地质灾害风险调查方案设计---以灵璧县为例

地质灾害风险调查方案设计---以灵璧县为例

吴倩,  ,马志远 

  安徽省地质实验研究所（国土资源部合肥矿产资源监督检测中心）  安徽省合肥市  230041

摘要：地质灾害的破坏性广泛和严重，为了调查清楚灵璧县的地质灾害情况，应进行地质调查评价设计。本文结合安徽省灵璧县的地质灾害调查，从目标任务出发、地质环境背景、技术路线、预期成果等方面进行设计，设计了完整的调查风险评价方案，该方案能够为灵璧县地质灾害调查提供全面细致的指导，同时也为相似地质情况的区域，进行地质灾害风险调查评价提供指导。

关键词：地质灾害；风险调查；评价设计

Design of geological hazard risk survey scheme – a case on Lingbi County

Wu Qian，Ma Zhi-yuan

（The Geological Experiment Institute of Anhui Province(Hefei Mineral Resources Supervision and Testing Center, the Ministry of Land and Resources), Hefei 230001, Anhui, China）

Abstract: The destructive nature of geological disasters is extensive and serious. In order to investigate the geological disasters in Lingbi County, Geological survey evaluation design should be carried out. Based on the geological hazard survey in Lingbi County, Anhui Province, this paper designs a complete survey risk assessment scheme from the aspects of objectives and tasks, geological environment background, Technology roadmap, expected results, etc. This scheme can provide comprehensive and detailed guidance for the geological hazard survey in Lingbi County, and also provide guidance for geological hazard risk survey and assessment in areas with similar geological conditions.

Keywords: geological hazard, risk investigation, evaluation design

1 引言

地质灾害主要是指崩塌（含危岩体）、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂缝等，它们是比较公认的因地壳表层地质结构的剧烈变化而产生的，且通常被认为是突发性的[1][2]。地质灾害调查在工作量和工作强度上要小于地质灾害勘查[3][4]。主要是将地质灾害体的发育过程及其稳定性认识置于首要地位[5]。调查过程中应尽量收集该区域内水文、气象、地层及岩性资料，并利用简单、易携带的工具和仪器进行大致测量，以此确定地质体的特征、稳定状态和发展趋势，为划分地质灾害分区，论证地质灾害发生的危险性提供依据[6][7]。

安徽省灵璧县西南、中部和北部分布广发的山地。其坡度各不相同，陡峭部分比降约为1/10—1/20；平缓部分比降约为1/50—1/80。全部山地呈东北西南向。山麓斜坡地段，广泛发育着裙状斜坡面，向山外倾斜，坡度为2—5度，系剥蚀堆积形地形，由第四系上更新统、中更新统粘土层构成，俗称"坡地"。其面积起伏不平，连同山体面积为28.2万亩，占全县总面积的9.2%。山地丘陵广布，地层岩性复杂。地质灾害类型多样，具有城市地质灾害隐患多、易发多发，山地丘陵区崩塌、滑坡、泥石流多发群发，台风暴雨型群发性地质灾害频发等特点。为此，开展1:50000地质灾害风险调查评价工作，查清地质灾害风险底数，为防灾减灾，提前转移提供基础信息。

2研究区域与地质灾害现状

根据安徽省地质环境监测总站提交的《宿州市2021年度地质灾害汛后核查报告》灵璧县目前无在册地质灾害隐患点，近十年来也未曾接报过突发地质灾害灾险情。

根据安徽省地质环境监测总站提交的《灵璧县地质灾害调查与区划报告》，项目区现存在2处崩塌地质灾害和79处膨胀土变形灾害。崩塌灾害为母猪山崩塌和凤凰山崩塌，规模均为小型，为岩质崩塌，据本次野外勘探，这两处隐患点均已进行挂网地质灾害治理，治理效果较好，地灾隐患点已销号；膨胀土针对原来部分浅基础、土砖墙的老平房造成过不同程度的开裂，因近些年人民生活水平改善，房屋建筑质量明显提高，此次现场踏勘，未发现房屋明显开裂，所以膨胀土为缓变型工程地质不良现象，不应纳入地质灾害范畴。灵璧县地质灾害历史在册台账可查的地质灾害仅有两处，规模均为小型，为岩质崩塌。

3技术路线

本次地质灾害风险调查评价（1∶50000）工作，主要包括设计编写、调查评价及成果编制、成果评审验收、成果提交四个环节。流程图和详细技术路线图如图1。

图1 地质灾害风险调查评价流程图

整个调查评价过程遵循“面→点→面”的过程，即：

①经过资料整理和分析、遥感调查、野外踏勘和试调查，获取对调查区域地质灾害的整体认识，划分调查区域（一般、重点）；根据《地质灾害风险调查评价技术要求1∶50000》（试行）的要求确定不同调查区域的具体工作内容和方法，开展野外地面调查。

