岩溶地面塌陷风险经济学评价

一、对城市地质环境风险进行评价，是实行地质环境风险管理的基础
城市是人口最集中、人类活动最频繁、人地相互作用最剧烈的地方，也是地质环境最脆弱、地质环境问题最多、造成危害和损失最大的地带，因而也是地质环境风险最大的地带，如何对城市地质环境进行合理保护管理，已成为非常重要的课题。引入地质环境风险管理，符合当今社会潮流，对城市地质环境风险进行评价，是实行地质环境风险管理的基础。
1.城市地质灾害频繁发生，严重威胁着城市居民生命财产的安全，影响国民经济建设
研究成果表明［11］，现有城市中，存在突发性地质灾害隐患的有160多个，产生灾害性地面沉降的城市超过50个。仅1998年，城市中崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害就发生约18万处，造成1157人死亡，10000多人受伤，毁坏房屋50多万间，造成直接经济损失80多亿元。地面塌陷分布广泛，全国城市中仅岩溶塌陷就有700多处，陷坑近3万个。城市地面沉降和地裂缝也比较严重。海水入侵使沿海城市超过1000km2的地下水水质劣变。由于超采地下水，使地下水位大幅度下降，城市土壤表层旱化，土地沙化，生态环境遭到破坏。
2.城市水资源严重缺乏，污染日趋严重［18］
目前687个大中城市中400多个缺水，108个严重缺水，日缺水量达2000多万方，影响工业产值200多亿。全国687个城市中有310个以地下水为供水水源，但有近50%的城市地下水受到污染，且在不断恶化。
3.城市垃圾随意堆放，严重占用耕地、污染环境［108］
我国城市垃圾历年堆存量已超过60亿t，占地75万亩，在全国687座城市中、已有200多座城市处于垃圾包围之中。2000年的调查资料表明，北京周围的垃圾场占地总面积2万多亩，173个垃圾场中，有94个对地下水造成了污染，地下水中有的污染物(如“三氮”)超出饮用水标准300多倍。几乎所有的垃圾场都对土壤和附近的地表水造成了污染。
4.城市地下空间开拓缺乏足够的地质资料支撑，带来各种地质环境问题，增加建设成本
地下工程施工诱发地下水污染、地下涌水突水、地面塌陷、围岩稳定性等问题。如黄浦江一越江隧道，在施工中引发多处地面下沉(最大沉降量约5m)、造成多处坍塌(最大地面塌陷达4～5m)，竣工后，因隧道纵向变形，引起接缝渗漏、泥土流失，引起地面建筑物开裂破坏［108］。黄浦江另一越江隧道，施工过程中遇流沙产生塌方，使黄浦体育馆地表坍陷1m多，还导致饱水砂性土的管涌、液化、地层中沼气侵袭等现象。
5.矿业城市地质环境日趋恶化
全国发生采矿塌陷灾害的矿业城市近40个，其中严重的有25个。全国每年仅因采矿导致的地面塌陷造成的经济损失达4亿元以上［10］。矿坑排水或冶炼废水污染水资源和环境，造成公害。我国每年因采矿产生的废水约占全国工业废水排放总量的5%左右，大量未经处理的废水排入江河湖海，污染严重。尾矿、固体废弃物的堆放，占用了大量土地，损坏地表。
我国城市化进程发展十分迅速，已经由1978年的17.9%发展到2008年的45.68%;在今后9～20年是特别关键期，预计到2020年城市化水平将达到50%左右。这段时期，我国城市将加速扩容，人口将迅速增长，经济迅速发展，城市规模将迅速扩大，对土地资源、矿产资源、水资源等的消耗将迅速增加，城市环境保护与污染破坏的矛盾将进一步加剧，各种地质环境问题将大量涌现。
城市化带来的一系列环境问题，过去发达国家已经历过。如何避免、防范这些问题，最好的办法就是在问题出现之前超前预测。一般城市的环境污染，生态破坏等一系列与地质环境风险有关的问题的出现，将有一个潜伏期，这个潜伏期是很长的，一旦潜伏期结束，所显现出来的问题就不可挽回。要避免或控制城市化过程中地质环境可能遭受的危害，必须提前对这些问题发生的风险进行预测，并在城市中远期规划中充分认识和考虑到地质环境风险来源、原因和风险的大小，并在城市规划时根据具体地质环境条件，以采取措施防范和化解风险。
我国的城市环境地质工作开展了几十年，积累了大量资料和数据，也在地质环境质量评价、地质灾害危险性评价方面做了大量工作，为城市地质环境风险评价奠定了基础。地质环境的风险评价，在国外有学者已开始做，但方法并不成熟。
但是，我国这方面的工作还没有得到应有的重视，虽然已有学者对地质灾害等进行“风险”评价，但从严格意义上来说，多数只能算“危险性”评价，而真正意义上的地质环境风险评价，特别是包含经济或生命损失的“地质环境风险的经济学评价”还见得不多。
二、地质环境风险经济学评价研究意义
为什么要选择地质环境风险的“经济学评价”?这是因为过去在地质环境质量、适宜性等方面的评价，及对地质灾害危险性、易发性等方面的评价，已做了大量工作，这些成果基本上能满足相应的需求。但为了地质环境的保护、管理有新的突破，必须有新的思路:即在市场经济的社会，必须要利用经济杠杆作用，才能有效“挑动”城市地质环境保护管理工作。从地质环境科学角度，指出城市建设规划、生态城市规划或城市重大工程建设时，如不遵循地质规律，将付出的包括经济损失在内的代价，并提出控制环境风险的对策或措施，这即是地质环境风险经济学评价。这样的评价结果可让城市规划、建设或管理者接受和重视。

