基于模糊評(píng)判法的長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)

蓋海龍， 謝婉麗， 許元珺

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安 710069)

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基于模糊評(píng)判法的長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)

蓋海龍， 謝婉麗， 許元珺

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安 710069)

在對(duì)長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀及形成條件分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)方法，采用模糊綜合評(píng)判法對(duì)長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了易發(fā)性區(qū)劃評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌易發(fā)性分區(qū)分為6個(gè)高易發(fā)區(qū)域、3個(gè)中易發(fā)區(qū)、1個(gè)低易發(fā)區(qū)(C)和1個(gè)不易發(fā)區(qū)(D)，高易發(fā)區(qū)總面積為190.94 km2，中易發(fā)區(qū)為382.93 km2，低易發(fā)區(qū)為299.21 km2，不易發(fā)區(qū)為707.56 km2。

滑坡崩塌；易發(fā)性區(qū)劃；模糊綜合評(píng)判；長(zhǎng)安區(qū)

滑坡崩塌災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)是在分析區(qū)域內(nèi)已經(jīng)發(fā)生或者隱患滑坡崩塌災(zāi)害發(fā)育點(diǎn)所處的地質(zhì)環(huán)境條件、自然地理?xiàng)l件、人類活動(dòng)和土地利用等特征的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)其或類似區(qū)域?qū)⒁l(fā)生滑坡災(zāi)害的可能性，是滑坡災(zāi)害發(fā)生的傾向性綜合度量[1-3]。

長(zhǎng)安區(qū)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造多樣，加之人類經(jīng)濟(jì)工程活動(dòng)、降雨、地震等誘發(fā)影響，秦嶺北坡及黃土臺(tái)塬邊緣滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，是陜西省地質(zhì)災(zāi)害較嚴(yán)重的縣(區(qū))之一。筆者采用模糊綜合評(píng)判法對(duì)長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌災(zāi)害易發(fā)性區(qū)劃進(jìn)行了研究，以期為政府管理部門進(jìn)行土地規(guī)劃、減災(zāi)防災(zāi)、災(zāi)害治理和制定相關(guān)制度的法規(guī)條例提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及滑坡崩塌發(fā)育現(xiàn)狀

1.1 研究區(qū)概況 西安市長(zhǎng)安區(qū)地處關(guān)中平原腹地、西安市南部，東與西安市轄區(qū)的藍(lán)田縣為鄰，南與柞水縣、寧陜縣接壤，北同雁塔區(qū)、灞橋區(qū)和咸陽(yáng)市相連，西與西安市轄區(qū)的戶縣為鄰。長(zhǎng)安區(qū)現(xiàn)瞎杜曲辦、韋曲辦、郭杜辦等25個(gè)街道辦事處，面積為1 583 km2，人口密度為684人/km2，人口主要集中在北部的平原區(qū)。長(zhǎng)安區(qū)地勢(shì)南高北低，分為兩大地貌單元，南部為秦嶺山區(qū)，北部為關(guān)中平原區(qū)。平原區(qū)又分為黃土臺(tái)塬、沖積洪積平原。長(zhǎng)安區(qū)降水量由南向北遞減，據(jù)近30年降雨資料統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)多年平均降水量為660.6 mm，南部山區(qū)年降水量大于750 mm，北部平原年降水量為600～700 mm。

1.2 長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌發(fā)育現(xiàn)狀 長(zhǎng)安區(qū)滑坡和崩塌主要發(fā)育在東部黃土臺(tái)塬區(qū)、南部秦嶺中低山區(qū)。全區(qū)調(diào)查共發(fā)現(xiàn)滑坡隱患點(diǎn)67處、崩塌隱患點(diǎn)36處。其中，黃土滑坡22處，堆積層滑坡28處，基巖滑坡17處，黃土崩塌22處，巖質(zhì)崩塌10處，堆積層崩塌4處。研究區(qū)滑坡以堆積層滑坡、牽引式滑坡、淺層滑坡、小型滑坡為主；崩塌以切坡崩塌、土質(zhì)崩塌和中小性崩塌為主。

