山东省地质灾害调查工作回顾与展望

高峰，孟凡奇,3,4，张丽霞，贺敬，于德杰，王心兵

(1.山东省国土空间生态修复中心，山东 济南 250013；2.自然资源部黄河三角洲土地利用安全野外科学观测研究站，山东 滨州 251900；3. 山东省物化探勘查院，山东 济南 250013；4. 山东大学土木工程博士后研究站，山东 济南 250102)

0 引言

山东省地处我国东部，郯庐断裂(沂沭断裂带)自南向北贯穿全省，岩性与构造复杂，工程活动强度大，地质灾害致灾因素多，地质灾害呈现出多样性与频发性的特征。为查清全省灾害家底，做好地质灾害防治工作，自1990年至今，山东省已开展多轮全省性的地质灾害调查，工作精度由1∶100万提升至1∶1万，从海水入侵、水土流失、土壤盐渍化等地质灾害广义灾种到崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾种精准调查，从以地质环境为主的地质灾害调查到以发现地质灾害隐患点为主的调查，转为开展孕灾地质条件、隐患识别、实施风险评价为主的地质灾害风险调查工作。随着调查精度提高和工作思路转变，地质灾害防治成效愈发明显，山东省地质灾害造成人员伤亡和财产损失呈下降趋势，为山东省经济社会发展做出重要贡献。

1 山东省多轮地质灾害调查情况

1.1 1990年1∶100万地质灾害调查

为配合国际减灾十年行动[1]，系统掌握和了解山东省地质灾害种类、规模和发生发展情况，山东省地矿局安排原山东省地质环境监测总站开展“山东省地质灾害调查”工作。调查工作时间为1990—1991年，调查比例尺1∶100万，工作方法为收集资料。调查灾种为地面塌陷、地裂缝、海水入侵、地面沉降、水土流失、土地盐渍化、地方病等。

本次是山东省第一次地质灾害调查，工作方法为收集资料，仅有少量灾害进行了现场调查。由于对地质灾害定义的不明确，将天然草地退化、地方病等列入调查范围，受技术水平、经济实力限制，工作手段单一、调查精度低，调查成果目前已经基本不可用。

1.2 1992年1∶50万地质灾害调查

为进一步促进国土资源的规划和开发利用，根据原地矿部统一部署，山东省地矿局委托原山东省地质环境监测总站开展“山东省地质灾害调查与评价”工作。调查工作时间1992—1996年，调查比例尺1∶50万，工作方法为遥感解译、野外调查、钻探、收集资料等，遥感解译面积7.5万km2，现场调查面积3040km2。调查灾种崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、海咸水入侵、矿山地质灾害等。调查发现崩塌、滑坡、泥石流灾害点277处，其中已经发生的地质灾害159处，隐患点118处；岩溶塌陷点502处。地面沉降发育于德州、济宁、菏泽等地，德州、济宁最大累计沉降量分别为211mm、108.5mm(表1)。

表1 山东省区域性地质灾害调查信息简表

本次工作首次将遥感解译技术应用于地质灾害调查，提高了调查精度，去掉水土流失、土壤盐渍化及砂化等与地质灾害无关的灾种。调查采用的技术手段和工作方法为后续地质灾害调查奠定了基础，具有开创意义，并对地质灾害产生机理进行了初步研究[2]。

受经费、人员、时间等客观条件限制，以往调查工作仅对重点地区进行实地调查，未能实现大规模调查。由于技术条件限制，调查工作未能使用GPS定位设备，灾害点无准确的坐标数据，仅有位置描述，对灾害点的后续核实工作造成了一定影响。

1.3 2000年1∶10万山丘区地质灾害调查

为查清山丘区地质灾害发育情况，依据《国务院办公厅转发国土资源部、建设部关于加强地质灾害防治工作意见的通知》(国办发〔2001〕35号)，山东省开展山丘区地质灾害调查工作。调查工作时间为2000—2009年，调查比例尺1∶10万，工作手段为野外调查、遥感解译、收集资料等，实地调查面积76910km2。调查灾种崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝5种。共查出地质灾害点2451处，其中已发灾害点1149处，隐患点2312处(图1)。