一、评价理论体系
针对以往区域岩溶塌陷灾害调查研究的基本问题，这里引用刘传正教授提出的“地质灾害递进分析的理论概念体系”，以枣庄市附近作为典型地段，用“发育度”、“潜势度”、“危险度”及“危害度”来表征该区岩溶塌陷的发育、发展和危害程度(图8-8)。
(一)岩溶塌陷灾害“发育度”
反映一个地区岩溶塌陷灾害的发育程度，是已发生地质灾害的空间数量与面积分布的综合表现(以单位面积点数来描述灾害现状)。
(二)岩溶塌陷灾害“潜势度”
是岩溶塌陷灾害孕育生成的条件组合或潜在能力的评价指标，代表着一个地区地质环境的特征，是反映地质灾害生成内因的一种综合表达(以地质环境要素组合描述)。
(三)岩溶塌陷灾害“危险度”
反映一个地区在一定时间内因某种诱发因素作用(自然或人为因素)导致地质灾害发生的可能性大小的量化表达，即地质灾害预警等级的量化表达，是描述一种或多种突发因素参与下，岩溶塌陷灾害发生的可能程度。
(四)岩溶塌陷灾害“危害度”
岩溶塌陷灾害发生过程及其结局对地质环境和人类社会的危害联系起来，是地质灾害空间自然属性和社会属性的综合表现，用以确定一个地区是否应进行地质灾害防治以及进行何等程度的防治，也反映了一个地区社会经济活动的易损性和综合抗灾能力，从而为制订科学的防灾规划提供依据，也作为确定预警等级和启动政府社会减灾应急反应机制的依据(描述岩溶塌陷灾害“危险度”对一个地区造成的危害程度)。
二、评价因子的选取
(一)岩溶塌陷灾害“发育度”(n)
岩溶塌陷的发育强度是根据岩溶塌陷密度系数n(单位为点/km2)来表达，按照表8-6标准，岩溶塌陷发育度可划分出中等发育区和弱发育区两类(图8-9)。其中十里泉、东王庄、丁(佟)庄—黄楼、付刘耀及良辛庄等5个地段为塌陷中等发育区(A2)，多集中于供水水源地开采井附近及河道、坑塘等地形低洼处，塌陷密度系数n=10～100点/km2;上述几个地段外围碳酸盐岩分布区为塌陷弱发育区(A3)，塌陷密度系数n<10点/km2。
表8-6 岩溶塌陷强度划分标准


(据刘传正，2000)

