關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)因子權(quán)重確定的探討

任凱珍，冒 建，陳國(guó)滸

（1.北京市地質(zhì)研究所，北京 100120；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 100083）

0 引言

研究區(qū)為北京山區(qū)，研究的地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡、泥石流、地面塌陷。地質(zhì)災(zāi)害主要孕災(zāi)因子可以歸為地形地貌、巖土體類型、地質(zhì)構(gòu)造、降水、植被覆蓋情況、人類工程活動(dòng)等。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃模型中，不同地區(qū)孕災(zāi)因子權(quán)重不同。因子權(quán)重的確定、求解權(quán)重的準(zhǔn)確性將直接關(guān)系到區(qū)劃結(jié)果的可靠度。

目前計(jì)算地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃因子權(quán)重的方法主要有德爾菲法（專家系統(tǒng)）、層次分析法（AHP）、模糊權(quán)重法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。

德爾菲法優(yōu)點(diǎn)是充分挖掘了專家的知識(shí)，匯集專家的綜合優(yōu)勢(shì)，能夠把專家的知識(shí)變?yōu)閿?shù)字語(yǔ)言表達(dá)；層次分析法的優(yōu)點(diǎn)是在建立不同的目標(biāo)層基礎(chǔ)上，比較每個(gè)目標(biāo)層的因子作用，明確什么條件下各種因子的作用最明顯；模糊權(quán)重法的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⒉煌囊蜃影吹燃?jí)劃分建立模糊集合，對(duì)因子進(jìn)行優(yōu)化處理后得到因子權(quán)重［1］；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的優(yōu)點(diǎn)是在構(gòu)成原理和功能特點(diǎn)等方面更加接近人腦，它不是按給定的程序一步一步地執(zhí)行運(yùn)算，而是能夠自身適應(yīng)環(huán)境、總結(jié)規(guī)律、完成權(quán)重的計(jì)算。

德爾菲法的缺點(diǎn)為主觀賦權(quán)值較重，容易缺乏客觀性，尤其是對(duì)一個(gè)研究區(qū)環(huán)境因子作用不太熟悉的情況下，很可能給出偏差權(quán)值，因此影響地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)判的結(jié)果；層次分析法盡管科學(xué)性強(qiáng)，但也存在人為因素作用，并易產(chǎn)生循環(huán)從而不滿足傳遞性公理，當(dāng)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際有差別時(shí)，缺乏專家的解釋，而且目標(biāo)層的建設(shè)中也存在人為因素作用；模糊權(quán)重法在建立因子集的等級(jí)劃分過程中，個(gè)人主觀判別的準(zhǔn)確性容易影響計(jì)算權(quán)重的可靠性，而且計(jì)算過程較為繁瑣；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的缺點(diǎn)是沒能力來解釋推理過程和推理依據(jù)，不能向用戶提出必要的詢問，而且當(dāng)數(shù)據(jù)不充分的時(shí)候，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就無法進(jìn)行工作。

每個(gè)因子權(quán)重確定的方法都有優(yōu)缺點(diǎn)，本次通過統(tǒng)計(jì)分析各因子在研究區(qū)分布頻率，推出每個(gè)因子的相對(duì)權(quán)重，結(jié)合層次分析法確定各因子在易發(fā)區(qū)劃模型中的權(quán)重，減少了人為因素的干擾，，提高了區(qū)劃的準(zhǔn)確度。然后再利用地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法得出了北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃模型。

1 研究區(qū)背景

北京市地處華北大平原的西北隅，山地與平原的過渡地帶。平原地區(qū)三面環(huán)山，各山脊大致可連成一條平均海拔1000m左右的弧形天然屏障，形成山前山后氣候的天然分界線。由于這種地形的影響，山前一帶為多雨區(qū)，山后和平原南部地區(qū)為少雨區(qū)。北京地區(qū)四季變化顯著，降水集中在夏季，并多以暴雨形式出現(xiàn)，易引發(fā)山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害和平原洪澇災(zāi)害。

