天津市区及近郊区地面沉降灾害风险评估与区划_胡蓓蓓
天津市滨海新区地面沉降经济损失评估
天津市滨海新区地面沉降经济损失评估周俊;杨建图;姜衍祥;于强;王威;胡蓓蓓【摘要】鉴于地面沉降演化的地质系统渐变性特征,从主要致灾因子考虑建立地面沉降数值模型.基于情景分析设计3种地下水开采方案:方案一,保持2007年抽水条件不变;方案二,以2007年实际开采量为基准逐年递减2%;方案三,南水北调水源逐步替换地下水开采,到最后完全替换地下水源;编译计算机程序预测地下水位动态变化过程中的地面沉降值.在此基础上,以分部门统计分析为原则,把地面沉降灾害经济损失分为23个小类;综合运用终值法、影子工程法、重置成本法、工程费用法、灾情比较法、间接损失与直接损失比例法和权重分解法等评估方法,计算不同情景下的地面沉降损失.2007-2020年,在最不利、适中和最理想3种情景下天津市滨海新区最大累计沉降量分别达640 mm、520 mm和150 mm;地面沉降损失分别达122.21×108元、80.71×108元和43.32×108元.【期刊名称】《中国人口·资源与环境》【年(卷),期】2010(020)008【总页数】5页(P154-158)【关键词】地面沉降;情景分析;经济损失;天津市滨海新区【作者】周俊;杨建图;姜衍祥;于强;王威;胡蓓蓓【作者单位】天津市控制地面沉降工作办公室,天津,300061;天津市控制地面沉降工作办公室,天津,300061;天津市控制地面沉降工作办公室,天津,300061;天津市控制地面沉降工作办公室,天津,300061;天津市控制地面沉降工作办公室,天津,300061;天津师范大学城市与环境科学学院,天津,300387【正文语种】中文【中图分类】F29天津市滨海新区是国内外地面沉降最为严重的区域之一,地面沉降导致的严重危害和巨大损失,在某种程度上已制约该区社会和经济可持续发展[1]。
鉴于天津市滨海新区地面沉降在国内外所具有的典型性和代表性,科学预测该区地面沉降趋势并评估其灾害损失,对促进其他地区地面沉降灾害损失的评估,并对制定相应的控沉减灾政策,具有十分重要的理论和实际意义。
天津局部地面沉降
天津局部地面沉降天津局部地面沉降津南区八里台镇局部地面沉降事件引起了社会的广泛关注。
在这次事件中，不仅有来自天津市和北京、上海、河北等地的多支专业队伍介入，还有20多位自然资源部、住房和城乡建设部、应急管理部等部门的专家前来指导工作。
通过密切分析研判，专业监测和调查，专家们对于这次事件的原因和影响程度做出初步判断，并提出了下一步的处理方案。
首先，根据专家们的初步研判，这次地面沉降事件属于突发地质灾害，由于深部地质构造比较复杂，1300米深度以下疑似存在地质空腔，这种地质构造不是常规的勘察手段能够探测到的。
不排除地热井打井施工触及了深层地质构造，从而导致涉事地区浅层水土流失，出现地面沉降等现象。
其次，事件影响程度对于附近高层建筑物进行了不同程度的影响。
在此之后相关部门采取了正确有效的措施，通过注浆等一系列措施，地面和建筑物沉降已经明显趋缓。
据专家们所说，目前处于平衡恢复期，虽然还有少量的变化，但总体可控。
最后，专家组将继续加强地面和建筑物的监测，以避免次生灾害的发生。
同时，他们也将调动更多的科技力量，运用地球物理方法等多种技术手段，对地层深部地质构造进一步探查和评估，以便能更好地制定下一步的处置方案。
对于这次事件，我们可以看到天津市政府和相关部门高度重视，积极采取措施应对。
以专家与科学为主导，科学治理，及时有效地控制了事件的影响，这样的处理方式值得肯定。
希望在未来的治理过程中，特别是在开发和建设方面，有关部门能够更加谨慎，充分考虑地质灾害风险，加强监测和防范，以保障人们的生命财产安全。
天津局部地面沉降事件问答6月7日，记者从市指挥部获悉，津南区八里台镇局部地面沉降原因调查工作取得初步进展。
记者就社会关注的地面沉降诱因，采访了专家组有关专家。
问：八里台镇局部地面沉降现象发生得比较突然。
连日来，您和研究团队一直在现场开展专业监测，密切分析研判，指导处置工作。
