基于GIS的中等比例尺地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)

陳偉 許強(qiáng) 李為樂(lè)

1 概述

隨著人口的增長(zhǎng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐漸發(fā)展、人類工程活動(dòng)的不斷增強(qiáng),加劇了對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞,大量的滑坡、崩塌以及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害屢屢發(fā)生,給人類的財(cái)產(chǎn)、生命安全以及工程建設(shè)造成了很大的危害。開展地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性研究,進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū),可以為國(guó)土城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃、地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)、規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)以及政府決策等提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

本文依托中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目《西南山區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管制方法及示范(1212010814015)》,通過(guò)對(duì)示范區(qū)四川省丹巴縣地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育狀況的分析研究,以GIS為平臺(tái),開展中等比例尺下地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)工作。

2 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)尺度

本文參考澳大利亞地質(zhì)力學(xué)學(xué)會(huì)2007年提出的滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃指南[15],提出地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分析的比例尺層次(見表1)。

表1 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分析的比例尺層次

3 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

針對(duì)中等比例尺范圍內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià),主要綜合考慮崩塌、滑坡、泥石流各種地質(zhì)災(zāi)害,而不單列各種地質(zhì)災(zāi)害各自的指標(biāo)體系。在上述指標(biāo)體系建立原則的基礎(chǔ)上,從地質(zhì)環(huán)境的角度盡可能全面考慮各種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的各種因素,將該指標(biāo)體系劃分為三類:災(zāi)害歷史因素、基本環(huán)境因素和誘發(fā)因素,見圖1。

4 研究區(qū)概況

丹巴縣位于四川省西部高山峽谷區(qū),甘孜藏族自治州東部,大渡河的上游。東鄰阿壩州小金縣,東南與南部連康定縣,西靠道孚縣,北面與東北面接金川縣。

丹巴縣地形破碎、河流切割嚴(yán)重、地質(zhì)環(huán)境脆弱,并且開礦、修理、工程建設(shè)等人為活動(dòng)強(qiáng)烈,崩塌、滑坡以及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),給當(dāng)?shù)厝嗣竦呢?cái)產(chǎn)及生命安全帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。

根據(jù)相關(guān)資料,丹巴縣境內(nèi)有各類地質(zhì)災(zāi)害276處,其中特大型9處、大型76處、中型96處、小型95處,其中泥石流112處,占40%;滑坡90處,占 33%;崩塌 45處,占 16%;潛在不穩(wěn)定斜坡29處,占11%。按規(guī)模統(tǒng)計(jì),以中小型為主,按規(guī)模劃分,特大型9處,占 3%;大型 76處,占 28%;中型 96處,占 35%;小型 95處,占34%。

5 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)模型及方法

模型建立如下[16]:

1)首先分別計(jì)算各因素Xi對(duì)地質(zhì)災(zāi)害事件H提供的信息量I(Xi,H),并以此確定各影響因素對(duì)地質(zhì)災(zāi)害事件的貢獻(xiàn)值(權(quán)重值):

其中,p(Xi|H)為研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生條件下出現(xiàn)影響因素Xi的概率;p(Xi)為研究區(qū)內(nèi)出現(xiàn)影響因素Xi的概率。

計(jì)算各影響因素的信息量值:

其中,S為研究區(qū)評(píng)價(jià)單元總面積;N為研究區(qū)含有地質(zhì)災(zāi)害單元的面積;Si為研究區(qū)內(nèi)含有影響因素Xi的面積;Ni為分布在因素Xi內(nèi)特定類別內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害面積。

2)計(jì)算單個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)總的信息量:

其中,Ii為評(píng)價(jià)單元總的信息量值;n為參評(píng)因子數(shù),其他參數(shù)同前。

3)根據(jù)計(jì)算得到的總信息Ii作為該單元影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的綜合評(píng)定分值,其值越大對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生越有利。

6 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果

采用信息量法并利用GIS進(jìn)行疊加分析,最終得到了丹巴縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果(見表2)。

