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基于公路功能的边坡灾害易损性评价

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摘要:为了实现公路边坡灾害的易损性评价,以云南省文山至天保二级公路(以下简称“文天线”)为例,从公路所承担的功能角度出发,选择经济密度、道路修复时间、公路绕行能力3个因素建立公路边坡灾害易损性评价的指标体系;然后在ArcGIS中实现各指标的定量化,通过指标叠加计算对公路边坡灾害的易损性进行评价;最后,根据评价结果对不同路段的易损性等级进行划分和讨论,同时提出降低边坡灾害易损性的方法。结果表明:文天线各路段易损性为007~100,全长有3075%属于极高或高易损性等级;全长有396%的路段为极高易损性,这主要因为其绕行的公路长度与绕过的文天线公路长度的比值很大,如要降低这一路段边坡灾害的易损性,可以考虑在今后路网的建设中减少这一路段的绕行公路长度;虽然距离文天线起点最近的路段经济密度最大,但由于其修复时间最短,而且路网密集,绕行的公路长度较小,因此其易损性为中等。

关键词:边坡;易损性评价;公路功能;通行能力;绕行能力;道路修复时间;经济密度

中图分类号:X43;P64222 文献标志码:A

0引言

2008年5月12日四川汶川发生里氏80级地震,2013年4月20日四川芦山发生里氏70级地震。这些地震造成大量人员伤亡和巨大财产损失,同时地震触发大量崩塌和滑坡灾害[19],这些灾害对公路造成巨大破坏[1012],从而使得大量物资、救援人员和设备不能快速到达地震灾区开展救援工作。并且由于余震和降雨的触发,公路沿线边坡不断发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,使得抢通的公路多次中断,严重影响灾区震后重建工作的展开。由于西南地区地貌地质条件复杂,是崩塌、滑坡、滚石等边坡灾害多发的区域;这些边坡灾害容易破坏或堵断公路,影响其正常运营。因此,科学评价公路边坡灾害的风险对于山区路网建设、道路工程布局、抢险救灾等具有重要意义[1322]

风险是危险性和易损性共同作用的产物,区域风险是指在一定区域和给定时段内某种灾害可能导致的该区域内所存在的一切人、财、物的潜在最大损失[2326]。对于边坡灾害的风险评价,需要完成边坡灾害危险性评价和边坡灾害易损性评价2个方面的内容。

对于边坡灾害的危险性评价,国内外已经有很多研究[3037],相对比较成熟。现有地质灾害易损性评价多以灾害直接造成的损失为基础建立指标体系[3844],而对于边坡灾害的易损性评价,由于其属于交叉学科,国内外研究较少,现有大部分研究主要针对边坡灾害可能造成的直接损失,多以边坡灾害造成的公路破坏损失作为易损性评价的指标[4547],成果多以定性分析和描述为主,对公路边坡灾害易损性的定量研究也未见有文献报道,且都没有从公路的功能出发建立适合公路边坡灾害的易损性评价指标体系。

基于此,笔者以云南省文山州文山至天保二级公路(以下简称“文天线”)为例,首先假定崩塌、滑坡等边坡灾害发生后堵断或破坏公路,车辆只有绕行其他公路或等待公路抢通后才能通行;然后从公路所承担的功能出发,建立适合于公路边坡灾害的易损性评价指标体系,对文天线边坡灾害的易损性进行评价,为西南山区公路的减灾防灾和公路灾害风险管理提供服务。

1研究区概况

文天线全长100 km,设计行车速度80 km·h-1。文天线南接国家级口岸天保,是连接中国东盟自由贸易区的重要平台,亦是重要的国防公路。文天线不仅可以带动公路沿线经济发展,而且对于促进中越边境贸易及文化交流有着重要意义。

文天线处于云贵高原南缘部分,属中山高原地形地貌区,区内碳酸岩广泛分布,侵蚀和溶蚀作用是区内地貌形成的主要营力,地貌的形成及发展均受地层岩性、构造和新构造运动控制和影响,特别是文山、马关溶蚀盆地的形成与新构造运动关系较大。文天线路段内基岩裸露,大部分地区植被不发育,水土流失情况较严重,一般在分水岭及斜坡平台有少量覆盖层,厚度一般为1~3 m,沟谷地段第四系冲洪积层稍厚,厚度一般为5~12 m;各小盆地、谷地内覆盖层较厚;文天线多沿河谷修建,沿线边坡灾害发育明显(图1)。