图8-9 东王庄—良辛庄地区岩溶塌陷发育度示意图

(二)岩溶塌陷灾害“潜势度”
岩溶塌陷的发育、生成受地质环境条件的制约，其中岩溶地层和浅部岩溶发育程度、覆盖层的厚度和岩性与结构、地形地貌及距地表水距离等为产生岩溶塌陷的内孕因素，是岩溶塌陷灾害趋势预测的基础，可为灾害单因素预警或综合预警提供基础指标，具体量值是通过岩溶塌陷灾害基础因子与响应因子计算实现的。
计算公式采用综合指数模型可写成:

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式中:Qi为第i单元的“潜势度”指数;j为评价因子;ai为第j评价因子在第i评价单元的赋值;bj为第j个评价因子的权重;m为评价单元数;n为评价因子数。
此时，地质环境要素组合为基础因子，而灾害的面积模数比作为灾害发生潜势的一种响应，也是基础因子的组成部分，反映地质环境的脆弱性，是灾害发生潜能的一种响应，即把“发育因子”也称“响应因子”。
因子选取与分级是否合理将关系到“潜势度”计算分区的准确性，合理的因子选择有利于把握其潜在发展趋势，不合理的选择势必导致错误的结果，并同时影响后续的计算正确性。合理性主要表现在因子与灾害之间关联性好，因子全面，各因子相互独立，且在研究区有不同层次等级。根据灾害因子分析，选取基础因子(岩性组合、第四系厚度与岩性、地形地貌)和响应因子(即发育因子———面积模数比)作为灾害“潜势度”的判别因子。
判别因子一般分为四级。各指标量值的赋值主要以调查资料的统计分析为基础，综合分析地质灾害与基础因子和响应因子的关系后对其进行分级。根据各因子与灾害分布的关系程度研究和专家经验确定各因子权重，最终形成潜势度判别因子指标量值及权重表。
(三)岩溶塌陷灾害“危险度”
“危险度”是在潜势度分析基础上叠加诱发因子进行的，选取地下水条件(地下水面与基岩面距离、地下水水位变幅和地下水径流强度)、降水条件和人为因素等因子。
同样采用综合指数模型:

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式中:Wi为第i单元的“危险度”指数;j为评价因子;ai为第j评价因子在第i评价单元的赋值;bj为第j个评价因子的权重;m为评价单元数;p为评价因子数。
“危险度”判别因子选取原则是从地质环境的角度出发，既要充分考虑地质灾害发生形成的内在基本因素(地形地貌、岩性组合等)，又要兼顾诱发其发生的外部因素，通常指大气降雨、人类工程活动(开采地下水)等。
根据研究区内地质灾害调查的实际资料及已有的工作经验，“危险度”计算需要的判别因子分为三大类:基础因子、响应因子和诱发因子。
诱发因子的赋值依据是根据研究区的地质灾害发生历史，特别是统计分析不同地段不同诱发因素的临界值范围。赋值范围分为4级，最高值为4，最小值取1。如遇多个诱发因子参与计算，权值根据诱发因素的相对重要性确定。
(四)岩溶塌陷“危害度”
“危害度”指地质灾害发生后对其影响区内各类承灾体的伤害或财产破坏损失程度，它是地质灾害社会属性的表现形式。
重点考虑灾害的强度与受灾体的易损性，并用量化指标表示为

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式中:r1，r2，r3，……，rn是反映灾害危害的因素值。
岩溶塌陷灾害“危害度”与“危险度”、承灾体的易损性密切相关。承灾体易损性是一个难以确定的变量，它不仅与承灾体类型、结构功能等有关，而且与其所处的空间位置(离灾害体远近、灾害体的不同部位)有很大关系。
总体上，地质灾害对社会造成的破坏，表现为人员伤亡、价值损失，以及无法用货币衡量的环境破坏效应。
“危害度”单元评价模型一般写成:

