青岛市地质灾害现状和风险评价
2023-06-22王帅,王瑞龙,张建伟,曲万隆
王帅,王瑞龙,张建伟,曲万隆
摘要:青岛地质环境条件较复杂,地质灾害隐患点较多,规模主要为小型。已发现的地质灾害种类有崩塌、滑坡和地面塌陷等3种,其中以崩塌为主,地面塌陷次之。地质灾害的形成受到内、外在因素及人类工程活动的影响。总结每个地质灾害隐患点的规模大小、威胁对象、危害程度、发育时间等特征,概算出危险度和易损度,确定灾害风险度,提出防治建议,为地质灾害防治工作提供科学依据。
关键词:地质灾害;发育现状;风险评价;防治措施;青岛
中图分类号:P694文献标识码:Adoi:10.12128/j.issn.16726979.2023.05.005
引文格式:王帅,王瑞龙,张建伟,等.青岛市地质灾害现状和风险评价[J].山东国土资源,2023,39(5):3438.WANG Shuai, WANG Ruilong, ZHANG Jianwei, et al. Present Condition and Risk Evaluation of Geological Disasters in Qingdao City[J].Shandong Land and Resources,2023,39(5):3438.
0引言
青岛市位于胶东半岛南部,濒临黄海,属华北暖温带季风型大陆气候,具有海洋性气候特点。近年来受热带台风风暴影响,极端天气频繁发生,加之经济快速发展和人类工程活动的加剧,地质灾害隐患的风险增大,直接威胁着人民群众的生命财产安全,严重影响着青岛市社会经济的可持续发展。开展地质灾害风险评价,可以有针对性的采取预防、避让、治理等工作,为地质灾害防治工作提供科学依据。
青岛市地质灾害调查始于2003年开展的《青岛地区生态环境地质调查》,之后依次开展《青岛地质灾害防治规划》(2005—2020年)《平度市、莱西市、即墨市、原胶南市、崂山区1∶5万地质灾害调查》《青岛地质灾害防治规划》(2015—2025年)《青岛市地质灾害排查》等工作,这些工作查明了青岛市地质灾害发育现状和影响因素,为后期地质灾害防治工作提供依据。本文在总结前人工作的基础上,梳理了青岛市地质灾害现状,探讨形成原因,进行了风险评价并提出了防治建议。
1区域地质环境背景
青岛市分布崂山山脉、大泽山山脉、胶南山脉三大山系和山系之间的胶莱盆地,地形总体表现南北两侧隆起,西低东高,中部低陷。
出露的地层除第四纪以外,主要为古元古代荆山群和粉子山群,中生代白垩系莱阳群、青山群、大盛群和王氏群,零星分布的中太古代唐家庄岩群,以及新生代古近纪五图群的隐伏地层。
大地构造位置位于华北板块南缘苏鲁造山带胶南隆断东北部,屬胶北隆起、胶莱盆地两个三级构造单元;构造形迹主要有褶皱构造、韧性剪切带和脆性断裂构造,其中脆性断裂构造十分发育,多形成于燕山晚期。
岩浆岩主要分布于三大山系等地,发育中元古代海阳所序列,新元古代荣成序列和月季山序列,中生代印支期柳林庄序列,中生代燕山晚期伟德山序列、大店序列和崂山序列[1],其中尤以中生代岩浆岩最为发育。
2地质灾害隐患发育现状
根据青岛市地质灾害防治规划(2015—2025年)及最新排查、巡查成果,青岛市现存地质灾害隐患点96处,按地质灾害隐患点种类划分:崩塌隐患点87处,占总数的90.63%;地面塌陷7处,占总数的7.29%;滑坡2处,占总数的2.08%(图1)。崩塌和滑坡主要分布在崂山、大珠山、小珠山、铁镢山、大泽山等山地丘陵区,地面塌陷分布于莱西市南墅镇,胶州市洋河镇、铺集镇等地。
按地质灾害隐患点分布区域(8区2县级市):市南区查明隐患点2处,占总数的2.08%;市北区查明隐患点2处,占总数的2.08%;李沧区查明隐患点9处,占总数的9.38%;崂山区查明隐患点28处,占总数的29.17%;城阳区查明隐患点7处,占总数的7.29%;西海岸新区查明隐患点28处,占总数的29.17%;即墨区查明隐患点6处,占总数的6.25%;胶州市查明隐患点2处,占总数的2.08%;平度市查明隐患点6处,占总数的6.25%;莱西市查明隐患点6处,占总数的6.25%。
按地质灾害隐患点规模:中型10处,小型86处(表1)。
3形成原因
地质灾害的形成发展与内外在因素有着密切的关系[2],内在因素表现为区域地质环境与构造活动相互作用的结果,外在因素包括降雨、风力与冰川等自然因素和人为因素[25],降雨是诱发地质灾害的主要因素,而人类工程活动会加速地质灾害的发育程度[69]。
3.1内在因素