图1 2009年已发灾害点、隐患点数量饼状图

本次调查中，数码相机、手持GPS、MapGIS等新型调查工具和地理信息软件得到广泛应用，首次建立全省地质灾害数据库和群测群防体系，调查工作历时9年，全部由山东省地质环境监测总站承担完成。本次调查对鲁中、鲁东山丘区主要地质灾害形成机理与防治对策进行了初步研究[3-4]。通过此次调查，地质灾害概念在人民群众中逐渐深入强化，地质灾害群测群防、监测预警、工程治理、搬迁避让等防治工作全面铺开[5]。

受人手和技术条件限制，本次调查工作时间长达9年，地质环境条件有了较大的变化，不同县(市、区)地质灾害发育对比性差；同时因早期GPS设备定位精度差[6]，经常出现坐标和实际位置误差近百米，山区甚至出现几百米的误差，对后期复核造成较大困难。

1.4 2010年1∶5万山丘区地质灾害详查

为更加有效地对地质灾害防治和管理提供科学依据，以避免和最大限度地减轻地质灾害给人民生命财产造成的损失，根据中国地调局统一部署，原山东省国土资源厅以《关于开展山地丘陵县(市、区)1∶5万地质灾害调查工作的通知》(鲁国土资字〔2011〕213号文)开展地质灾害详查工作。调查工作时间为2010—2012年，调查比例尺1∶5万，工作手段为野外调查、遥感解译、收集资料等，实地调查面积7.8万km2。调查灾种崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝5种。共查出已发灾害点1437处，隐患点2324处(图2)[7],划定全省地质灾害易发性分区和防治分区[8]。

图2 2012年已发灾害点、隐患点数量饼状图

本次调查在全国范围率先完成1∶5万县(市、区)地质灾害详查，对地质灾害发育机理与地形地貌、人为工程活动、地质构造等因素的相关性进行了深入研究[9]。调查摸清了山丘区地质灾害家底，为地质灾害防治工作提供了翔实可靠的数据[10]，自本次调查后，地质灾害综合治理和搬迁避让有序开展。本次工作提交的地质灾害数据库为山东省地质灾害信息的数字化管理开创先河。

1.5 2016年1∶5万全省地质灾害排查

为核查已有地质灾害隐患点及其威胁对象的变化情况，识别责任主体，更有效地对地质灾害防治和管理提供科学，2016年原山东省国土资源厅以“鲁地环〔2016〕10号”下达地质灾害排查工作。调查工作时间为2016—2017年，调查比例尺1∶5万，工作手段为地面排查、遥感解译等，实地调查面积15.8万km2。调查灾种为崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降和不稳定斜坡7种；调查范围为山东省全境。查明全省已发灾害点1066处，隐患点2205处(图3)；地面沉降划分为11个沉降区(沉降速度大于30mm/a)，总面积6788km2。

图3 2017年已发灾害点、隐患点数量饼状图

本次调查首次将地面沉降纳入调查范围，实现山东省地质灾害调查陆域范围全覆盖，对地质灾害的主要影响因素—地形地貌、岩土体类型、地质构造、降水和人类工程活动等进行了分析[11]。调查对2010—2012年的灾害点进行了详尽的排查，并进行了地质灾害数据在线填报、在线查询等尝试。

受时间限制，本次调查未将1∶50万、1∶10万、1∶5万等调查成果进行排查。且地质灾害数据库未能实现在线更新等功能。

1.6 2019年1∶5万全省地质灾害核查

为全面彻查全省地质灾害点发育及防治情况；验证“天空地一体化[12]”的“三查”体系在山东省地质灾害调查中的效果；建立地质灾害数据库认定核销制度，山东省于2019年下达“山东省地质灾害核查”任务。

调查工作时间为2019—2020年，比例尺为1∶5万，工作手段为实地核查、“天空地”一体化调查、无人机航拍等，调查范围为山东省陆域全境。调查灾种为崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降6类。依据调查成果，至2020年底山东省共有地质灾害点5156处，其中已核销灾害点3263处，发生过地质灾害的1388处，未发生地质灾害或已发但仍有隐患的灾害点1893处(图4)。地面沉降以区域划分，存在7个地面沉降中心，2017—2020年累计沉降量>10mm的区域4.9万km2。

图4 2020年已发灾害点、隐患点数量饼状图

本次工作是山东省30余年地质灾害调查的一个总结，将1∶50万、1∶10万、1∶5万排查等多轮全省性地质灾害调查成果，以及地质灾害治理工程资料进行梳理，将全省所有地质灾害点进行核查和统一编号，对新增地质灾害隐患点核实确认，并将其纳入地质灾害防控体系；对情况发生显著变化的已有地质灾害隐患点进行详细调查和记录；对于险情已经消除的地质灾害隐患点予以核销，查清全省地质灾害家底；做到地质灾害数据库动态更新，初步实现与全国地质灾害数据库互联互通；首次在鲁中地区探索应用InSAR数据和高分遥感数据解译、空中无人机LiDAR建模、地面人工核查的“天空地一体化调查”方法，为“十四五”地质灾害防治工作提供了重要依据。

