湖北省特大型滑坡區(qū)域風險評價

袁　琴, 寧國民， 秦華剛

(湖北省地質局 水文地質工程地質大隊，湖北 荊州　434020)

0　引言

湖北省位于中國中部,地處長江中游,國土總面積18.59萬km2,常住人口5 779萬人,為國家“中部崛起”戰(zhàn)略的支點和中心,也是“長江經(jīng)濟帶”的重要省份之一。境內地質環(huán)境復雜,地貌形態(tài)多樣,雨水豐沛,且多暴雨,是中國地質災害最嚴重的省份之一。本文的區(qū)域風險評價主要是對湖北省區(qū)域內發(fā)生特大型滑坡的可能性及其可能造成的損失進行定量化分析與評價。評價的目的是反映評價區(qū)特大型滑坡災害總體風險水平與地區(qū)差異,為指導國土資源開發(fā)、環(huán)境保護、滑坡災害防治規(guī)劃與實施提供科學依據(jù)。

1　自然地理與地質環(huán)境

湖北省地勢大致為東、西、北三面環(huán)山,中間低平,略呈向南敞開的馬蹄形不完整盆地。鄂西以山地為主,鄂中以平原崗地為主,鄂東以丘陵為主,長江橫貫其間的“三帶一江”地貌格局,其中山地占56%,丘陵占24%,平原湖區(qū)占20%。境內河流縱橫,水系發(fā)育。

本區(qū)屬亞熱帶季風性濕潤氣候,光能充足,熱量豐富,無霜期長,降水充沛,雨熱同季。受山地高差影響,垂直氣候分帶明顯。全省年平均氣溫15～17 ℃,年均降水量800～1 800 mm之間,由南向北遞減。降水多集中于5—9月,其中又以6月中旬—7月中旬降雨最多,在鄂西南和鄂東南山區(qū),形成兩個多雨中心。

湖北省地跨秦嶺褶皺系、揚子準臺兩個一級大地構造單元。主要斷裂分屬古亞洲斷裂體系和濱太平洋斷裂體系相應的秦昆、揚子和郯廬、武陵、江漢北西向、江漢北東向六個斷裂系。省內新構造運動主要表現(xiàn)為鄂西山區(qū)的間歇性抬升和江漢平原的間歇性下降。地層發(fā)育較齊全,除缺失上志留統(tǒng)和下泥盆統(tǒng)外,從太古界至新生界皆有分布。一般以近東西—北西向的青峰斷裂、三里崗—平壩斷裂、沿江斷裂為界,其北主要分布變質巖,其南主要分布沉積巖;巖漿巖于鄂西、鄂西北、鄂東南,特別是鄂東北和鄂東,均有出露。

2　特大型滑坡區(qū)域分布特征

通過調查,湖北省共查出特大型滑坡173處。從發(fā)育的個數(shù)和模數(shù)比較看,鄂西三峽水庫紅層盆地山區(qū)和鄂西南八面山—武陵山區(qū)最為發(fā)育(表1)。鄂中大洪山區(qū)、鄂東北桐柏山—大別山區(qū)暫未查出特大型滑坡[1]。

3　特大型滑坡分區(qū)評價方法

本次風險分區(qū)評價主要是對湖北省區(qū)域內發(fā)生特大型滑坡的可能性及其可能造成的損失進行定量化分析與評價。

3.1　評價指標的選取及依據(jù)

特大滑坡風險主要取決于危險性和易損性,各評價指標見表2。

3.2　評價指標的數(shù)據(jù)來源

在廣泛收集各種基礎資料圖件和實地調查的基礎上,根據(jù)構建的各類指標,對基礎數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和概化。然后對個指標數(shù)據(jù)按照評價單元錄入,形成基礎的空間、屬性數(shù)據(jù)庫。基礎數(shù)據(jù)的來源及指標的轉化與統(tǒng)計方法(表3)如下:

表1　特大滑坡區(qū)域分布統(tǒng)計表Table 1　Regional distribution of large-scale landslide

表2　湖北省特大滑坡風險評價指標體系略表Table 2　Risk evaluation index system of large-scale landslide in Hubei province

表3　基礎數(shù)據(jù)評價指標和數(shù)據(jù)來源Table 3　Basic data evaluation index and data source

3.3　評價指標權重的確定

本文采用專家評分與AHP層次分析相結合的方法進行各因素的權重確定(圖1)。

圖1　AHP層次結構模型Fig.1　AHP hierarchy model

3.4　評價單元的確定

采取規(guī)則網(wǎng)格法,利用MAPGIS在1∶50萬地形圖上按照1∶2.5萬圖幅自動剖分。全省共剖分1 768個單元,剔出平原非評價區(qū)個545個單元,評價單元共有1 223個。