北京地區(qū)在地殼運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造活動(dòng)和外營(yíng)力長(zhǎng)期作用和影響下，形成了由北部、西部山區(qū)的侵蝕、剝蝕構(gòu)造地貌和東南部平原沖洪積堆積地貌構(gòu)成的地貌輪廓。地勢(shì)西北高東南低，西、北崇山峻嶺綿延起伏，東南平坦開闊一望無垠，山地平原之間界線鮮明。其中山區(qū)面積為 10072km2，平原區(qū)面積為 6338km2［2］。西山和北山西部山區(qū)屬太行山脈，巖性堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙發(fā)育；北山大部分區(qū)域?qū)傺嗌缴矫}系統(tǒng)，具有塊狀分散，地勢(shì)陡起伏較大的特點(diǎn)；東南部廣大平原則由河流的沖洪積物堆積而成，地勢(shì)平緩。

北京城市的發(fā)展是伴隨著強(qiáng)烈的人類活動(dòng)，大規(guī)模的開礦筑路、過度的砍伐墾殖、不合理的工程開發(fā)等都會(huì)引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，如西山地區(qū)的煤炭采空區(qū)塌陷和隨著地區(qū)發(fā)展新出現(xiàn)的問題。

據(jù)區(qū)縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全市共有突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)及地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)758處（圖1），其中泥石流災(zāi)害點(diǎn)及泥石流隱患點(diǎn)333處，滑坡災(zāi)害點(diǎn)及滑坡隱患點(diǎn)8處，崩塌及崩塌隱患點(diǎn)305處，不穩(wěn)定斜坡隱患點(diǎn)76處，地面塌陷隱患點(diǎn)36處。據(jù)2010年地質(zhì)災(zāi)害核查，北京市共有64個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、242個(gè)行政村、32條道路、50個(gè)景點(diǎn)、17個(gè)度假村、19個(gè)礦山、6個(gè)中小學(xué)校，共 4775戶，14643人，24413間房屋受突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害威脅。

圖1 北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布圖Fig.1 Geological disaster distribution map of Beijing Area

2 地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系

2.1 地質(zhì)災(zāi)害與地形地貌

地形地貌是崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡以及泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害類型和規(guī)模的主控因素，為地質(zhì)災(zāi)害提供能量和活動(dòng)場(chǎng)所（能量轉(zhuǎn)換條件）。影響崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡發(fā)育的主要微地貌因素為坡度、坡形。崩塌一般都發(fā)生于地形坡度大于50°，高度大于30m的高陡邊坡上，以垂直運(yùn)動(dòng)為主。影響泥石流發(fā)育的主要微地貌因素為坡降、溝谷形態(tài)。北京地區(qū)近幾十年來，泥石流大部分出現(xiàn)于末級(jí)或二級(jí)支溝，流長(zhǎng)多在幾百 ～三千米，溝谷形態(tài)以“∨”型為多。地形相對(duì)高差大，泥石流的動(dòng)能就越大，流速也快，沖擊力與破壞力都極強(qiáng)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京地區(qū)高程大于1000m地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.228個(gè)/km2；高程為500～1000m地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.179個(gè)/km2；高程為200～500m地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.089個(gè)/km2；高程小于200m地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.009個(gè)/km2（圖2）。

圖2 高程與地質(zhì)災(zāi)害分布關(guān)系直方圖Fig.2 Relationship between elevation and geological hazards