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式中:Ri为单元危害度;Wi为单元危险度;Vi为单元受灾体易损性指数。
实际计算“危害度”时常常很困难，主要是很难得到比较准确的数据。本次选取的易损因子为水源地的受损程度，即塌陷体距抽水井距离，距塌陷体远，地下水受塌陷下渗地表污水的影响较小，而距塌陷体近，受地表污水的下渗影响则大，受灾体的危害度则大，另外应考虑塌陷对当地人员的损害程度等因素。
在“危害度”大或较大的地区应实施岩溶塌陷治理工程，可避免岩溶塌陷灾害危及当地人民的生产、生活，以保护地质环境和经济社会良性发展。
由于各评价因子的发育程度与评价单元的相对位置不同，对各评价单元岩溶塌陷的影响程度也不尽相同。根据岩溶塌陷形成临界条件和影响因素分析，将岩溶塌陷发育度、潜势度、危险度和危害度的9个条件16种因子作为层次模糊评价因子(图8-10)。

图8-10 岩溶塌陷“四度”层次结构模型分析图

三、评价预警分区
(一)评价因子的等级划分及赋值
将9个条件16种因子的等级指标和赋值列于表8-7中。
评价因子分定性指标和定量指标两类。定性指标是离散性取值，其隶属函数为其相应指标所对应的级别;定量指标常常是连续性区间限值，各级别虽有界限值，但实际上往往呈过渡状态，对定量指标隶属函数的取值原则是取各级别界限值上、下值的中值作为各级别界限的过渡函数;其余定量指标区间值属于相应的级别。
(二)评价模型及评价指标值的采集
1.评价模型
采用层次模糊数学评价模型，将评价目标(A)划定评价集为
A={危害性小(a1)，危害性中(a2)，危害性较大(a3)，危害性大(a4)}
相应的条件层(B)各评价指标对(A)的评价模糊子集为

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相对应的因子层(C)评价指标对(A)评价模糊子集为
在所建立的模型中，基本层有9个评价指标，因子层有16个评价指标，则评价单元j所构成的相应模糊子集为

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表8-7 枣庄市岩溶塌陷评价预警因子等级和赋值表


权重的确定，是判断矩阵的元素反映了研究者对影响因子之间相对重要性的认识。本次所选用的权重，均采用本地专家经验法和试算法确定，即先由专家经验确定一套试算权重初值，选择一些塌陷程度不同的实例单元进行权重反演，若相差太大时，则再对权值进行调整，直到调试合理后方可作为计算权值。由此得出各因子权值(表8-8)。各层指标权重的模糊子集W。
对于基本条件层:
对于因子层: ，则有
Wc={0.10000，0.02500，0.17500，0.10178，0.02545，0.01277，0.07000，0.08000，0.06576，0.03642，0.04782，0.10000，0.06750，0.02250，0.03500，0.03500}。
于是得到某评价单元j评价集的计算模型:

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式中:a1，a2，a3，a4，分别为危害性小，危害性中，危害性较大，危害性大。
通过不同层次、不同影响因子的权重，以此来刻画各影响因素对岩溶塌陷产生的影响程度及影响因素之间的组合效应，然后在确定各因子隶属度的基础上进行多因子综合，得到各单元的岩溶塌陷预测结果。
表8-8 各评价因子权重分配表


2.评价指标值的采集
塌陷发育度由实际计算得出;岩溶地层是由评价点所处位置的实际地层确定，岩溶发育程度则根据钻孔资料、物探资料和地下水富水程度等来确定;土层厚度、地层岩性和结构由附近钻孔和调查所得;地下水面与基岩面的距离由基岩埋深与地下水水位计算求取，地下水水位变幅是由2003年枯丰水期水位计算所得，地下水径流强度则由预测点在地下水径流带的位置而定;距地表水体距离是实测值;大气降水是实际数据;距抽水井的距离是实测值，抽水强度由实际调查所得;地形变化由预测点所在的实际情况确定，塌陷发育程度依塌陷所在的塌陷发育度来确定;损失程度是根据《地质灾害防治条例》的要求界定。
(三)评价单元划分及层次模糊综合预测
利用计算机的栅格化功能，将工作区120km2划分为500m×500m的方格，共480个小方格作为评价单元，并通过GIS从属性库中读出每个评价单元的所有指标的实际值，确定各评价指标的隶属函数值，然后列出每个评价单元的隶属函数矩阵Cj，各预测因子的权重Wc，运用层次模糊判别原理建立的计算模型:
Aj=WcCj(j=1，2，3，…，480)
由此计算出每个单元的模糊评价集:
Aj={a1，a2，a3，a4}
按照隶属度最大原则，最大值则为该预测单元所对应的级别。
以上过程通过编制程序自动完成，并将评判结果存到预测单元的属性库中，最后根据计算结果，把相同隶属度的单元划分为同一级别，从而得出枣庄岩溶塌陷评价预警分区。
如在十里泉地段(十里泉北)的第341评价单元，实际取值为(100，三山子组白云岩，强烈发育，5.00，含砾粉质粘土，一元，低洼地，30.00，8.03，5，强，621，100，31900，3，1000)。
该评价点相应的模糊子集C341为

