舟曲縣立節(jié)鄉(xiāng)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險易發(fā)性評價

張旭光，叢 凱

(甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，甘肅 蘭州730050)

1 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度評價是進行危險性和風(fēng)險評價的基礎(chǔ)，相當(dāng)于地質(zhì)災(zāi)害敏感性分析評價。重點分析評價一個地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)發(fā)生的程度，并預(yù)測未來將要發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的傾向性。分析評價的主要因素和指標(biāo)包括地層巖性、斜坡結(jié)構(gòu)、坡高、坡度和斜坡變形特征條件等地質(zhì)環(huán)境背景條件。此處不對地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素進行評價。

1.1 易發(fā)性分區(qū)評價思路

地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀是其易發(fā)性的客觀反映，要想準(zhǔn)確的進行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)，必須依賴遙感解譯和野外實際調(diào)查工作，本著這一思路，此次調(diào)查十分重視對基礎(chǔ)地質(zhì)元素的搜集與分析，野外工作結(jié)束時已形成本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性基本輪廓，即初步的定性分區(qū)結(jié)果;同時考慮到地質(zhì)環(huán)境條件的復(fù)雜性，通過對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的諸多背景因素分析，采用半定量方法進行分區(qū)計算，作為對定性評價的補充，最后綜合兩種結(jié)果，形成本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性分區(qū)圖。

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度定性分析:著重從一定地區(qū)的地質(zhì)背景條件，包括:地層巖性、斜坡結(jié)構(gòu)類型、坡高、坡度及斜坡變形特征5個方面，分析地質(zhì)災(zāi)害從極易發(fā)到不易發(fā)的條件組合特征和分布范圍。

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度定量分析:地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度定量化評價應(yīng)統(tǒng)計分析評價與定量模型計算相結(jié)合，充分結(jié)合定性評價結(jié)果，開展定量評價。

1.2 易發(fā)性分區(qū)評價方法

由于地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的評價結(jié)果受到多種因素的影響，而這些因素本身在不同地域條件下對地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生、發(fā)展的影響程度不同，存在著不確定性、模糊性以及地域性的復(fù)雜問題;如何將復(fù)雜的地質(zhì)因素盡可能的定量化，使分析和評價結(jié)果最大限度的符合客觀實際情況，是本次易發(fā)性評價工作的重點。

工程地質(zhì)類比法是解決地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)定量化評價標(biāo)準(zhǔn)中較合適的一種方法，它把所要評價的區(qū)域與地質(zhì)條件類似并已取得相關(guān)地質(zhì)資料的區(qū)域進行對照，并作出工程地質(zhì)評價的方法。此次分析，將區(qū)域內(nèi)已發(fā)生滑坡地段的斜坡及相關(guān)地質(zhì)條件作為影響斜坡穩(wěn)定性的最不利因素進行評價，劃分評價因子的量級，之后，利用專家打分法填寫其評價因子權(quán)重值，作為評價整個區(qū)域范圍的標(biāo)準(zhǔn)。

同時，地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)得到了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測等眾多領(lǐng)域，借助GIS系統(tǒng)可以完成數(shù)字制圖、數(shù)字地形分析、空間決策支持、空間分析統(tǒng)計等任務(wù)，在GIS平臺上進行易發(fā)性區(qū)劃可以在一定程度上避免傳統(tǒng)區(qū)劃工作量大、工作強度大、工作精度不高以及主觀影響大的不足。

本次工作擬采用工程地質(zhì)類比法和GIS空間分析統(tǒng)計方法相結(jié)合的工作方法對區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進行評價和區(qū)劃，主要技術(shù)路線和方法如下:

(1)確定評價單元和評價因子，利用工程地質(zhì)類比法確定各因子的量級，利用專家打分法確定各要素的權(quán)重值。

(2)對各評價因子指標(biāo)進行量化，并采用歸一化數(shù)值變換方法統(tǒng)一量綱。

(3)在評價指標(biāo)權(quán)值確定和數(shù)據(jù)歸一化的基礎(chǔ)上，利用GIS系統(tǒng)的空間分析功能進行數(shù)據(jù)的空間疊加與統(tǒng)計。