区内断裂构造比较发育,主要受控于NE向牟平即墨断裂和NNE向郯庐断裂两大断裂系统,在NW—SE向水平挤压应力和垂向压力共同作用下,形成了以NEE向为主,NW向、NE向、NNE向和近EW向次之的构造格局。构造格局的形成是断裂构造活动[1011]的结果,伴随着断裂构造活动的发生,深源岩浆沿断裂构造形迹不断上升定位,形成不同时期的侵入岩,其中尤以中生代燕山期岩浆活动最为强烈。后经地壳差异性升降运动,部分相对上升区域不断遭受剥蚀,加之河流的下切作用,形成高耸陡峻的山峰和“V”型谷等现状地形,成为崩塌和滑坡形成的地形条件[12]。
3.2外在因素
研究区降水量主要集中在7—9月,多为几次连续暴雨,降雨部分在地表形成径流,对地表的风化层、松散层进行剥蚀;部分沿裂隙和第四系孔隙下渗,软化岩土、降低滑带强度、增加岩土重量,从而产生降雨引发型崩塌滑坡[13]。
岩石由于构造活动形成了节理和裂隙,在风化营力的作用下,裸露岩石加速裂解成碎块,造成崩塌[14]。
年均封冻天数82.1d,极端最低温度零下23 ℃,最大冻土深度0.43m,加之昼夜温差较大的特点,岩土在饱水的情况下发生冻结与融化的过程中,导致体积发生变化,造成岩块位移或岩体失稳破裂。
随着经济社会的发展,工程建设、资源开发等一系列人类工程活动,造成不稳定斜坡和采空区,破坏自然条件下形成的平衡,诱发崩塌、滑坡和地面塌陷[1516],产生地质灾害。公路路基开挖、房屋基础开挖、山坡开荒等活动多形成高陡边坡,造成崩塌和滑坡隐患;露天矿产资源开采,多形成采石坑、高陡边坡,造成以崩塌为主的地质灾害;铁矿、金银矿等地下矿产资源的开采,形成的地下采空区,在长时间外在内素的不断影响下,极易造成地面塌陷。
4风险评价
地质灾害风险大小能较明确的体现出地质灾害隐患点对社会潜在的危害程度[17]。鉴于青岛市发育的地质灾害种类较多,且每个地质灾害隐患点的规模大小、威胁对象、危害程度等也不尽相同,为方便对隐患点风险大小排序,采用联合国提出的自然灾害风险评价公式进行计算:R=H×V(1)式中:R为危险度;H为风险度;V为易损度。
4.1地质灾害隐患点危险度的确定
地质灾害(隐患)点危险度是指一个有威胁性的事件对人民生命财产造成损害的可能性大小。据此我们计算地质灾害(隐患)点的危险度取值方法,即:根据地质灾害的地质特征综合预测发生期,发生期分为中远期和近期;同时需要考虑该点是否为已发地质灾害隐患点,若为已发地质灾害则需要适当提高危险度(区内已发地质灾害隐患点稳定期不明显,地质灾害的活动往往具有继承性)(表2)。
4.2地质灾害隐患点易损度的确定
地质灾害易损度是指某一地区在给定时间段内由于潜在的威胁可能造成的损失程度。主要反映其社会属性,影响其因素众多,包括土地价值、建筑资产、室内财产、交通设施和人口等等,根据区内实际特点,采取提炼归纳分类的办法,找出最具代表性的财产和人口两个主要因子,来计算地质灾害隐患点的易损度,其表达式为:V=(FV1+FV2)/2(2)式中:V是易损度;FV1是财产指标V1转换函数的赋值;FV2是人口指标V2转换函数的赋值,1/2是常数,最适合用于拟合易损度与人口和财产之间关系。而人口和财产两个指标则分别采用下面两个转换函数确定:FV1=1/{1+exp[1.25(logV12)]}(3)
FV2=1exp(0.035V2)(4)式中:V1是某地质灾害隐患点直接威胁的财产损失(万元);V2是某地质灾害隐患点直接威胁的人口数量。
4.3地质灾害隐患点风险评价结果
依次将青岛市96个地质灾害隐患点的相关数据带入公式(1)~(4)中,便可计算出每个隐患点的风险度,根据《青岛市地质灾害防治规划(2017—2025)》分级标准(表3),划分了高风险、中等风险、低风险和极低风险4个等级。经计算,具有高风险的地质灾害隐患点7处(全为崩塌),其中崂山区2处、李沧区4处、即墨区1处;具有中等风险的地质灾害隐患点41处,其中西海岸新区14处(全为崩塌)、崂山区20处(全为崩塌)、李沧区1处(崩塌)、城阳区1处(崩塌)、即墨区1处(崩塌)、胶州市2处(全为地面塌陷)、平度市1处(滑坡)、莱西市1处(地面塌陷);具有低风险的地质灾害隐患点46处,其中市南区2处(全为崩塌)、市北区2处(全为崩塌)、崂山区6处(全为崩塌)、西海岸新区14处(全为崩塌)、李沧区4处(全为崩塌)、城阳区6处(全为崩塌)、即墨区4处(全为崩塌)、平度市5处(崩塌4处、滑坡1处)、莱西市3处(全为地面塌陷);具有极低风险的地质灾害隐患点2处,全部位于莱西市(崩塌1处、地面塌陷1处)(表4,图2)。
5防治建议
一般而言,地质灾害隐患点防治的目的是避免或者减轻灾害的发生,让生命和财产的损失降到最低[18]。风险度恰恰体现的是地质灾害隐患点发生的概率和发生后对人民生命财产可能造成的损失程度,其大小能更直观反映出每个隐患点的潜在危害大小,通过分级标准,可将每个隐患点进行分级归类,能更好的确定防治的分期,更科学合理地部署安排防治工作[19]。通过对照不同风险等级的地质灾害隐患点,按照防治原则,提出工程治理、搬迁避让、监测、群测群防等防治措施建议[2022]。