请您介绍这次事件原因是什么?答：这种情况非常罕见，为了搞清原因，天津市委、市政府邀请自然资源部、住房和城乡建设部、应急管理部等部门20多位专家来津指导工作;还有北京、上海、河北和天津本地的勘察、测绘、监测、房屋鉴定、建筑设计等10余支专业队伍在现场开展监测工作。
天津滨海新区地面沉降趋势预测
天津滨海新区地面沉降趋势预测陈聚忠;宋雯;韩月萍;王太松【摘要】在分析天津市滨海新区地面沉降概况及灾害的基础上,利用天津地面沉降监测网26年的水准测量资料,采用数据拟合和多核函数方法,研究了天津滨海地区地面沉降随时间的变化规律,对滨海地区地面沉降的趋势进行预测.结果表明地面沉降这一"缓发型"的地质灾害一旦致灾,会给经济建设带来无法挽回的巨大损失.【期刊名称】《防灾科技学院学报》【年(卷),期】2010(012)004【总页数】5页(P7-11)【关键词】水准测量;地面沉降;趋势特征【作者】陈聚忠;宋雯;韩月萍;王太松【作者单位】中国地震局第一监测中心,天津市,300180;中国地震局第一监测中心,天津市,300180;中国地震局第一监测中心,天津市,300180;中国地震局第一监测中心,天津市,300180【正文语种】中文【中图分类】P642.26地质构造运动造就了天津广大地区冲积平原的地形地貌特征，而人类社会活动——经济建设飞速发展（一方面是过量开采地下水，一方面是地面载荷急速增加），加速了地面沉降以致形成以地面沉降为主的地质灾害。
天津滨海地区的地面沉降主要是由于过量开采地下水、地表荷载加速增长和地质构造运动等综合原因造成的，成为社会各界的一个共识。
本文根据该区域水准测点高程数据，通过逐一拟合分析了天津滨海区域地面沉降的变化规律，对天津滨海地区未来5年的地面沉降趋势进行了预测分析。
预测图像显示了天津滨海塘汉地区 2011年比 2005年的在面沉降潜在淹没灾害区的分布面积将增长27.8%，年平均增长超过了5%。
因此，强化治理地面沉降灾害已经是刻不容缓的大事。
地面沉降是巨厚土层地区的主要地质灾害，由于初时不具备灾害的性质，具有一定的隐蔽性和缓发性。
因此，初时不易被察觉或重视，然而一旦致灾，则往往形成受灾面积大、损失严重且难以治理的局面。
此外，这种灾害往往还会成为其它灾害的诱因，从而形成比较复杂的灾害链。
天津地面沉降情况
天津地面沉降情况来源：作者：发布时间：2006.04.27长期过量开采地下水是造成地面沉降的主要原因，由于长期超采，使地下水位大幅度下降，造成弱透水层和含水层孔隙水位压力降低，粘性土层孔隙水被挤出，使粘性土产生压密变形，而引起地面沉降。
天津市宝坻断裂以南的广大平原区均有不同程度的下沉，面积8798.12平方公里，其中累计沉降量超过1000mm的面积达4080.48平方公里，并形成了市区、塘沽区、汉沽区、大港区及海河下游地区等几个沉降中心。
自1959年至1998年，市区及塘沽区沉降中心最大累计沉降量分别为2.814、3.091米；1957年至1998年汉沽区最大累计沉降量达2.84米。
这一大范围的沉降区域已与临近的河北省地面沉降区连成一片，构成华北平原沉降地区的一部分。
多年来，随着深层水的大量开采，地下水位持续下降，市区形成河北大街、北站外、河东大王庄和大直沽-陈塘庄四个沉降中心，至1985年四个沉降中心累计沉降量分别为2.39、2.34、2.37和2.25米，年沉降速率平均约100毫米。
为治理地面沉降，市政府自1986年始至1997年已实施四期三年控沉计划，1998年为第五期实施计划的第一年。
市区地下水开采量已由1985年的1亿米3/年左右，减至1998年2435.26万米3/年，地下水开采强度由27.4米3/年?km2减至5.29万米3/年?km2，地面沉降明显减缓，局部地区偶有回弹（表6-5）；至1998年，累计沉降量最大的地区为：北运河、子牙河及新开河交汇地区，累计沉降量大于2.5米的面积为3.2平方公里，中环线内累计沉降值已大于1.5米。
近年来，外环线以外地带沉降量呈增大趋势，其中西青区98年平均沉降值69毫米，最大后桑园沉降103毫米。
天津地面沉降图天津地面沉降监测范围包括天津市区、近郊区及滨海地区，面积共1635km2。
