郝文輝,貢長青,王偉,孫娟,任改娟
(1.河北省地礦局秦皇島礦產水文工程地質大隊,秦皇島 066001;2.秦皇島市國土資源局海港區分局,秦皇島 066001)
秦皇島市地質災害土地資源易損性評價
郝文輝1,貢長青1,王偉2,孫娟1,任改娟1
(1.河北省地礦局秦皇島礦產水文工程地質大隊,秦皇島 066001;2.秦皇島市國土資源局海港區分局,秦皇島 066001)
旨在為秦皇島市地質災害風險區劃提供依據,提出地質災害土地資源易損性的綜合評價方法。在充分論證評價因子的基礎上,對2008年秦皇島市地質災害土地資源易損性進行綜合評價和區劃。
地質災害;土地資源易損性;評價方法;秦皇島市
秦皇島市北依燕山,南臨渤海,地貌類型多樣,區域地質環境條件復雜,地質災害種類繁多。北部燕山山區,地勢險峻,溝谷縱橫,主要發育崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷、巖溶塌陷及地裂縫等突發性地質災害,崩塌、滑坡、泥石流幾乎遍及整個山區;采空塌陷、巖溶塌陷及地裂縫主要分布在柳江盆地;平原區以漸變性地質災害為主,主要發育有海水入侵、海岸侵蝕等,分布在沿海一帶。地質災害嚴重破壞了土地資源。土地資源的價值損失,是地質災害給人類帶來的損失的一個重要方面。通過易損性評價研究,不僅可以為地質災害風險評價提供社會經濟數據,還可為制定減災規劃、制定防災預案、實施減災工程提供科學依據。
地質災害承災體易損性評價是通過統計各類承災體數量及分布情況,核算其價值,計算各種承災體遭受不同類型、不同強度的地質災害時的可能損失值,為災害風險評價提供基礎。承災體易損性反映的是地質災害的社會屬性,與區域社會經濟現狀及發展等諸多因素有關。同一種強度的致災因子作用于不同的承災體會產生不同的經濟損失。
土地資源是指在一定的技術條件、一定的時間內可以被人類利用的土地,并在一定條件下能夠產生經濟價值。嚴重破壞土地資源的地質災害主要包括:崩塌、滑坡、泥石流、水土流失和土地沙漠化,地面沉降、地面塌陷、海水入侵及土地鹽漬化。滑坡以及泥石流可使耕地被沖毀、淤埋、陷落積水,導致耕地難以耕種。除這種直接破壞作用,滑坡災害活動還降低了土地開發利用價值,特別是在城鎮和經濟開發區,受滑坡災害威脅的土地不適宜商貿、住宅等開發項目,其價值明顯低于無災害威脅地區。地面沉降、地面塌陷、海水入侵及土地鹽漬化不僅破壞建設用地,增加土地資源開發成本,也會使耕地質量下降,農作物減產,甚至無法耕種,使農業生產受到嚴重影響。
地質災害土地資源易損性是指在一定區域內,地質災害對土地資源(主要是耕地)造成的可能損失值占其災前土地資源價值的比重或百分比。本次研究所指土地資源價值僅指土地本身的使用價值,不包括土地上的物質產品和固定設施的價值,它們屬于物質財富易損性研究的范疇。
土地資源易損性評價一般通過野外實地調查,查清調查區內歷史時期地質災害的活動強度、活動頻率及每次災害的成災范圍、土地資源承載體的詳細破壞損失情況、災前災害影響范圍內各類承災體的數量及價值等,對調查資料進行綜合分析研究,計算歷史時期各類地質災害對各類(劃分到亞類)承災體的易損性。采用特爾菲法取得土地資源承災體的易損性數據,建立專家信息數據庫,對這些數據進行綜合分析研究,計算出各類地質災害對土地資源(劃分到亞類)承災體的易損性。比較分析將這兩種方法取得的易損性結果,確定承災體的易損性。然后,利用社會經濟資料計算各評價單元的各類土地資源的價值,結合各類地質災害對各類(劃分到亞類)承災體的易損性,分災種計算各評價單元的土地資源的綜合易損性。運用GIS技術編制地質災害承災體易損性區劃圖,評價地質災害土地資源的易損性。
秦皇島市地質災害類型多樣,危害性較大的主要有崩塌-滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂縫,因此主要考慮這4個災害類型參與本次的地質災害土地資源易損性評價。每種地質災害的發育特征、形成機制及危害特征差異很大,因此針對不同類型的地質災害選取不同模型、方法進行單災種的危險性評價、危險性區劃及危險度計算。
根據不同用地類型及相應的開發利用價值,通過對秦皇島市國土資源局及各縣局分別收集的商業、工業、住宅用地等基準地價資料整理分析,全市土地基準地價按照區域劃分,海港區、北戴河區、山海關區和開發區4城市區統一地價,其他各縣均有獨立的地價。本次評價取商業用地、住宅用地和工業用地3種用地類型的4個土地級別的基準地價平均數作為該區(縣)的居民點及工礦用地的基準地價。其余用地類型地價,則參考張梁等人的土地資源價值權重轉換系數進行轉換,其結果即為2008年各用地類型土地資源價值。秦皇島市城區基準地價結果見表1。
秦皇島市各區(縣)居民點及工礦用地基準地價計算結果見表2。

