十堰市某滑坡風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)

廖祥東，黃 銳，楊連旗，李 云，王亞男，王 兵，李依平

(湖北省地質(zhì)局 武漢水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì),湖北 武漢 430051)

十堰地區(qū)位于湖北省西北部,地處秦巴山區(qū)腹地,地質(zhì)條件復(fù)雜；由于其特殊的地質(zhì)環(huán)境和強(qiáng)烈的人類工程活動(dòng)影響,使得區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害尤為頻發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,十堰地區(qū)調(diào)查在冊(cè)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)達(dá)5 226處,以滑坡災(zāi)害類型為主,共3 612處,占地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的69.12%。針對(duì)防災(zāi)減災(zāi)工作的現(xiàn)實(shí)需要,應(yīng)站在滑坡風(fēng)險(xiǎn)管理的角度來評(píng)價(jià)滑坡災(zāi)害對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)的危害水平,為地方政府經(jīng)濟(jì)有效的實(shí)施防災(zāi)減災(zāi)方案及決策提供技術(shù)支撐。

滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理已成為地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)戰(zhàn)略的重要手段之一,一直是國(guó)際上研究的熱點(diǎn),除了香港地區(qū)外,國(guó)內(nèi)其他地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及管理研究與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距,起步較晚。目前國(guó)內(nèi)僅湖北省自然資源廳于2019年發(fā)布了《湖北省縣(市)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)要求(1∶5萬)》(試行)等系列風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)指南(要求)。

以十堰市某滑坡為實(shí)例,開展風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià),根據(jù)滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果,提出滑坡風(fēng)險(xiǎn)管理措施建議,為當(dāng)?shù)卣峁┘夹g(shù)支撐，對(duì)今后開展單體滑坡風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)提供方法借鑒。

1 滑坡概況

1.1 滑坡基本特征

該滑坡所在斜坡地處武當(dāng)山脈和大巴山之間,地貌單元屬構(gòu)造剝蝕中—低山區(qū)地貌,北距境內(nèi)青峰斷裂帶約3.2 km。該滑坡平面形態(tài)呈不規(guī)則舌形,剖面形態(tài)呈階梯形,主滑方向280°,整體坡度18°,滑動(dòng)方式屬?gòu)?fù)合式,規(guī)模755.39×104m3,屬大型土質(zhì)滑坡(圖1)。

圖1 十堰市某滑坡全貌(鏡向100°)Fig.1 A landslide in Shiyan City

滑坡體物質(zhì)主要為第四系滑坡堆積(Qdel)黃褐色粉質(zhì)粘土夾碎石,滑面為土巖接觸面,滑床為中元古界武當(dāng)山群(Pt2w)變質(zhì)砂巖、絹云母片巖下,片理產(chǎn)狀355°∠28°,斜坡結(jié)構(gòu)類型屬橫向斜坡(圖2)。

滑坡體中后部地勢(shì)低洼處零星分布有2處泉點(diǎn),前部居民區(qū)后坡體出露1處泉點(diǎn),均為第四系松散堆積層孔隙潛水,說明滑體含水量較大。

1.2 滑坡變形特征

該滑坡自2005年8月14日以來其前緣就有變形活動(dòng)跡象,變形逐步由中前部向后部發(fā)展,導(dǎo)致滑坡中部居民房屋均出現(xiàn)開裂破壞,部分房屋倒塌,致4戶居民被迫搬遷；坡體上電線桿發(fā)生傾斜,滑坡左側(cè)中前緣坡體下滑。近年來,滑坡變形加劇,坡體新增大量拉張裂縫坡體,多處出現(xiàn)垮塌,形成多級(jí)臺(tái)階,坡體見有泉眼,土體較濕潤(rùn)。