2 易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)方法

長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的劃分是依據(jù)該地區(qū)形成地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)環(huán)境條件(地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)巖組、水文地質(zhì)條件等)、自然地理?xiàng)l件(地形地貌條件、年平均降雨量等)、滑坡崩塌災(zāi)害的發(fā)育現(xiàn)狀(強(qiáng)度，即單位面積內(nèi)災(zāi)害體的個(gè)數(shù)、面積和體積)、人類工程活動(dòng)程度等因素，采用模糊綜合評(píng)判的方法進(jìn)行分區(qū)評(píng)價(jià)。模糊算子采用加權(quán)平均型，評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重采用灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行求解。模糊綜合評(píng)判流程見(jiàn)圖1。

3 基于模糊綜合評(píng)判法的長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌易發(fā)性分區(qū)

3.1 分區(qū)評(píng)價(jià)因素集的確定 依據(jù)長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌影響因素，選取地形坡度、工程地質(zhì)巖組、坡向、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育點(diǎn)密度、構(gòu)造斷裂、人類工程活動(dòng)和年平均降雨量7個(gè)影響因素對(duì)長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行分區(qū)評(píng)價(jià)[4]，即：

U={u1,u2,u3,u4,u5,u6,u7}={地形坡度，工程地質(zhì)巖組，坡向，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育點(diǎn)密度，構(gòu)造斷裂，人類工程活動(dòng)，年平均降雨量}

3.2 各因素權(quán)重的確定 長(zhǎng)安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的影響因素較多，所選取的7個(gè)影響因素中，哪些因素對(duì)滑坡崩塌影響大，哪些因素對(duì)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害影響??；哪些是主要因素，哪些是次要的影響因素；主要因素權(quán)重理應(yīng)大，次要的因素權(quán)重小。權(quán)重系數(shù)越大，該因子對(duì)滑坡崩塌的控制因素越強(qiáng)[5-6]。

采用灰色關(guān)聯(lián)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。結(jié)果表明，7個(gè)影響因子中以人類工程活動(dòng)的權(quán)重最大，為0.156，影響因子權(quán)重從大到小依次為：人類工程活動(dòng)(0.156)、坡向(0.154)、構(gòu)造斷裂(0.153)、年平均降雨量(0.149)、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育點(diǎn)密度(0.140)、工程地質(zhì)巖組(0.134)、地形坡度(0.113)。

3.3 評(píng)價(jià)集的確定 長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性劃分為4個(gè)等級(jí)，即：

V={v1,v2,v3,v4}={不易發(fā)生，低易發(fā)區(qū)，中易發(fā)區(qū)，高易發(fā)區(qū))=(1，2，3，4)

各個(gè)評(píng)價(jià)因子及其賦值見(jiàn)表1。

表1 滑坡崩塌評(píng)價(jià)因子及其賦值

3.4 單元模糊關(guān)系矩陣的建立 利用長(zhǎng)安區(qū)1∶10萬(wàn)地形圖作底圖，將地形坡度、坡向、工程地質(zhì)巖組、構(gòu)造斷裂、降雨、公路鐵路交通和滑坡崩塌災(zāi)害點(diǎn)投在圖上，根據(jù)坐標(biāo)網(wǎng)格，按2 km×2 km的網(wǎng)距分成463單元(圖2)，對(duì)所分的單元格分別進(jìn)行模糊綜合評(píng)判，計(jì)算出各個(gè)單元相對(duì)于各評(píng)判等級(jí)的隸屬值，然后再按照最大隸屬度適宜性原則確定各個(gè)單元的易發(fā)性指數(shù)。

通過(guò)模糊綜合評(píng)判法求出每個(gè)單元的易發(fā)性指數(shù)[7-8]，結(jié)合自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，對(duì)個(gè)別區(qū)域內(nèi)(秦嶺高山區(qū))的單元指數(shù)作適當(dāng)降低調(diào)整。最后由單元數(shù)字化結(jié)果，通過(guò)MaPGIS軟件繪制長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖(圖3)。

3.5 滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果 長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性劃分為4個(gè)等級(jí)，即高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)。長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)分為6個(gè)高易發(fā)區(qū)域(A1，A2，A3，A4，A5，A6)、3個(gè)中易發(fā)區(qū)(B1，B2，B3)、1個(gè)低易發(fā)區(qū)(C)和1個(gè)不易發(fā)區(qū)(D)。各個(gè)分區(qū)的特點(diǎn)如下：

(1)高易發(fā)區(qū)(A)。該區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件差，地質(zhì)災(zāi)害密集發(fā)育，總面積為190.94 km2，占全區(qū)總面積的12.08%，該區(qū)主要包括平原東部黃土臺(tái)塬邊緣斜坡區(qū)、南部秦嶺淺山和山前區(qū)。黃土滑坡、黃土崩塌呈帶狀分布在各黃土臺(tái)塬邊部。