3.5　評價的數(shù)據(jù)組織

地質災害綜合數(shù)據(jù)庫就是在GIS技術支撐下,建立空間和屬性數(shù)據(jù)庫,對上述各方面的基礎自然地質和社會經(jīng)濟信息進行管理,包括基礎地理數(shù)據(jù)庫、基礎地質數(shù)據(jù)庫、氣象資料數(shù)據(jù)庫、地質災害數(shù)據(jù)庫等(圖2)。

圖2　湖北省特大滑坡綜合數(shù)據(jù)庫示意圖Fig.2　Comprehensive database diagram of large-scale landslides in Hubei Province

4　特大型滑坡區(qū)域風險區(qū)劃及評價

4.1　易發(fā)性分區(qū)評價

區(qū)域滑坡地質災害易發(fā)性評價是從基礎地質環(huán)境條件(內在控制因素)出發(fā),靜態(tài)考察滑坡地質災害在相對穩(wěn)定的孕災環(huán)境中發(fā)生的可能性大小。

4.1.1評價因子選取及分級標準

特大型滑坡形成的控制性條件主要是地質因素和地形因素。選取的因子及條件分級標準見表4。

4.1.2評價結果

除南襄盆地、漢江夾道、江漢平原、黃廣平原外,首先將全省地形、地質條件相近的區(qū)域劃分為同一區(qū),再在同一區(qū)內劃分出高、中、低易發(fā)區(qū)。全省共劃分鄂西北南秦嶺—武當山區(qū)(Ⅰ)、鄂西大巴山—巫山—荊山區(qū)(Ⅱ)、鄂西南八面山—武陵山區(qū)(Ⅲ)、鄂中大洪山區(qū)(Ⅳ)、鄂東北桐柏山—大別山區(qū)(Ⅴ)、鄂東南幕阜山區(qū)(Ⅵ)六個評價區(qū),面積128 434 km2,占總面積的69%,非評價區(qū)(平原)面積57 466 km2,占總面積的31%。全省特大滑坡高、中、低易發(fā)區(qū)面積分別為4 596 km2、18 798 km2、105 038 km2,分別占總評價區(qū)的4%、14%、82%(圖3)。

表4　滑坡易發(fā)性評價條件分級標準Table 4　Grading standard of liability evaluation condition of large-scale landslides

圖3　湖北省特大型滑坡區(qū)域易發(fā)性分區(qū)圖Fig.3　Distribution of regional lability of large-scale landslides in Hubei Province1.特大型滑坡；2.低易發(fā)區(qū)；3.中易發(fā)區(qū)；4.高易發(fā)區(qū)；5.巖土體工程地質巖性組界線；6.特大型滑坡易發(fā)性分區(qū)單元界線；7.特大型滑坡易發(fā)程度分區(qū)界線。

4.2　風險性分區(qū)評價

4.2.1單體特大型滑坡風險評價

依據(jù)特大型滑坡區(qū)地質環(huán)境、滑坡基本特征及成因機制分析、滑坡變形特征與穩(wěn)定性評價、滑坡危險性與易損性評價,對全省173處特大型滑坡風險性進行綜合判定,其中高風險滑坡77處,中風險滑坡49處,低風險滑坡47處(部分滑坡風險評價見表5)。

單體特大型滑坡的風險高低,指示了滑坡所在地區(qū)域風險的高低,因此歷史災情也是識別某一區(qū)域危險性大小的一項重要指標[2]。

4.2.2危險性分區(qū)評價

(1) 分區(qū)評價指標體系。在區(qū)域易發(fā)性評價的基礎上,進一步考慮引發(fā)特大型滑坡發(fā)生的影響因素,如暴雨、工程活動等,它們出現(xiàn)的頻次概率,再結合區(qū)內斜坡和已有滑坡的穩(wěn)定性,以此評判該區(qū)域發(fā)生特大型滑坡的危險性大小[3]。

據(jù)此,危險性分區(qū)評價指標要重點考慮區(qū)域內的易發(fā)性、誘發(fā)滑坡的動力因素、歷史發(fā)生的災害規(guī)模等三大系統(tǒng)來建立完善危險性評價指標體系(表6)。

(2) 危險性評價與分析。根據(jù)評價指標體系和各單元的賦值與因子權重，采用綜合指數(shù)法對各單元進行計算，得出各單元的危險性等級。危險性的識別與評判是風險評價的基礎部分,可以形象地比喻為“經(jīng)濟基礎”,因此危險性分析是風險性評價關鍵的一個環(huán)節(jié)。

