首页|基于斜坡单元的地质灾害风险调查评价与管控方法研究--以湖南省麻阳县为例

基于斜坡单元的地质灾害风险调查评价与管控方法研究--以湖南省麻阳县为例

庄茂国

基于斜坡单元的地质灾害风险调查评价与管控方法研究--以湖南省麻阳县为例

庄茂国1
扫码查看

作者信息

  • 1. 中国科学院大学
  • 折叠

摘要

地质灾害是自然灾害重要组成之一,对人类生命和财产造成极大损害和重大威胁。我国是世界上突发性地质灾害发育最强烈、因灾死亡人数最多的国家之一,滑坡等重大突发地质灾害时有发生,严重制约着社会经济发展,防灾减灾工作形势严峻。 自2003年11月19日,国务院颁布《地质灾害防治条例》以来,地质灾害防治工作取得了重大进展。通过实施县(市)级地质灾害区域调查、地质灾害详细调查、重点建设区和集镇地质灾害风险评价等多轮区域性地质灾害调查评价工作等,累计完成了2020个县域1∶10万地质灾害普查、1517个县域1∶5万地质灾害详查,勘查评价3万多处地质灾害,形成涵盖30余万处地质灾害点的数据库,并投入巨大资金开展地质灾害综合治理和搬迁避让工作,地质灾害防治取得了显著成效,造成的人员伤亡和经济损失逐年有了明显下降。 然而,我国地质灾害的防治工作仍然存在一些不足之处,地质灾害预测水平仍需提高,重大突发地质灾害时有发生。地质灾害预测预报与地质灾害调查评价密切相关,不少新增灾害并未被前期的地质灾害工作识别。根据现行《滑坡崩塌泥石流灾害调查规范(1∶50000)》(原国土资源部2014年发布),地质灾害调查的主要工作内容为:“调查已发生的地质灾害,调查城市、村镇、道路等区域潜在地灾隐患点,开展地质灾害易发性和危险性评价”。从现行调查规范,我们可以看出:目前调查工作重点区域为已发生的灾害点和已发现的隐患点,灾害点和隐患点以外区域调查工作较少,可能出现调查区域和发生灾害点出现“错位”;同时,由于调查主要对象为地质灾害点和隐患点,造成调查结果过分表达了“地质灾害发生密度”,而对地质灾害动态诱发因子以及与地质环境的耦合作用规律调查研究不足;最后,目前地质灾害防治中,调查工作开展较多,风险评价工作不足,对灾害的人员和经济损害缺乏精准评价,造成灾害预警和临灾避险缺乏准确支撑和依据,一定程度上存在盲目性和被动性。 科研工作者已经逐步认识到地质灾害调查和风险评估工作是科学防灾减灾的重要基础。近年来,学者们对地质灾害调查、风险评价、风险管控等工作进行了大量的研究,取得了若干重要成果,然而仍然存在一些薄弱环节,主要表现在:一是已有研究多关注于已发生灾害点和隐患点,灾害点以外区域地质灾害调查和风险评价方法研究开展较少;二是已有灾害调查和评价工作多以行政单元或者自然单元(流域)来开展,对孕灾环境、地质环境变化与致灾因子的耦合作用研究较少。 本文以湖南麻阳重点地区为研究区域,通过资料收集、遥感解译、野外调查、数值模拟和应用研究,归纳麻阳县自然地质环境和地质灾害发育规律,分析总结灾害主控因素,研究确定麻阳重点区、斜坡单元划分原则与方法,开展了基于斜坡单元的地质灾害风险评价工作,探讨提出了“坡长制”风险管控方法,为我国低山丘陵地区斜坡地质灾害防治工作作出有益尝试。本论文研究得出以下主要认识和结论: (1)麻阳县地质灾害以滑坡为主,崩塌、泥石流较少,滑坡地质灾害以小型浅层岩质滑坡为主。滑坡等地质灾害在空间上受自然地质条件和人为因素的制约作用明显,在空间上主要呈条带状展布,在时间上与强降雨时间高度吻合。经分析归纳得出,麻阳地质灾害易发地质环境条件为:地形坡度20-50°,海拔150-500m的丘陵地貌区顺向坡或者斜向坡,岩土体类型为软质红色碎屑岩和碎屑岩类风化残坡积粘土、粉质黏土,人类工程活动明显区,尤其受人类工程活动扰动的红层区是地质灾害主要发灾场所。地质灾害的主控因素有地形地貌、岩土类型、地质构造、降雨和人类工程活动等因素。 (2)通过对麻阳县域内4个重点调查区及重点规划区展开斜坡单元的划分与调查统计,共划分了354个斜坡单元,系统地评价了重点区斜坡地质灾害的稳定性、危险性及风险性。通过曲率分水岭方法在遥感图上初步划分斜坡单,逐一开展野外调查与修正,采用演变历史分析法和信息量法建立稳定性评价指标体系和模型,开展斜坡单元稳定性评价。麻阳地质灾害时间概率服从泊松分布,稳定性评价结果可以表达地质灾害空间概率和规模概率,综合计算稳定性和时间概率得到了斜坡单元的危险性。对斜坡影响带范围内人口风险和经济风险进行易损调查,分项进行易损性评价,利用varnes风险评价模型,计算得到354个斜坡单元人口和经济专项易损值,综合考虑人口和经济风险,最终得到麻阳重点地区斜坡单元综合风险评价结果。为进一步验证基于斜坡单元的地质灾害风险评价方法的科学性与准确性,选取典型滑坡灾害点,通过成熟单体灾害风险评价方法和数值模拟,定量化开展石眼潭12组单体滑坡风险评价。在单体地质灾害评价过程中,考虑极端暴雨影响,分不同工况模拟滑坡渗流场,利用geostudio/slope模块计算斜坡稳定性及破坏概率,开展影响区域内人口和经济体易损性调查,得出了不同工况下单体滑坡的人口风险和经济风险。通过开展典型滑坡灾害风险评估工作与斜坡单元风险评价开展对比和验证工作,发现两种评价方法得到的结果具有较高一致性,表明基于斜坡单元的地质灾害风险评价方法具有较高的科学性和准确性,对于广大丘陵山地地区的防灾减灾工作具有较强的实践意义。 (3)提出并初步建立了“坡长制”斜坡地质灾害风险防治体系。为进一步发挥基于斜坡单元的地质灾害风险评价结果的防灾减灾效益,提出了坡长制”斜坡地质灾害风险防治体系,明确具体实施方案与内容、工作流程和技术要求。该管控体系是以斜坡单元调查评价为基础,以斜坡地质灾害预警和开发利用监管为重点,以坡长为管理的核心,斜坡单元监测是“坡长制”坡长临灾处置的关键节点。 综上所述,本文的创新性主要表现在如下几个方面:总结了麻阳县地质灾害发育特征和分布规律,确定了地质灾害发生的主要影响因素;提出了斜坡单元和重点区划分方法和原则,建立了地质灾害风险评价指标体系,并开展了与单体灾害风险评价的对比与验证;初步创建了麻阳“坡长制”斜坡地质灾害风险防治体系。 鉴于斜坡地质灾害风险评价与管控工作是一个受多方面制约工作,许多方面均尚缺乏持续性的研究,技术积累较少、成熟度不高,尤其是在“坡长制”斜坡管理的技术与标准建设、行政性保障政策的制定与落实等方面,还需要做深入、全面的研究,“坡长制”的施行还有漫长的路要走!

关键词

斜坡单元/地质灾害/风险评价/风险管控

引用本文复制引用

授予学位

博士

学科专业

地质工程

导师

胡瑞林

学位年度

2021

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

P5
段落导航相关论文