賈小斌

(1.哈爾濱工業大學 深圳研究生院，廣東 深圳518055；2.深圳市房地產評估發展中心，廣東 深圳518040)

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深圳市地面坍塌災害分布特征分析

賈小斌

(1.哈爾濱工業大學 深圳研究生院，廣東 深圳518055；2.深圳市房地產評估發展中心，廣東 深圳518040)

以深圳市地面坍塌災害為研究對象，以事故現場調查、數據統計分析以及GIS中熱點分析為研究方法，對災害進行了有關時空分布和危害特征等方面的研究。研究結果表明，深圳市地面坍塌災害主要由人類工程活動引起，其主要類型為工程塌陷；在時間分布上，各月都有發災，汛期多于非汛期，尤其以4-8月為最，月面事故發災數量與降雨量分布趨勢基本一致；在空間分布上，事故各區都有發生，基本發生在建成區但整體分布不均，在福田區和羅湖區等老城區以及龍華新區等近年來城市開發活動劇烈的新城區分布密集，在詳細位置上發生在人口活動密集的道路、住宅小區和商業街區上的事故占總數的86.8%，道路交叉口和人行道易發生地面坍塌事故；在危害特征上，地面坍塌事故中，深度小于5 m、面積在100 m2以內、體積在100 m3以下的占坍塌總數的98.5%，傷亡人數小于3人、威脅人數在10人以內、直接經濟損失在10萬元以下、潛在經濟損失在100萬以內的占坍塌總數的96.1%，深圳市地面坍塌災害是一種城市災害，雖然單起事故影響范圍不廣，但由于其多分布在人口高度集中的地區，因此危害程度依然不容小覷。

地面坍塌；災害；時空分布；危害特征；深圳

1978年以來，伴隨著我國經濟的高速發展和城市化進程的加快，大量以地下空間開發、基礎工程施工、削坡建房筑路等為代表的人類工程活動對地質環境的作用日益加劇，使得各地以地面坍塌為代表的城市災害頻發。2013年汛期以來，深圳市發生多起地面坍塌事故，特別是“5·20”龍崗橫崗發生地面坍塌事故造成5人死亡。據不完全統計，從2013年1月到2015年12月底，深圳市共發生地面坍塌事故595起，共造成死亡7人，受傷9人，威脅人數達1 441人，預估威脅財產7 167.5萬元，嚴重影響人民生命財產安全。弄清楚災情現狀特征是有效開展地面坍塌防治工作的基本前提。為此，本文以深圳市地面坍塌災害為研究對象，以事故現場調查、數據統計分析以及GIS空間分析為研究方法，通過對其發生機理、形成原因、時空分布、危害特征等方面進行分析，研究深圳市地面坍塌災害的基本規律，為地面坍塌防治工作的開展提供決策支持。

1　研究區與數據源

1.1研究區概況

深圳是中國南部海濱城市，毗鄰香港。位于北回歸線以南，范圍113°46′～114°37′E，22°27′～22°52′N。地處廣東省南部，珠江口東岸，東臨大亞灣和大鵬灣；西瀕珠江口和伶仃洋；南邊深圳河與香港相連；北部與東莞、惠州兩城市接壤。遼闊海域連接南海及太平洋。陸地最東端位于東南部南澳街道東沖海柴角，最西端位于西北部沙井街道民主村，最南端位于西南面珠江口中的內伶仃島，最北端位于西北部松崗街道羅田社區。深圳屬亞熱帶海洋性氣候，溫潤宜人，降水豐富。常年平均氣溫22.4 ℃，無霜期為355 d，平均年降雨量1 933.3 mm，日照時長2 120.5 h。深圳市依山臨海，有大小河流160余條，分屬東江、海灣和珠江口水系，但集雨面積和流量不大。深圳全市面積1 991.64 km2，下轄6個行政區(福田區、羅湖區、南山區、鹽田區、寶安區、龍崗區)和4個新區(光明新區、坪山新區、龍華新區、大鵬新區)，下轄57個街道辦事處、790個居民委員會，截至2014年末，常住人口1 077.89萬人，其中戶籍人口332.21萬人[1]。研究區位置如圖1所示。

