1樓：中地數媒
以甘肅省天水市王家半坡滑坡為物件作滑坡風險評價研究。
一、研究區概況
1.自然地理情況
王家半坡滑坡位於天水市秦城區北山，其西臨玉泉觀，南依玉泉中學，北靠中梁山公路，東以王家半坡東沖溝為界。地理座標為:東經105°42'01″～105°43'14″，北緯34°35'09″～34°35'16″。
2.氣象與水文
該區屬於溫帶半溼潤氣候區，多年平均降水量538.17mm，區內一次性連續最大降雨量為286.6mm，一日最大降雨量為113mm。
年內降水分配不均，65%的降水量集中在6～9月份。也是滑坡、泥石流災害多發期。
受地層巖性和降雨因素的控制，區內區域性賦存滑帶滯水。該類水為擾動鬆弛破碎帶裂隙、孔隙水，含水層巖性為全心統坡積物，以黏性土為主。地下水補給源主要是大氣降水，其次為居民生活汙水回滲補給。
大氣降水或生活汙水通過黃土垂直裂隙、滑坡側後壁的拉張裂縫、剪下裂縫滲入，沿古滑坡體內擾動鬆弛的滑帶土緩慢徑流，最後聚集於相對穩定的坡體內，呈滑帶滯水。
3.地形地貌
研究區處於西秦嶺山地與隴西黃土高原過渡地帶，地貌型別屬於剝蝕－構造丘陵山地，總體地勢北高南低，海拔高程1448～1200m，相對高差250m左右，坡體平均坡降12.5%，坡腳因古滑坡(或古滑坡群)的堆積，坡降較小，一般為1%～5%。
測區南側為侵蝕－堆積河谷地貌。該地貌單元發育了1～2河流階地、河漫灘及衝洪積扇，滑坡體就覆蓋於河流階地之上。
4.地質構造
研究區位於秦嶺緯向構造帶和隴西旋卷構造帶的複合部位，屬祁呂賀蘭山字型構造體系的前弧，地質構造複雜，新構造運動強烈。其構造形跡表現為一系列北西的斷裂和褶皺。
影響區內的地層巖性的挽近期構造均為隱伏斷裂，主要有:
鳳凰山斷裂:沿籍河北岸呈北西西向展布，是一條區域性主幹活動斷裂。
窩駝裡斷裂:斜切天水市窩駝裡北籍河谷底，為壓扭性斷裂，傾向南西。
東泉斷裂:沿渭河南岸呈北西西向展布，向西延伸至籍河河谷。
二、王家半坡滑坡風險識別
王家半坡滑坡體屬多期古滑坡體上的一部分，位於古滑坡體的前緣。王家半坡曾於20世紀60年代和70年代發生過兩次山體滑動。近年來，受降水及人為活動影響，於2023年再次出現滑動，坡體上的居民房屋倒塌或開裂，造成巨大損失。
目前滑坡體仍處於不穩定階段，存在極大風險，因此，將王家半坡作為滑坡風險評價專題評價的物件有十分重要的意義。
根據收集資料(《天水市秦城區王家半坡應急治理可行性研究報告》)以及野外調查，確定影響王家半坡滑坡的主要因素有下面幾部分:
(1)巖性:巖性從根本上控制著一個地區的地貌特徵。在某種程度上，地貌形成的特徵和速率取決於下伏物質的巖性和風化特徵。
巖性決定著斜坡體的黏聚力、摩擦係數等特徵。因此，滑坡作用與巖性具有直接的聯絡。
根據勘探資料表明，王家半坡滑坡體的地層巖性為第四系坡積物，物質成分為擾動變形的黃土狀粉質粘土和新第三系泥岩的混合物，自上而下依次為泥岩夾亞粘土－擾動泥岩－泥岩(圖9－4－1)。主要特徵是質地不均，結構鬆散，易於地表水入滲，中部裂隙十分發育，滑帶滯水賦存於該層中，下部為緻密堅硬的第三系泥岩。砂質泥岩和泥岩，緻密堅硬，不透水。
垂直節理和裂隙發育，遇水易軟化膨脹，風乾後呈瓦塊狀。該套地層是滑體和滑床的主要組成成分。
(2)坡度:滑坡和坡度之間的關係受地質和地理相互作用的影響。斜坡較陡時，失效的可能性更大一些，同時也表明物質強度會更高一些。
為了便於分割槽，經常將坡度進行分組。將坡度分為五組:<10°;10°～20°;20°～30°;30°～40°;>40°。
王家半坡地形坡度陡峭，斜坡臨空面大，是滑坡產生的重要原因。坡體的平均坡降12.5%，坡腳處因古滑坡(古滑坡群)的堆積，坡降較小，一般為1%～5%。
(3)降雨:降雨對斜坡穩定性影響的研究要根據降雨在坡面上產生孔隙壓力的能力。tsaparas(2002)認為土壤滲透性與滑坡的發生具正相關性。