7处高风险地质灾害隐患点全部为崩塌,可采取危岩体清除,锚杆加固,主、被动防护网等工程治理方法,治理前应加强群测群防力度和警示标识示警作用。41处中等风险地质灾害隐患点中有崩塌37处、地面塌陷3处、滑坡1处,崩塌可采用自动化监测、人工重点巡查和警示标识等措施,制定有针对性的应急预案,同时可根据日常巡查情况,适时研判是否开展工程治理;地面塌陷可对整个采空区及影响范围进行隔离警示或设置地面变形监测点实施专业监测的防治方法;滑坡可采取修筑简易排水沟与截水沟、自动化监测和警示标识等防治方法。46处低风险地质灾害隐患点中有崩塌42处、地面塌陷3处、滑坡1处,可采取人工巡查、警示标识措施。2处极低风险地质灾害隐患点中有崩塌1处、地面塌陷1處,可采取警示标识措施。
6结语
(1)青岛已发现的地质灾害类型有崩塌、滑坡和地面塌陷3种;以崩塌为主,主要分布在崂山、大珠山、小珠山、铁镢山、大泽山等山地丘陵区;地面塌陷次之,主要分布在莱西市西北部和胶州市西南部的采空区。
(2)区内地质灾害的形成发展是地质内在因素和降雨、风力、冰川等外在因素共同作用的结果,人类工程活动则加速地质灾害的发展。
(3)根据野外调查数据评价隐患点的风险值,按照分级标准,青岛市地质灾害隐患点具有高风险的7处、中等风险41处、低风险46处、极低风险2处。根据不同风险等级,提出了防治建议,使防灾减灾管理做到有的放矢。
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Present Condition and Risk Evaluation of Geological Disasters in Qingdao City
WANG Shuai1,WANG Ruilong2,ZHANG Jianwei3, QU Wanlong1
(1.Qingdao Geo-engineering Exploration Institute(Qingdao Bureau of Geology and Mineral Resources), Shandong Qingdao 266100, China;2.Qingdao Geotechnical Engineering Limited Corporation,Shandong Qingdao 266100, China;3.Environmental Science and Engineering College of Qingdao University, Shandong Qingdao 266071, China)
Abstract:Geological environment in Qingdao city is complicated. There are many hidden dangers in geological hazards with small scale mainly. The already discovered: geological hazards are collapse, landslide and ground collapse. Among them, collapse is the main, and followed by ground collapse. The formation of geological hazards is influenced by internal and external factors and human engineering activities. The scale, threat object, harm degree, and development time of each geological disaster potential points have been summarized, risk and vulnerability have been estimated, disaster risk has been determed, and prevention and control countermeasures have been put forward. It will provide scientific basis for prevention and control of geological disasters.
Key words:Geological hazards; present condition of development; risk evaluation; control countermeasures; Qingdao city