表1 秦皇島市城區基準地價表Table 1 Base land prices in Qinhuangdao

表2 秦皇島市區(縣)居民點及工礦用地基準地價表 單位:元/m2Table 2 Base land prices for residential and industrial land in Qinhuangdao(county)
張梁等人根據調研并參照原國家土地管理局1995年所編的《中國地價》等文獻,結合不同用地類型產出對各鄉(鎮)國民生產總值的貢獻程度,確定其他不同用地類型的土地折合成耕地面積的權重見表3。

表3 不同土地利用類型的價值權重換算表Table 3 Conversion table of weighted values for different utilization types of land
針對秦皇島市用材林、經濟林、灌叢用地類型較少,林地多為疏林地,未利用地中不存在沙漠、寒漠、戈壁,而多為鹽堿地和沼澤地的實際情況,在計算過程中,對上述土地利用類型的價值權重略做修正,林地的價值權重取0.8,未利用地取0.6。根據價值權重轉換系數,結合秦皇島市實際情況再參照秦皇島市各區(縣)基準地價,即可計算得出秦皇島市各區(縣)各鄉鎮各種用地類型的經濟價值。
獲得秦皇島市地質災害土地資源易損性數據的主要途徑是野外抽樣調查和專家咨詢。崩塌-滑坡、泥石流、地裂縫、地面塌陷等各類地質災害對各類土地資源的易損性通過野外抽樣調查法和德爾菲打分法確定。
野外實地調查法就是以評價單元為單位,詳細調查在某次歷史地質災害造成的土地資源破壞,及當時災前災害成災范圍內的土地資源價值。本次評價分析采用德爾菲專家打分法來獲取土地資源的承災體易損性值,并使用部分歷史災情資料對專家打分結果進行修正。本次土地資源地質災害易損性值咨詢調查一共發出調查表150多份,咨詢對象為河北省從事多年地質災害調查評價的技術人員及各級國土資源管理部門從事地質災害管理的人員。調查結果收回調查表136份,其中113份有效,其余23份因數據不完整,視為無效。調查表收回后,將采用加權平均對打分結果進行匯總,再結合歷史災情調查結果進行分析。最后用德爾菲打分法得到的值與用野外實地調查法得到的數值相平均,即可求出各類地質災害的土地資源易損性。匯總結果見表4。

