地质灾害风险评估综述

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地质灾害风险评估综述范文第1篇

以三峡库区万州滑坡地质灾害为研究对象，在收集该区地质灾害资料及现场调查基础上，总结、归纳和分析了滑坡灾害的形成条件及影响因素，采用主成分分析法建立了滑坡地质灾害评价体系；用网络分析法确定模型中各评价指标的权重值．基于GIS软件对研究区滑坡地质灾害的各指标数据进行提取，通过统计、叠加、合并、分类等分析方法获得滑坡灾害危险性评价等级图，以此为依据进行滑坡灾害危险性区划．研究成果可以为区域地质灾害防治工作提供理论依据和技术支持．

关键词：

危险性评价；滑坡地质灾害；网络分析模型；地理信息系统

三峡库区地质条件复杂，人类工程活动强烈，滑坡等地质灾害广泛发育且频繁发生，对三峡水库调度运营及当地人民生命财产安全构成严重危害，直接或间接影响该区域经济发展和社会安定［1］．对库区滑坡进行危险性评价与区划，是实现库区防灾减灾战略及保障水库正常运营的迫切需求．进行危险性评价时，国内外学者往往通过对滑坡危险性影响因素的总结分类来选取其评价指标，依据专家经验打分来确定各指标的权重．大多靠主观经验来确定，缺乏定量、客观、科学的方法［2－9］．本文对三峡库区万州滑坡地质灾害危险性评价，用主成分分析法和网络分析法分别确定了滑坡灾害评价指标及其权重值，并将滑坡危险性评价与地理信息系统（GIS）技术相结合，进行万州滑坡地质灾害危险性评价．

1研究区滑坡概况

1．1研究区地质背景万州区位于重庆市东北部，属于三峡库区腹心地带，总面积约3457km2．地处川东盆地长江河谷带，主要的地貌单元包括侵蚀堆积河漫滩、阶地和构造剥蚀低山丘陵两种类型［10］．研究区位于川东褶皱带万县复向斜北东段近轴部，南靠方斗山背斜，北临铁峰山背斜，川东褶皱带走向北东，形态上呈现背斜紧闭、向斜宽阔的隔档式梳状构造特征．出露的地层主要有侏罗系中统上沙溪庙组第二、三段（J2s2，J2s3），上统遂宁组（J3s）部分层位，以及不同成因的第四系松散堆积层．

1．2滑坡的发育规律及影响因素结合研究区滑坡灾害发育的地质环境，以滑坡的宏观发育规律和主要控制因素的分析为基础，总结概括如下［11－16］：区域野外调查表明，坡体的变形发展以及最终的破坏形式都与斜坡的规模、结构类型、微地形、左右边界条件及平剖面形态等条件因素有关：对于斜坡结构，逆向坡最为稳定、横向坡和斜向坡次之，而顺向坡对斜坡体的稳定性最为不利；而局部的陡坎、峭壁、临空面等微地形也很不利于坡体的稳定性．库区蓄水和水库调度使各高程段的滑坡涉水状况不同，水位的规律性差别对斜坡体的稳定性也有较大影响．故斜坡的高程及坡高也需考虑．坡度不仅影响坡体内部已有或潜在滑动面的下滑力，也影响着斜坡的变形破坏机制和形式．同时随坡度增加，滑坡发生概率也会增大．区域调查资料表明，坡体朝向不同时，坡体上植被的覆盖度及类型也不同，坡体的稳定性也就不同．阳坡比阴坡易于滑坡的发生；阳坡岩体风化破碎，易于发生基岩崩滑；阴坡土层厚，易发生土地坍滑；阳坡易于爆发泥石流、发生基岩崩滑，阴坡土体保水，易于浅层坍滑．当河流冲蚀坡脚时，会产生众多临空面，使斜坡滑移控制面暴露，易于引发滑坡．故以坡体与河流的距离来衡量其受河流冲刷的程度，有必要作为影响因素来考虑．研究区滑坡主要发生在侏罗系的泥岩以及砂岩泥岩互层．这种软硬相间的岩层组合一般上硬下软，软岩易于风化且其抗剪强度较低，易于形成滑坡的滑面．不同的岩性及其组合对斜坡的变形破坏有重要影响．断层使断层带及其附近范围内的岩土体遭到破坏，从而破坏坡体的完整性，同时是提供地下水渗透的重要通道，使斜坡的变形破坏加剧，因此断层的影响不容忽略［17］．