表2 丹巴縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)結(jié)果 %

1)地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)性區(qū)。高易發(fā)性區(qū)位于丹巴縣城及其東南部,主要包括章谷鎮(zhèn)(丹巴縣城)、梭坡鄉(xiāng)和聶呷鄉(xiāng)的大渡河兩岸斜坡地帶,沿大渡河呈帶狀分布;北部,主要包括聶呷鄉(xiāng)的大金河兩岸斜坡地帶,沿大金河呈帶狀分布;東北部中路鄉(xiāng)、岳扎鄉(xiāng)、半扇門鄉(xiāng)的小金河兩岸斜坡地帶,沿小金河呈帶狀分布;西南部,主要包括水子鄉(xiāng)、東谷鄉(xiāng)的東谷河兩岸斜坡地帶,沿東谷河呈帶狀分布,面積157 km2,占總面積3.38%。2)地質(zhì)災(zāi)害中等易發(fā)性區(qū)。中等易發(fā)性區(qū)位于丹巴縣西南部,主要為東谷河中上游兩岸斜坡地帶,沿東谷河呈帶狀分布;西北部,主要為邊耳溝兩岸斜坡地帶,沿邊耳溝呈帶狀分布,面積680.77 km2,占總面積14.66%。3)地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)性區(qū)。低易發(fā)性區(qū)分布于離丹巴縣五大水系(大渡河、大金河、小金河、東谷河、革什扎河)較遠(yuǎn)、海拔較高的高山區(qū),海拔高度在3 000 m以上,包含丹巴縣各鄉(xiāng)的部分地區(qū),面積2 675.2 km2,占總面積57.62%。4)地質(zhì)災(zāi)害極低易發(fā)性區(qū)。極低易發(fā)性區(qū)分布于離丹巴縣各支溝源頭及海拔較高的高山區(qū),海拔高度在3 000 m以上,包含丹巴縣各鄉(xiāng)的部分地區(qū),面積1 130.2 km2,占總面積24.34%。

[1]http://baike.baidu.com/view/1157855.htm.

[2]陳自生,孔紀(jì)名.1991年9月23日云南省昭通市頭寨溝特大滑坡[J].山地學(xué)報(bào),1991(4):4.

[3]http://www.weather.com.cn/static/html/article/20080910/13114.shtml.

[4]中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.中國(guó)地質(zhì)環(huán)境公報(bào).2001.

[5]中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.中國(guó)地質(zhì)環(huán)境公報(bào).2002.

[6]中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.中國(guó)地質(zhì)環(huán)境公報(bào).2003.

[7]Aldo Clerici.A GRASS GIS based Shell script for Landslide Susceptibilityzonation by the Conditional Analysis method[J].Proceedings of the Open source GIS-GRASS users conference,2002(5):38-40.

[8]S.LEE.Probabilistic landslide hazard mapping using GIS and remote sensing data at Boun[J].REMOTE SENSING,2004,25(11):2037-2052.

[9]Hans-Balder Havenith.Analysis of landslide susceptibility in the Suusamyr region,Tien Shan:statistical and geotechnical approach,Landslides,2006(3):39-50.

[10]Fausto Guzzetti.Probabilistic landslide hazard assessment at the asin scale,Geomorphology,2005(72):272-299.

[11]J.G.Liu.Landslide hazard assessment in the Three Gorges area of the Yangtze river using ASTER imagery:Zigui-Badong,Geomorphology,2004:7.

[12]Jose I.Barredol.Comparing heuristic landslide hazard assessment techniques using GIS in the Tirajana basin,Gran Canaria,JAG l Volume 2-Issue 1-2000.

[13]R.NAGARAJAN.Temporal remote sensing data and GIS application in landslide hazard zonation of part of Western ghat[J].India,remote sensing,1998,19(4):573-585.

[14]Mehmet Lu“tfi Su”zen.Data driven bivariate landslide susceptibility assessment using geographical information systems:a method and application to Asarsuyu catchment[J].Turkey,Engineering Geology,2004(71):303-321.

[15]Australian Geomechanics Society.Landslide risk management[M].Australian Geomechanics,2007:13-36.

[16]鄧清祿.斜坡變形構(gòu)造[M].北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2000:100-105.