课题组于2010年7月、2010年11月和2011年4月分3次沿公路进行了32 d约30人次的野外调查。根据调查资料,公路沿线地层从第四系至寒武系,缺失侏罗系、白垩系和志留系;按物质组成,公路沿线共发现边坡灾害34处,其中岩质边坡灾害25处,土质边坡灾害7处,古滑坡体2处。

2公路边坡灾害易损性评价因素

假定崩塌、滑坡等边坡灾害发生后堵断或破坏公路,车辆只有绕行其他公路或等待公路抢通后才能通行;从公路所承担的功能角度出发,主要考虑公路对区域经贸往来的纽带作用和车辆通行能力选择易损性评价因素;采用经济密度、道路修复时间、公路绕行能力3个指标进行量化,其中经济密度表征边坡灾害对区域经贸往来的影响,道路修复时间和公路绕行能力表征边坡灾害对车辆通行能力的影响。在进行公路边坡灾害易损性评价时,采用专家打分法确定经济密度、道路修复时间、公路绕行能力3个指标在易损性评价中的权重,其分别为025、015、060。

3易损性评价指标体系及其量化

3.1经济密度

经济密度采用单位面积国内生产总值GDP进行量化,其量化是根据文天线沿线各乡镇2010年GDP除以其面积得到。这一指标的含义为:当公路通过地区经济密度越大时,则边坡灾害堵断公路造成的易损性越大。

首先根据各乡镇GDP及其面积计算出单位面积GDP(即经济密度),然后对各乡镇的经济密度进行归一化处理,再将经济密度归一化后的结果乘以其权重值,最后在ArcGIS中,建立各乡镇经济密度的权重属性表,其分布见图2。

3.2道路修复时间

道路修复时间的含义为:当边坡灾害堵断公路的地点距离抢修出发点越远,在其他情况相同的条件下,公路抢通和修复所需的时间越长,则边坡灾害堵断公路造成的易损性越大。

考虑因边坡破坏或阻断公路对道路通行能力的影响,其量化根据距起点(文山州驻地)的距离进行量化。首先根据文天线距离抢修出发点的远近确定道路修复时间,即文天线起点(文山州驻地)处道路修复时间定为0,文天线终点道路修复时间定为1,其他路段位于0~1之间;然后,将道路修复时间乘以其权重值;最后,在ArcGIS中,建立道路修复时间的权重属性表,其分布见图3。

3.3绕行能力

当边坡灾害堵断文天线,在公路抢通之前,车辆可以选择与文天线相交的其他公路绕过公路断点,实现通行需要。

绕行能力采用边坡灾害堵断后车辆绕行距离和绕行公路等级2个指标进行量化。通过分析文天线沿线与其相交可以绕行的二级或三级公路的分布,并采用最短绕行距离选择路线,沿文天线划分出10个绕行点,将文天线分为11个路段(文天线起点编号为0,终点编号为11,图4),分别为0—1、1—2、…、10—11路段。以0—1路段为例,文天线起点0到绕行点1之间348 km的路段任何一点发生边坡灾害堵断文天线,车辆绕行距离和绕行公路等级是相同的,因此0—1路段的绕行能力为唯一值。需要说明的是,5—6路段的A点虽然有公路与文天线交叉,但对于5—6路段任何一点发生边坡灾害堵断公路所绕行的公路等级和距离是一样的,因此没有将A点作为一个绕行点。

因此,绕行能力的含义为:当绕行公路长度与绕过的文天线公路长度的比值越大或绕行公路等级越低时,绕行能力C越大,则边坡灾害堵断公路造成的易损性越大。

在ArcGIS中,首先计算出各路段长度(即绕过的文天线公路长度)、绕行二级公路长度和绕行三级公路长度(表1);其次,根据式(3)计算各路段的绕行能力;然后,对绕行能力进行归一化处理,并乘以其权重值;最后,根据计算结果在文天线两侧各建立500 m的缓冲区,其分布见图4。

3.4易损性评价结果

3.5评价结果分析

文天线全长有3075%属于极高或高易损性等级,其中396%的路段(2—3路段)为极高易损性,这一路段易损性等级最高主要是由于其绕行的公路长度与绕过的文天线公路长度的比值很大,如果要降低这一路段边坡灾害的易损性,在今后路网建设中可以考虑减少这一路段的绕行长度,如在与这一路段相交的路网中修建一小段三级公路,这样即使2—3路段发生边坡灾害破坏或堵断公路,车辆也可以很快绕过。虽然距离文天线起点最近的路段(0—1路段)经济密度最大,但由于靠近文山州驻地,其修复时间最短,且路网密集,绕行的公路长度较小,因此其易损性为中等。