圖1　研究區位置圖

1.2數據源情況

本研究的基礎資料主要涉及地面坍塌事故數據和降雨量數據等。

(1)地面坍塌事故數據。本文研究的基礎資料為2013-2015年期間深圳市發生的地面坍塌事故數據(簡稱“事故數據”，下文同)共595起(由深圳市地面坍塌防治工作領導小組辦公室收集，簡稱“深圳市地防辦”)，以“深圳市地防辦”成立時間(2013年8月31號)為分界線將該數據分為2種情形：①2013年1月1日-2013年8月31日期間數據共134起，只有基本的位置和時間信息，簡稱“未調查數據”，下文同；②2013年9月1日-2015年12月31日期間的數據共461起，由地面坍塌事故應急專家進行現場詳細調查，信息比較完善，具有精確的空間位置以及發生時間、形成原因、規模大小、破壞情況、應急過程等信息，簡稱“已調查數據”，下文同。圖2所示為深圳市2013-2015年期間發生的地面坍塌事故數據空間分布圖，其中紅色圓點代表“已調查數據”，藍色圓點代表“未調查數據”。

圖2　深圳市地面坍塌事故空間分布圖(2013-2015年)

(2)降雨量數據。主要為深圳市2013-2015年的月面降水量，主要用于與地面坍塌事故數量進行對比分析。資料來源：深圳市氣象數據網(http://data.szmb.gov.cn/)。

2　時間分布

地面坍塌是指地表巖、土體受自然因素作用或人類工程活動影響向下塌落，并在地面形成坍塌坑(洞)而造成災害的一種現象或過程。地面坍塌事故通常主要有巖溶塌陷[2-3]、采空塌陷[4-6]、黃土濕陷[7-9]、工程塌陷等4種類型，其中工程塌陷是指由于城市化進程的加快，城市經濟活動和工程強度加大，地表、地下基礎工程建設直接誘發或間接導致的地面坍塌[9]。結合應急專家的現場調查與后期統計分析，當前深圳市地面坍塌事故類型為工程塌陷。

(1)年度分布。圖3所示為2013-2015年深圳市地面坍塌事故數據統計圖，3年來深圳市共發生595期地面坍塌事故，其中2013年215起、2014年245起、2015年135起。從年際分布來看， 2013-2014年地面坍塌事故呈上升趨勢，2014-2015年則呈下降趨勢，2014年事故數量最多，處于峰值位置，2015年事故數量最少。由于近年來深圳市人口的急劇增長，大規模城市建設的開展，以及城市地鐵等地下工程建設全面展開，地下施工震動大，過量抽取地下水，對巖土層破壞顯著，地表常因此失穩，導致地面坍塌頻繁發生。

圖3　深圳市地面坍塌事故年度分布特征

(2)月面分布。圖4所示為2013-2015年各月地面坍塌事故數量分布。從年內各月分布來看，一年12個月基本都有地面坍塌事故發生，最大單月發災數量為2013年5月共89起，最小單月發災數量為2013年2月為0起，地面坍塌主要發生在汛期(3-9月)，在4-8月尤為嚴重。坍塌事故汛期共發災為437起，非汛期發災158起，汛期地面坍塌事故占總發災數的73%。

(3)與降水量的分布關系對比。圖5所示為2013-2015年深圳市各月地面坍塌事故數量(為了更有效展示與降雨量的關系，本研究對事故數量進行10倍處理)與當月降雨量進行對比分析，可以看出各月發災數量與降雨量分布趨勢基本一致，成正比例分布。其中2014年5月深圳市降雨量和地面坍塌發災數量均達到最大值。可見連續性的強降雨天氣或暴雨也是地面坍塌最常見最主要的誘發因素。

圖4　深圳市地面坍塌事故月面分布特征

圖5　深圳市各月地面坍塌事故數量與降水量分布關系對比

圖6　深圳市地面坍塌事故熱點分析

3　空間分布

(1)整體分布情況

深圳市地面坍塌事故各區都有發生，主要分布在建成區，幾乎全部發生在道路與建筑物覆蓋的地區，如圖2所示。圖6所示為應用GIS空間分析手段分別以數量和面積為依據的深圳市地面坍塌事故熱點分布圖，可以看出福田區、羅湖區、龍華新區局部發災密集，具體是福田區的中心區、華強路、紅嶺路、梅林路、香蜜湖路、中航一路等；羅湖區的東部區域，如春風路、北環大道、清水河、紅崗路、愛國路、水貝路等；龍華新區的中南部區域，如龍華街道的建設路、東環路、人民路等，民治街道的民清路、梅龍路等，大浪街道的華榮路、浪榮路等。