表4 秦皇島市土地資源易損性值匯總表Table 4 Summarization of land resources vulnerability value in Qinhuangdao
根據秦皇島市地質災害現狀,及其對物質財富造成損失的程度,本次土地資源綜合易損性的評價計算,按崩塌-滑坡、泥石流、地裂縫、地面塌陷等4個不同類型地質災害分別進行。分別針對每一災種計算其不同土地利用類型的易損性,最后進行綜合,計算每一災種的土地資源綜合易損性。其方法即:各單災種易損性與其對某鄉鎮各類土地資源的價值分別相乘后加和,其和除以該鄉鎮的土地資源價值和即為該災種的土地資源綜合易損性。此方法計算為理論易損性,和實際地質災害危險性不相符合。在此引入概率比例來進行校準,既選定已知并確定的鄉鎮為基準,其他鄉鎮概率與此鄉鎮概率進行比較,得到概率比例,再與理論易損性相關聯得到校準易損性。按此法計算出秦皇島市所有鄉鎮崩塌-滑坡、泥石流、地裂縫和地面塌陷對各類土地資源的綜合易損性的值再結合全市所有鄉鎮崩塌-滑坡、泥石流、地裂縫和地面塌陷發育情況得出秦皇島市所有鄉鎮崩塌-滑坡、泥石流、地裂縫和地面塌陷對各類土地資源的綜合易損性的值。

式中,V為土地資源綜合易損性;Wi′為不同利用類型的土地價值;i為不同土地利用類型;Vi為不同災害類型對承災體的易損性;W 為土地資源總價值。
分別針對每一災種計算其不同土地利用類型的易損性,最后進行綜合,計算每一災種的土地資源綜合易損性。這就是說,評價單元的綜合易損性是其內的各類土地資源易損性的加權平均數,權數為不同土地利用類型的災前總價值與該區內土地資源總價值的比值。
綜合易損性不同于易損性,易損性由社會科技進步和人們的社會觀念決定,是不以一個地方的人的意志為轉移的客觀特性;綜合易損性不僅受此影響,還受一個地方的人類活動影響,與土地利用結構相關,這一點在權數的變化上表現出來。
以鄉鎮為評價單元對土地資源易損性進行評價,將每一類地質災害各鄉鎮的土地資源綜合易損性按照由高到低的順序排列,成為一條曲線,見圖1、2。根據曲線的分布規律來劃分秦皇島市崩塌-滑坡、泥石流、地裂縫和地面塌陷的土地資源綜合易損性的等級,分級標準見表5。

圖1 崩塌-滑坡土地資源綜合易損性曲線圖Fig.1 Comprehensive vulnerability curve of land resources to the collapse-landslides

圖2 泥石流土地資源綜合易損性曲線圖Fig.2 Comprehensive vulnerability curve of land resources to the debris flow