4结语

(1)以云南省文山至天保二级公路为例,首次从公路所承担的功能角度出发,选择经济密度、道路修复时间、公路绕行能力3个因素建立公路边坡易损性评价指标体系,对文天线边坡灾害发生后堵断公路造成的易损性进行评价。

(2)文天线各路段易损性为007~100,全长有3075%属于极高或高易损性等级。其中,396%的路段为极高易损性,这主要因为其绕行的公路长度与绕过的文天线公路长度的比值很大,如要降低这一路段边坡灾害的易损性,可以考虑在今后路网的建设中减少这一路段的绕行公路长度。

(3)虽然距离文天线起点最近的路段经济密度最大,但由于靠近文山州驻地,其修复时间最短,而且路网密集,绕行的公路长度较小,因此其易损性为中等。

(4)由于公路边坡灾害易损性评价属交叉学科,对于边坡灾害的成灾机制需要岩土工程方向的研究,对于灾害造成的损失需要经济和社会方向的研究,对于公路通行能力需要交通工程方向的研究。现有研究成果更多的是考虑公路边坡灾害发生后对公路路面破坏造成的经济损失,其实质仍局限于灾害点造成的损失而非区域,且没有从公路的功能出发考虑评价因素。如果能将公路边坡灾害危险性评价、易损性评价和风险评价结合起来,就能实现公路边坡灾害风险管理与预警,不仅能优化路网,而且对于防灾减灾也有重要意义。

参考文献:

[1]殷跃平.汶川八级地震滑坡特征分析[J].工程地质学报,2009,17(1):2938.

[2]黄润秋,李为乐.“512”汶川大地震触发地质灾害的发育分布规律研究[J].岩石力学与工程学报,2008,27(12):25852592.

[3]彭建兵,马润勇,范文,等.汶川大震的科学思考[J].地球科学与环境学报,2009,31(1):129.

[4]赵洲,侯恩科,王建智.汶川震区陕西省宁强县滑坡灾害危险性分析与评价[J].西安科技大学学报,2012,32(5):548555.

[5]苏生瑞,张永双,李松,等.汶川地震引发高速远程滑坡运动机理数值模拟研究——以谢家店子滑坡为例[J].地球科学与环境学报,2010,32(3):277287.

[6]谢和平,邓建辉,李碧雄.四川芦山地震灾害调查与灾后重建的相关问题分析[J].地球科学与环境学报,2013,35(2):17.

[7]陈晓清,崔鹏,游勇,等.4·20芦山地震次生山地灾害与减灾对策[J].地学前缘,2013,20(3):2934.

[8]王运生,全清,罗永红,等.四川芦山Ms7.0级地震的地质环境影响分析[J].地球科学与环境学报,2013,35(2):9298.

[9]兰恒星,周成虎,高星,等.四川雅安芦山地震灾区次生地质灾害评估及对策建议[J].地理科学进展,2013,32(4):499504.

[10]李军,曾鹦,李妍峰.基于汶川地震的震后交通受损评估研究[J].管理评论,2008,20(12):3540.

[11]张孝伦,张瑜洁.汶川地震公路抢修与保畅主要措施[J].武汉工业学院学报,2009,28(1):8084.

[12]刘金龙,林均岐,刘如山,等.芦山“4·20”地震公路交通系统震害调查分析[J].自然灾害学报,2013,22(3):1823.

[13]康亚明,杨明成,胡艳香,等.基于重度增加法的边坡稳定性三维有限元分析[J].建筑科学与工程学报,2006,23(4):4953.

[14]李家春,崔世富,田伟平.公路边坡降雨侵蚀特征及土的崩解试验[J].长安大学学报:自然科学版,2007,27(1):2326,49.

[15]赵红,折学森,卢和全,等.边坡滚石破坏及防护技术研究[J].中国公路学报,2013,26(3):6569.

[16]黄高花,王飞,杨勤科.陕西北部山丘区公路开挖边坡侵蚀调查与评价[J].长安大学学报:自然科学版,2006,26(2):3133.

[17]付宏渊,曾铃,蒋中明,等.降雨条件下公路边坡暂态饱和区发展规律[J].中国公路学报,2012,25(3):5964.

[18]柳厚祥,廖雪,李宁,等.公路边坡稳定性分析的二维变分方法[J].中国公路学报,2007,20(4):711.

[19]徐世强,折学森,王思长.高速公路坡面滚石自由飞落分析模型[J].交通运输工程学报,2011,11(2):1417.