②在野外调查的基础上，选取重要地质灾害或隐患点，开展详细的调查，通过布设适当的实物工作量，查明主要致灾因素和失稳成灾模式，构建评价模型，确定其威胁范围和威胁对象（承灾体），评估不同工况下的地质灾害危险性和风险。

③将单点的评价经验推广到整个重点调查区，开展全区易发性评价、斜坡单元的危险性评价，最后对整个调查区域进行风险评价，绘制各类图件和编制报告。

3.1 资料收集及分析

主要解决问题：在充分收集利用前人工作成果和资料二次开发利用的基础上，按照工作部署原则和工作目的，部署实物工作量。

3.2 遥感调查

对地质灾害体进行解译，需要多期次，不同分辨率的遥感影像相互配合，同时，开展孕灾地质条件解译需要多光谱遥感数据进行解译。依据《地质灾害风险调查评价技术要求（1:50000）（试行）》与《地质灾害遥感调查技术规定DD2015-01》，开展1∶50000调查工作，应选用空间分辨率优于2m的遥感数据；开展1∶10000调查工作，选用地面分辨率优于1m的遥感数据或摄影比例尺为1∶20000～1∶50000的航空遥感数据；开展重点城镇地质灾害调查，选用空间分辨率优于0.5m的遥感数据。项目通过对已有调查区资料及影像质量分析，选取Landsat8-OLI数据作为对孕灾地质背景遥感解译数据，国产高分六号数据（具体参数见表2-3-1）开展普通区地质灾害解译；高分二号及北京二号作为重点区解译数据。

4图像处理方法

4.1 图像处理

根据本次工作的需要，项目组在安徽省测绘局获得了调查区内1∶1万DLG和DEM（2m）数据，以及正射处理过的遥感数字图像处理、卫星影像图作为遥感解译地理底图使用。无需再进行遥感数据预处理工作。

4.2 影像增强

在地质情况复杂、可解译程度低的重点区段以及特定因子的提取工作，应根据目标的光谱特征，选取拉伸、比值、主成分分析等合适的信息增强处理方法，形成用于提取特定地质信息的专题图像。根据实际需求，使用不同时相、不同波段、不同平台的遥感数据源进行解译，通过多源数据的融合，达到更好的解译效果。

通过影像融合实现了多源遥感影像的优势互补，通过变换处理，得到既有高空间分辨率又有多光谱色彩信息的遥感影像。将二者不同空间分辨率遥感图像进行影像融合处理，处理后的遥感图像既具有较好的空间分辨率，又具有多光谱特征，具有丰富的色彩信息，两者取长补短更大限度的发挥资源卫星的作用。

项目融合过程中主要采用Pan Sharpening变换等几种方法进行数据的融合工作，在融合的过程中对参数进行优化处理。通过对比效果，解译不同专题时选取合适数据供专题解译使用。

4.3解译方法

本次遥感解译工作是在充分收集和熟悉调查区已有的前人成果资料的基础上，根据遥感地物波谱特征和空间特征，建立各类孕灾地质条件遥感解译标志，通过直判法、对比法、动态对比法、邻比延伸法、证据汇聚法、水系分析法、影纹分类法、综合景观分析法和逻辑推理法，结合计算机数字图像处理、遥感资料综合处理等进行专题解译。

（1）人机交互解译

人机交互解译克服了目视解译中遥感影像以图纸方式存在无法进行放大、缩小，利用计算机可把影像放大到合适的大小，准确的勾画出边界，提高解译精度，实现数字化操作，可以随时对图像模糊区域进行信息增强处理和解译图形编辑，实现了影像、数据和解译结果的对比和合成，并在信息识别和解译结果验证时，可以按解译人员的要求进行各种影像和解译结果的标注叠加，实现数字影像解译。

同时，在解译和验证时可随时对解译图进行修改，省去了传统的目视解译方法中比较费时的必须经过纸笔的中间环节，克服了目视解译图修改困难的缺点。

解译人员利用计算机处理软件可将二维平面的遥感图像转化为三维空间的立体动态模型，从而突出了地物的空间特征，三维影像的生成使解译结果更加直观的被表现出来，更加有利于宏观和微观的分析，提高了利用遥感图像进行地质解译的分析的能力。遥感影像三维可视化、虚拟现实技术用于地质解译，改变了传统遥感地质解译的思维方式，更加有效的进行地质信息的提取。

（2）目视解译

常用的目视解译方法有直接判读法、对比法两种，它是本次解译工作的补充。建立遥感解译标志是本次解译工作的关键。遥感解译标志可根据各类地物的影像标志直接进行地物解译，并确定其类别，这些标志包括遥感影像上反映地物反射光谱特征的颜色信息、形态信息及其他综合信息。