目前能继续观测的七组分层标组亦分布在上述地区，现保有分层标孔64个，地下水长观孔16个，孔隙水压力测头33个，除大港分层标组中的地下水长观孔和孔隙水压力测头为每10天监测一次外，其余各标组中的长观孔和孔隙水压力测头监测点均每月监测一次，各分层标组中的分层标孔水准高程测量亦为每月测量一次；全年共测地下水位273点次，孔隙水水位517点次、分层标孔高程测量732点次；监测控制深度一般在300m左右，最深为500 m。
基于组合模型的天津市地面沉降预测及危险性评价
基于组合模型的天津市地面沉降预测及危险性评价何理;焦蒙蒙;王喻宣;李天国【期刊名称】《水利水电技术(中英文)》【年(卷),期】2022(53)1【摘要】针对天津市过度开采地下水引发的地面沉降问题,基于组合模型开展区域沉降预测及危险性评价研究。
首先分别运用灰色理论GM(1,1)预测模型、BP神经网络预测模型以及灰色BP神经网络(GM-BP)组合预测模型,对地面沉降量数据进行校核与补充。
然后选取高程、坡度、土地利用、河网水系、水文地质、地下水开采量和累积沉降量作为影响因子,基于确定性系数和逻辑回归组合模型对地面沉降的危险程度进行评价,最后将地面沉降区域划分为5类危险区:极高危险区、高危险区、中危险区、低危险区和极低危险区。
结果表明:(1)灰色BP神经网络预测模型的稳定性和拟合能力明显优于其他两种预测模型,模型的预测值更能满足精度要求;(2)研究区不同程度的危险性评价中,41.57%的区域面积具有极高度和高度危险性,且主要分布于北辰区、津南区、静海区、西青区及滨海新区等南部地区;(3)通过灾害点与危险区叠加分析,整个研究区域灾害点密度为64.73处/万km^(2),45处灾害处于高和极高的地面沉降危险。
分区结果与灾害点的分布情况基本吻合,证明该研究成果能为地面沉降预测及危险性评价提供参考依据。
【总页数】12页(P178-189)【作者】何理;焦蒙蒙;王喻宣;李天国【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;天津大学建筑工程学院【正文语种】中文【中图分类】P641【相关文献】1.基于BP网络与WPGM(1,1)组合模型的地面沉降预测2.天津市地面沉降的灰色系统—马尔柯夫预测模型应用3.基于AHP-LR熵组合模型的子长市地质灾害危险性评价4.基于熵值法的水平定向钻进地面沉降预测组合模型5.基于模糊层次综合法的天津市地面沉降危险性评价因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
天津市地面沉降防治区划的研究
津南 区和静海县 ， 地下水 开采引起 沉降 比例 在 ９ ０ ％ 以上 ， 的平 均差 异 为 ３ ｍｍ。由 于每 种 因素 引发 的沉 降 量 大 小 不 一 ， 西青区 、 县） 角度 出发 ， 目前 以压 采地 ３ ｍ ｍ 的差 异并 不能说 明问题 ， 可按 相对误差 来统计 ， 它可 以反 映 地面沉降主要 防治措施需 要从 全区（
５ ０ ０ ｍ以下
２ ７ ． ８
水开采外 ， 还要加强对开采油气资源 引发地 面沉 降的防治研 究。
滨 海新区塘沽 滨海新区汉沽 滨海新区大港 东丽 区
津 南 区
２ ６ ． ７ ６ １ ． １ ３ ７ ． ０ ４ ４ ． ９
６ ３ ． ６
３ ３ ． ８ ３ ６ ． ０ ４ ６ ． ７
但 沉 降集 中在小 范 围的局部 区域 （ 见图 １ ） ， 只需 合 两种方法 的结 果 ， 取其平 均值 ， 得 到近 ５年来 人 为 因素 引起 的 他 因素 比较大 ， 要局部压采地下水 即可 。４ ） 第 四类 防治 区： 大 港区 ， 除地 下水 开 沉 降量 占各 区县沉 降量 的 比例 如表 １ 所 示。
调整农业 开采 井布 局 ， 在南水 北调 后积极 实 施水 源 每个 因素 中较差相对 于地 面沉降量 的 比例 。经统 计 ， 相对误 差最 下水为重点 ， 转换工程 。３ ） 第三 类 防治 区： 东 丽区 、 汉沽 区 、 武清 区和 宁河 区 ， 小为３ ％， 最大为 １ ０ ％ 。这个 相对 误差 范 围说 明两 种方法 得到 的 结论 基本一致 ， 得到 的各 因素引发 的地面沉 降量值 比较 可靠 。综 与第二类防治 区相似 ， 本区地下水开 采引起 的沉降 比例 相对 于其