2.2 地質(zhì)災(zāi)害與巖土體類型

北京地區(qū)巖石類型多樣，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，山體基巖風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈。這些巖石風(fēng)化破碎后形成較厚的殘坡積層。暴雨時(shí)節(jié)，陡坡處易形成滑塌，同時(shí)產(chǎn)生土壤侵蝕，碎屑物逐漸向溝內(nèi)聚集，而一些較堅(jiān)硬的巖石，抗風(fēng)化能力強(qiáng)但脆性大，沿節(jié)理裂隙常出現(xiàn)不穩(wěn)定巖塊，形成崩塌。這些崩塌體有時(shí)可直接觸發(fā)形成泥石流，有時(shí)則殘存于坡腳或溝內(nèi)，由于巖石表層長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕、跨落、沖涮，大量的松散固體物質(zhì)堆積于溝坡，另外，溝床、河岸堆積有沖積、沖洪積、洪積、坡洪積物等第四系松散沉積物，其結(jié)構(gòu)疏松，抗水蝕力差，易遭水流的沖刷與侵蝕。上述基巖崩塌體、坡面碎屑物和溝內(nèi)沉積物構(gòu)成了泥石流固體物質(zhì)?；鶐r風(fēng)化物需要較長(zhǎng)時(shí)間才能形成，北京地區(qū)殘坡積物一般僅幾十厘米厚，它們大多以間接方式加入泥石流活動(dòng)，即長(zhǎng)期積累之后在重力和坡面流的作用下停積于坡腳、溝內(nèi)，補(bǔ)充溝床物質(zhì)，僅少部分以崩塌或坍滑形式直接參加泥石流。但溝床中的沖洪積等松散物則大部分直接加入泥石流［2］。

本次研究結(jié)合參照《工程地質(zhì)手冊(cè)》第四版將巖土體劃分為四類：堅(jiān)硬巖組（Ⅰ）、較堅(jiān)硬巖組（Ⅱ）、較軟巖組（Ⅲ）、其他巖組（Ⅳ）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京地區(qū)較軟巖組地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.224個(gè)/km2；較堅(jiān)硬巖組地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.146個(gè)/km2；堅(jiān)硬巖組地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.137個(gè)/km2；其他巖組地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.022個(gè)/km2（圖3）。

圖3 巖組類型與地質(zhì)災(zāi)害分布關(guān)系直方圖Fig.3 Relationship between lithological type and geological hazards

2.3 地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)構(gòu)造

北京地區(qū)構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育。在各種力（壓力、張力等）的作用下，構(gòu)造復(fù)合部位巖體遭受嚴(yán)重破壞，形成了豐富的松散物質(zhì)，因此這些地區(qū)往往是地質(zhì)災(zāi)害分布最密集的地區(qū)。斷層帶及其附近地區(qū)的巖體在斷層的作用下也能形成大量的松散物質(zhì)；褶曲軸部是受力最集中的部位，產(chǎn)生大量的壓裂隙或張裂隙，在風(fēng)化作用下易產(chǎn)生大量的松散物質(zhì)；褶曲翼部巖體在受力的作用下也受到破壞，但比軸部變形舒緩，因此該地區(qū)松散物質(zhì)較軸部地區(qū)少。泥石流發(fā)育與斷裂構(gòu)造活動(dòng)有著密切關(guān)系。一方面斷裂帶通過河谷區(qū)使河谷侵蝕下切加速，兩側(cè)山體抬升相對(duì)加快，造成地形切割深度加大，河谷沉積巨厚的沖洪積物，而兩側(cè)山體山高坡陡，支溝溝谷縱坡大；另一方面斷裂活動(dòng)及其同生的大量次一級(jí)斷裂使巖體受到嚴(yán)重破壞，節(jié)理裂隙十分發(fā)育。被多組節(jié)理切割的塊體經(jīng)進(jìn)一步風(fēng)化剝蝕，形成大量危巖體，發(fā)生頻繁的崩塌、剝落，由此產(chǎn)生豐富的固體物質(zhì)，遇適當(dāng)降雨便形成眾多泥石流溝谷［2］。

本次研究根據(jù)斷層的線密度將地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育程度分為四類：即強(qiáng)烈、較強(qiáng)烈、中等、弱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造強(qiáng)烈區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.181個(gè)/km2；地質(zhì)構(gòu)造較強(qiáng)烈區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.136個(gè)/km2；地質(zhì)災(zāi)害中等區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.133個(gè)/km2；地質(zhì)構(gòu)造弱區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.036個(gè)/km2（圖4）。