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因子层相对于目标层的权重值Wc={0.10000，0.02500，0.17500，0.10178，0.02545，0.01277，0.07000，0.08000，0.06576，0.03642，0.04782，0.10000，0.06750，0.02250，0.03500，0.03500}，则目的层隶属函数计算结果为
A341=WcC341={0.10076，0.0000，0.37750，0.52174}
则a4>a3>a1>a2，即该评价单元属a4，为危害度大的级别。依此计算出全区480个评价单元的Aj值。
(四)评价分区
对于研究区北部的石炭-二叠系含煤地层区及东北角的变质岩分布区，面积为30.83km2，是非可溶岩分布区，不存在岩溶塌陷问题，可作为危害度小区(表8-9)。
在碳酸盐岩分布区岩溶塌陷评价结果分为危害度小区，面积28.80km2;
危害度中等区，面积27.06km2;
危害度较大区，面积28.48km2;
危害度大区，点状分布于十里泉、东王庄、丁(佟)庄和良辛庄等地段，面积分别为2.88km2、0.98km2、0.70km2和0.27km2。
表8-9 枣庄岩溶塌陷评价预警分区表

岩溶塌陷通常是由于覆盖在隐伏溶洞或强烈溶蚀带之上的堆积体失稳而突然坍塌造成的。由于这些溶洞、溶蚀带已被第四纪沉积物覆盖，因而难以确定其准确位置和逐个地进行稳定性评价。所以，在城市规划、建设的前期，由于缺乏充分的科学论证，不可避免地遇到了岩溶塌陷的潜在威胁。而对其进行风险评估，掌握其可能发生的概率(危险性)、分布范围及其可能带来的危害和损失，在城市规划、建设、设计和施工过程中有效地进行风险控制与管理，意义十分重大。

一、研究区岩溶塌陷概况^［127］

1.评价区概况

评价区主要在市中心区包括路北和路南两个区，为唐山市的岩溶塌陷严重地区，总面积为202km²，人口约76万。

2.地质条件

唐山市地处“唐山块陷”之中。该块陷四周为活动断裂环绕。南界为宁河－昌黎深断裂;北界为丰台－野鸡沱深断裂;东界为滦县乐亭深断裂;西界为蓟运河深断裂。基岩岩性主要为古生代的碳酸盐岩。其上为厚度为14～93m的第四纪沉积物覆盖。

碳酸盐岩的岩溶作用较为强烈，规模不大的隐伏岩溶形态较为发育，以开口较宽的溶蚀裂隙为主，其次为小型溶洞。裂隙和溶洞交织成网格状。这些溶隙主要由构造裂隙或层间裂隙发育而成，其宽度一般为1～5m，主要以NE及NW向展布。

二、岩溶塌陷的风险识别

判定一个地方是否发生岩溶塌陷，一是要看历史上有没有发生过;二是要看是否仍具备发生的条件。根据已有资料^{［127、128、150～152］}分析，研究区具备下列条件:

1.过去塌陷频繁发生

据调查，唐山市区共有地面塌陷26处，其中岩溶塌陷有20处、地震塌陷1处、其他塌陷5处;岩溶塌陷坑的平面形态多呈圆形、椭圆形，剖面形态则多呈筒状或坛状。塌坑的直径一般为2～8m，最大可达55m，其可见深度一般为2～6m，最深为10m;一般塌坑外围3～20m为影响带，其内多有地面变形开裂现象。区内的塌陷发生后，均进行了填平处理，较严重的塌陷采用了钻孔水泥灌浆处理。经处理后的塌坑大多已经趋于稳定，但也有不少塌坑仍有多次复塌。

2.目前仍然具备发生的条件

岩溶塌陷的形成受诸多因素的影响。其中岩溶化程度、覆盖层性质与厚度、活动断裂、地震和地下水开采是导致唐山岩溶塌陷的主要影响因素。目前，这些条件仍未消除。

(1)岩溶化程度高，构成了塌陷条件之一。隐伏碳酸盐岩发生岩溶化作用，是岩溶塌陷形成的先决条件。钻孔资料表明，研究区内第四纪沉积物之下的基岩大多为碳酸盐岩。燕山运动以来，开平向斜两翼碳酸盐岩被暴露于地表，使浅部岩层岩溶化作用得以加强，岩溶形态发育，以宽大溶隙为主，其次为溶洞。不过，岩溶发育在空间上具有明显的不均匀性。根据钻孔线岩溶率统计，强烈岩溶化的深度范围为30m，其下岩溶发育显著减弱，岩溶发育具有随深度增大而逐渐减弱的特征。岩溶发育以奥陶系灰岩最为强烈。

(2)覆盖层性质与厚度构成了塌陷条件之二。研究区内第四系松散层的岩性以冲洪积亚粘土、粘土、中砂、粗砂为主，少量卵砾石层，除残丘边缘地带局部为残坡积中粒结构的含砾粘土外，绝大部分地带为黏性土和砂层交叠的多层结构。

第四系表层普遍分布一层黄土状亚砂土，厚度为3～5m，含长石、石英颗粒，长石已剧烈风化，垂向节理发育，与下部砂层逐渐接触。

第四系底部存在一层不连续的残坡积粘土，厚度1～6m。该层土结构致密，呈硬塑状，具胀缩性。本层粘土裂隙发育，裂隙面光滑并具擦痕，可见锈膜。裂隙宽度一般为0.1～0.5cm，最宽可达1.5cm，且充填具水流痕迹的纯净砂。说明本层在新构造运动的作用下，遭揉挫破碎，裂隙已成为地下水渗透的通道。此层局部缺失，砂、砾石直接与基岩接触，形成“天窗”。

第四系中可见2～3层砂层，砂层单层厚度为1～10m，松散，磨圆中等，颗粒不均，含少量卵砾石，不均匀系数一般为2～6，大者42。渗透系数为7～20m/d，透水性较好。据钻探资料验证，塌陷发育处一般为黏性土、中砂，二层结构或多层结构。塌陷坑的形态与覆盖层砂土层和粘土层厚度比的大小有关，砂层厚度大的地带，塌陷形态以碟状为主，而砂层厚度相对小的地带，塌陷形态以筒状为主。

根据第四系覆盖层厚度与其相应范围内的塌陷个数的统计分析结果表明，覆盖层厚度对塌陷影响显著，塌陷多发育在厚度为0～15m的地带，最厚达65m。

(3)活动断裂的存在，是塌陷发生的又一因素。本区岩溶发育的另一特点是与活动断裂关系比较密切。据地质勘查和浅层地震资料解译，本区的主要活动断裂有6条。其中，未错断整个第四系的断层有陡倾断层2条;已错断整个第四系的断裂有4条。这些活动断裂既是岩溶活动的场所，又沟通了岩溶水与第四系水的水力联系并使第四系土层的完整性降低，从而有利于渗透潜蚀作用的发生和发展。

据浅层地震勘探结果表明，在这些断裂带附近已存在多处“潜蚀扰动点”，它们实际为土洞破坏带或潜蚀作用形成的土洞雏形。因此，潜蚀作用主要沿活动断裂带发展，活动断裂带亦属于潜在的塌陷危险区。