1.7 2021年地质灾害风险普查

2020年，国家开展包括地质灾害在内的多种自然灾害风险普查工作。普查以孕灾主控地质条件和地质灾害隐患判识为主，灾种为崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害，部分地区将岩溶塌陷、地裂缝等灾种也列入调查范围。2020年至今，国家、省、市、县四级同步，山东省106个县(市、区)开展风险普查工作。一般调查区调查精度为1∶5万，重点地区为1∶1万，普查面积约95113km2。本次工作首次明确提出应用“空天地一体化”调查手段开展地质灾害早期识别工作，在查明孕灾地质条件和开展易发性、危险性、易损性评价的基础上，开展风险区划和防治区划，并提出地质灾害风险管控建议，地质灾害调查等防治工作也将逐步向“隐患点+风险区双控”转变。目前普查工作正在有序推进中。

2 山东省地质灾害发育特征分析

2.1 山东省地质灾害数量

截至2020年底，山东省地质灾害点5156处，其中核销3263处，隐患点1893处；另有地面沉降中心7处。地质灾害隐患点中，崩塌1156处，滑坡162处，泥石流177处，地面塌陷373处(采空塌陷260处，岩溶塌陷111处，第四系塌陷2处)，地裂缝25处。按规模统计，地质灾害隐患点以小型为主，为1733处，占比91.55%；中型为133处，占比7.3%；大型为27处，占比1.43%，无巨型或特大型地质灾害隐患点。

已发地质灾害1388处，其中崩塌351处，滑坡124处，泥石流189处，地面塌陷664处(其中采空塌陷468处，岩溶塌陷180处，第四系塌陷16处)，地裂缝60处(1)山东省地质环境监测总站，山东省地质灾害核查报告，2021年。。

2.2 地质灾害隐患点变化情况

多次调查发现，山东省地质灾害隐患点数量呈先升后降趋势。1992年1∶50万比例尺调查仅将118处崩塌、滑坡、泥石流列为隐患点，地面塌陷、地裂缝未列入隐患点。2000年1∶10万比例尺调查将地面塌陷、地裂缝列入隐患点，且调查精度和范围大幅提升，隐患点数量增加至顶峰2312处。在此之后，随着治理工程、搬迁避让工作的开展，2016年排查工作隐患点降至2205处。2020年核查工作对灾害点进行梳理后，进一步将废弃矿山点和已治理点核销、地面塌陷坑合并，隐患点降至1893处。

2.3 山东省地质灾害分布规律

山东省地质灾害空间分布主要受地貌类型、人为工程活动、地层构造等因素控制，其中地貌类型影响最大(图5)。中低山丘陵区是崩塌、滑坡、泥石流地质灾害多发区；山间平原、山前倾斜平原区是地面塌陷地质灾害多发区；微倾斜平原、三角洲平原区是地面沉降地质灾害多发区；沂沭断裂带是构造地裂缝高发区域。

2.3.1 崩塌、滑坡、泥石流分布特征

崩塌、滑坡、泥石流主要分布于鲁中、鲁东中低山丘陵地区。该区域内地形坡度变化大，地质构造复杂，裂隙发育，沟谷纵横，并多有第四系松散堆积物，遇较强的降雨过程，易突发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。据统计，全省已发崩塌、滑坡、泥石流664处，其中634处发生于鲁中、鲁东中低山丘陵地区，占全省已发地质灾害总数的95%。

2.3.2 地裂缝分布特征

山东省地裂缝主要为采空塌陷伴生地裂缝、构造地裂缝等。其中伴生地裂缝分布于矿山采空区周边，目前已经全部治理完毕；构造地裂缝发生于沂沭断裂带莒县、五莲一带。

2.3.3 地面塌陷分布特征

岩溶塌陷、采空塌陷、第四系塌陷成因不同，分布规律也不同。岩溶塌陷受水位波动、开口溶洞、顶板岩性三要素影响，主要分布山间或山前平原地区。采空塌陷隐患主要分布在临沂、烟台、淄博、枣庄及潍坊等地区，该类型主要与煤炭等固体矿产开采有关，其分布及发育程度完全受人为活动影响。第四系塌陷位于鲁西平原地区，其产生主要原因与浅层地下水开采有关。