圖2 十堰市某滑坡A-A′剖面示意圖Fig.2 A-A′ section of a landslide in Shiyan City1.第四系滑坡堆積物；2.第四系沖洪積物；3.元古界武當(dāng)山群；4.粉質(zhì)粘土夾碎石；5.卵石層；6.變質(zhì)砂巖；7.絹云母片巖；8.推測(cè)滑面；9.巖層產(chǎn)狀；10.承災(zāi)體及編號(hào)。

1.3 滑坡危害情況

滑坡目前威脅坡上和坡下2個(gè)村66戶約400人,房屋66棟，村委會(huì)及村衛(wèi)生室各1所,坡上耕地和林地合計(jì)26.67 hm2，輸電線3.7 km，坡下省道S279及王家河；一旦滑坡失穩(wěn)滑移,堵塞前緣王家河,形成堰塞湖,將嚴(yán)重威脅上、下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)共計(jì)4萬多人的生命財(cái)產(chǎn)安全,其造成的經(jīng)濟(jì)損失及不良影響是巨大的。

2 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

2.1 滑坡宏觀穩(wěn)定性分析

該滑坡目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài),其變形跡象明顯,在降雨等不利工況下發(fā)生整體失穩(wěn)滑移的可能性較大；滑坡現(xiàn)階段總體以復(fù)合式變形破壞為主,處于蠕變階段。

2.2 滑坡穩(wěn)定性極限平衡法分析

根據(jù)對(duì)該滑坡的調(diào)查分析,認(rèn)為該滑坡在降雨、地震作用下具有整體活動(dòng)的可能,破壞模式為崩坡積土體順基巖面呈折線滑動(dòng)。根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T 32864—2016)第13.4條規(guī)定,該滑坡屬于堆積層滑坡,折線形滑動(dòng)面,采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析。計(jì)算模型主要根據(jù)滑坡的主滑方向?qū)崪y(cè)A-A′工程地質(zhì)剖面建立,計(jì)算模型見圖3。

圖3 滑坡A-A′剖面整體穩(wěn)定性計(jì)算條分示意圖Fig.3 A-A′ section slice diagram of overall stability calculation of landslide

降雨使滑體、滑帶飽水是影響滑坡穩(wěn)定性的主要因素,區(qū)內(nèi)地震烈度屬于Ⅶ度帶,重點(diǎn)考慮持續(xù)降雨工況及地震工況的穩(wěn)定系數(shù)。因此計(jì)算工況考慮以下四種：工況1,自重+地表荷載,全系數(shù)取1.15；工況2,自重+地表荷載+暴雨,安全系數(shù)取1.10；工況3,自重+地表荷載+地震,安全系數(shù)取1.10；工況4,自重+地表荷載+暴雨+地震,安全系數(shù)取1.10。

根據(jù)巖土樣品的物理力學(xué)參數(shù)室內(nèi)試驗(yàn)成果,結(jié)合工程地質(zhì)類比法,滑坡穩(wěn)定性計(jì)算的參數(shù)選取如表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)表Table 1 Calculation parameters of landslide stability

根據(jù)前述確定的計(jì)算參數(shù)和計(jì)算模型對(duì)滑坡A-A′剖面在4個(gè)工況條件穩(wěn)定性計(jì)算?；路€(wěn)定性系數(shù)計(jì)算成果統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算成果統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistical table of calculation results of landslide stability coefficient

2.3 滑坡穩(wěn)定性綜合分析評(píng)價(jià)

結(jié)合滑坡穩(wěn)定性定性分析和定量計(jì)算結(jié)果綜合分析,滑坡目前整體上處于基本穩(wěn)定狀態(tài),在降雨和地震等不利影響因素組合下,滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài),有發(fā)生滑移的可能,說明滑坡穩(wěn)定性安全儲(chǔ)備不足,對(duì)其采取防治措施很有必要且勢(shì)在必行。