(4)地震活动。唐山地区是地震多发区。1976年7月发生7.8级地震以后，本区的岩溶塌陷显著增多，产生了本质的影响。可见，岩溶塌陷增多与地震有关这是不争的事实。

(5)地下水开采是塌陷的人为因素。1976年以前，岩溶水开采量最大只有10×10⁴m³/a，但自1976年，重建唐山后，大量开采岩溶水，使取水量急剧增加，至1981年开采量最高峰达到15.1×10⁴m³/a，加之1978～1981年连续干旱，从1978年起，岩溶水和第四系孔隙水水位以每年6mm的速度大幅下降，形成了双层降落漏斗，其水位差不断增加，最大可达到46m，大量的土洞形成并发生密集的岩溶塌陷。1983年以后，由于采取了限制开采的措施，加之1984～1987年降雨充沛，使岩溶水位得到回升，造成大幅度震荡和强烈入渗作用，使土层饱和、软化，降低其抗塌强度，已形成的土洞纷纷塌落，形成了1988年的塌陷高峰。由此可见，岩溶水水位的剧烈变化是引起地面塌陷的又一个重要原因。

三、危险度评估

即对本区塌陷发生的可能概率进行分析，对塌陷发生危险度进行计算或评估。

根据本区可溶岩地层分布和岩溶发育程度、上覆土层厚度、已有塌陷发育特征及分布、地形地貌特征等情况，利用上述岩溶塌陷危险性评价及危险度的计算方法，计算出本区塌陷发生的危险度p_i分布见图9－6－1。

图9－6－1 唐山市岩溶地面塌陷危险度分布图

四、风险评估

(1)危害评估:研究区岩溶塌陷将造成的危害有:破坏建筑物、土地和生态，毁坏生活和生产设施，造成人员伤亡和财产损失等。由于要获得各项数字是非常难的，且危害评估又带有某种虚拟性质(即评估假设塌陷发生后可能的危害)，因此，在进行本项危害评估时，从地面人口密度、人均产值、个人财产等方面来核算。

研究区主要是唐山市中心路北区和路南区，是人口密度最大、财产集中、居民比较富裕、人均收入较高的地带。通过对唐山年鉴和“中国唐山网”及相关文献的查阅，结合实地调查访问，得到2006年研究区人口密度2100～3800人/km²(具体小区有所差距)、人均产值2.8万元、人均财产20万/人。

也就是说，按照2006年数据评估，在研究区内岩溶塌陷威胁到(包括生命和财产安全)的人员为2100～3800人/km²、2.8万元/人·a、人均财产20万/人。

(2)风险核算:按照风险度的计算式“风险度(Risk)=危险度(Haz-ard)×危害损失(Loss)”，结合上述危害评估结果，对区内岩溶塌陷风险进行计算，结果见图9－6－2。

图9－6－2 唐山市岩溶地面塌陷风险分区图

五、风险评判

本例所谓的塌陷危险度或概率，并不是数学意义的概率，而是一种相对可能性大小，其分布也只具有相对意义。所核算出的风险值，表明了单位面积(平方千米)上威胁到的人数、发生后可能引起的财产损失，并没有落实到户或人。事实表明，评价区多年来一直有塌陷发生，已造成伤亡或财产损失，这种事故摊在一个小区或政府，似乎不是太大的风险。但要是塌陷事故的风险由某家庭或某人来承受，则是难以想像的或不能承受的。

六、风险控制

要避免或降低塌陷风险，减少人员伤亡或财产损失，必须根据岩溶塌陷形成原因和诱发因素来提出回避或降低风险的对策或措施。根据研究区的实际情况，风险控制措施主要有:

(1)加大地质勘察力度，查明塌陷易发(概率高、危险度大)地区隐伏岩溶和土洞的发育程度、覆盖土层的工程性质和厚度、地下水动力条件等，找出将要发生的塌陷的具体地点，采取工程措施加固或搬迁以避免伤亡和损失。

(2)停止在危险区开采地下水和不合理的地下开挖，避免新的塌陷产生。

(3)对已经出现塌陷迹象，并造成房屋开裂等危险建筑，且又没有及时搬走的住户或单位，要注意观测塌陷发生动向，随时准备避让。