2评价指标体系的确定

对于评价指标的选取，沈芳、向喜琼等［18－19］通过对滑坡发育因素的总结分类，选取斜坡规模、坡度、工程地质岩性、边坡结构类型、水动力地质作用、软弱地层状况、构造复杂程度、变形情况、己有动力地质现象、植被发育情况、结构面组合状况、降雨、地震、人类工程活动和地表水体等作为评价因素指标，并拟定了各自的量化处理方法．在前人研究基础上，结合上节对各类影响因素的总结分析及每一类因素的具体特征，综合分析初步确定主要提取以下14个数据作为本次研究的参评因子：斜坡的结构（X1）、斜坡微地形（X2）、斜坡左右边界（X3）、斜坡平面形态（X4）、剖面形态（X5）、斜坡高程（X6）、坡高（X7）、坡度（X8）、坡向（X9）、与河流的距离（X10）、斜坡规模（X11）、地层岩性（X12）、植被发育（X13）、与断层间的距离（X14）．在进行区域滑坡灾害危险性评价时，以上的某些因素在研究区不具备分异性，或对滑坡地质灾害的发生所起的作用甚微，因此有必要对评价指标进行再筛选，从而选取出主要指标，剔除关联度较大或对评价目标贡献较小的指标．本文采用主成分分析法［20－22］进行筛选．首先通过地质分析，结合专家经验和领域知识对各个指标进行人为分划和打分，将其按对滑坡危险性的贡献程度划分为4个等级，分别赋值，并将其无量纲化．用Z－score法［20－21］对无量纲化后的数据进行标准化变换，计算出各因子之间的相关系数矩阵（见表1）．用雅可比法求出特征值λi（i＝1，2，…，p），由此计算出对应的特征向量以及各个主成分的贡献率与累积贡献率．进行综合评价时，一般主成分的个数由累积贡献率来决定，取累积贡献率超过85％的前n个主成分．由计算得：第一、二、三主成分的的累积贡献率高达86．674％，所以只需要求出第一、二、三主成分Z1，Z2，Z3即可．3网络分析模型（ANP）的建立网络分析法（ANP）是一种适应非独立递阶层次结构的决策方法，在层次分析法基础上发展而形成的一种新的实用决策方法［23］．继承了AHP方法的优点，又克服了AHP方法的一些不足，在建立过程中取消了不合理的假设，更符合实际．虽然在确保相对权重矩阵的客观性上没有很大的改进，但在本文中运用主成分分析法确定各评价因子的相对权重，使网络分析法［24－28］构建的相对权重矩阵的可信性大为提升．据前文的分析可知，该模型的控制层为滑坡的危险性，影响网络的各因素为：地层岩性、滑坡与断层的距离、坡高、滑坡与河流的距离、坡向、坡度与高程．其模型结构图如图1所示．根据上节确定评价指标过程中各指标的得分（式3），对各指标进行成对比较，确定每一层次中的要素对其控制标准的相对重要性，构成一个成对比较矩阵，即判断矩阵（见表3）．

4基于GIS的区域滑坡危险性评价

在进行滑坡灾害危险性评价时，评价单元面积的大小将直接影响评价结果的精度和准确性．本文主要借鉴地理学中地势起伏度研究中的最优统计单元的确定方法，采用均值变点法［29］，计算研究区的最佳单元面积．在GIS中调入研究区的DEM数据，对其进行不同窗口的邻域分析，窗口类型选择矩形，大小为n×n，依次计算2×2，3×3，…，30×30网格下的地势起伏度．处理上述不同网格下的数据，构建出样本序列Y，利用均值变点法［29］计算出Y的统计量S与Si的值；然后再做S与Si的差值的变化曲线（如图2所示），在第8个点时，其差值最大，该点所对应的评价单元面积为256m2，即为研究区的评价单元面积．利用GIS进行危险性评价［30－33］时，首先以课题组已建好的万州滑坡地质灾害危险性评价数据库［34－35］为基础，从库中转换和派生出所需要的各因子图层．依据万州滑坡各因子图层的分布规律及实际调查统计数据，分类见表4．