１ ９ ． ３
基于PS-InSAR技术的天津地面沉降研究
基于PS-InSAR技术的天津地面沉降研究雷坤超;陈蓓蓓;宫辉力;贾三满【摘要】地面沉降是天津地区主要地质灾害之一.文中采用永久散射体干涉测量(PS-InSAR)技术获取天津地面沉降时间序列演变特征,分析不同含水层系统地下水开采、活动断裂对地面沉降的影响.研究发现:(1)天津地区地面沉降分布差异性较大,不均匀沉降特征明显,西南部地区为沉降重灾区,并有东移的趋势；(2)地面沉降漏斗多发生在地下水超采区内,沉降中心与地下水漏斗中心并非完全吻合,可能由于软土层固结速度滞后于地下水水头变化所致,并且与软土层厚度有关.中深部承压含水层地下水开采对地面沉降影响较大,是地面沉降的主要贡献层；(3)天津地面沉降存在明显的构造控制特性,主要受海河断裂、沧东断裂和天津断裂影响,断层两侧形变梯度较大.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2013(040)006【总页数】6页(P106-111)【关键词】地面沉降;合成孔径雷达干涉测量;永久散射体;地下水;断裂带【作者】雷坤超;陈蓓蓓;宫辉力;贾三满【作者单位】北京市水文地质工程地质大队,北京 100195;首都师范大学资源环境与旅游学院,北京 100048;首都师范大学资源环境与旅游学院,北京 100048;北京市水文地质工程地质大队,北京 100195【正文语种】中文【中图分类】P642.26超量开采地下水引发的地面沉降已成为全世界广泛关注的地质环境问题。
由于传统监测手段的缺陷，在过去很难准确定义形变区域的范围、形变幅度以及季节性形变特征［1］。
随着星载合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术的问世及发展，以其实时动态、大范围、高精度的特点已经在地面沉降、火山运动、地震、冰川漂移等领域表现出巨大的应用潜力［2～3］。
2000 年，A Ferretti等［4～5］首次提出永久散射体干涉测量技术 (Permanent Scatterer for SAR Interferometry，PS-InSAR)，该方法通过选取那些自身散射特性较强并且相位信息较为稳定的地面目标点作为地表形变信息的表征，可以有效降低空间、时间失相关及大气延迟的影响，准确获取PS点形变信息，提高了地面沉降的监测能力。
天津滨海地区风暴潮极值增水漫滩情景展示及风险评估
天津滨海地区风暴潮极值增水漫滩情景展示及风险评估谢翠娜;胡蓓蓓;王军;陈晶晶;许世远;刘耀龙;叶明武【期刊名称】《海洋湖沼通报》【年(卷),期】2010()2【摘要】在综合分析天津风暴潮灾特征基础上,利用天津海河闸验潮站40a的年最高潮水位资料,结合天津滨海地区历史沉降数据,对潮水位进行修正。
应用耿贝尔频率分析方法、P-Ⅲ型概率分析法对海河闸验潮站年极值潮水位(地面沉降修订后)进行概率计算,二者拟合度优良,耿贝尔频率分析结果较为精确。
研究显示,百年一遇风暴潮水位为大沽高程4.80 m(地面沉降修订后),千年一遇风暴潮水位为大沽高程5.34 m(地面沉降修订后)。
运用ArcGIS软件对不同重现期下的风暴潮进行静水漫滩展示。
对比可知,在理想化静水状态下,对于同一重现期的潮灾,考虑防潮堤(地面沉降修订后)比忽略防潮堤造成的潮灾影响明显减弱。
在此基础上,结合TM影像解译的研究区各类土地利用类型对百年一遇风暴潮灾进行风险损失评估,结果表明:百年一遇风暴潮灾影响范围为149.16 km2,受影响人口为2.59万。
潮灾造成的经济总损失约100 971.30万元,其中室内家庭财产损失约4 484.50万元,公共服务设施财产损失约62 231.50万元,种植业、海产、盐田损失约19 418.70万元。
