崩塌地質(zhì)災(zāi)害評判模型設(shè)計范文
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《化工礦產(chǎn)地質(zhì)雜志》2014年第二期
1評價因子分類
1.1地形因子依據(jù)地形條件將研究區(qū)地形因子分為斜坡坡度和地形兩類。(1)斜坡坡度根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計綏中縣不穩(wěn)定斜坡主要為巖質(zhì)斜坡和土質(zhì)斜坡，規(guī)模一般以中小型為主，易發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要集中在25°以上的坡度，坡度越大發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害的幾率越高。邊坡坡度與崩塌發(fā)育情況見表2。(2)地形具備發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害條件與地形有著一定的聯(lián)系，根據(jù)綏中縣的具體情況，可將綏中縣地形分為3類：平原、丘陵、低山。主要的劃分依據(jù)為當(dāng)?shù)馗叱蹋貏葺^高處，崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育可能性較大，平原地區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育可能性較小，見表3。
1.2地層巖性因子地層巖性也是影響崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的重要因子，由于巖性的軟硬程度不同，導(dǎo)致風(fēng)化程度和節(jié)理裂隙的發(fā)育程度有所不同，堅(jiān)硬或較堅(jiān)硬的脆性巖石，在一定的坡度上易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，而較軟的巖石，在邊坡上發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害的幾率較小。由此可見，崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度與地層巖性有著密切的聯(lián)系。依據(jù)綏中縣地層巖性的特點(diǎn)可將其分為：堅(jiān)硬塊狀巖組、堅(jiān)硬層狀碎屑巖巖組、松軟柔性巖組，見表4。
1.3結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度因子結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度主要受節(jié)理裂隙發(fā)育和風(fēng)化程度影響，節(jié)理裂隙的發(fā)育程度主要受節(jié)理傾角、間距、節(jié)理組數(shù)量和充填情況所影響【3】。依據(jù)綏中縣調(diào)查的情況，可將結(jié)構(gòu)面節(jié)理發(fā)育程度分為三個等級——Ⅰ級：節(jié)理發(fā)育，節(jié)理3組以上，不規(guī)則，以構(gòu)造或風(fēng)化型為主，多數(shù)間距小于0.4m，部分有充填物；Ⅱ級：節(jié)理較發(fā)育，節(jié)理2~3組，較規(guī)則，多以構(gòu)造型為主，多數(shù)間距大于0.4m，少有充填物；Ⅲ級：節(jié)理不發(fā)育，節(jié)理1~2組，規(guī)則，多為密閉節(jié)理。風(fēng)化程度一般可分為三級——Ⅰ級：風(fēng)化強(qiáng)烈、主要表現(xiàn)在巖體表面破碎嚴(yán)重，以巖屑堆積為主要存在形式；Ⅱ級：風(fēng)化作用一般，巖體表面有輕微破碎，巖體裂縫斷續(xù)發(fā)育；Ⅲ級：風(fēng)化作用較輕，巖體一般比較完整，無破碎情況，無裂隙發(fā)育。顯而易見，巖體風(fēng)化嚴(yán)重區(qū)為崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了大量的物源，也成為崩塌極易發(fā)生區(qū)。
1.4降雨因子降雨為誘發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害的主要影響因素，降雨強(qiáng)度、降雨時間和降雨量都與崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有著密切的關(guān)系【4】。在降雨條件下，降水沿巖體裂隙和空隙在短期內(nèi)大量滲入巖土體內(nèi)，使巖土失穩(wěn)，引發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)降雨程度，將降雨因子劃分為：降雨強(qiáng)烈、降雨一般、降雨較小三個等級。
1.5人類活動因子人類活動因子主要包括：建筑、開發(fā)、采礦等活動。這些生產(chǎn)活動對地標(biāo)巖體結(jié)構(gòu)造成不同程度的損毀和擾動。綏中縣礦業(yè)活動較多，因此人類活動因子表現(xiàn)也較為明顯。人類活動因子一般可分為二級——Ⅰ級：大規(guī)模開挖及爆破，影響面積大，破壞方式較多；Ⅱ級：較小規(guī)模的人工開挖或局部擾動。
