摘要:分析了兰州市地质灾害特征,总结研究了兰州市地质灾害破坏效应,划分了受灾体类型,在此基础上,进行了地质灾害社会经济易损性分区评价。地质灾害易损性评价指标体系主要由生命损失、经济损失、社会损失和环境的损失四部分构成。地质灾害的社会经济易损程度,用易损性指数来度量。兰州市社会经济易损性髙区主要集中在兰州市区和阿干镇,窑街矿区以及永登县城和皋兰县城;中川机场为社会经济不易损区;社会经济中易损区主要集中在黄河、大通河、庄浪河、宛川河河谷两岸和部分地质灾害发育的山区,这些地方人口比较集中,社会经济较发达;其余大部分地区为社会经济易损性低易损性区。

关键词:地质灾害;社会经济易损性;评价指标;兰州市

中图分类号:P694文献标识码:A文章编号:1672-1683(2010)02-0103-04

Vulnerability Assessment of Geological Hazards in Lanzhou City

MEI Hai1,2,ZHANG Ji-xun3

(1.Chang"an University, Xi"an 710054,China;2.Land And Resources Department of Gansu Province, Lanzhou 730000,China;3. Land and Resources Bureau of Lanzhou City, Lanzhou 730030,China)

Abstract: By analyzing the characteristics of geological hazards, summarizing the hazardous effect and classifying the types of hazard-bearing in Lanzhou city, this paper makes vulnerability assessment of geological hazards. The assessment index includes life loss, economy loss, social loss and environment loss; and the social economy vulnerability is measured by vulnerability index. Assessment result shows that the highest vulnerability area is located in the downtown of Lanzhou, Agan town, Yaojie mining area, and the downtown of Yongdeng county and Gaolan county, the no-vulnerable area is Zhongchuan airport, the medium vulnerability area is located at the banks of the Yellow River, Datong River, Zhuanglang River, Wanchuan River, and the rest belong to lower vulnerability area.

Key words: geological hazards;vulnerability of social economy; assessment index;Lanzhou city

易损性是指受灾体遭受地质灾害破坏机会的多少与发生损毁的难易程度,表现为社会经济系统对地质灾害的响应,是以受灾体对灾害活动的敏感程度与承受能力来度量。社会经济易损性由受灾体自身条件和社会经济条件所决定,前者主要包括受灾体类型、数量和分布情况等,后者包括人口分布、城镇布局、厂矿企业分布和交通通讯设施等。

地质灾害易损性评价是地质灾害防治规划中的重要一环,因此,国内外有关地质灾害易损性的研究很多,可以借鉴的有关易损性研究更多[1-3]。兰州市地处甘肃省中部,位于陇西黄土高原的西部,是我国地形第一阶梯—青藏高原向第二阶梯—黄土高原的过渡地区,是我国地质灾害最为严重的城市之一,国内学者在兰州市地质灾害的调查、研究方面已经做了大量有效的工作[4-9],但尚未见有关兰州市地质灾害易损性评价的成果,本文在依据作者参与的兰州市地质灾害调查资料,进行兰州市地质灾害易损性评价研究。

1 兰州市地质灾害特点

兰州市突发性地质灾害的类型主要有滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷等四种类型。据调查统计,全市现有地质灾害隐患点达754处,其中滑坡181处、崩塌102处、泥石流沟218处、地面塌陷17处。兰州市的地质灾害以斜坡变形破坏为主。即以崩塌、滑坡灾害占主导地位,其次是泥石流灾害,也与崩塌、滑坡的关系较为密切。

受自然地理、地质环境及人类工程活动强度等条件的差异,地质灾害在分布上具有明显的差异性,如在市区南北两山近山地带泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害较为发育,而在兰州市南北黄土丘陵、基岩山区地质灾害较为稀少,在开采历史较久的阿干矿区一带地面塌陷则较为严重,见图1。诸多地质灾害同时受人类工程活动的影响和制约。

