万州区滑坡灾害风险评价与管理研究

万州区滑坡灾害风险评价与管理研究
地质环境的复杂性、地质灾害发生机理的时空差异性和不确定性,使得现有的理论水平和技术方法还很难实现对突发性地质灾害发生时间、发生地点、发生规模及影响范围的准确预测,从而难以保障地质灾害突发区人民财产及生命安全。

因此,在现有地质灾害研究成果背景下,亟需寻找开展地质灾害灾前决策的有效
途径和手段,开展地质灾害风险评价和管理对策研究对真正实现地质灾害减防控治具有重要意义。

万州区目前是重庆市第二大城市,也是三峡库区的腹心。

滑坡灾害是该区最主要的地质灾害灾种。

近年来,随着三峡指挥部防治中心、万州区国土局、万州区地方乡镇办公室等多层级部门的相互配合和努力,万州区地质灾害风险管理体系虽已初具规模,
但仍面临灾害预测难、管理对策不完善等问题。

因此,论文以滑坡灾害风险评价与管理为主题,在系统分析国内外滑坡灾害风险评价与管理的研究现状以及总结前人研究成果的基础上,以重庆市万州区为范本,从区域和单体两个尺度研究滑
坡灾害风险评价和风险管理对策。

论文的研究成果将对万州区以及中国其他区域地质灾害减灾防治管理工作起到积极的指导作用,具有重要的理论和实际意义。

论文从国内外滑坡灾害风险评价和滑坡灾害风险管理的研究现状进行了总结,指出了目前研究中存在的问题;从自然地理、气象水文、地形地貌、地层岩性、地质构造、新构造运动、水文地质及万州区滑坡灾害发育及分布特征八个方面系统分析了万州区的区域地质环境背景;按照区域滑坡风险评价的基本流程,介绍了
滑坡灾害风险评价指标的选择与分析、滑坡灾害易发性分析、滑坡灾害危险性分析、滑坡灾害易损性分析、滑坡灾害风险分析及滑坡灾害可接受准则六个环节的技术方法;以万州区为例,利用三种易发性分析模型开展了三种不同降雨工况下
的滑坡灾害风险区划,并基于前人滑坡灾害风险可接受准则的研究成果评价了该区滑坡灾害风险的可接受程度;以塘角1号滑坡为例,在滑坡稳定性分区的基础上,开展了四种不同库水位降雨组合工况下的滑坡破坏概率计算,并基于最危险
工况开展了滑坡及其次生涌浪灾害风险分析与评价;系统分析了万州区地质灾害风险管理现状,总结了我国地质灾害风险管理主要手段,继而从万州全区和单体
滑坡灾害两个尺度提出万州区滑坡灾害风险管理对策的建议。

论文在考虑不同强度降雨诱发滑坡的时间概率,探讨基于工况的区域滑坡灾
害风险动态评价方法,针对三峡库区滑坡灾害风险特点,探讨单体滑坡及其次生涌浪灾害的风险评价方法,有针对性的提出区域和单体两种尺度的滑坡灾害风险管理对策方面具有一定的创新性。

论文取得的主要研究成果如下:(1)总结了目前滑坡灾害风险评价与管理研究中存在的主要问题。

通过分析前人的研究成果,从区域滑坡灾害风险评价、单体滑坡灾害风险评价和滑坡次生灾害风险评价三个方面总结了目前滑坡灾害风险评价研究中存在的问题,这些问题主要集中在研究的精细化、定量化和标准化不足等方面;同时从技术方法、应用对象等方面提出了目前滑坡风险管理中存在的问题,例如:风险可接受标准难以确定等。

(2)总结了万州区滑坡灾害的发育及分布特征。

通过分析万州区滑坡灾害历史编录资料及相关地质、气象基础资料,得到万州区滑坡灾害发育及分布特征。

万州区以土质滑坡为主,滑坡规模主要为中型,平面形态上多发育为箕形,剖面上多发育为凸形和阶梯形。

滑坡滑体物质主要来源于第四系崩坡积、冲洪积和残坡积物,其中,土质滑坡滑体物质主要为粉质粘土夹碎块石,岩质滑坡滑体物质主要为砂岩或泥岩、砂岩互层;滑带主要发育在构造上的软弱结构面和砂泥岩接触面中;滑床主要发育在侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)地层上。

