规划阶段对基础设施的地面沉降灾害风险评估

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国内外地质灾害的研究历史久远，但有关地质灾害风险的研究仅是近几十年才兴起的一个新的

领域，虽然有关理论和方法迅速发展且日益丰富，但迄今尚没有形成完整的体系。地面沉降作

为一种地质灾害，其对基础设施影响的机理、沉降控制指标、工程对策、对不同种类基础设施

影响的分析与评价方法一直是学术界和工程界最为关注的问题，但由于问题的复杂性，长期以

来国内外相关研究成果较少。

为指导地质灾害的评估工作，国土资源部及北京、上海、天津、重庆、浙江、江苏等地区出台

了地质灾害危险性评价的技术标准。通过对评估工作的分析可知，目前地面沉降灾害的危险性

评估方法往往主要考虑地面沉降自身的发育程度，即使是目前考虑因素相对全面的北京地方标

准，其灾情（危害程度）往往也是针对区域性的宏观指标，考虑灾害引起的人员的伤亡数量以

及对经济的损失，并不考虑具体灾种的致灾机理以及其对具体设施的影响，没有考虑不同基础

设施自身对地面沉降的敏感性和其重要性差别，因此对具体工程项目或基础设施的规划与设计

指导性不强。

本文在分析和比较当前地面沉降灾害危险性评估方法的基础上，分析了现有地面沉降灾害危险

性评估方法在分析地面沉降对基础设施影响上的不足，并提出了在规划阶段针对不同基础设施

的地面沉降灾害风险评估方法。

1 地面沉降风险评估研究概述

我国学者对地面沉降风险评估进行了大量的理论与实践探索：论述了地质灾害风险评估的理论

基础与评估体系，并提出了地质灾害危险性评估、易损性评估、破坏损失评估和防治效益评估

的基本方法[1]；运用模糊综合评判法对沧州市地面沉降进行了风险性评价和风险区划[2,3]；从

地面沉降总体风险和地区差异水平出发，提出构建地面沉降风险评价模型及决策支持系统的初

步研究思路和方法[4]；以累计地面沉降量及近几年地面沉降速率进行地面沉降灾害危险性分

区，以人口密度和单位面积 GDP 为指标进行易损性分析，以水准测量里程数和地下水压采量

考虑防灾减灾能力，采用GIS 空间分析方法将危险性分区图、易损性分区图和防灾减灾能力分

区图进行叠加分析，对天津市滨海地区地面沉降灾害风险进行了分区[5]；采用改进的模糊层次

分析法以 MAPGIS 为基础平台对上海地面沉降进行风险评价[6]；提出了区域地质灾害评价预

“ ”警的四度递进分析法，采用层次分析法建立区域地质灾害评价预警因子体系，建立地质灾害

“ ”的发育度、潜势度、危险度、危害度的四度概念模型和数学模型，最后基于 GIS 空间分析方

“ ”法编制区域地质灾害四度区划图[7]；采用易发性、危险性及易损性三大要素进行地面沉降风

险评价[8]。

2 现有评估技术标准及其对比

1999 年3月2日国土资源部颁布《建设用地审查报批管理办法》（国土资源部 1999 年3号

令）及《地质灾害防治管理办法》（国土资源部 1999 年4号令），明确规定建设项目的用地

申请应先进行地质灾害危险性评估。同年 11 月1日发布《关于实行建设用地地质灾害危险性

评估的通知》（国土资发[1999]392 号文）及《建设用地地质灾害危险性评估技术要求（试

行）》，成为全国开展地质灾害评估工作的重要技术准则。2003 年11 月24 日国务院颁布《地

质灾害防治条例》（国务院 2003 年第394 号令），对全国地质灾害防治工作提出了明确要

求。

2004 年国土资源部制定并发布了中华人民共和国地质矿产行业标准《建设用地地质灾害危险性

评估技术要求》（DZ 0245-2004），是目前进行地质灾害危险性评估的技术标准。该标准目前

正在修订，本文参考了 2013 年6月其修订征求意见稿。

在相关政策文件与规范的指导下，部分省市结合本地实际提出了包含地面沉降在内的地质灾害

危险性评估的具体工作要求与技术标准。

各地相关的技术规程既有共性也有差异：

（1）在危险性评估中，考虑的因素包括 4类：累计沉降量、沉降速率、沉降区面积、灾害后

果，一般采用其中两个或三个指标进行评估。

（2）具体指标分级差别很大，例如针对现状发育程度中的沉降速率分级，上海的技术规程

中，大于 10mm/a “ ”即为大，而北京则小于30mm/a “ ”均为小。这说明不同地区均考虑具体实际

（包括地质条件、经济水平、地面沉降发展的现状与趋势等），但从一个侧面也说明目前对地

面沉降灾害的具体分级尚无统一标准。

（3）在进行发育程度分析时，个别标准仅考虑地面沉降速率、累计沉降量二者之一，可能的

原因是此指标其实并不完全独立。

（4）北京地区的标准是 2012 年最新编制的，考虑因素比较全面，特别是引入了比较明确的灾

情（危害程度）指标，量化考虑地质灾害带来的人员和经济损失。但可能涉及大量的调查和资

料的搜集，增大了工作量和难度。

3 地面沉降对基础设施影响的风险评估方法

上述技术标准没有考虑不同基础设施自身对地面沉降的敏感性和其重要性差别，在城市规划阶

段分析地面沉降对基础设施的影响存在一定的局限性。本文基于工程风险管理的基本思路，建

立规划阶段地面沉降对基础设施影响的风险评估方法。由于在规划阶段一般尚缺乏具体的工程

设计、场区的地质资料等，因此建立的评估方法力求简便，以便于实际应用。

3.1 多目标地面沉降风险层次分析法

在工程风险的分析和评价方法中，层次分析方法模型简单，计算量小，应用也比较成熟[9]，因

此本项目采用层次分析法的基本原理，结合地面沉降和基础设施的具体条件，建立基础设施在

地面沉降影响下的风险规划评估方法。

当评估对象（如地铁、公路、桥梁等）确定后，该对象的地面沉降风险的评价因子一般需要考

虑地下水位变化、工程地质条件（土的可压缩性、渗透性、覆盖层厚度）等等，体系建立如图

1。

根据传统的层次分析法，首先确定各个因子的权重及其具体分值，然后按照公式（1）计算风

险评价分值。实际上，当评估对象、评估内容（地面沉降风险）都确定时，可以采用更为明确

的指标和更为直接的方法确定风险评价分值。

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摘要：

规划阶段对基础设施的地面沉降灾害风险评估国内外地质灾害的研究历史久远，但有关地质灾害风险的研究仅是近几十年才兴起的一个新的领域，虽然有关理论和方法迅速发展且日益丰富，但迄今尚没有形成完整的体系。地面沉降作为一种地质灾害，其对基础设施影响的机理、沉降控制指标、工程对策、对不同种类基础设施影响的分析与评方法一直是学术界和工程界最为关注的问题，但由于问题的复杂性，长期以来国内外相关研究成果较少。为指导地质灾害的评估工作，国土资源部及北京、上海、天津、重庆、浙江、江苏等地区出台了地质灾害危险性评价的技术标准。通过对评估工作的分析可知，目前地面沉降灾害的危险性评估方法往往主要考虑地面沉降自身的发育程度，...

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