van westen等(1997)研究表明，在強降雨過程中，由於地下水位上升，導致上層土壤飽水，不透水層以上形成上層滯水，剪下強度減小，坡面上形成孔隙壓力，這樣就可能引發斜坡失效。
王家半坡滑坡體後緣及側壁可見裂縫，賦存了滑帶滯水，主要補給源是大氣降水。而該滑坡體前緣勘探孔內未見滑帶滯水(圖9－4－1)，表明王家半坡滑坡體上新的滑動帶尚未發育完全，在外力作用下，擾動鬆弛帶會進一步向下發展，當滑體的下滑力大於巖體的抗滑力後，將會快速下滑。
(4)滑坡體規模:規模和形狀十分重要，是確定滑坡體下滑力和抗滑力的主要影響因素之一。對滑坡體進行力學分析時，滑坡的規模和型別是判斷滑體是否平衡的重要引數。
根據地形地貌特徵及勘查資料，王家半坡滑坡體位於秦城北山古滑坡體的前緣，屬兩期古滑坡體上的再次滑動體。該滑坡體南北長為110m，後緣寬為150m，滑體平均厚度為17.7m，表面積為13000m2，屬重力牽引式小滑坡，如圖9－4－2所示。
(5)植被覆蓋和土地利用:關於植被對斜坡穩定性的影響，不同文獻有不同的觀點。根據對lantau島自然地表的研究，franks(1999)得出如下結論，植被稀疏的斜坡最易發生破壞。
然而，dai等(2001)發現與草地相比，裸地發生滑坡的概率要低。
王家半坡可以分為林地(較高的樹木)、灌木叢林地(灌木)、農田和居住區。研究植被對滑坡的影響需要考慮坡度。例如，一般認為在中等坡度(30°～60°)的林地，植被覆蓋率高有助於減少滑坡的發生，但當坡度較陡(>60°)時情況則有所不同。
類似地，山區的農田(梯田)對斜坡穩定性也起到了積極的影響。
圖9－4－1 王家半坡滑坡剖面圖
圖9－4－2 王家半坡滑坡平面圖
三、滑坡危險評價
在考察前人成果［102、103、110、173、176、207～211］的基礎上，分析得出rosenbluth方法比較簡單，可方便簡捷的對斜坡穩定性進行概率評價。這種方法可有效地將斜坡穩定性評價中傳統的安全係數法和概率評價法互相結合，取長補短，相互印證。因此，利用該模型進行王家半坡滑坡風險評價，評價步驟如下:
1.建立狀態函式
對於一般的斜坡穩定性問題，根據斜坡岩土體結構、破壞機理和受力狀況，可建立如下的狀態函式:
城市地質環境風險經濟學評價
式(9－4－1)中，xi分別為容重、黏聚力、摩擦係數、孔隙水壓、荷載強度、降雨強度等隨機變數，它們具有一定的分佈(大多服從正態分佈或對數正態分佈)。
王家半坡滑坡風險評價以穩定性係數作為狀態函式，即
城市地質環境風險經濟學評價
式(9－4－2)中，r(x1，x2，…，xn)為抗滑力或者抗滑力矩，s(x1，x2，…，xn)為下滑力或者下滑力矩。
由於王家半坡滑坡屬於非均質(黃土－泥岩)滑坡體，滑坡周界及滑動面按野外實測資料確定。滑坡穩定性計算公式為(引自《天水市秦城區王家半坡應急治理可行性研究報告》):
城市地質環境風險經濟學評價
式(9－4－3)中，k為滑坡穩定係數;fri為地下水面以上的條塊面積，m2;rri為地下水面以上的巖(土)體天然容重，但為同上;fsi，rsi為指地下水面以下的條塊面積和巖(土)體容重，單位同上;φi為滑帶土內摩擦角，(°);ci為滑帶土黏聚力，kpa;l為條塊滑面長度，m;αi為條塊滑面傾角，(°)。
2.確定引數值及隨機變數
穩定性係數函式中除φi，ci外，其他引數變異性較小，作常量處理，均為定值。根據試驗及調查資料，考慮到該滑坡體有多層滑面，計算時選用最深滑動面確定引數。根據試驗分析以及收集的資料確定其他引數值(《天水市秦城區王家半坡應急治理可行性研究報告》)，其他引數值分別為:
fri=314.55m2，rri=18kn/m3，fsi=629.1m2，rsi=21kn/m3，l=99.
