山、贺兰山和南部的青海高原地区。

研究区发育有不同规模的泥石流沟1000条以上,全区116个县(市、旗)中有59个县(市、旗)发生不同程度的泥石流灾害。

最严重地区为地处陇中高原的西宁—兰州—天水地区,以江河沿岸最为发育;其次分布在贺兰山东麓的石嘴山—小口子地区;再次是零星分布在西北部的祁连山、南部的阿尼玛卿山的一些地区。

受气候影响,本区崩滑流活动主要发生在每年的3～9月,即春末至初秋季节。

其中3～6月份多为融雪洪水引起的崩滑流,主要分布在南部的巴颜喀拉山、阿尼玛卿山和西北缘的冷龙岭地区。

6～9月份主要为暴雨洪水引起的崩滑流,主要分布在中部和北部地区。

崩滑流地质灾害的频繁发生,严重地制约经济的发展和西部大开发的顺利实施。

本文试图通过崩滑流灾害风险评价反映黄河上游地区总体风险水平与地区差异,为指导国土资源开发、环境保护、规划和实施地质灾害防治工程提供科学依据。

2　地质灾害风险评价211　崩滑流灾害风险评价体系控制和影响崩滑流灾害风险的因素很多,但概括起来主要包括两个方面:一是崩滑流灾害活动条件,二是崩滑流灾害受灾体条件[1～2]。

崩滑流灾害活动条件是指影响灾害活动程度的各种因素,在风险评价中,称其为危险性条件。

通常条件下,崩滑流灾害活动条件越充分,崩滑流灾害活动越强烈,即灾害发育的数量越多,密度和规模越大,活动频次越高,灾害风险越高,所造成的破坏损失越严重。

崩滑流灾害受灾体条件是指受灾害危害对象的数量、密度、价值以及抗御崩滑流灾害的能力与遭受崩滑流灾害破坏后的可恢复性,在灾害风险评价中,称其为易损性条件。

通常情况下,易损性越高,崩滑流灾害的风险程度越高,即受灾体数量越多、密度和价值越高,对灾害的抗御能力和遭受灾害破坏后的可恢复性越差,所造成的破坏损失越严重。

本文根据崩滑流灾害的形成条件,将风险评价体系概括为二个方面(图1)。

一是危险性分析。

主要包括历史活动程度条件和潜在形成条件。

二是易损性分析。

主要包括包括评价区的承灾能力和防治能力。

风险评价是在危险性分析和易损性分析的基础上进行的。

崩滑流灾害风险评价(崩滑流灾害风险程度与时空变化)危险性分析潜在形成条件历史活动程度灾害规模灾害频次灾害密度岩土性质地质构造地形地貌气候条件植被条件人为活动其他易损性分析 评价区承灾能力(受灾体类型、数量、价值)防治能力减灾工程经济水平人口房屋生命线工程交通设施水利工程国土资源生态环境其他图1　崩滑流灾害风险评价系统示意图Fig 11　Scheme of the risk evaluation system of avalanches ,landslides and mud flows212　风险评价要素的选取与数据预处理21211　风险评价要素的选取　根据崩滑流灾害形成条件和风险评价体系,作者选取可以数据化或经过分析整理可以概化成数据的主要影响因素作为风险评价的主要指标。

在危险性要素中,选取下列因素作为评价因子:历史活动程度选取崩滑流的发育密度———即平均单位面积发育多少处崩滑流来反映灾害的历史活动程度。

潜在形成条件则选取地212地　质　力　学　学　报2006　形地貌———用地貌类型和切割程度来反映;地质条件———用易灾岩土的发育程度、活动断裂发育程度、地震烈度和差应力值来反映;气候条件———用降水量和暴雨及融雪程度反映;植被条件———用森林植被度来反映;人为条件———用耕地、放牧、采矿、工程建设活动程度反映。

在易损性要素中,选取下列因素作为评价因子:人口———用平均人口密度反映;交通设施———用铁路、公路线密度反映;经济水平———用产值密度和邮电业务总量反映;国土资源———用耕地丰度即耕地面积占国土面积比率反映。

房屋———用单位面积房屋数量即密度来反映。

21212　数据预处理　在广泛收集资料和野外调查的基础上,根据黄河上游崩滑流灾害发育特征、分布规律,对选定的风险评价要素进行分级,确定数据概化标准(表1),其原则是将各种因素均划分为5级,以便比较其相对程度。