表5 秦皇島市土地資源地質災害綜合易損性值分級標準表 (單位:%)Table 5 Comprehensive classification in terms of vulnerability of land resources to geo-hazards in Qinhuangdao(unit:%)
易損性分級是在0~1的取值范圍采用5級等分法:即0<V≤0.2為極低易損區;0.2<V≤0.4為低度易損區;0.4<V≤0.6為中度易損區;0.6<V≤0.8為高度易損區;0.8<V≤1為極高易損區。運用以上計算綜合易損性的方法,得到每個評價單元(一般為鄉鎮)的綜合易損性值,根據分級標準,對各個鄉鎮進行土地資源綜合易損性區劃。秦皇島市有76個鄉(鎮)、3個林場和1個庫區共80個單元,根據其易損性計算結果結合地質災害發育情況,將全市崩塌-滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂縫土地資源綜合易損性分別劃分為5個區,分別對應于土地資源綜合易損性的5個級別。
(1)崩塌-滑坡的土地資源綜合易損性區劃
秦皇島市崩塌-滑坡土地資源綜合易損性值最高為青龍縣都山林場0.584 5。其中易損性極高的共計3個鄉(鎮),青龍縣:鳳凰山鄉、隔河頭鄉、官場鄉;易損性高的共計9個鄉(鎮)單元,青龍縣:大石嶺鄉、涼水河鄉、八道河鄉、平方子鄉、安子嶺鄉、三撥子鄉、都山林場、婁杖子鄉、青龍鎮;易損性中等共計11個鄉(鎮)單元;低為9個鄉(鎮)單元;極低為48個鄉(鎮)單元。
(2)泥石流的土地資源綜合易損性區劃
秦皇島市泥石流土地資源綜合易損性值最高為青龍縣都山林場0.640 3。易損性極高的共計2個鄉(鎮):青龍縣的平方子鄉和鳳凰山鄉;易損性高的共計4個鄉(鎮):青龍縣的三星口鄉、安子嶺鄉、馬圈子鎮、祖山林場;易損性中等為12個鄉(鎮)單元;易損性低為10個鄉(鎮)單元;易損性極低為52個鄉(鎮)單元。
(3)地面塌陷的土地資源綜合易損性區劃
秦皇島市地面塌陷土地資源綜合易損性值最高為青龍縣平方子鄉0.370 1。易損性極高的共計2個鄉(鎮)單元:撫寧縣的石門寨鎮、駐操營鎮;易損性高的共計4個鄉(鎮)單元為青龍縣的馬圈子鎮、大巫嵐鄉、雙山子鎮、安子嶺鄉;易損性中等為3個鄉(鎮)單元;易損性低為3個鄉(鎮)單元;易損性極低為68個鄉(鎮)單元。
(4)地裂縫的土地資源綜合易損性區劃
秦皇島市地裂縫土地資源綜合易損性值最高為青龍縣肖營子鎮0.353 5。易損性極高的共計1個鄉(鎮)單元:撫寧縣的石門寨鎮;易損性高的共計2個鄉(鎮)單元:撫寧縣駐操營鎮和青龍縣雙山子鎮;易損性中等為2個鄉(鎮)單元;易損性低為4個鄉(鎮)單元;易損性極低為71個鄉(鎮)單元。
綜合分析,秦皇島市崩塌-滑坡、泥石流的土地資源綜合易損性,資源的損失量也最大,基本和歷史災害調查的結果相符。
土地資源的價值損失,是地質災害給人類帶來的損失的一個重要方面。秦皇島市地質災害土地資源易損性評價結果,可直接為秦皇島市地質災害風險區的劃定提供依據,為地質災害隱患點選擇災害避讓搬遷、監測報警或防治工程等措施決策提供科學依據。對于地質災害,建議在發展經濟、保護環境的同時,注意加強防災工作,通過建立各類地質災害災情信息系統和監測預報網絡,不斷提高地質災害的預測預報水平,及時采取防治措施,應盡可能未雨綢繆,防患于未然。
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[3]羅元華,張梁,張業成.地質災害風險評估方法[M].北京:地質出版社,1998.
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[5]張艷,劉丹強,周璐紅.地質災害土地資源易損性評價定量探討[J].水文地質工程地質,2010,37(3):122-126.
ASSESSING LAND-RESOURCES VULNERABILITY TO GEO-HAZARDS IN QINHUANGDAO
Hao Wen-hui1,Gong Chang-qing1,Wang Wei2,Sun Juan1,Ren Gai-juan1
(1.Qinhuangdao Team of Mineral and Hydrogeology and Engineering Geology,Hebei Bureau of Geo-exploration,Qinhuangdao,Hebei 066001,China;2.Haigang District Sub-bureau of Qinhuangdao Bureau of Land Resources,Qinhuangdao 066001,China)
A comprehensive technique is introduced for assessing vulnerability of land resources to geo-hazards with a purpose to provide a basis for defining the regionalization of Qinhuangdao in terms of the vulnerability.The assessment factors,justified,are used to assess the vulnerability of land resources to the geo-hazards in 2008in Qinhuangdao.Then the city area is regionalized accordingly.
geo-hazard;vulnerability of land resources;comprehensive assessment;Qinhuangdao
X141;P694
A
1006-4362(2011)03-0056-05
2011-04-06 改回日期:2011-05-23
郝文輝(1980- ),男,河北陽原人,同濟大學工程碩士,水文工程地質工程師,主要從事地質災害調查與評價工作。