3 滑坡危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

單體滑坡危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)是對(duì)某一地區(qū)特定時(shí)間內(nèi)現(xiàn)有滑坡及其擴(kuò)展的破壞力、影響范圍和滑坡概率的定性或定量評(píng)價(jià),是在對(duì)現(xiàn)有滑坡的空間分布、體積、穩(wěn)定性狀態(tài)、可能的擴(kuò)展及其影響范圍進(jìn)行分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,開展滑坡發(fā)生概率的分析評(píng)價(jià)。

3.1 滑坡發(fā)生年概率分析

滑坡發(fā)生破壞的概率即滑坡失穩(wěn)的頻率,滑坡失穩(wěn)的誘因主要是暴雨和地震,于是滑坡發(fā)生的年概率即為該條件下滑坡發(fā)生的條件概率,可以用頻率PH進(jìn)行定量確定,PH=Pf×P誘因,其中Pf為滑坡失穩(wěn)破壞概率?？梢圆捎肕onte Carlo模擬法和matlab編寫的滑坡失穩(wěn)概率計(jì)算程序,對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行模擬,得到滑坡失穩(wěn)概率；也可以根據(jù)澳大利亞巖土力學(xué)學(xué)會(huì)發(fā)布的《滑坡風(fēng)險(xiǎn)管理理念與指南》(AGS-2007a)給出的滑坡穩(wěn)定狀態(tài)與失穩(wěn)破壞概率關(guān)系經(jīng)驗(yàn)值。本次選用AGS-2007a推薦的經(jīng)驗(yàn)值方法,參考國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)值,給出滑坡穩(wěn)定狀態(tài)與滑坡失穩(wěn)破壞概率Pf對(duì)應(yīng)關(guān)系,見表3。

表3 滑坡穩(wěn)定性狀態(tài)與破壞概率關(guān)系[1]Table 3 Relationship between landslide stability state and failure probability

滑坡在工況2、3下穩(wěn)定性狀態(tài)為“欠穩(wěn)定”,失穩(wěn)可能性是“很可能”,Pf為0.70；工況4穩(wěn)定性狀態(tài)為“不穩(wěn)定”,失穩(wěn)可能性是“一定”,Pf為0.90。事件發(fā)生與其重現(xiàn)期T有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系：P=1/T。根據(jù)降雨資料,該區(qū)50年出現(xiàn)過2次暴雨級(jí)別降水,將暴雨重現(xiàn)期定位20年,那么P暴雨=1/20=0.05；參照《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB-18306-2015),一般圖上標(biāo)注的烈度值,是指一般場(chǎng)地情況下,可能遭遇超越概率為10%的烈度值。區(qū)內(nèi)地震烈度為Ⅶ度,這里將某滑坡50年內(nèi)遭遇此烈度的超越概率作為地震誘發(fā)概率,取值為P地震=0.10。

不同條件下滑坡失穩(wěn)破壞的年概率與滑坡危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)對(duì)應(yīng)關(guān)系見表4。

表4 滑坡不同年概率取值范圍對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)性半定量標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Semi quantitative criteria of landslide risk corresponding todifferent annual probability ranges

依據(jù)述分析,得到滑坡發(fā)生破壞的年概率PH,見表5。

表5 滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)及災(zāi)害發(fā)生概率統(tǒng)計(jì)表Table 5 Statistical table of landslide stability coefficient and disaster probability

由于滑坡在工況1下處于基本穩(wěn)定狀態(tài),暫時(shí)不存在危險(xiǎn)性；在工況2下發(fā)生破壞的年概率為3.5%,滑坡具有高危險(xiǎn)性；工況3下滑坡發(fā)生年概率為7%,滑坡具有極高危險(xiǎn)性；工況4下滑坡失穩(wěn)的概率為0.45%,由于誘發(fā)因素同時(shí)滿足的概率極低,滑坡具有中等危險(xiǎn)性。

3.2 滑坡影響范圍分析

從滑坡變形特征和發(fā)展趨勢(shì)分析,在不利條件下,滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài),有失穩(wěn)滑移的可能。為此,需要在滑坡變形特征定性分析的基礎(chǔ)上,利用定量化模型估算滑體滑動(dòng)的最大距離。