圖4 地質(zhì)構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害分布關(guān)系直方圖Fig.4 Relationship between geological structure and geological hazards

2.4 地質(zhì)災(zāi)害與降水

從目前統(tǒng)計(jì)的災(zāi)害來看，地質(zhì)災(zāi)害中的崩滑流絕大多數(shù)都是由降雨所引發(fā)。縱觀北京地區(qū)每次地質(zhì)災(zāi)害（崩塌、滑坡、泥石流）的發(fā)生，大部分為局地暴雨誘發(fā)而形成的。局地暴雨型降雨具有降雨持續(xù)時(shí)間短，一般為1天，甚至幾個(gè)小時(shí)，降雨強(qiáng)度比較大，日雨量一般達(dá)到暴雨級(jí)別（50mm）的特點(diǎn)。北京多年平均雨量的空間分布與北京市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育區(qū)基本吻合，但值得注意的是，它們并不是地質(zhì)災(zāi)害的激發(fā)雨量，而是區(qū)域降雨背景，它能反映出暴降雨的出現(xiàn)機(jī)率會(huì)較多，強(qiáng)度也較大。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京地區(qū)多年平均降雨量為550～650mm的地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.1915個(gè)/km2；多年平均降雨量大于650mm的地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.1212個(gè)/km2；多年平均降雨量為450～550mm的地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.1153個(gè)/km2；多年平均降雨量小于450mm的地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.0096個(gè)/km2（圖5）。

2.5 地質(zhì)災(zāi)害與植被

圖5 多年平均降雨量與地質(zhì)災(zāi)害分布關(guān)系直方圖Fig.5 Relationship between average annual rain fall and geological hazards

植被一般起著較積極阻止和減緩泥石流發(fā)生的作用，其作用大小取決于植被的種類與覆蓋狀況。植被起著截留降水，削弱雨力，減輕地表徑流的作用。這些作用使土壤流失大為減少，甚至停止，減慢了松散固體物質(zhì)的聚集速度。泥石流的必備條件之一——固體物質(zhì)在短時(shí)間難以得到滿足，因此也就可以減少泥石流發(fā)生的機(jī)會(huì)。但是，土壤容納水體的容量有限，當(dāng)其處于飽和的臨界狀態(tài)時(shí)，由于重力作用，植被對(duì)保持水土和防風(fēng)固沙具有一定的反作用。北京地區(qū)坡面土層薄，植被根系深度淺，固結(jié)土體能力差，截流量極為有限，所以土壤易于飽和，在遇特大暴雨或歷時(shí)較長(zhǎng)的中等強(qiáng)度降雨，或土壤前期含水量很大，植被就無法起到對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的抑制作用。另外，我們也常見到許多植物生長(zhǎng)于巖石的節(jié)理逢隙中，加速了巖石的破裂、風(fēng)化，促進(jìn)了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。植被對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生既有抑制作用，也有促進(jìn)作用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京地區(qū)植被覆蓋度大于90％的地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.1352個(gè)/km2；植被覆蓋度為70％～90％的地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.1286個(gè)/km2；植被覆蓋度為50％ ～70％的地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.0851個(gè)/km2；植被覆蓋度小于50％的地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.0708個(gè)/km2（圖6）。