【总页数】11页(P130-140)【关键词】天津滨海地区;风暴潮;漫滩情景;风险评估【作者】谢翠娜;胡蓓蓓;王军;陈晶晶;许世远;刘耀龙;叶明武【作者单位】华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室;天津师范大学城市与环境科学学院【正文语种】中文【中图分类】P731.23【相关文献】1.渤海风暴潮对沿岸增水的影响及灾害风险评估 [J], 丁玉梅;丁磊;李玉峰2.天津近岸台风暴潮漫滩数值模式研究 [J], 莎日娜;尹宝树;杨德周;徐振华;程明华3.海口湾沿岸风暴潮漫滩风险计算 [J], 梁海燕;邹欣庆4.渤海风暴潮对沿岸增水的影响及灾害风险评估 [J], 丁玉梅;丁磊;李玉峰;5.滨海城市风暴潮避难所分布的灾害风险适应性研究——以天津滨海新区为例 [J], 张威涛; 运迎霞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
天津滨海新区地面沉降趋势预测
滨海 地 区地表 标 高每 年都 处在 损 失状态 之 中， 是 天津 市标 高最低 、低地 现象 最 为严 重 的区域 ，也 是 造成 经济 损 失最 为严 重 的地 区之一 。因此 ，应 加 强 监测 和 治理 ，一定 要确 保地 面沉 降处于 可测 、可
控 、 可 防 的范 围之 内［２ １］ －。
分 析 。预 测 图像显 示 了天津 滨 海塘 汉地 区 ２ １ ０ １年 比 ２０ ０ ５年 的在 面沉 降潜 在淹 没 灾害 区 的分布 面积 将增 长 ２ ． ７８ ％，年平 均增 长超 过 了 ５ ％。因此 ，强化 治理 地面 沉 降灾害 已经 是刻 不 容缓 的大 事 。
１ 区域地面沉 降概 况及危 害
的局面 。
研 究 区域 为天 津 市滨海 新 区 的沿海 地 区 ，所 用 资料 是从 １８ ９３年 开始 ，截 止到 ２０ ０ ８年 ，共计 ２ ６
期 的水 准测 量 成果 ，观 测等 级 为 Ｉ Ｉ Ｉ ，共 、Ｉ、Ｉ Ｉ等 计 收集 整 理 了能够 用于 研究 的 水准 点 ６ ０个 。由于 ６
沉 降为主 的地质 灾 害 。天 津滨 海地 区 的地 面沉 降主 要是 由于过 量 开采地 下 水 、地 表荷 载加 速增 长和 地
质 构造 运动 等 综合 原 因造成 的 ，成 为社 会各 界 的一
个共识。
由于标 高在 一 定条件 下 ，具 有不 可再 生 的特 点
及损 失 的持 续不 断性 ，所 以造成 的标 高损 失 也不是
地 面沉 降是 巨厚土层 地 区 的主要 地质 灾 害 ，由
２ 数据统计及分析
２ １ 数据 选 取 。
于 初 时不具 备灾 害 的性质 ，具有 一定 的 隐蔽性 和 缓 发 性 。因此 ，初 时不 易被察 觉或 重视 ，然 而一 旦致
天津滨海新区沉降灾害预测与检验
天津滨海新区沉降灾害预测与检验纪静;郑智江;陈阜超【摘要】利用1983年以来的水准复测资料和2005年实测的RTK地面高程资料，对水准点进行了拟合计算，得到了水准点的沉降速率和2005~2010年5年间的沉降量，以此拟合2010年RTK地面高程，预测了天津滨海新区因地面沉降引起的低海拔面积发展趋势，获得2010年低海拔区域预测面积。
为验证预测结果的有效性和可靠性，2010年仍用RTK测量方法对低海拔区域面积进行了实测，表明预测值与实测面积的误差小于1.46%，该误差与RTK测量误差、水准点拟合误差和拟合实测之间的误差总和1.45%相当。
说明预测误差主要由测量误差和计算误差引起，选择的预测模型基本正确，预测方法有效，得到的低海拔区域面积预测值可靠。
%We had iftting calculated for the benchmark point by using the standard reiteration data since 1983 and real time kinematic (RTK) ground elevation data of 2005. It get the subsidence rate of the standard pointand subsidence from 2005 to 2010 to iftting predicted RTK ground elevation of 2010. We also estimated the trend in the decreasing elevation of the land surface in the Binhai new area