針對(duì)某滑坡的特點(diǎn),選取2個(gè)模型進(jìn)行滑移距離預(yù)測(cè),模型介紹如下：

模型1,基于滑坡體積的模型[2]。

lg(H/L1)=-0.094lg(V)+0.1

(1)

式中：H為滑體垂直滑落高度(滑坡前后緣高差)(m)；L1為水平滑移距離(m)；V為滑體體積(m3)。

模型2，基于滑坡物理力學(xué)參數(shù)的模型[3]。

L2=n×△H/(0.5tanφ)

(2)

式中：L2為滑坡體最大水平滑移距離(m)；△H為滑坡前、后緣高差(m)；滑坡滑出條件系數(shù),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取0.2；φ為土體內(nèi)摩擦角(°)。

根據(jù)上述計(jì)算方法,計(jì)算結(jié)果見表6。

表6 滑坡失穩(wěn)滑移距離計(jì)算結(jié)果Table 6 Calculation results of landslide instability slip distance

該滑坡體前緣為王家河,河對(duì)岸為山體斜坡,距離滑坡前緣80～120 m,對(duì)滑坡體滑動(dòng)起到一定的阻擋作用,一般不會(huì)形成很大的水平位移,因滑坡前緣王家河河水常年較淺,一般不會(huì)引起涌浪；但會(huì)堵塞前緣王家河,形成堰塞湖,威脅上游、下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)共計(jì)4萬多人生命財(cái)產(chǎn)的安全。

根據(jù)滑坡水平位移計(jì)算結(jié)果并結(jié)合地形地貌,修正滑坡影響范圍(見圖4),將滑坡影響范圍分為：高度危險(xiǎn)區(qū)(A區(qū))——滑坡體范圍,中度危險(xiǎn)區(qū)(B區(qū))——滑坡牽引和壓覆范圍(兩側(cè)從滑坡邊界起向外延30 m,下部至滑坡前緣河對(duì)岸居民區(qū),上部范圍至滑坡后壁以上30 m),低度危險(xiǎn)區(qū)(C區(qū))——滑坡影響外圍(兩側(cè)從滑坡邊界起向外延50 m,下部王家河上下游,上部范圍至滑坡后壁以上50 m)?；掳l(fā)生整體滑動(dòng)最大影響范圍為64.20×104m2,其中A區(qū)面積為38.98×104m2,B區(qū)面積為13.35×104m2,C區(qū)面積為11.87×104m2。

圖4 某滑坡影響范圍分區(qū)示意圖Fig.4 Zoning diagram of the influence area of a landslide

4 滑坡易損性評(píng)價(jià)

4.1 承災(zāi)體基本情況

承災(zāi)體是指滑坡影響區(qū)域內(nèi)居民及建筑物、公共設(shè)施、土地資源、道橋、生命線工程、水利工程、礦山等。對(duì)滑坡影響范圍內(nèi)的承災(zāi)體進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)后,承災(zāi)體財(cái)產(chǎn)價(jià)值以當(dāng)?shù)貙?shí)際經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)情況并結(jié)合當(dāng)?shù)匚飪r(jià)估算得出,得到了承災(zāi)體財(cái)產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)值(直接經(jīng)濟(jì)損失),統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表7。

表7 滑坡承災(zāi)體財(cái)產(chǎn)價(jià)值統(tǒng)計(jì)情況表Table 7 Statistics of property value of landslide disaster bearing body

其中坡腳省道S279采用雙向兩車道二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn),可直達(dá)武當(dāng)山風(fēng)景區(qū),是當(dāng)?shù)刂匾慕煌ň€路；一旦滑坡失穩(wěn)滑移,堵塞前緣王家河,形成堰塞湖,將嚴(yán)重威脅上游、下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)共計(jì)4萬多人生命財(cái)產(chǎn)的安全。