2評價因子賦值
通過對影響因子的分類和分析，可見影響崩塌地質(zhì)災(zāi)害的因子有很多，所選取的因子都是具有代表性和普遍性的影響因子。但是不同的影響因子對崩塌災(zāi)害的影響程度是不同的，因此需要根據(jù)影響因子影響程度的權(quán)重對其進(jìn)行賦值劃分。黃金分割原理在人們分析問題的過程中應(yīng)用較為廣泛，對影響因子依據(jù)其影響程度的大小應(yīng)用黃金分割比例進(jìn)行賦值，所得出的結(jié)果能夠較為精確。因此，本模型采用黃金分割原理對崩塌地質(zhì)災(zāi)害的影響明顯的因子進(jìn)行賦值。但對于影響程度相近或無法確定其影響程度的因子采用平均賦值法。本次研究將崩塌地質(zhì)災(zāi)害影響因素分為三級，一級評價因素分為地質(zhì)環(huán)境因素和成災(zāi)動力因素，我們用黃金分割法來對這兩個因素進(jìn)行賦值；對于二級影響因子如：地形、地層巖性和結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度等均與崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育存在密切聯(lián)系，我們采用平均賦值法進(jìn)行賦值；對于三級影響因子我們采用黃金分割法進(jìn)行賦值。假定地質(zhì)環(huán)境因素賦值為16，則按照黃金分割原理成災(zāi)動力因素賦值則為9.888，二級評價因子采用平均賦值法，三級評價因子則仍采用黃金分割原理賦值，各影響因子具體賦值，見表5。
崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險性劃分主要是依據(jù)在各評價因子的作用下，引起崩塌的可能性大小。崩塌危險性評判模型定義為：上式中：nmP為某一評價因子的賦值，n代表任意一個二級評價因子，m代表n所對應(yīng)的某一三級評價因子。利用上述公式可以求出崩塌發(fā)生危險性，然后對其進(jìn)行歸一化處理，用所得值除以因子賦值總和即25.888，則可得到崩塌發(fā)生危險度TD。
4崩塌危險度劃分標(biāo)準(zhǔn)
依據(jù)評判模型的計算，可將綏中地區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險度劃分為三個等級：(1)高易發(fā)區(qū)：經(jīng)過計算崩塌危險度TD≥0.62。該區(qū)地形多為陡坡，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖體松散，在一定降雨和人類活動干擾條件下，極易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。(2)較易發(fā)區(qū)：經(jīng)過計算崩塌危險度0.37＜TD＜0.62。該區(qū)地形較陡，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，巖體較松散，在一定降雨和人類活動干擾條件下，較易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。(3)低易發(fā)區(qū)：經(jīng)過計算崩塌危險度TD≤0.37。該區(qū)地形較為平緩，結(jié)構(gòu)面節(jié)理不發(fā)育，風(fēng)化度輕，巖性多為柔性松軟巖組，在降雨和人類干擾條件下發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害肯能性小。
5模型應(yīng)用
應(yīng)用該模型，對綏中縣崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險程度進(jìn)行計算，并按危險度進(jìn)行分區(qū)。經(jīng)過對綏中縣地形、地層巖性、結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度、降雨和人類工程活動的調(diào)查與分析，確定綏中縣符合崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育條件的樣點(diǎn)共計17處，對17處樣點(diǎn)的評價因子和級別進(jìn)行賦值，應(yīng)用該模型進(jìn)行計算，具體分區(qū)情況見表6。
6結(jié)論
通過計算所得出的結(jié)論，可見綏中地區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生危險度的整體情況，高易發(fā)區(qū)所占比重較大，應(yīng)當(dāng)對高易發(fā)區(qū)及時進(jìn)行監(jiān)測和防治，可以依據(jù)樣點(diǎn)所在地實(shí)際情況選擇針對性的防治措施和手段，從而最大限度的降低其危害性。該模型的建立和應(yīng)用能夠?yàn)楸浪刭|(zhì)災(zāi)害的治理和防治提供較為可靠的依據(jù)和保障。
作者：楊培奇單位：遼寧省化工地質(zhì)勘查院