遥感解译标志包括形状、大小、色调、阴影、纹理、图案、水系、植物、水文、土壤、环境地质，人文现象、人类活动痕迹、位置、相关体、空间关系、地貌等。

（3）室内自检互检

在完成解译后，按照安徽省环境监测总站的质量管理体系要求，按时开展自查、互查等工作，孕灾地质条件中的地形地貌、基础地质、地质构造、工程地质类型、地质灾害、人类工程活动地物等解译图斑正确率都要求在90%以上。

正确率＝（检查解译结果再现的样品数/检查抽样样品的总数）×100。

质量检查应贯穿遥感解译工作的始终，在具体工作中，项目组对每个阶段的解译成果进行自检、互检、交叉检。

要求检查面积不低于解译总面积的5%。解译正确率检查应以野外实地检查为主。

解译程度高的I级区解译的正确率、重现率均应≥90%；II级区解译正确率、重现率均应≥80%；III级区解译正确率应≥50%，重现率应≥60%。

对合格的解译区，检查后应作进一步补充解译。对不合格的解译区，检查后应重新解译并达到合格标准。

所有解译信息均填写解译精度检查记录表，解译过程中实行自检、互检、抽检制度，保证解译结果的精度。

4.3 野外调查、核查

①孕灾地质条件调查

调查地形地貌，地质构造，工程地质岩组，地表水和地下水，气候、植被与土地，人类工程活动，易崩易滑地层、软弱层、岩体结构、斜坡结构、风化程度、沟谷特征等。

②地质灾害调查（核查）及承灾体调查

1. 崩塌调查：查明风化残坡积层岩性、厚度、坡向、坡角、临空面发育状况，降雨情况，植被发育状况，人类工程活动，崩塌规模，失稳诱发因素，稳定性、危害性，并预测崩塌的发展趋势、危害和防治建议。
2. 膨胀土：主要调查膨胀土的厚度、分布规律，测试膨胀土的矿物成分，膨胀收缩等性质，判定膨胀潜势，分析膨胀土胀缩作用对形成地质灾害的影响。
3. 岩溶塌陷调查：主要调查地层岩性、物理学特性，覆盖层厚度及力学指标，岩溶发育程度，开采井的布置、地下水变化情况等信息，提出防止建议
4. 地面沉降调查：主要调查松散层厚底，地层岩性及物理力学指标水文地质结构和地下水基本特征，地下水位变化等，预测的沉降区位于主要城镇的范围，主要调查对桥梁和水利设施的危害情况。
5. 重点调查区内，承灾体调查应在复核基础进行补充调查，调查地质灾害（隐患）影响范围内危害对象，调查承灾体的特征属性。

4.4 综合研究

在充分搜集、研究已有资料的基础上，通过遥感调查、野外验证、地面测绘、水准测量、地球物理勘探、工程地质钻探、岩土测试等综合手段；分析调查区地质灾害发育分布规律，总结地质灾害致灾模式。开展地质灾害易发性、危险性和风险评价，进行地质灾害风险评价和区划，地质灾害防治区划等。在一般区调查、重点区调查和典型地质灾害点勘查取得初步成果的基础上，进行综合研究。

4.5 成果报告

对收集与调查取得的资料及时进行整理、登记造册，以Mapgis、arcgis、地质灾害野外采集系统等为平台，对获取的资料和成果进行分析、处理及研究，在此基础上进行成果报告和图件编制。充分利用已有资料、全面反映调查、测绘和勘查所取得的成果，编制成果报告。遥感解译报告、物探报告、勘查报告、样品测试成果、照片集等可作为附件。

4.6 成果图件编制

主要目的：成果图件应在充分利用已有资料和最新调查资料，深入分析和综合研究的基础上编制，以充分反映工作成果。

部署：实际材料图、地质灾害及隐患分布图、孕灾地质条件图、地质灾害及隐患遥感解译图、地质灾害易发程度分区图、地质灾害危险程度分区图、地质灾害风险评价分区图（不同工况的户籍人员伤亡、经济损失风险和综合风险系列图），全区编图比例尺为1∶50000，重点区成图比例1∶10000。编制一般调查区和重点调查区风险评价图说明书。

4.7数据库建设

主要目的：将GIS技术应用于地质灾害的空间信息管理、分析和预测评价，通过地质灾害信息系统数据库的设计和模型分析，建立一种专题型的应用地理信息系统，为相关政府部门、社会公众和专业技术人员提供服务平台。

5总结

本文通过对灵璧县的地质条件分析，设计l:50000地质灾害风险调查方案，给出了详细的流程，并进行了具体重要过程的介绍。该方案具有可行性、全面性、可操作性等特点。为灵璧县的地质灾害调查提供了较好的指导，同时也为相似地质条件的地区的地质灾害调查提供了参考。

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