據(jù)初步統(tǒng)計(jì),滑坡失穩(wěn)滑移破壞造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2 679萬元,潛在經(jīng)濟(jì)損失約6 000萬元,直接威脅的人口數(shù)約400人,潛在的危害程度相當(dāng)嚴(yán)重。

4.2 承災(zāi)體易損性評(píng)價(jià)

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)及災(zāi)害造成的可能破壞對(duì)象,可以把地質(zhì)災(zāi)害易損性歸并為兩大類：人口易損性、財(cái)產(chǎn)易損性。易損性分析包括：識(shí)別承災(zāi)體的種類以及對(duì)其包括財(cái)產(chǎn)和人口在內(nèi)的定量化,根據(jù)人口易損性指數(shù)Vpi和經(jīng)濟(jì)易損性指數(shù)Vei,估算承災(zāi)體的易損性。

不同類型的承災(zāi)體,其易損性評(píng)價(jià)特點(diǎn)各不相同,簡(jiǎn)述如下：

4.2.1人口的易損性

對(duì)人員的損傷程度可用生命死亡率Vei表示,其值介于0(無死亡)到1(完全死亡)之間。人口易損性評(píng)價(jià)方法,采用公式(3)計(jì)算,其中Wa、Wq、Wg、Wh之和為1：

Vpi=Wa×Ca+Wq×Cq+Wg×Cg+Wh×Ch

(3)

式中：Vpi為人口易損性指數(shù),Vpi=0～1；Wa為人口年齡評(píng)價(jià)因素的權(quán)重,根據(jù)專家打分法取值0.45；Ca為人口年齡系數(shù),Ca=0～1,用評(píng)價(jià)單元內(nèi)老年人(>60歲)和少年兒童(0—13歲)人口與總?cè)丝诘谋壤齺肀硎?。老人和兒童?duì)地質(zhì)災(zāi)害的防御能力比成年人低,老人和兒童的比例越大,表示這一地區(qū)人口易損性越高。Wq為文化程度評(píng)價(jià)因素的權(quán)重,根據(jù)專家打分法取值0.15；Cq為文化程度系數(shù),Cq=0～1,用評(píng)價(jià)單元內(nèi)只接受小學(xué)及以下教育的人口與總?cè)丝诘谋壤硎?。一個(gè)地區(qū)居民受教育程度越高,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)識(shí)程度越高,該地區(qū)人口易損性越低,反之則易損性越高；Wg為政府重視程度評(píng)價(jià)因素的權(quán)重,根據(jù)專家打分法取值0.1；Cg為政府重視程度系數(shù),Cg=0～1,0表示政府非常重視評(píng)價(jià)區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治工作,1表示政府部門漠視評(píng)價(jià)區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治工作。近年來,十堰市地方政府高度重視地質(zhì)災(zāi)害防治工作,逐步推進(jìn)地質(zhì)災(zāi)害防治“四位一體”地質(zhì)災(zāi)害網(wǎng)格化管理體系建設(shè),形成“專群結(jié)合”地質(zhì)災(zāi)害防治體系,故Cg取值為0。Wh為健康程度評(píng)價(jià)因素的權(quán)重,根據(jù)專家打分法取值0.3；Ch為健康狀況系數(shù),Ch=0～1,0表示健康,1表示喪失行為能力。

該滑坡直接威脅66戶400人,影響人口易損性要素見表8。

表8 滑坡威脅人員要素表Table 8 Elements of landslide threat personnel

由于該滑坡所處位置并非城鎮(zhèn)或旅游景區(qū),因此其鄉(xiāng)村道路及道路上行人行車一般為常住人口,因此不考慮流動(dòng)人口的易損性。

4.2.2經(jīng)濟(jì)易損性

經(jīng)濟(jì)易損性研究的重要內(nèi)容是確定承災(zāi)體價(jià)值損失率,它是指承災(zāi)體遭受破壞損失的價(jià)值與受災(zāi)前承災(zāi)體價(jià)值的比例。對(duì)財(cái)產(chǎn)的損失程度可用財(cái)產(chǎn)損失率Ve表示,其值介于0(沒有損失或破壞)到1(完全損失或破壞)之間。根據(jù)承災(zāi)體本身的特征及與災(zāi)害體的空間位置關(guān)系等定性或半定量地評(píng)估給定。