利用分类后的各因子图层与滑坡灾害分布图层（有滑坡灾害发生的栅格属性值赋为1，无滑坡发生的区域属性值赋为0）进行栅格“乘”运算，得到各评价指标的属性表，将属性表输出，按式（4）计算出每个图层各类别的得分大小．然后利用GIS提供的栅格计算器对不同的图层做栅格相加，得到研究区各评价指标的综合得分，值域为－6．573827～6．132437，数值越大，反应各评价指标对滑坡的贡献率越大，危险性越高．上述方法得到结果是呈现连续分布的数值，为了便于描述不同地区的危险程度不同，将所取得的得分图进行重分类，划分为五个等级，极低危险区、低危险区、中危险区、高危险区、极高危险区．对于评价结果的重分类，相关文献很少提及，大都是依照个人经验，本文则主要依据随着得分的不断增加，滑坡面积所占比例的增长情况来对研究区的滑坡灾害危险性得分进行重分类（如图3所示），当得分值分别增长至－2．467、－0．560、3．354及5．246时，其滑坡的面积比发生了明显的增长，据此将得分值进行重分类（见表5）．按此标准分类后得到的危险性评价等级图如图4所示．从评价结果可知，万州的极高危险区占研究区面积的12．89％，高危险区占研究区面积的14．57％，中危险区占研究区面积的26．23％，低危险区和极低危险区占研究区面积的46．31％，其中超过80％的已知滑坡分布在极高危险区与高危险区中。同时，万州区的极高危险区呈现带状分布，主要有4个聚集带：1）长江两岸极高危险区，2）以主城区为中心的高危险区，3）磨刀溪两岸的极高危险区，4）瀼渡河两岸的极高危险区，除上述几个主要聚集带外，极高危险区还在白土镇以及后山镇等地零星分布．

5结语

通过野外调查、查阅和收集资料，查明区内地质灾害的分布、类型，并对地质灾害发生的原因及影响因素进行分析．运用主成分分析法建立了研究区内滑坡地质灾害危险性评价指标体系．利用网络分析法确定了各指标的权重值，用均值变点法计算出研究区的格网单元面积，．将危险性评价的各指标及权重定量化，提高了其客观性、可靠性．将滑坡危险性评价与地理信息系统（GIS）技术相结合，通过GIS技术的空间分析和叠加功能，获得地质灾害危险等级分布图．由于研究的范围与数据的可获得性等原因，本文未考虑降雨以及人类工程活动等影响因素；由于各评价指标数据的不连续性与类型的多样性，在指标量化的过程中，依然带有一定的主观性．因此，在以后的研究工作中，需全面考虑各影响因素，完善危险性评价体系；寻找一种更好的数据量化方法，尽可能减少指标确定过程的主观随意性．

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地质灾害风险评估综述范文第2篇

关键词：工程地质；水文地质勘察；分析

中图分类号：F470.1 文献标识码：A

在我们进行工程地质勘察及其整个的设计施工时，水文地质问题占据着一个至关重要的环节，其也是常常会被忽略。作为一项研究、调查、解决与人类活动及各类工程建筑之间有关的地质问题的一门学科，工程地质通过查明各类工程场区本身的地质条件，进而综合评价场区及其有关各种地质问题，分析、预测在工程建筑的作用之下，地质条件有可能会发生的变化和作用，最优化选择场地，提出一系列不良地质问题的工程解决措施，为最终保障工程的合理设计、顺利施工及其正常使用提供一些安全、可靠的科学依据。

1 工程地质勘察的目的

在工程实行之前进行相关的工程地质勘察，能够对工程实施地点的地质环境有一个清晰的认知，对工程施工过程中可能出现的问题进行风险评估，有效的规避由于工程地质勘察失误而导致的工程风险隐患，对有利的地质条件能够充分合理的运用，通过进行工程地质勘察能够有效的避开工程地质勘察中发现的不利因素，为整个工程进行合理的规划、科学的设计、确保施工顺利进行等方面提供理论基础和实际的数据支持。

2 水文地质勘察的目的

2.1 水文地质勘察的目的

水文地质勘察是科学研究水文地质条件的有效手段之一，进行相关的水文地质勘察的主要目的是为了充分了解工程施工范围的地下水的情形和分布规律，并根据对地下水进行的内容评价，通过对地下水进行系统的分析和理性的评价，保证工程建筑物的顺利施工，确保把人民群众的生命财产安全，为促进我国的国民经济建设提供科学合理的水文地质依据，通过对水文地质进行勘察，为我国工程的顺利进展提供保障。

2.2 水文地质勘察的内容

在我国以往的水文地质勘察过程中，常常由于没有将基础设计和施工需要进行的对地下水的评价结合在一起，致使我国很多地区都先后出现了因地下水问题而造成工程地基塌陷等类似的工程质量安全事故，因此得出一个结论，那就是要加大对工程的水文地质进行评价，来保证工程建筑物的质量与安全，在对水文进行评价过程中，主要应着重考虑以下几个方面的内容：

（1）在对水文地质进行评价过程中，应着重评价工程涉及范围内的地下水对岩土与工程建筑物的有利影响和不利影响，估算出可能存在产生的岩土工程风险隐患，并制定出一旦出现岩土工程时应采取的补救措施或者是其他办法。