此外,该区滑坡变形破坏机制以渐进式破坏为主。

此外,得到万州区滑坡在空间上具有沿长江及其支流水系呈条带状分布、沿斜坡高程呈垂直分带分布、依附区域背斜两翼顺向坡地区及城市建设区集中分布的特点。

在时间上,滑坡发生主要集中在2003年三峡库区提高库水位以后,且尤以2003年至2007年145-156m水位期间更为集中;同时,还集中在6、7、8月份,5月份和9、10月份次之。

(3)分析并评价了万州区滑坡灾害风险。

按照区域滑坡风险分析及评价的流程,通过万州区滑坡灾害易发性分析、危险性分析、承灾体易损性分析以及承灾体经济价值和人员数量估算等环节,获得万州区滑坡灾害人口和经济风险区划图,并基于前人提出的滑坡灾害风险可接受标准,获得万州区滑坡灾害风险可接受程度分布图。

其中,滑坡灾害易发性是在滑坡灾害易发性评价指标筛选和分级的基础上,选择逻辑回归模型、支持向量机模型、决策树模型三种数理统计模型对比分析获得;滑坡灾害危险性分析中滑坡发生时间概率将通过三种不同工况下的降雨重现期分析获得;承灾体易损性将基于统计资料分析,通过半定量的方式确定。

经计算,
万州区风险等级较高的区域主要集中在万州主城区,且沿河流水系呈带状分布的特征,高程较高的区域风险等级较低。

万州区滑坡灾害经济风险和人口风险最大的工况为日降雨量>50mm工况。

在不考虑万州区治理工程的情况下,该区滑坡灾害年经济风险总体为不可接受,年人口风险达到可接受-可容忍范围。

(4)分析并评价了塘角1号滑坡及其次生涌浪灾害风险。

论文基于塘角1号滑坡位移监测资料分析,开展滑坡稳定性分区,选择典型计算剖面;结合库水位与滑坡变形监测数据分析,确定了4种库水位降雨组合计算工况,模拟各分区地下水位,并计算破坏概率;基于破坏概率计算结果,确定最危险工况,并确定该工况下,塘角1号滑坡可能的入江范围,计算涌浪高度,确定涌浪灾害影响范围;结合塘角1号滑坡及其涌浪灾害影响范围内承灾体易损性分析和价值估算,获得最危险工况下塘角1号滑坡及其涌浪灾害经济风险和人口风险分布图。

经计算,最危险工况下,塘角1号滑坡风险最大区域主要集中在前缘中部,塘角1号滑坡年经济风险和年人员伤亡风险均达到可接受水平。

(5)提出了万州区滑坡灾害风险管理对策建议。

从基本概念和工作流程两方面介绍了我国地质灾害风险管理的主要手段,即:地质灾害群测群防和滑坡灾害应急响应,指出了目前两种手段存在的主要问题。

通过万州区资料收集调查,从万州区地质灾害风险管理实践方面,系统分析了万州区地质灾害风险管理的现状,指出万州区地质灾害风险管理存在的问题。

结合万州区滑坡灾害风险评价成果,从全区的角度提出了滑坡灾害风险管理对策,包括:加强全区滑坡灾害点调查和监测工作、完善滑坡灾害应急预案、加强专业技术人员培训、优化各职能部门的组织结构及协助模式、建设风险动态管理系统、加大滑坡灾害风险控制投入、优化城市建设规划方案以及加强公众的教育活动和公共信息服务等。

结合塘角1号滑坡风险评价成果,从单体的角度,提出了单体滑坡风险管理对策,包括:加强监测系统建设,提高滑坡及其次生涌浪灾害应急响应能力。