图 1 兰州市地质灾害分布图

在地域分布上,在兰州市所辖的8个县区中,永登县的地质灾害数量位居首位,这主要与该县大面积的黄土丘陵区分散居住的村庄一致,小规模的崩塌、滑坡为主;城关区、七里河区的地质灾害数量也较高,这与脆弱的地质环境条件以及强烈的人类工程活动密切相关;相对于地质环境条件简单、人类工程活动一般的皋兰县而言,地质灾害相对发育程度较低。

2 地质灾害破坏效应及受灾类型划分

2.1 地质灾害破坏效应

分析地质灾害破坏效应,是界定受灾体范围、划分受灾体类型、分析受灾体易损性的基础。兰州市地质灾害的破坏效应主要有以下几方面。

①威胁人类生命健康,造成人员伤亡。和地震、洪水等自然灾害相比,地质灾害虽然对人类生命健康的威胁程度比较低,但崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷灾害的突发性强,有时也会造成一定程度的人员伤亡。据统计,一次灾害时间造成的人员死亡数量一般为几人到几十人,多时可达数百人。

②破坏城镇、企业及房屋等工程设施。兰州市地质灾害主要成灾灾种是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷,有时会对山区城镇、企业造成毁灭性的破坏,此外,也会造成房屋、仓库、烟囱、水塔、窑炉等工程建筑的位移、沉降、开裂、变形,甚至倒塌。

③破坏铁路、公路、航道以及桥梁、涵洞、隧道、码头等交通设施,威胁交通安全。主要成灾灾种是崩塌、滑坡、泥石流,可掩埋、冲毁设施,阻塞航道。其次是地面塌陷,可使交通设施沉陷、变形、开裂、位移,这些破坏效应给交通设施造成隐患或直接破坏,不但增加了施工费用和修复费用,而且经常造成交通受阻,形成更严重的间接损失。

④破坏生命线工程。生命线工程主要包括供水排水系统、供电系统、通信系统和供气系统。其主要成灾灾种是崩塌、滑坡、泥石流。它可使这些设施淤埋、错断,不但造成直接经济损失,而且影响人民生活和工农业生产以至更广泛的社会活动,造成严重的间接破坏。

⑤破坏水利工程。主要成灾灾种是崩塌、滑坡、泥石流,其次是地面塌陷、地裂缝,这些灾害可使大坝、堤防、电站、机井等设施淤埋、开裂、变形沉陷,导致河塘、水库漏水,甚至溃决,它不但造成直接经济损失,而且有时会导致洪水灾害,造成严重的间接损失。

⑥破坏农作物以及森林、树木。其主要成灾灾种是泥石流。可冲毁、淤埋农作物、树木、森林等。

⑦破坏土地资源。崩塌、滑坡、泥石流以及地面塌陷可使耕地被冲毁、淤埋、陷落积水,导致耕地难以耕种,甚至无法耕种。除这种直接破坏作用外,这些地质灾害活动还会降低土地的开发利用价值。特别是在城镇和经济开发区,受地质灾害威胁的土地不适宜商贸、住宅等开发项目,其价值明显低于无灾害威胁地区。

⑧破坏机械、设备和各种室内财产。主要成灾灾种是崩塌、滑坡、泥石流。这些灾害可冲毁、淤埋各种室内物品和仓储物资,造成一定程度的损失。

2.2 地质灾害受灾体类型划分

由于地质灾害受灾体特别繁杂,所以在灾情评估中,不可能逐一核算它们的损失,只能将受灾体划分为若干类型,然后分类进行统计分析,才能获得灾情评估所需要的易损性参数。

划分地质灾害受灾体类型的依据和原则主要是:符合地质灾害特点,根据地质灾害破坏效应,界定受灾体范围;充分考虑受灾体的共性和个性特征,同类型受灾体的性能、功能、破坏方式以及价值属性和核算方法基本相同或相似。