該滑坡承災(zāi)體綜合經(jīng)濟(jì)易損性按照滑坡影響分區(qū)A、B、C區(qū)進(jìn)行分別評(píng)價(jià),綜合經(jīng)濟(jì)易損性評(píng)價(jià)方法采用公式(4)計(jì)算:

(4)

式中：Ve為單元綜合易損性；S為單元面積；A、B、C區(qū)面積分別為38.98×104m2、13.35×104m2、11.87×104m2。Vij為第i類承災(zāi)體遭受j類危害的損失程度,即分項(xiàng)易損性；Sij為第i類承災(zāi)體遭受j類危害的平面分布面積；Pij為第i類承災(zāi)體遭受j類危害的損失程度概率；按照泥石流災(zāi)害損失程度為0.80,崩塌損失程度為0.85,滑坡?lián)p失程度為1。

根據(jù)圖4滑坡影響范圍分區(qū),統(tǒng)計(jì)經(jīng)濟(jì)類承災(zāi)體結(jié)構(gòu)類型、面積或長(zhǎng)度等數(shù)據(jù),得出單項(xiàng)經(jīng)濟(jì)承災(zāi)體易損性指數(shù)；根據(jù)公式(4)計(jì)算各區(qū)域內(nèi)綜合經(jīng)濟(jì)易損性,詳見表9。

表9 承災(zāi)體分布及單項(xiàng)易損性指數(shù)一覽表Table 9 List of hazard bearing body distribution and single vulnerability index

該滑坡危險(xiǎn)分區(qū)綜合易損性加權(quán)計(jì)算得到全區(qū)綜合易損性Ve=0.380；根據(jù)易損性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表(表10),滑坡影響分區(qū)A區(qū)易損性分級(jí)為 Ⅱ 級(jí),B區(qū)為 Ⅳ 級(jí),C區(qū)為Ⅳ級(jí),滑坡全區(qū)影響范圍綜合易損性分級(jí)為 Ⅲ 級(jí)(見表11)。

表10 易損性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表Table 10 Vulnerability classification standard table

表11 滑坡危險(xiǎn)性分區(qū)綜合易損性一覽表Table 11 Comprehensive vulnerability list of landslide risk zoning

5 滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

滑坡風(fēng)險(xiǎn)是指滑坡對(duì)生命、健康、財(cái)產(chǎn)或環(huán)境產(chǎn)生的不利影響的概率和嚴(yán)重程度的度量,重大地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)利用國(guó)際上通用的公式進(jìn)行定量評(píng)估計(jì)算,主要分析計(jì)算汛期降雨量地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、極端降雨量地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和人工切坡作用下地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)[4]。

5.1 個(gè)體生命死亡風(fēng)險(xiǎn)分析

對(duì)于每年單個(gè)個(gè)體生命死亡概率,相應(yīng)的表達(dá)方式是：

PDI=PH×PS×PT×Vpi

(5)

式中：PDI為每年的個(gè)體生命死亡概率；PH為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的年概率；即不同工況下滑坡發(fā)生破壞的概率。PS為事件發(fā)生的空間影響概率；當(dāng)人員處于滑坡影響區(qū)域內(nèi)時(shí),滑坡危及人員空間概率為1,故滑坡影響分區(qū)中A區(qū)PS取1,B區(qū)PS取0.75,C區(qū)PS取0.5；滑坡全區(qū)空間概率按照加權(quán)計(jì)算得到PS=0.86。PT為承災(zāi)體的時(shí)間概率；根據(jù)不同情況確定,如：位于災(zāi)害體上或?yàn)?zāi)害運(yùn)移路徑上的建筑物,其PT=1；對(duì)于災(zāi)害影響范圍內(nèi)的交通工具,時(shí)間概率就是其一年來在該影響范圍內(nèi)通行的時(shí)間概率；對(duì)于建筑物中的人員來說,其時(shí)間概率就是一年內(nèi)這些人員待在建筑物中的時(shí)間概率,對(duì)于每個(gè)人來說,概率可能不同,需要分類分析估算。Vpi為人口易損性指數(shù),按照滑坡不同影響分區(qū)計(jì)算。