caused by land subsidence. And get the fold prediction of low altitude area in 2010. To verify the validity and reliability of the predictions made in 2010, we used the RTK method to measure the low-elevation area. A comparison of the forecasts with the measured low-elevation area shows that, relative to the measured area, the prediction error is less than 1.46% using the RTK method, and the difference between the leveling points iftting error and measured iftting error was 1.45%. This shows that the prediction error is mainly caused bymeasurement and calculation errors, and the choice of prediction model is essential y correct; therefore, the prediction method is effective, and the results from the low-elevation prediction area are reliable.【期刊名称】《上海国土资源》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P137-141)【关键词】地面沉降;地质灾害;水准测量;RTK测量;低海拔;预测检验【作者】纪静;郑智江;陈阜超【作者单位】天津市地震局地震灾害防御中心，天津300201;中国地震局第一监测中心，天津300180;中国地震局第一监测中心，天津300180【正文语种】中文【中图分类】P642.26天津位于华北平原的海河各支流交汇处，北依燕山，东临渤海，所辖区域总面积为11919.7km2，是中国北方最大的沿海开放城市。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从系统论观点出发, 根据自然灾害风险指 数法的理 论, 遵循科学性、综合性、主导性、层次性、动态性和可操作 性原则, 地面沉降灾害风险指标体系包括危险性、易损性 和防灾减灾能力三个因素, 在此基础上根据地面沉降灾害 的特点确定因子层。
与地震等突发性灾害不同, 地面沉降是缓发性并逐年 累积的, 因此累计地面沉降量是反映地面沉降危险性的主 要指标。此外, 有些学者还用地面沉降速率来划分地面沉 降危险性[ 9, 12] 。1986 年以来, 天津市通过控制浅层地下水
一定区 域自然 灾害风 险是 由自 然灾害 危险 性 ( hazard) 、承灾体的易损性( vulnerability) 两个因素相互综合 作用而形成的[ 15] 。近年来, 一些学者认为防灾减灾能力 ( emergency response & recovery capability) 也是制约和影响自 然灾害风险的因素[ 16~ 17] 。
一般认为社会经济条件可以定性反映区域的灾损敏 度, 即易损性的高低。社会经济发达的地区, 人口、城镇密 集, 产业活动频繁, 承灾体的数量多、密度大、价值高, 遭受 灾害时人员伤亡和经济损失就大。值得注意的是, 社会经 济条件较好的地区, 区域承灾能力相对较强, 相对损失率 较低, 但区域绝对损失率和损失密度都不会因此而降低。 同样等级的灾害, 发生在经济发达、人口密布的地区可能 造成的损失往往要比发生在经济落后、人口稀少的地区大 得多。社会经济易损性分析一般以一定行政单元为基础, 从而可直接利用各类统计报表与年鉴[ 23] 。由地面沉降灾 害系统模式可知, 地面沉降灾害主要承灾体是建筑物、市 政给排水管线等生命线工程、地面标高等, 地面沉降对这 些承灾体造成的破坏和损失, 会直接或间接影响到区域社 会经济发展和人民生产生活; 因此, 本文选取了人口密度、 单位面积 GDP 及建设用地比重三个间分析方法, 将危险性分区图、易损性分区图和防灾减灾能 力分区图进行叠 加分析, 完成 了天津市 区及近郊 区