根据上述划分的依据和原则,将兰州市地质灾害受灾体大致划分为如下13类。

①人。包括城镇人口、农村人口;常住人口、流动人口。针对“人”这一受灾体主要是社会易损性评价,集中于这一特殊的脆弱团体、处在危险中的生活方式、风险观念、地方现有的风俗习惯、贫困程度等方面。重点评估风险观念、提高减灾意识。如果人们生活在地质灾害风险区内,风险观念又不强,又无社会机构的支持,积累起来就会发展成为高的社会易损性。

②房屋建筑。包括城镇居民住宅、农村住宅、宾馆、饭店、公寓、商厦、学校、医院、机关、部营房、工业厂房、仓库、车站、码头等各种房屋建筑。房屋种类繁多,特征各异。影响房屋抗灾性能、决定其使用年限的主要是结构特征。

③公路。包括路基、路面、涵洞及防护工程。

④铁路。包括轨道、路基、路面、涵洞及防护设备、通信设备等。

⑤航道。包括水道及航道人工设施。

⑥桥梁。包括铁路桥、公路桥以及立交桥、高架桥等。

⑦生命线工程。包括供水管线、排水管线、输变电线路、供气管线、输油管道、供暖管线、通信线路等。

⑧水利工程。包括水库、大坝、堤防、渠道、机井等。

⑨生活与生产构筑物。包括水塔、烟囱、窑炉、储油罐、化工容器、井架等。

⑩室内设备及物品。包括机械、仪器仪表、工具、商储物资、材料、办公与生活用品。

○11农作物。包括小麦、稻谷、玉米、棉花、大豆、花生、烟草、蔬菜以及农业培植作物。

○12林木。包括天然的和人工播种的森林、树木。

○13土地资源。根据不同的用地类型及相应的开发利用价值,分为城市用地、农村宜耕土地、农村宜林及宜牧土地、荒原荒漠土地。其中,城市土地进一步分为中心区土地、一般城区土地、近郊区土地、远郊区土地。

3 地质灾害社会经济易损性分区评价

兰州市地质灾害易损性评价指标体系主要由生命损失、经济损失、社会损失和环境的损失四部分构成。地质灾害的社会经济易损程度,用易损性指数来度量,指数越大,则社会经济易损程度越高。

3.1 易损性值的计算

根据前人研究成果[10],分区单元的易损性值用下列公式计算:

Yi=∑4j=1aij•Xij

式中:Yi—i单元的易损性值;Xi1—i单元的人口密度(人/km2);Xi2—i单元的财产密度(万元/km2);aij—Xij的损失率(表1);Xi3—社会损失指标(表2);Xi4—资源与环境损失指标(表2)。

表1 损失率查值

条件损失率高易发区及其可能危害范围中易发区及其可能危害范围低易发区不易发区

ai1>0.70.4～0.7<0.40

ai2>0.70.4～0.7<0.40

ai3>0.70.4～0.7<0.40

ai4>0.70.4～0.7<0.40

表2 社会损失和资源与环境损失严重程度划分

严重程度(赋值)社会损失资源与环境损失

严重(20)救灾资金投入大,产业部门产值减少量大于60%环境严重恶化或自然资源严重破坏

较严重(10)救灾资金投入较大,产业部门产值减少量20%～60%环境较严重恶化或自然资源较严重破坏

不严重(5)救灾资金投入小,各产业部门产值减少量小于20%环境微恶化或自然资源微破坏

无影响(0)无救灾资金投入,对产业部门产值无影响环境无恶化或自然资源未破坏

3.2 易损性值归一化指数计算

分区单元的易损性值归一化指数用下列公式计算:

Y损ij= Yij/ Yjmax

式中:Yjmax─j因素损失最大值。

根据Y损ij的大小将i单元j因素易损程度分为4级:

高易损:Y损ij>0.75

中易损:Y损ij=0.5～0.75

低易损:Y损ij=0.25～0.5

不易损:Y损ij<0.25

3.3 易损程度Y损的取值

将4种因素社会经济易损性进行叠加,当有两种以上因素高易损叠加时,则取值为5。根据表3,对兰州市所属单元进行社会经济易损性信息的提取和数字化。

表3 损失率查值

因素易损性程度划分

高易损区(得分)中易损区(得分)低易损区(得分)不易损区(得分)

