地质灾害危险性评价及重要性浅析
摘要:根据矿山开发的特点,在矿山地质灾害危险性评价中,首先应把握好矿山地质灾害危险性评价的影响因素,然后确定评价因子,进而通过采用模糊综合评判的方法对矿山开发引发地质灾害危险性程度做出量化分析。合理确定矿山开发引发地质灾害的危险程度对确保矿山的顺利开采和保护矿山安全具有重要的意义。
关键词:矿山开发;地质灾害;重要性;评价
1 前述
作为一种资源开采活动,矿山的开发生产过程对矿区及周围环境的破坏明显,具有影响范围大、影响因子多、影响时间长的特点。省矿产资源丰富,采矿历史悠久,但生态环境背景脆弱,给环境保护带来了巨大的压力,矿山的开采导致地面塌陷;废渣不合理堆放诱发滑坡、泥石流等地质灾害,并加剧了土地荒芜、地表植被破坏等。为此,对矿山开发过程进行地质灾害危险性评价,尤其是定量评价具有重要的意义。本文根据笔者多年地质勘查实践并结合工程实例,分析阐述了矿山地质灾害危险性评价的重要性;并通过模糊综合评价模型的建立与运用,计算出详细的评价数据;在数据分析的基础上,按照相关规范,对数据处理结果进行了科学合理的分析评价,以确定地质灾害危险性程度。
2 模糊综合评判二次评价模型的运用分析
2.1 评价区地质环境背景
铅锌矿位于西部山区,矿区内的地形较陡,为侵蚀构造山地地貌,地形陡峻,切割强烈,沟谷发育,多呈"V"字型,地表植被茂盛,出露地层岩性主要为加里东期黑云母花岗岩、第四系残坡积堆积层(Qa1+el )。矿区地形最低标高+500m,最高标高+l000m,相对高差l00m～400m,山坡坡度一般为40°～60°,地形条件与地貌类型较复杂。
2.2 地质灾害危险性评估因子的选择
评估区已发生的地质灾害种类较多,其影响因素也较复杂。据野外实地调查,主要地质灾害种类有滑坡、崩塌、泥石流、采空区地面沉陷。
其分布规律主要与弃渣场堆放情况、坡面岩石结构及矿区采空区分布有关,同时与地层岩性及地形地貌有一定关系,所以综合分析。
后选择以下要素作为评价因子:① 弃渣场分布;② 坡面岩石结构;③采空区分布;④地层岩性:⑤地形地貌。
2.3 确定地质灾害危险性评估的等级
根据DB45/T382-2006建设项目地质灾害危险性评估规程,将地质灾害危险性划分为三个等级:①地质灾害危险性大;②地质灾害危险性中等;③地质灾害危险性小。根据这三个等级的划分,评价因素的指标界限按其质量状况也分为三个等级,其划分标准见表1。
2.4 评估因子对地质灾害危险性权重的确定
不同的地质灾害有不同的影响因素,不同地质灾害的危险性程度也不一样。因此,各评估因素在地质灾害危险性评价中的作用是不同的,故在评估时对不同的因素要分别赋予不同权重。本次评价根据野外调查结果,采用两因子之间的相对重要性来确定各因素的权重,即对两个因子进行比较,取比较重要因子为2,次要因子的权重为0,当两个因子同等重要时,各取1,由比较结果分析得到地质灾害危险性评价影响因子的权重向量,即A={弃渣场分布,坡岩结构采空区分布,地层岩性,地形地貌),将权重向量归一化可得:
A=(0.375,0.291,0.167,0.125,0.042)评估分区段进行,每一区段危险性等级以隶属度来表达,即以单因子隶属度运用模糊数学方法进行评判,得出每一区段地质灾害危险性各等级的隶属度,然后根据隶属度最大性原则得出每一区段的危险性评价结果,据表1所列影响因子及判据,确定每个单因子的隶属度,建立相应的模糊关系矩阵R,按照模糊数学方法,逐一对每一区段的危险性进行隶属度计算。然后根据隶属度最大性原则得出每一区段的危险性评价结果。
2.5 地质灾害危险性评价分析
西区硐3洞口、东区平硐4洞口及东区矿区道路边坡、西区矿区道路边坡危险性中等,其他地段危险性小,其主要原因是弃渣场群堆放在这几个地方的上方或沟谷地段。这一评价结果与野外调查及室内定性分析的结果是相一致的。因此利用模糊综合评价法所得结果是令人满意的,在进行地质灾害的防治时,应将重点集中在平硐洞口及矿区道路边坡防治上。
3 模糊综合评价法的基本方法与程序
模糊综合评价就是以模糊数学为基础,应用模糊关系合成原理,将一些边界不清,不易定量的因素定量化,从而进行综合评价的方法,它具有较好的分辨性与可比性特点。模糊综合评价是通过构造等级模糊子集把反映评价事物的模糊质变进行量化(即确定隶属度),然后利用模糊变换对各指标进行综合。一般按以下程序进行:
1)确定评价对象的因素论域U={u1,u2,u3,…,Un},也就是个个评价指标。
2)确定评价等级论域V={V1,V2。,V3,…,Va},即等级集合,每一个等级对应一个模糊子集。
3)确定评价因素的模糊权向量:A={a1, a,…,am)。
一般情况下,n个评价因子对地质灾害的影响程度是各不相同的,为了体现他们各自在评价中的作用大小,因此在合成之前,要确定模糊权向量,在模糊综合评价时权向量A中的元素ai本质上是因素ui对模糊子集{对被评事物重要的因素}的隶属度,因而一般用模糊方法来确定,并且在合成之前要归一化。
4)进行单因素评价,建立模糊矩阵R。在构造了等级模糊子集后,就要逐个对被评价事物在每个因素ui(i=1,2,?,n)上进行量化,也就是确定从单因素来看被评价事物对各等级模糊子集的隶属度,进而得到模糊关系矩阵:
R=(rij)n×m (0≤rij≤1)。
矩阵中第i行第j列元素rij 表示某个被评价事物从因素ui来看对Vj 等级模糊子集隶属度。
5)利用合适的合成算式将A与被评价事物的R合成得到各评价事物的模糊综合评价结果向量B。
B=A×R=(b1,b2,…,bn)其中,bj (j=1,2,…,m)是由A与R的第列运算得到的,它反映了被评价事物从整体上看对Vj 等级模糊子集的隶属程度,最后根据隶属度最大性原则确定危险性等级。
4 结论及几点建议
地质灾害的产生是自然及人为两方面的多个因素综合作用形成的,而不同工程的地质灾害影响因素是不同的,影响因子的选择必须反映工程的特征及用地范围内的地质条件。影响因子的选择是决定评价结果是否可靠的基础。
模糊综合评价包含了比其他常规评价方法更多的信息,具有分辨性和可比性强的特点,用于矿山地质灾害危险性的预测在实际工程中是可行的。
影响因子对地质灾害的权重由于影响因素关系复杂,难以直接确定量化,在一定程度上仍借助于经验判断,这一方面有待于进一步改进。
参考文献
[1]中华人民共和国地质矿产部.中国地质灾害与防治[M].
[2]汪玉松,朱才宝.山西墨镫—左权铁路南段地质灾害危险性模糊综合预测评价[J].