(2)各區分布對比

圖7所示為應用GIS空間分析手段對深圳市各區地面坍塌事故分別以發災數量、面積、數量密度(發災數量/建成區面積)、面積密度(發災面積/建成區面積)為依據進行的分類分級展示圖。在數量上，龍華新區和龍崗區最多，坪山新區和大鵬新區最少，這是由于龍崗區建成區面積最大，龍華新區近年來工程建設開發較多；在面積上，福田區最大，龍華新區和羅湖區次之，鹽田區、光明新區和坪山新區最大，羅湖區和福田區為老城區，地下管線和道路等基礎設施老化；在數量密度上，羅湖區和鹽田區最大，龍崗區和寶安區最小，這是由于鹽田區建成區面積最小，龍崗區和寶安區建成區面積最大；在面積密度上，羅湖區和福田區最大，龍崗區和光明新區最小。可以看出，深圳市地面坍塌事故主要發生在基礎設施比較老化破損的老城區(如羅湖區和福田區)和近年來工程建設力度較大的新城區(如龍華新區)。

(3)詳細位置

通過對本研究的“已調查數據”按發災詳細位置進行統計分析，深圳市地面坍塌事故主要分布在道路、住宅小區、商業街區、綠化帶、工地、工業園區、企事業單位、公園等位置。分布于道路、住宅小區、商業街區的事故共400起，占到總發災數的86.8%，可見地面坍塌事故在人口活動密集的地方發災嚴重；道路上的事故發災數量最多，共294起占總數的63.8%，其中人行道上有97起，可見事故對車輛和行人威脅較大；道路上事故的294起中有97起位于交叉口處，由于該位置老化破損嚴重易發生地面坍塌事故。表1所示為深圳市地面坍塌事故詳細位置統計分析結果。

4　危害特征

對本研究中2013年9月1日-2015年12月31日期間發生的461起地面坍塌事故數據(“已調查數據”)進行有關規模大小和損壞情況等方面的危害特征分析如下。

(1)規模大小

通過對本研究的“已調查數據”進行發災規模大小(深度、面積和體積)的統計分析，如圖8所示，在深度分布特征上，事故絕大部分集中深度在5 m以下，占總數的98.5%，5 m以上占總數的1.5%；在面積分布特征上，小于10 m2占總數的73.1%，小于100 m2占總數的98.5%，100 m2以上占總數的1.5%；在體積分布特征上，小于10 m3占總數的67.2%，小于1 000 m3占總數的99.8%，1 000 m3以上占總數的0.2%。可見深圳市地面坍塌事故是人類活動引起的一種城市災害，不屬于地質災害；單起事故絕大部分面積在100 m2以內且體積在100 m3以下，影響范圍不廣。

(2)破壞情況

通過對本研究的“已調查數據”進行破壞情況(傷亡人數、威脅人數、直接經濟損失和潛在經濟損失)的統計分析，如圖9所示，在傷亡人數上，無人員傷亡占總數的98.0%，3人以下占總數的99.6%，5人以上占總數的0.4%；在威脅人數上，3人以下占總數的65.5%，10人以下占總數的98.3%，10人以上占總數的1.7%；在直接經濟損失上，1萬元以內占總數的69.4%，10萬元以內占總數的96.1%，10萬元以上占總數的3.9%；在潛在經濟損失上，10萬元以內占總數的70.0%，100萬元以內占總數的97.4%，100萬元以上占總數的2.6%。

表1　深圳市地面坍塌事故詳細位置分布

圖8　深圳市地面坍塌事故規模大小

圖9　深圳市地面坍塌事故破壞情況

5　結論

本研究綜合應用事故現場調查、數據統計分析以及GIS空間分析等手段對深圳市地面坍塌災害進行了有關時空分布和危害特征方面的研究，相關結論如下。

(1)深圳市地面坍塌災害主要是由城市化進程中的人類工程活動引起，其主要類型為工程塌陷。

(2)深圳市地面坍塌事故近年來發生頻繁，據不完全統計，2013-2015年共發生事故595起，基本上各月都有發生，汛期多于非汛期，尤其以4-8月為最，各月發災數量與降雨量分布趨勢基本一致，成正比例分布。

(3)深圳市地面坍塌事故基本發生在建成區但整體分布不均，在福田區和羅湖區等老城區以及龍華新區等近年來城市開發活動劇烈的新城區的局部區域分布密集，在詳細位置上主要分布在道路、住宅小區、商業街區、綠化帶、工地、工業園區、企事業單位、公園等地方，位于人口活動密集的道路、住宅小區、商業街區的事故占總數的86.8%，道路交叉口和人行道易發生地面坍塌事故。