[20]徐则民.基于失稳机制的岩质路基边坡加固方案优化[J].中国公路学报,2008,21(6):713.

[21]陈鹏,徐博侯.顺层岩质路堑边坡稳定性数值极限分析[J].交通运输工程学报,2012,12(2):3845.

[22]王思长,折学森,李毅,等.基于尖点突变理论的岩质边坡稳定性分析[J].交通运输工程学报,2010,10(3):2327.

[23]田伟平,马保成,舒淼.山区沿河公路路基水毁灾害易损性评价[J].自然灾害学报,2011,20(5):125130.

[24]齐信,唐川,陈州丰,等.地质灾害风险评价研究[J].自然灾害学报,2012,21(5):3340.

[25]陈远川,陈洪凯.山区沿河公路地质风险形成机制[J].灾害学,2012,27(3):611.

[26]郭跃,朱芳,赵卫权,等.自然灾害社会易损性评价指标体系框架的构建[J].灾害学,2010,25(4):6872.

[27]UNDRO.Mitigating Natural Disasters:Phenomena,Effects and Options:A Manual for Policy Makers and Planners[R].New York:UNDRO,1991.

[28]ALEXANDER D.Natural Disasters:A Framework for Research and Teaching[J].Disasters,1991,15(3):209226.

[29]LIAM FINN W D.Geotechnical Aspects of the Estimation and Mitigation of Earthquake Risk[M]∥TUCKER B E,ERDIK M,HWANG C N.Issues in Urban Earthquake Risk.Dordrecht:Kluwer,1993:3577.

[30]BULL W B,KING J,KONG F C,et al.Lichen Dating of Coseismic Landslide Hazards in Alpine Mountains[J].Geomorphology,1994,10(1/2/3/4):253264.

[31]STOFFEL M.A Review of Studies Dealing with Tree Rings and Rockfall Activity:The Role of Dendrogeomorphology in Natural Hazard Research[J].Natural Hazards,2006,39:5170.

[32]ROMEO R,FLORIS M,VENERI F.Areascale Landslide Hazard and Risk Assessment[J].Environmental Geology,2006,51(1):113.

[33]KEEPER D K.Landslides Caused by Earthquakes[J].GSA Bulletin,1984,95(4):406421.

[34]JIBSON R W,HARP E L,MICHAEL J A.A Method for Producing Digital Probabilistic Seismic Landslide Hazard Maps:An Example from the Los Angeles,California Area[R].Denver:US Geological Survey,1998.

[35]孔纪名,韩培峰,张引.基于地球多传感器网络信息的潜在滑坡判识模型[J].地球科学与环境学报,2013,35(1):97102.

[36] 李家春,田伟平,陈建壮.公路边坡水毁灾害等级快速评估方法[J].长安大学学报:自然科学版,2006,26(2):2730.

[37]颜可珍,廖华容.基于突变理论的路基边坡冲刷稳定性评价[J].长安大学学报:自然科学版,2011,31(2):2932,41.

[38]胡瑞林,范林峰,王珊珊,等.滑坡风险评价的理论与方法研究[J].工程地质学报,2013,21(1):7684.

[39]唐波,刘希林,尚志海.城市灾害易损性及其评价指标[J].灾害学,2012,27(4):611.

[40]唐波,刘希林,李元.珠江三角洲城市群灾害易损性时空格局差异分析[J].经济地理,2013,33(1):7278.

[41]吴越,刘东升,陆新,等.承灾体易损性评估模型与滑坡灾害风险度指标[J].岩土力学,2011,32(8):24872492.

[42]陈新宇,卢新中,王琛.昆明市地质灾害易损性模糊综合评价[J].安全与环境工程,2012,19(2):5457.

[43]王雁林,郝俊卿,赵法锁,等.汶川地震陕西重灾区地质灾害风险区划探讨[J].灾害学,2011,26(4):3539.

[44]高华喜,殷坤龙.基于GIS的滑坡灾害风险空间预测[J].自然灾害学报,2011,20(1):3136.

[45]张永兴,陈云,文海家,等.边坡灾害风险评估系统研究及应用[J].重庆建筑大学学报,2008,30(1):3033.

[46]张雷,顾文红,王晓雪,等.高等级公路边坡工程风险因子识别及评估[J].地下空间与工程学报,2007,3(7):12651268.

[47]张勇慧,李红旭,盛谦,等.山区公路岩质边坡危险源安全性评价研究[J].公路,2010(2):5559.

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