2.3.4 地面沉降

山东省地面沉降主要分布于鲁北、鲁西的平原区。该区域构造上属于华北台坳和鲁西中台隆的一部分，地理上属黄、淮、海平原。地势低平，地面高程小于50m，至近海递减至10m以下。其中鲁北平原地面沉降发育强，鲁西平原发育较弱。

2.4 山东省地质灾害发生规律

崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷成灾机理与降水密切相关，因此其时间分布规律明显受降水控制。采空塌陷、地裂缝、地面沉降成灾机理与降水关系较小，时间分布规律不明显。

山东省年降水量有很大的季节性，夏、秋两季降水量大，冬、春季降水量小。全省多年平均年降水量669mm，多集中于6—9月份，占全年降水量的70%～80%，短期的强降雨易诱发崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等地质灾害。以2018—2020年为例，3年累计发生84处崩塌、滑坡、泥石流地质灾害，其中8月份发生71处(图6)。岩溶塌陷以枣庄市十里泉水源地为例，当地累计发生26次岩溶塌陷，其中7月份发生塌陷14处，占总数量的54%；6—9月份发生21处，占总数量的81%。由此可知，每年的6—9月为全省地质灾害发生的集中时间段，发生灾种主要为崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷。

图6 2018—2020年崩塌、滑坡、泥石流发生次数与发生月份曲线图

2.4.1 地质灾害灾情统计

据不完全统计，地质灾害共造成191人死亡，其中崩塌20人，滑坡9人，泥石流147人，地面塌陷15人(其中采空塌陷13人，第四系塌陷2人)。泥石流造成死亡人数占比76.96%，占比最高。地质灾害共造成179739.2万元经济损失，其中崩塌2188.97万元，滑坡712.80万元，泥石流5138.22万元，地面塌陷169742.60万元(其中采空塌陷166097.23万元，岩溶塌陷3631.97万元，第四系塌陷13.40万元)，地裂缝1956.60万元。采空塌陷造成直接经济损失占比92.41%，占比最高(表2，图7)。

表2 已发地质灾害灾情统计一览表

图7 已发地质灾害类型与灾情关系图

2.4.2 地质灾害灾情规模

截至2020年底，山东省已发地质灾害按灾情等级分以小型为主，为1234起，占比88.90%；中型为82起，占比7.20%；大型为33起，占比2.94%，特大型39起，占比3.19%(表3)。

表3 地质灾害灾情规模等级简表

3 山东省地质灾害调查工作展望

回顾山东省地质灾害调查与防治工作30余年的业绩，认为新时期地质灾害调查需要向广度和深度两方面拓展。

广度方面指的是，现阶段尤其是自然资源机构改革及山水林田湖草生命共同体的理念提出后，地质灾害作为环境地质问题的一部分，其调查、防治纳入了综合治理的范畴[13-14]，调查工作不应该仅局限于灾害体、受威胁对象，而应该放大到整个生态系统中，从人与环境这个角度看待灾害点。

深度是指一方面充分利用Insar解译、光学遥感、机载激光雷达、无人机航怕等新技术新方法，开展地质灾害隐患识别，提高地质灾害识灾辩灾避灾能力，重点解决目前“隐患在哪里”的问题[15]。另一方面地质灾害调查深入挖掘致灾因子，在孕灾地质条件、承载体调查基础上，突出孕灾地质条件与地质灾害发育关系；更加注重强降雨条件下的危险性评价，并在叠加承载体易损性评价的基础上，开展风险评价和防治区划，提出风险管控建议，解决未来灾害可能在哪里发生问题。

4 结语

山东省地质灾害调查工作自1990年至今已经历32年，在全省自然资源管理部门、地勘单位、技术工作者和社会大众的共同努力下，取得了长足的发展和进步，获得了较好的地质灾害防治成效。受孕灾地质条件和极端天气等不利因素影响，地质灾害灾情险情时有发生，地质灾害风险仍将长期存在，这种情况需要通过加大地质灾害早期识别力度、提升调查精度、加强重点区域隐患排查等强有力的措施，才能回答好“隐患在哪里”的问题，做好推进防控方式由“隐患点防控”逐步向“隐患点+风险区双控”的转变，解决未来灾害可能在哪里发生问题。