在此基础上将黄河上游地区原始资料进行表1　黄河上游地区崩滑流风险评价要素概化分级表T able1　G eneralized grading of risk evaluation elements of avalanches,landslides and mud flowsin the upper reaches of the Y ellow River风险评价要素要素分级A B C D E危险性要素易损性要素崩滑流发育密度(处Π100km2)<11～55～1010～20>20地震烈度<66～77～88～9>9活动断裂线密度(kmΠ100km2)<015015～11～22～5>5易灾性岩土发育程度块状岩浆岩、变质岩为主,易灾性岩土极不发育块状岩浆岩、变质岩为主,部分地区发育有易灾性岩土软硬相间的层状碎屑岩为主,黄土等易灾性岩土比较发育以软硬相间的层状、片状碎屑岩等黄土和易灾性岩土发育黄土和易灾性岩土特别发育地貌类型主要为高原和河谷平原主要为山间平原和河谷平原主要为侵蚀丘陵、台地主要为黄土塬、黄土梁峁、侵蚀低山—中山,部分丘陵、台地主要为黄土塬、黄土梁峁、侵蚀高山地形切割程度(mΠ21km2)0～2020～7575～150150～600>600年平均降水量(mm)<300300～400400～500500～600>600年平均暴雨日数(天)<011011～012012～013013～015>015森林植被度(%)>2015～2010～155～10<5差应力值(MPa)<210210～215215～219219～313>313人为活动程度微弱较微弱较强烈强烈特别强烈人口密度(人Πkm2)<1010～100100～200200～800>800国内生产总值密度(万元Πkm2)<1010～3030～5050～100>100铁路线密度(kmΠ100km2)<011011～22～55～10>10公路线密度(kmΠ100km2)<1010～2020～5050～80>80耕地丰度(khΠ100km2)<11～22～33～4>4邮电业务总量(万元Π100km2)<1010～5050～100100～500>500房屋密度(间Πkm2)<100100～10001000～20002000～5000>5000等级赋值124710312第2期张春山等:黄河上游地区崩塌滑坡泥石流地质灾害风险评价412地　质　力　学　学　报2006　概化预处理。

将概化预处理后各评价要素的数据进行归一化处理,其目的是使所有要素的评价结果均位于区间[0,1]之间。

资料依据概括如下:(1)崩滑流发育密度主要来源于本文建立的近50年来黄河上游地区地质灾害灾情属性数据库,黄河流域地貌及外动力地质现象图(1Π200万)[3]、甘肃省地质灾害发育分布图[4]等资料。

用每百平方公里崩滑流发育的处数来表示,单位处Π100km2。

(2)活动断裂发育程度主要来源于中国及毗邻海区新构造图(1Π400万)[5],从图上量取得到活动断裂长度,用活动断裂的线密度来表示,单位kmΠ100km2。

(3)地貌类型主要来源于中国及毗邻地区地貌图(1Π400万)[5],黄河流域地貌及外动力地质现象图(1Π200万)[3]等资料,按表1分级标准得到各评价单元的地貌等级。

(4)切割程度主要来源于中国及毗地海区地貌图(1Π400万)[6],黄河流域地貌及外动力地质现象图(1Π200万)[3]等资料,按表1分级标准得到各评价单元的切割程度等级。

(5)年降水量主要来源于中国自然地理图集中[7]的“中国年降水量分布图”,直接从图上得到各评价单元的年降雨量平均值,单位为毫米。

(6)暴雨日数来源于中国自然地理图集中[7]的“华北地区年暴雨日数及年雷暴日数图”,直接从图上得到各评价单元的年暴雨日数,单位为天。

(7)易灾岩土来源于黄河流域岩土工程地质类型图(1Π200万)[8],黄河流域工程地质图(1Π200万)[9]。

从图上按各评价单元的岩土类型或组合类型得到易灾岩土等级。

(8)人为活动来源于国家统计局1999年统计资料中的人口密度、工程状况等资料,按人类活动的强弱得到人类活动程度等级。

(9)森林植被资料来源于1Π10万地形图(国家测绘局,1971年),并辅以卫片校核,直接从图上量取得到各评价单元的森林植被的面积,用占国土面积的百分数表示,单位为%。