(2)中易發(fā)區(qū)(B)。該區(qū)位于少陵塬東北塬邊斜坡帶、山前洪積平原區(qū)和秦嶺中山區(qū)?？偯娣e為382.93 km2，占全區(qū)總面積的24.22%。

(3)低易發(fā)區(qū)(C)。該區(qū)主要分布于長(zhǎng)安區(qū)最南部秦嶺北坡山梁地段，面積為299.21 km2，占全區(qū)總面積的18.93%。該區(qū)山高坡陡，草深林密，多為無(wú)人區(qū)。

(4)不易發(fā)區(qū)(D)。該區(qū)分布在渭河及支流沖積洪積平原區(qū)和黃土臺(tái)塬塬面區(qū)，包括西部渭河沖積平原區(qū)和東部黃土臺(tái)塬區(qū)中的塬面和川道部分。面積為707.56 km2，占全區(qū)總面積的44.76%。

4 結(jié)論

長(zhǎng)安區(qū)滑坡和崩塌主要發(fā)育在東部黃土臺(tái)塬區(qū)、南部秦嶺中低山區(qū)。全區(qū)調(diào)查共發(fā)現(xiàn)滑坡隱患點(diǎn)67處、崩塌隱患點(diǎn)36處。

用灰色系統(tǒng)理論確定了每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，得出了各影響因子的主次關(guān)系為人類工程活動(dòng)>坡向>構(gòu)造斷裂>年平均降雨量>地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育點(diǎn)密度>工程地質(zhì)巖組>地形坡度。

采用模糊綜合評(píng)判法對(duì)長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了易發(fā)性區(qū)劃評(píng)價(jià)。長(zhǎng)安區(qū)滑坡崩塌易發(fā)性分區(qū)分為6個(gè)高易發(fā)區(qū)域(A1，A2，A3，A4，A5，A6)、3個(gè)中易發(fā)區(qū)(B1，B2，B3)、1個(gè)低易發(fā)區(qū)(C)和1個(gè)不易發(fā)區(qū)(D)。其中，高易發(fā)區(qū)滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害密集發(fā)育，總面積為190.94 km2，占全區(qū)總面積的12.08%，主要包括平原東部黃土臺(tái)塬邊緣斜坡區(qū)、南部秦嶺淺山和山前區(qū)；中易發(fā)區(qū)位于山前洪積平原區(qū)和秦嶺中山區(qū)，總面積為382.93 km2，占全區(qū)總面積的24.22%；低易發(fā)區(qū)主要分布于長(zhǎng)安區(qū)最南部秦嶺北坡山梁地段，總面積為299.21 km2，占全區(qū)總面積的18.93%；不易發(fā)區(qū)分布在渭河及支流沖積洪積平原區(qū)和黃土臺(tái)塬塬面區(qū)，總面積為707.56 km2，占全區(qū)總面積的44.76%。

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Evaluation of the Partition of Chang’an District Landslide Disaster Prone Based on Fuzzy Judgment Method

GAI Hai-long,XIE Wan-li,XU Yuan-jun

(Geology Department of Northwestern University / State Key Laboratory of Continental Dynamics,Xi’an,Shaanxi 710069)

On the basis of analyzing Chang’an District landslide development situation and basic conditions for formation of geological disaster prone area,combined with evaluation method of geological disaster prone area,using fuzzy comprehensive evaluation method,landslide geological disaster prone area in Chang’an District was evaluated.Chang’an District landslide susceptibility zoning is divided into 6 high prone areas,3 medium prone areas,1 low prone areas (C) and 1 non prone areas (D).The total area of highincidence of 190.94 km2in prone position; the area of middle susceptibility of 382.93 km2; the area with low susceptibility of 299.21 km2; not prone area 707.56 km2.

Landslide; Susceptibility; Fuzzy comprehensive evaluation; Chang’an District

西北大學(xué)研究生自主創(chuàng)新基金項(xiàng)目(YZZ13010)。

蓋海龍(1988- )，男，甘肅涇川人，碩士研究生，研究方向：地質(zhì)災(zāi)害防治與評(píng)價(jià)。

2015-04-28

S 429;P 642

A

0517-6611(2015)17-155-02