（2）在勘察过程中还应结合实际情况，根据工程建筑物所需的地基类型，查找之前就存在的或者是发生过的水文地质问题，为工程的顺利实施提供所需的相关水文地质资料。

（3）以确保工程能够顺利施工的视角为起点，根据水文地质中地下水对整个工程施工进展所产生的作用与影响，提出在不同的环境背景下，应主要进行评价的水文地质问题，如：在不同的环境作用下，当工程建筑物的基础是埋藏在工程施工范围内地下水位之下时对砼和砼体内所含钢筋是够会被腐蚀；当工程建筑物的地基基础范围内出现松散并且饱满的粉状细砂颗粒时，是否会对工程建筑物的地基具有潜蚀或者管涌等危害现象的发生。

2.3 水文地质勘察的重要性

在整个工程勘察过程中，水文地质勘察是十分重要的一个环节，通过对地下水位进行科学的分析和总体上的评价，对整个工程建筑能否顺利施工起着直接的影响，同时也关系着我国人民群众的生命财产安全，通过分析地下水对工程建筑物地质方面产生的影响，对该区域的水文地质做出科学的评价，并对工程施工过程中可能遇到的问题做出合理的风险评估，尽可能的减少岩土工程对工程建筑物的不利影响，水文地质勘察的重要性体现在以下几方面。

2.3.1 地下水位发生幅度变化造成的工程危害

地下水位发生幅度变化包含三个方面，分别是地下水位幅度上升、地下水位幅度下降，地下水位幅度频繁发生变化。地下水位上升容易造成工程建筑物中的地下室过度潮湿，软化岩土使工程建筑物抗压力弱等方面的危害；地下水位下降容易诱发危害严重、具有破坏性的地质灾害，导致生态环境被破坏；地下水位频繁升降则容易破坏工程建筑物的地基基础，甚至会导致工程建筑物地基基础严重变形，同时造成工程建筑物毁损甚至是发生变形，给工程建筑物的工程质量和安全性埋下了极大的风险隐患。

2.3.2 地下水动水压力作用造成的工程危害

自然条件下的地下水动水压力作用性较小，不会对工程建筑物产生太大的影响，但是如果人为改变了地下水的平衡状态，那么，地下水动水压力会在一定程度上对工程建筑物产生影响，如可能会诱发流砂、管涌和地基塌陷等现象，导致后果极为严重的岩土工程危害，还会埋下极大的风险隐患，对工程建筑物的质量产生一定的影响，因此，一定要加大对地下水动水压力作用下的水文地质勘察工作的专业力度，力求能够在一定程度上减少对地下水动水压力平衡的破坏，避免不必要的由于地下水动水压力平衡被破坏而导致的对工程建筑物的不利影响。

2.3.3 地下水位幅度变化对岩土物理力学性质的影响

地下水位升降幅度发生变化时，会在一定程度上引起膨胀性的岩土发生不均匀的胀缩编变形，严重的甚至会出项地裂现象，对工程建筑物低层或者轻型的工程建筑物造成一些不同程度上的影响与危害。所以，在在进行工程勘查中的水文地质勘察时，一定要注意工程施工范围是否含有膨胀性岩土的的地区，勘察重点放在地下水位的升降变化幅度及掌握变化的规律，这将对工程建筑物地基基础的深度的选择发挥着十分重要的参考价值。

3 在工程勘察过程中加强对水文地质参数的测定

在进行整体工程勘察过程中，应加强对水文地质的参数测定。在对水文地质参数进行测定的过程中，重点对地下水水位进行测定，只要工程施工的范围内发现有含水地层的出现，就都要进行地下水水位的测定，做到发现一个、测定一个，在进行地下水位测定时，尽量保证测定的有效时间和参数的稳定性，在测定地下水水流方向时可以采用几何法进行测定，以便明确地下水水流的流向，并同时进行一系列的抽水试验确保所测定的水文地质参数的可靠性，抽水试验的方法可根据工程施工范围的实际情况选用不同的试验手段，以便更精确的测定含水层的水文地质参数，从中对地下水的运动性质做出科学的判断，确保水文地质勘察的准确性，为工程的顺利施工提供有效的参考资料。

4 总结

总之，在整个工程勘察过程中，水文地质勘察作为工程勘察中的重要环节，其重要性不容忽略，而地下水问题作为水位地质勘察的主要内容，作为岩土体的主要组成部分，在极大程度上影响着岩土工程和工程建筑物的稳定性和安全性，在我国，水文地质勘察工作是一项长期的工作，更是一项系统的工作，切实做好水文地质勘察工作，对提升我国工程勘察的整体水平发挥着十分积极的促进作用。

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