地面沉降灾害风险区划图, 共分为低风险区、较低风险区、中等风险区、较高风险区、高风险区五等。研究结果可为区域可持续发 展和
防灾减灾决策提供依据。
关键词 地面沉降; 风险指数; 风险评估; 风险区划
收稿日期: 2008- 05- 15 作者简介: 胡蓓蓓, 博士生, 讲师, 研究方向为生态环境与灾害风险研究。 通讯作者: 许世远, 教授, 博士生导师, 研究方向为地貌、沉积、城市自然地理, 环境演变与可持续发展。 * 国家自然科学基金项目( 40730526, 40571006, 70703010) ; 天津师范大学校青年基金( 52LJ41) 。
自然灾害危险性, 是指造成灾害的自然变异的程度, 主要是由灾变活动规模( 强度) 和活动频次( 概率) 决定的。 一般灾变强度越大, 频次越高, 灾害所造成的破坏损失越 严重, 灾害的风险也越大。承灾体的易损性, 是指在给定 危险地区存在的所有任何财产由于潜在的危险因素而造 成的伤害或损失程度, 其综合反映了自然灾害的损失程 度。一般承灾体易损性愈低, 灾害损失愈小, 灾害风险也 愈小。防灾减灾能力表示受灾区在长期和短期内能够从 灾害中恢复的程度, 包括应急管理能力、减灾投入、资源准 备等, 一般分为工程性防灾减灾措施和非工程性防灾减灾 措施。防灾减灾能力越高, 可能遭受潜在损失就越小, 灾 害风险越小[18] 。
运算( Raster Calculator) 指两个以上层面的栅格数据系统以 某种函数关系作为复合分析的依据进行逐网格运算, 从而 得到新的栅格数据系统的过程。对多个栅格数据进行运 算, 常用于综合评价[ 19] 。国外学者利用 GIS 空间分析方法 对地面沉降灾害时空变化进行了科学预测[ 20] , Ki- Dong Kim 等[ 11] 利用该方法对废弃地下煤矿的地面沉降危害进 行了可靠评估, 本研究将借鉴他们的成功经验首次对地面 沉降灾害风险进行评估与区划。
中国人口#资源与环境 2008 年 第 18 卷 第 4 期 CHINA POPULATION, RESOURCES AND ENVIRONMENT Vol. 18 No. 4 2008
天津市区及近郊区地面沉降灾害风险评估与区划*
胡蓓蓓1, 2 姜衍祥3 周 俊3 王 军1 许世远1 陈振楼1
( 1. 华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室, 上海 200062; 2. 天津 师范大学城市与环境科学学院, 天津 300387; 3. 天津 市控制地面沉降工作办公室, 天津 300061)
2. 3 加权综合评价法( WCA) 加权综合评价法综合考虑了各个因子对总体对象的
影响程度, 是把各个具体的指标的优劣综合起来, 用一个
数量化指标加以集中, 表示整个评价对象的优劣, 因此, 这
种方法特别适合于对技术、决策或方案, 进行综合分析评
价和优选, 是目前最为常用的计算方法之一[ 17,18] , 计算公
地面沉降灾害影响因素非常复杂, 总体可以归纳为自 然和人为两大因素。自然因素中, 包括构造活动引起的沉 降、软弱土层形成的沉降以及地震活动等引起的沉降; 人 为因素中, 过量开采地下流体资源以及大规模的工程建设 等均可引起地面沉降。许多研究表明, 天津地区地面沉降 最主要的致灾因子是过量开采地下流体资源和现代构造 沉降[ 2, 22] 。
地面沉降灾害承灾体主要包括地面沉降影响地区的 建筑物、地面标高、市政给排水管线等生命线工程和人口 等, 他们的数量和质量( 脆弱性强度) 是地面沉降成灾的重 要因素。
地面沉降灾害灾情是地面沉降致灾因子、孕灾环境和 承灾体相互综合作用的产物, 主要包括建筑物下沉变形、 市政给排水管线受损等生命线工程受损, 以及由其间接导 致的风暴潮灾害加剧、土壤盐渍化、地下水质破坏和洪涝 加剧等。 3. 2 地面沉降灾害风险评价指标体系的建立