2.6 人類活動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害

人類活動(dòng)既可促進(jìn)也可削弱地質(zhì)災(zāi)害的生成。從誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害角度考慮，北京地區(qū)常見的人類活動(dòng)是削坡種地、放牧、修路。采礦過程產(chǎn)出的大量廢棄礦石被傾入溝床、坡腳；修路、采石形成的棄土廢渣隨意堆放，使溝內(nèi)碎屑量劇增，為泥石流的形成提供了豐富的物源。許多成災(zāi)塌陷都是因淺部古空區(qū)或新近開采的小窯采空區(qū)與其附近或下方深部國(guó)營(yíng)大礦采空區(qū)共同作用形成的。誘發(fā)崩塌災(zāi)害的人類活動(dòng)主要為修路切坡造成的。北京地區(qū)崩塌主要發(fā)生于荒無人煙的深山區(qū)或溝谷源頭，是泥石流的主要物源，對(duì)人類生活造成直接危害的崩塌災(zāi)害僅占極少數(shù)，主要沿公路分布。滑坡災(zāi)害在北京地區(qū)不發(fā)育，目前發(fā)現(xiàn)的威脅較大的只有門頭溝戒臺(tái)寺滑坡和趙家臺(tái)滑坡，這兩處滑坡均為地下采空導(dǎo)致。

圖6 植被覆蓋度與地質(zhì)災(zāi)害分布關(guān)系直方圖Fig.6 Relationship between the Vegetation coverage and geological hazards

本次研究將人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響程度分為四級(jí)，即強(qiáng)烈、較強(qiáng)烈、中等、弱，其中人類工程活動(dòng)主要為采礦的地區(qū)為人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈區(qū)；人類工程活動(dòng)主要為修路的地區(qū)為人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈區(qū)；人類工程活動(dòng)主要為放牧、坡地開荒、旅游開發(fā)等的地區(qū)為人類工程活動(dòng)中等區(qū)；其他地區(qū)為人類工程活動(dòng)弱區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.5136個(gè)/km2；人類工程活動(dòng)弱區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.1415個(gè)/km2；人類工程活動(dòng)中等區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.1081個(gè)/km2；人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布頻數(shù)為0.0726個(gè)/km2（圖7）。

圖7 人類活動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害分布關(guān)系直方圖Fig.7 Relationship between the hum an activity and the geological hazards

2.7 地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境分布關(guān)系分析

一般情況下，高程、巖組類型、地質(zhì)構(gòu)造、降水因子與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度為正相關(guān)；植被覆蓋度與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度為負(fù)相關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)在高程大于1000m的地區(qū)的分布頻數(shù)最大，則認(rèn)為在北京地區(qū)高程因子對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的貢獻(xiàn)率大；地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)在較軟巖組（Ⅲ）的分布頻數(shù)最大，則認(rèn)為在北京地區(qū)巖組類型因子對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的貢獻(xiàn)率較大；地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)在地質(zhì)構(gòu)造強(qiáng)烈區(qū)的分布頻數(shù)最大，則我們認(rèn)為在北京地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造因子對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的貢獻(xiàn)率大；地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)在多年平均降雨量為550～650mm的地區(qū)分布頻數(shù)最大，則認(rèn)為在北京地區(qū)降雨量因子對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的貢獻(xiàn)率較大；地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)在植被覆蓋度大于90％的地區(qū)分布頻數(shù)最大，則認(rèn)為北京地區(qū)植被覆蓋度因子對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的貢獻(xiàn)率小；地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)在人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈區(qū)的分布頻率最大，則認(rèn)為人類工程活動(dòng)因子對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的貢獻(xiàn)率大。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是各因子共同作用的結(jié)果，各因子在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的貢獻(xiàn)率即為各因子在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃模型中權(quán)重的體現(xiàn)。在北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃模型中，高程、地質(zhì)構(gòu)造因子和人類活動(dòng)因子的權(quán)重相對(duì)大；巖組類型和降水因子的權(quán)重相對(duì)較大；植被覆蓋度因子權(quán)重相對(duì)小。

3 易發(fā)區(qū)劃模型的建立

3.1 統(tǒng)計(jì)單元格的確定

本項(xiàng)研究采用3km×3km的網(wǎng)格進(jìn)行剖分，每個(gè)單元格的面積為9km2。

3.2 因子的選取及判別指標(biāo)量值的確定

根據(jù)《縣（市）地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求》實(shí)施細(xì)則，選取潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)（地質(zhì)條件、地形地貌條件、氣象條件、植被條件、人為條件）和現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)（災(zāi)害點(diǎn)密度、災(zāi)害面積密度、災(zāi)害體積密度）作為地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)模型的判別因子。