根據(jù)公式(5)計(jì)算各區(qū)域內(nèi)每年單個(gè)個(gè)體生命死亡概率,滑坡A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、滑坡全區(qū)PDI和平均每年人員損失見表12。

表12 滑坡年單個(gè)個(gè)體生命死亡概率和年人員損失一覽表Table 12 Annual individual life death probability and annual personnel loss of landslide

根據(jù)表12可以得到,滑坡在工況3下,滑坡最大人口風(fēng)險(xiǎn)為1.599人/年,其中滑坡A區(qū)達(dá)到1.656人/年。

5.2 經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)分析

對(duì)于經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn),年財(cái)產(chǎn)值的損失RPD表達(dá)方式是：

RPD=PH×PS×PT×Vei×E

(6)

式中：RPD為年財(cái)產(chǎn)值的損失；PH為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的年概率；即不同工況下滑坡發(fā)生破壞的概率。PS為事件發(fā)生的空間影響概率；對(duì)于坐落在災(zāi)害體上的建筑來說,一般可以直接確定PS=1；故滑坡影響分區(qū)中A區(qū)PS取1,B區(qū)PS取0.75,C區(qū)PS取0.5；滑坡全區(qū)空間概率按照加權(quán)計(jì)算得到PS=0.86。PT為承災(zāi)體的時(shí)間概率；位于災(zāi)害體上或?yàn)?zāi)害運(yùn)移路徑上的經(jīng)濟(jì)類承災(zāi)體其PT=1。Vei為經(jīng)濟(jì)易損性指數(shù)；按照滑坡不同影響分區(qū)計(jì)算。E為承災(zāi)體價(jià)值或現(xiàn)存的凈財(cái)產(chǎn)價(jià)值。

根據(jù)公式(6)計(jì)算各區(qū)域內(nèi)每年財(cái)產(chǎn)損失,滑坡A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、滑坡全區(qū)RPD見表13。

表13 滑坡年財(cái)產(chǎn)損失一覽表Table 13 Annual property loss list of landslide

根據(jù)表13可以得到,滑坡在工況3下,滑坡最大財(cái)產(chǎn)損失為61.292萬元/年,其中滑坡A區(qū)達(dá)到77.590萬元/年。

5.3 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析

按照表7和表9數(shù)據(jù)分析,不同工況下,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)表(表14),滑坡影響分區(qū)A、B、C區(qū)及滑坡全區(qū)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)見表15。

表14 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)表[5]Table 14 Risk classification standard table

表15 滑坡分區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)一覽表Table 15 List of landslide zoning risk assessment

根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析,滑坡最大風(fēng)險(xiǎn)不是出現(xiàn)在工況4下,而是出現(xiàn)在工況3下,雖然工況4的破壞性強(qiáng),但是其風(fēng)險(xiǎn)值反而不大,這表明小概率事件的破壞力雖然巨大,但對(duì)滑坡區(qū)域居民的日常生活并無太大影響。而工況3下其發(fā)生概率相對(duì)較大,所造成的影響風(fēng)險(xiǎn)較大。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析,某滑坡最大財(cái)產(chǎn)損失為61.292萬元/年,最大人口風(fēng)險(xiǎn)為1.599人/年,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)(極高風(fēng)險(xiǎn))。