研究区包括天津市和平、河东、河西、南开、河北和红 桥市内六区, 以及东丽、西青、津南和北辰外围四区, 总面 积 2 054. 01km2( 见图 1) 。2005 年底, 总人口 518. 96 万人, 地区生产总值 760. 30 亿元[ 13] 。
随着社会经济的快速发展, 由于过量开采地下流体资 源, 地面沉降已经成为研究区最为严重的灾害之一, 该区 域 1985- 2005 年累计地面沉降量最大达 2. 93m; 累计地面 沉 降量 超过1 000mm 的面 积达6 23. 88km2, 占总 面积 的
中图分类号 U456. 33
文献标识码 A
文章编号 1002- 2104(2008) 04- 0028- 07
地面沉降是在自然和人为因素作用下, 由于地壳表层 土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种缓变性地质 灾害, 是一种不可补偿的永久性环境和资源损失, 是地质 环境系统破坏所导致的恶果[1] 。国内外对地面沉降的研 究主要集中在成因分析、监测方法、经济损失评估、时空分 布、预测、危害及防治对策等领域[ 2~ 7] 。有些学者对地面 沉降危险性分级标准进行了探讨[ 8~ 9] ; 部分学者采用模糊 数学层次分析法和相应的指标体系对广州市地面沉降危 险性进行了评价[ 10] ; Ki- Dong Kim 等运用 GIS 技术[ 11] 评 估了废弃地下煤矿的地面沉降危害性; 魏风华[ 12] 进行了 河北省唐山市地面沉降危险性区划和地面沉降物质财富 风险区划研究。然而, 地面沉降灾害风险评估与区划尚无 成熟先例。地面沉降灾害风险是地面沉降对人类社会及 其生存环境所造成危害或不利影响的可能性及不确定性 的描述。为了对地面沉降灾害风险进行有效管理, 减小损 失发生的影响, 必须进行地面沉降灾害风险评估与区划。 天津市是我国地面沉降比较严重的区域之一, 地面沉降给 天津市造成了多方面的危害, 如建筑物下沉变形、开裂乃 至破坏; 市政给排水管线的破坏; 海水倒灌造成的地下水 质破坏; 地面标高损失, 风暴潮灾害加剧; 河流泄洪能力的
丧失; 土壤的盐渍化等。研究区人口密集、经济发达, 地面 沉降严重, 并具备比较完整的监测数据。因此, 选择该区 域进行地面沉降灾害风险评估与区划具有较大的理论与 实践意义。
1 研究区概况
天津市位于九河下梢, 渤海湾西岸。整个天津和邻近 地区处于华北断块盘地的东北部, 从构造分区上看西部为 沧东隆起的一部分, 东部则包括了黄骅凹陷的一大部分, 由古近纪以前的沉积岩层和古老的结晶基底, 组成了本区 的地质构造基础, 长期以来缓慢下降, 沉积了巨厚的松散 沉积物。
# 28 #
胡蓓蓓等: 天津市区及近郊区地面沉降灾害风险评估与区划
图 1 研究区示意图 Fig. 1 Sketch map of research area
30. 37% ; 1985- 2005 年平均地面沉降速率为 29. 99mm ¹ 。
2 研究方法
2. 1 自然灾害风险指数法 自然灾害系指自然变异超过一定的程度, 对人类和社
基于以上认识, 自然灾害风险数学计算公式为:
Dr= f (H , V, R) 式中: Dr- 灾害风险; H - 危险性; V- 易损性; R - 防 灾减灾能力。
2. 2 GIS 空间分析方法 主要运用 ArcGIS 空间分析中的内插分析、重分类和
栅格运算等。内插分析( Interpolate to Raster) 对矢量点数据 进行内插产生栅格数据, 每个栅格的值根据其周围( 搜索 范围) 的点的值计算。ArcGIS 栅格分析模块中, 通过栅格 插值运算生成表面主要有三种实现方式: 反距离权重插值 ( IDW) 、样条函数插值( Spline) 和克里克插值( Kriging) 。重 分类( Reclassify) 即基于原有数值, 对原有数值重新进行分 类整理从而得到一组新值并输出; 重分类一般包括新值替 代、旧值合并、重新分类和空值设置四种基本类型。栅格