3.3 模型的建立

根據(jù)各單元的地質(zhì)條件、地形地貌條件、氣象條件、人為條件以及現(xiàn)狀災(zāi)害點(diǎn)條件，利用ArcGIS空間分析功能，求取評(píng)價(jià)單元的潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)與現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)，分級(jí)賦值進(jìn)行換算疊加，獲得評(píng)價(jià)單元的地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)。依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)，合并相同單元格，劃定地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。

地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)模型如下：

Z=Zq·r1+Zx·r2

式中：Z——地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)；

Zq——潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)；

r1——潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度權(quán)值；

Zx——現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)；

r2——現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度權(quán)值。

（1）潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)計(jì)算

潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)（Zq）按以下公式計(jì)算：

Zq=∑Ti·Ai=B·AB+C·AC+D·AD+E·AE+F·AF+G·AG

式中：Ti分別為潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)的二級(jí)因子——巖組類型（B）、地質(zhì)構(gòu)造（C）、高程（D）、植被覆蓋度（E）、降水（F）、人類工程活動(dòng)（G）的表度分值。Ai分別為各形成條件的權(quán)值，根據(jù)AHP法（層次分析法）確定。

（2）現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)計(jì)算

現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)（Zx）可以用災(zāi)害點(diǎn)密度、災(zāi)害面積密度以及災(zāi)害體積密度來求得。

崩塌、滑坡、泥石流強(qiáng)度指數(shù)（Zx）：

Zx=a+b+c

地面塌陷和地裂縫強(qiáng)度指數(shù)（Zx）：

Zx=a+b

其中：a——?dú)w一化處理后的災(zāi)害個(gè)數(shù)密度系數(shù)；

b——?dú)w一化處理后的災(zāi)害面積密度系數(shù)；

c——?dú)w一化處理后的災(zāi)害體積密度系數(shù)。

3.4 權(quán)重的確定

根據(jù)上述分析得出在北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃模型中，高程因子、地質(zhì)構(gòu)造和人類活動(dòng)因子相對(duì)權(quán)重大，巖組類型和降水因子相對(duì)權(quán)重較大，植被覆蓋度因子相對(duì)權(quán)重小。結(jié)合AHP法（層次分析法）確定本次評(píng)價(jià)的權(quán)重系數(shù)如下：

根據(jù)AHP法的計(jì)算步驟，確定本項(xiàng)研究中，一級(jí)因子潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)和現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)的權(quán)重系數(shù)分別為0.6457、0.3543。潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)的二級(jí)因子巖組類型、高程、地質(zhì)構(gòu)造、降雨、植被覆蓋度、人類工程活動(dòng)的權(quán)重分別為0.1239、0.1848、0.2495、0.1729、0.0777、0.1911，經(jīng)檢驗(yàn)CR=0.0117＜0.1，因此權(quán)重系數(shù)的計(jì)算結(jié)果是合理的；現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)的二級(jí)因子地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)密度比、地質(zhì)災(zāi)害面密度比、地質(zhì)災(zāi)害體密度比對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重分別為 0.1239、0.0888、0.1416，經(jīng)檢驗(yàn)CR=0.0120＜0.1，因此權(quán)重系數(shù)的計(jì)算結(jié)果是合理的。

4 結(jié)論

通過北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境分布關(guān)系分析，得出北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃模型中高程、地質(zhì)構(gòu)造、巖組類型、降水、人類活動(dòng)、植被覆蓋度因子的相對(duì)權(quán)重，再利用層次分析法確定各因子的權(quán)重，從而確定了北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃模型，該方法大大減少了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)因子權(quán)重確定的人為判斷的隨意性，提高了區(qū)劃的準(zhǔn)確度。

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