5.4 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理措施建議

某滑坡失穩(wěn)破壞所造成的的最小人口風(fēng)險(xiǎn)為0.103人/年,與國(guó)際上目前暫定的社會(huì)容許標(biāo)準(zhǔn)10-3相比(見圖5),處于不可接受范圍區(qū)域,建議當(dāng)?shù)卣扇∠鄳?yīng)的措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理,使其降為可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū),減少人員財(cái)產(chǎn)傷亡損失。目前公路管理部門在坡下S279省道修建過程中采取了公路內(nèi)側(cè)設(shè)置擋土墻的防護(hù)措施,降低了公路遭受滑坡危害的風(fēng)險(xiǎn)。

圖5 社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)容許標(biāo)準(zhǔn)Fig.5 Social risk tolerance standard

該滑坡的風(fēng)險(xiǎn)管理措施建議為：①加強(qiáng)群測(cè)群防監(jiān)測(cè)工作,開展地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)宣傳培訓(xùn)和應(yīng)急演練工作。②局部搬遷避讓和綠化改造。建議針對(duì)滑坡中后部變形嚴(yán)重的大片土木結(jié)構(gòu)居民區(qū)搬遷避讓,場(chǎng)地改造為林地。③建立專業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警體系。在群測(cè)群防體系的基礎(chǔ)上,在滑坡范圍內(nèi)建立集成地下水位監(jiān)測(cè)、深部位移、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、高精度GPS地表位移監(jiān)測(cè),構(gòu)建專業(yè)級(jí)立體滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)和預(yù)警網(wǎng)絡(luò)體系。④積極爭(zhēng)取國(guó)家或省市地質(zhì)災(zāi)害防治專項(xiàng)經(jīng)費(fèi),多渠道爭(zhēng)取資金,逐步落實(shí)重點(diǎn)地段的工程防治措施。通過上述措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理和控制,達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

6 結(jié)語

(1) 對(duì)十堰市某滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、影響范圍和失穩(wěn)概率分析,分析滑坡在天然狀態(tài)、暴雨、地震、暴雨+地震工況下的危險(xiǎn)性；滑坡發(fā)生整體滑動(dòng)最大影響范圍為64.20×104m2；滑坡在工況1下處于基本穩(wěn)定狀態(tài),暫時(shí)不存在危險(xiǎn)性；在工況2下發(fā)生破壞的年概率為3.5%,滑坡具有高危險(xiǎn)性；工況3下滑坡發(fā)生年概率為7%,滑坡具有極高危險(xiǎn)性；工況4下滑坡失穩(wěn)的概率為0.45%,由于誘發(fā)因素同時(shí)滿足的概率極低,滑坡具有中等危險(xiǎn)性。

(2) 對(duì)滑坡承災(zāi)體易損性和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析評(píng)價(jià),得出最大財(cái)產(chǎn)損失為61.292萬元/年,最大人口風(fēng)險(xiǎn)為1.599人/年,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)(極高風(fēng)險(xiǎn))；其最小人口風(fēng)險(xiǎn)超過了社會(huì)可容許風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)采取加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、搬遷避讓或適當(dāng)工程治理等方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控,達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

(3) 單體滑坡風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)的基本步驟可以分為“穩(wěn)定性分析—危險(xiǎn)性分析—易損性分析—風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)”4個(gè)步驟進(jìn)行,目前單體滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)存在很多技術(shù)難點(diǎn)和問題,加強(qiáng)滑坡編錄是定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。本文開展的單體滑坡風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)實(shí)例,有許多有待改進(jìn)之處或多有謬誤,僅作交流參考。

(4) 滑坡風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)是一門涉及多領(lǐng)域的學(xué)科,集成多種理論和方法；本次風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果主要考慮了直接受威脅對(duì)象,對(duì)于滑坡堵塞河流帶來的堰塞湖或泥石流等此生災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)有待進(jìn)一步研究；將單體滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果納入防災(zāi)減災(zāi)管理工作中,以提高地質(zhì)災(zāi)害管理工作的有效性,仍有待進(jìn)一步實(shí)踐與研究。