4.2.3易損性分區(qū)評價

(1) 分區(qū)評價指標體系。根據(jù)湖北省各地的情況，綜合確定易損性評判因子(表7)。

表5　典型單體特大型滑坡風險評價表Table 5　Risk evaluation of typical large-scale landslide

表6　特大滑坡危險性評價判別標志、賦值及因子權重Table 6　Discriminant mark,assignment and factor weights of danger evaluation of large-scale landslides

表7　滑坡易損性評價條件分級標準Table 7　Grading standard of vulnerability evaluation of large-scale landslides

(2) 各區(qū)易損性分析。作為風險性評價社會屬性范疇的重要一支,如果把危險性分析評價比喻為風險性評價的“經(jīng)濟基礎”,那么易損性分析評價則可喻為“上層建筑”,是把握風險高低尺度的重要依據(jù)。

4.2.4風險性分區(qū)評價

(1) 分區(qū)評價準則。風險性等級劃分為:高風險、中等風險、低風險。

在易發(fā)性、危險性、易損性分析評價的基礎上,在不考慮承災對象抵御災害能力的前提下,對每個評價單元按照聯(lián)合國人道主義事務部的“風險度(R)=危險度(H)×易損度(V)”表達式進行風險評價,并按表8確定該單元風險性等級。

各單元風險性評價結束后,根據(jù)同一風險性集中連片的原則,依據(jù)地貌邊界、易發(fā)地層界線、人類工程活動區(qū)域、致災體分布區(qū)域、承災體輻射范圍等,進行適當圖面概化處理,達到自然、協(xié)調、美觀的目的,最終完成風險性區(qū)劃成圖。

表8　特大型滑坡分區(qū)評價單元風險等級劃分表Table 8　Risk grading standard of regional evaluation unit of large-scale landslides

(2) 分區(qū)評價結果。對全省六大山地區(qū)進行了特大型滑坡風險性預測評價區(qū)劃,即:鄂西北南秦嶺—武當山區(qū)(Ⅰ)、鄂西大巴山—巫山—荊山山區(qū)(Ⅱ)、鄂西南八面山—武陵山區(qū)(Ⅲ)、鄂中大洪山區(qū)(Ⅳ)、鄂東北桐柏山—大別山區(qū)(Ⅴ)、鄂東南幕阜山區(qū)(Ⅵ),評價區(qū)總面積128 530 km2,占全省面積的69.1%。

經(jīng)預測評價,其中高風險區(qū)是堵河沿岸區(qū)(Ⅰ1)、長江及支流區(qū)(Ⅱ11)、保康縣城(Ⅱ12)、宜昌—蓮沱(Ⅱ13)、高坪—高家堰318國道沿線和九畹溪上游沿岸區(qū)(Ⅲ11)、清江隔河巖、水布埡庫區(qū)及支流區(qū)(Ⅲ12)、屯堡區(qū)(Ⅲ13)、宣恩縣城—長潭河鄉(xiāng)區(qū)(Ⅲ14)、百福司—漫水鄉(xiāng)區(qū)(Ⅲ15)、板巖山(Ⅵ11),總面積8 105 km2,分別占評價區(qū)和全省面積的6.3%和4.4%(圖4)。中風險區(qū)總面積13 662 km2,分別占評價區(qū)和全省面積的10.6%和7.3%;低風險區(qū)總面積106 762 km2,分別占評價區(qū)和全省面積的83.1%和57.4%。

圖4　湖北省特大型滑坡區(qū)域風險性預測評價圖Fig.4　Regional risk prediction and evaluation of large-scale landslides in Hubei Province

5　結語

湖北省目前已查出173處特大型滑坡,劃分出了特大型滑坡的易發(fā)地段和風險地段,為將來特大型滑坡的風險控(管)制提供了基本的依據(jù)。總的來看,湖北省特大型滑坡風險性屬于中等偏高,既有中等—高風險的滑坡個體,也有中等—高風險的滑坡區(qū)域,風險主要來自人類自身的工程活動,因此只要規(guī)范好人類工程活動行為,自覺進行風險管制,注重自然風險的控制,就能很好地規(guī)避特大型滑坡可能帶來的災害損失。因此,在取得現(xiàn)有成果的基礎上,進一步開展特大型滑坡風險控(管)研究,完善風險評價體系,落實特大型滑坡防治工程項目規(guī)劃,建立從理論到實踐的風險管理模式,為新形勢下實施地質災害風險管理打下基礎。

參考文獻：

[1]寧國民,陳國金,等.湖北省特大型滑坡調查與風險評價[R].武漢：湖北省地質環(huán)境總站,2010.

[2]羅元華,張梁成,張業(yè)成.地質災害風險評估方法[M].北京:地質出版社,1998.

[3]唐輝明.鄂西恩施地區(qū)滑坡形成機制與危險性評價研究報告[R].武漢：中國地質大學(武漢)，地質調查研究院,2009.