人口4321

财产4321

社会4321

资源与环境4321

3.4 社会经济易损性指数计算

根据地质环境分区单元易损性指数值,在计算机上用Surf等软件自动生成的等值线,可定量地综合反映城市地质灾害社会经济的易损程度。根据易损性指数大小进行地质灾害社会经济易损性分区。

将上述综合信息叠加结果按1、2、3、4、5数值表示,并在计算机上用Surf等软件自动生成的等值线,可定量地综合反映兰州市地质灾害社会经济的易损程度。其中等值线≥3.5为社会经济高损区;等值线在1.5～2.5为社会经济低损区;等值线<1.5为社会经济不易损区,见表4。

表4 社会经济易损性指数取值

易损程度指标高易损区中易损区低易损区不易损区

易损程度Y损3.5～52.5～3.51.5～2.5<1.5

易损性指数E损0.7～10.5～0.70.3～0.5<0.3

3.5 易损性分布特征

根据各单元(县、市、镇)易损性指数结果,绘制了兰州市地质灾害社会经济易损程度等值线图,见图2。从图中可以

图 2 兰州市地质灾害社会经济易损程度等值线图

看出,兰州市不同等级的地质灾害社会易损性分区分布情况如下。

①髙易损区。主要分布于兰州市区。包括城关区及所辖的青白石乡、皋兰山乡;七里河市区及所辖的八里镇、银山乡、彭家坪乡、魏岭乡、阿干镇;安宁市区及所辖的十里店乡、孔家崖乡、刘家堡乡、安宁堡乡、吊场街道、陈坪街道、沙井驿乡;西固市区及所辖的新城镇、东川镇、范家坪、柳泉乡;红古区的一部分(窑街镇、窑街矿区)。还有永登县城及城关镇;皋兰县城及城关镇、石洞乡。

②中易损区。主要分布在七里河区的西果园镇、黄峪乡;红古区的花庄镇 、平安镇、河咀乡、海石湾乡、红古乡;西固区的金沟乡、河口乡;永登县的红城镇、中堡镇、武胜驿镇、河桥镇、苦水镇、龙泉寺乡、通远乡、柳树乡、大同乡、连城镇、民乐乡、七山乡、树屏乡;皋兰县的什川镇、中心乡、忠和乡、水阜乡;榆中县城及城关镇、夏官营镇、高崖镇、和平镇、甘草店镇、青城乡、来紫堡乡、三角城乡、小康营乡、金崖镇、连搭乡、定远乡、马坡乡、清水驿乡、韦营乡。

③低易损区。主要分布在七里河区的湖滩乡、王家庄乡、何家山乡;西固区的达川乡;永登县的坪城乡;皋兰县的西岔镇、黑石川乡;榆中县的新营乡、龙泉乡、中连川乡、贡井乡、园子岔乡、上花岔乡、哈岘乡、梁坪乡、平堡乡。

④不易损区。不易损区主要集中分布在永登县的上川镇、中川镇、秦川镇及中川机场一带。

4 结论

①兰州市突发性地质灾害的类型主要有滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷等四种类型。受自然地理、地质环境及人类工程活动强度等条件的差异,地质灾害在分布上具有明显的差异性。

②兰州市地质灾害受灾体划分为人、房屋建筑、公路、铁路、航道、桥梁、生命线工程、水利工程、生活与生产构筑物、室内设备及物品、农作物、林木和土地资源。

③兰州市社会经济高易损区主要集中在兰州市区和阿干镇,窑街矿区以及永登县城和皋兰县城;中川机场为社会经、济不易损区;社会经济中易损区主要集中在黄河、大通河、庄浪河、宛川河河谷两岸和部分地质灾害发育的山区,这些地方人口比较集中,社会经济较发达;其余大部分地区为社会经济易损性低易损性区。

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