5m，αi=25°。
將引數的定值代入9－4－3式中，可得到穩定性係數為
城市地質環境風險經濟學評價
本研究中φ，c變化顯著，為隨機變數。所以斜坡的穩定性係數(狀態函式)k是φi，ci的函式，即
城市地質環境風險經濟學評價
因此，f(ci，φi)也是隨機變數，其實質是抗滑力(矩)與下滑力(矩)的比值(r/s)。
3.計算穩定性係數
根據天水工作區野外調查資料及實驗測試，得出正態隨機變數ci，φi的範圍分別為(20～40)kpa，10°～18°，由此求得均值(μ)和標準差(σ)分別為
城市地質環境風險經濟學評價
同理μφ=14°，σφ=4°
求出隨機變數ci，φi的均值和標準差之後，在ci，φi的變化區間內分別對稱的擇其兩個取值點，一般取均值的正負一個標準差，如下所示:
城市地質環境風險經濟學評價
因此，得到四種組合函式，可計算出四個穩定性係數，如下所示:
城市地質環境風險經濟學評價
將上式(9－4－8)中ci，φi數值代入9－4－4式，可得到穩定性係數分別為k1=1.02，k2=0.83，k3=0.68，k4=0.59。
4.得出滑坡發生概率
因為狀態函式k=f(ci，φi)服從正態分佈，即k～n(μk，σk
2)，故穩定性係數的均值和標準差為
城市地質環境風險經濟學評價
則可靠度指標β為
城市地質環境風險經濟學評價
計算出破壞概率為
城市地質環境風險經濟學評價
其中，城市地質環境風險經濟學評價
故pi=0.83
滑坡目前處於極不穩定階段，滑坡發生的概率即危險度為0.83，需要採取緊急防護措施防止災害的發生。
四、王家半坡滑坡的危害與造成的經濟損失評估
危害與造成的經濟損失評估是風險評價重要的組成部分，關於王家半坡滑坡的危害與造成的經濟損失評估在第六章第三節已做介紹，其結果見表9－4－1。
表9－4－1 王家半坡滑坡災害**經濟損失
五、滑坡風險評估結果
王家半坡滑坡發生災害的可能性很大，風險概率為0.83，處於極不穩定階段，受威脅面積達37500m2，影響範圍約為37500m2，災害如果發生會產生巨大的經濟損失，**結果如表9－4－1所示。
以上為直接經濟損失值，根據災害的經驗統計，間接損失為直接經濟損失的4倍，所以間接經濟損失為1912.04萬元，總計為2390.05萬元。
根據風險評價的結果可知，王家半坡滑坡處於不穩定階段，有必要採取緊急防護措施，儘量減少災害發生的可能性，以及由此造成的嚴重的經濟損失。
六、滑坡風險管理
滑坡的控制治理是一項投資高，治理程式複雜，治理週期較長的工程。針對王家半坡滑坡的特點，王家半坡滑坡已處於很不穩定階段，風險性很大。滑坡發生概率為0.
83，一旦發生將產生直接經濟損失共計478.01萬元，間接經濟損失為1912.04萬元，因此，必須採取治理措施加以防治，主要有以下幾方面:
(1)建設排水工程:包括地表水排水和地下水排水。地表水入滲引起滑床體的凝聚力降低，地下水中的滑帶滯水是王家半坡滑坡產生的根本原因。
因此，需要建設排水設施，可根據自然坡面形態修建排水渠。
(2)抗滑樁及抗滑擋牆:王家半坡滑坡體的下滑力很大，已處於不穩定狀態，因此，要採用抗滑樁固定滑坡體。另外在坡腳位置可以修建抗滑擋牆，利用攔壩中的回填土的抗剪強度來阻止滑坡下滑。
(3)植被覆蓋:王家半坡坡體上部土壤為結構鬆散的黃土狀亞粘土，易於植物生長，建議種植根系發達的植物，使滑坡體的綠化面積增大，減少地表水入滲，達到預防和治理的雙重效果。
(4)實施監測系統:監測滑坡體的發展趨勢，記錄抗滑樁的位移以及裂縫的發展變化，及時預報可能發生的情況，最大限度地避免災害造成的經濟損失與人員**。
(5)加強教育:加強滑坡災害的宣傳教育，增強災害區群眾的防範意識，使群眾瞭解災害發生的前的徵兆，儘快撤離受災區，最大限度地減少災害造成的損失。
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