(4)2013-2015年深圳市發生的地面坍塌事故595起(據不完全統計)中，共造成7人死亡， 9人受傷，威脅人數達1 441人，預估威脅財產7 167.5萬元。地面坍塌事故中，深度小于5 m、面積在100m2以內、體積在100 m3以下、占總數的98.5%，傷亡人數小于3人、威脅人數在10人以內、直接經濟損失在10萬元以下、潛在經濟損失在100萬以內占總數的96.1%，深圳市地面坍塌災害是一種城市災害，雖然單起事故影響范圍不廣，但由于其多分布在人口高度集中的地區，因此危害程度依然不容小覷。

致謝：本文在撰寫的過程中得到了深圳市地面坍塌防治工作領導小組辦公室和深圳市地質環境監測中心各位同事真誠的幫助，在這里表示衷心地感謝！

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Analyzing the Distribution Characteristics of the Ground Collapse Hazard in Shenzhen

JIA Xiaobin

(1.HarbinInstituteofTechnologyShenzhenGraduateSchool,Shenzhen518055,China;2.CenterforAssessmentandDevelopmentofRealEstate,Shenzhen,Shenzhen518040,China)

Inrecentyears,thegroundcollapsedisasteroccurredfrequentlyinShenzhen,analyzingthecurrentsituationcharacteristicsdeeplyhaveagreatsignificancefortheworkofpreventionandcontrolofthedisaster.Thisresearchconductsastudyaboutthereasonanddistributioncharacteristicsforthegroundcollapsedisasterbyapplyingtheresearchmethodswhichcontainingtheaccidentsceneinvestigation,datastatisticsanalysisandthespatialanalysisinGIS,andsoon.Theresultsofthisresearchshowedthat,thegroundcollapsedisasterinShenzheniscausedbyhumanengineeringactivities;themaintypeishumanengineeringcollapse.ThegroundcollapseaccidentinShenzhenoccurred595casesbetween2013and2015accordingtoincompletestatistics,mostofthemdistributedinthefloodseason,especiallytookformostfromApriltoAugust,thenumberoftheaccidentsisbasicallyconsistentwiththedistributionofrainfallpermonth.ThegroundcollapseaccidentinShenzhenoccurredinthebuilt-upareabutoverallunevendistribution,thelocalareasoftheoldsectionofFutianandLuohuandthenewsectionofLonghuawhichtheactivitiesofurbandevelopmentwereviolentinrecentyearshaveintensivedistribution,mainlylocatedinroads,residencecommunities,greenbelts,constructionsites,industrialzones,enterprisesorinstitutions,parksinthedetailedpositions,theproportionoftheaccidentswhichoccurredinroads,residencecommunitiesandcommercialstreetaccidentsaccountedfor86.8%intotal,theroadintersectionandsidewalkhappensthegroundcollapseaccidenteasily.ThegroundcollapseaccidentsinShenzhenwhichdepthlessthan5m,areawithin100m2andvolumebelow100m3accountedfor86.8%intotal,andcasualtylessthan3,numberofthreatwithin10,directeconomiclossesbelowRMB100000,andpotentialeconomiclosseslessthanRMB1000000accountedfor96.1%intotal,therefore,thegroundcollapsedisasterinShenzhenisakindofshallowurbandisaster,thesingleaccidentimpactsanarrowrange，butduetomostofthemoccurredinhighlypopulatedareas,sothedegreedamagedegreestillcannotbeunderestimated.

groundcollapse;temporalandspatialdistribution;riskcharacteristics;Shenzhen

2016-03-23

2016-06-07

國家測繪地理信息局重點實驗室開放研究基金(GCWD201403)

賈小斌(1982-)，男，河南南陽人，博士后，主要從事城市地質災害與防災減災研究.

E-mail: jiaxiaobin_123@126.com

X43；P642

A

1000-811X(2016)04-0116-06

10.3969/j.issn.1000-811X.2016.04.020

賈小斌. 深圳市地面坍塌災害分布特征分析[J]. 災害學，2016，31(4)：116-121. [JIA Xiaobin. Analyzing the Distribution Characteristics of the Ground Collapse Hazard in Shenzhen[J]. Journal of Catastrophology，2016，31(4)：116-121. doi: 10.3969/j.issn.1000-811X.2016.04.020.]