(4)經(jīng)統(tǒng)計分析確定易發(fā)性區(qū)域范圍，將評價結(jié)果分成不同等級。

(5)在GIS分析成圖的基礎(chǔ)上綜合考慮定性評價各種因素，進行修改完善，最終編制工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性區(qū)劃圖。

2 舟曲縣立節(jié)鄉(xiāng)易發(fā)性分區(qū)實例

此次分析首先以易發(fā)性分區(qū)定量評價為主，通過采用地質(zhì)類比法與GIS空間分析相結(jié)合的方法劃分易發(fā)區(qū)。其次通過定量與定性相結(jié)合的方法，確定該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度。

2.1 確定評價因子及其權(quán)重值

通過現(xiàn)場調(diào)查分析，確定立節(jié)鄉(xiāng)易發(fā)性評價應(yīng)從以下五個方面進行:1、地層巖性;2、斜坡結(jié)構(gòu)類型;3、坡度;4、坡高;5、斜坡變形破壞特征;由于立節(jié)鄉(xiāng)所在地距離斷裂帶較遠，區(qū)域內(nèi)受構(gòu)造影響程度接近，故不將地質(zhì)構(gòu)造因素列入評價因子中。各個區(qū)域可以根據(jù)該區(qū)域內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件不同對評價因子做不同的改變。

確定評價因子之后，利用工程地質(zhì)類比法對各個評價因子做出其量級的劃分。由于區(qū)域內(nèi)存在北山滑坡地質(zhì)災(zāi)害點，此次評價利用對北山滑坡的勘查資料，確定其地質(zhì)特征，并將該地質(zhì)特征作為評價量級中最不利條件進行量級劃分。

立節(jié)北山滑坡分布在白龍江左岸高大斜坡中上部，滑坡后緣高程為2 457 m，前緣剪出口高程為2 112 m，高出白龍江河谷底部564 m，成為懸掛式滑坡?；缕矫娉世嫘危灾胁繛檩S，南北長約560 m，東西寬約528 m，滑體平均厚度約15 m，總面積 0.25 km2，總體積約 506萬 m3。主滑方向SW15°，直指滑坡底部的立節(jié)鄉(xiāng)所在地及白龍江。滑坡坡度20°～45°，平均坡度30°。組成滑體地層自上而下依次為:砂土、砂土與碎石混合層:呈黃褐色，疏松多孔，碎石成份為泥灰?guī)r，層厚4～10 m。黃土層:呈黃色，上部疏松多孔，含砂量大，下部逐漸變硬，有少量蟲孔，層厚4～8 m。碎石層:該層為基巖風(fēng)化帶，厚5～10 m?；嫖挥谒槭僚c基巖風(fēng)化層接觸面，滑床為泥灰?guī)r夾千枚巖，巖層結(jié)構(gòu)破碎;下伏基巖產(chǎn)狀 35°∠28°。

通過對滑坡基本特征的描述，可以從中提取五項因子的最不利狀態(tài)為:地層巖性為棱角狀碎石土，斜坡結(jié)構(gòu)類型為崩滑殘留體斜坡，斜坡坡度大于30°，斜坡坡高大于300 m，斜坡變形破壞特征為正在活動的滑坡即不穩(wěn)定邊坡。結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，對易發(fā)性評價因子進行量級劃分。同時利用專家打分法對五項因子權(quán)重值進行評價，評價結(jié)果如下(表1)。

表1 易發(fā)因子量化評分表

圖1 立節(jié)鄉(xiāng)一萬DEM

圖2 立節(jié)鄉(xiāng)坡度分區(qū)圖

2.2 對調(diào)查區(qū)域進行易發(fā)性評價

對調(diào)查區(qū)域?qū)嵤?:10000測繪得出該區(qū)域大比例尺地形圖，以該地形圖為底圖，利用GIS軟件對其進行空間分析。首先通過等高線提取，建立該區(qū)域dem高程模型(見圖1)，分析該區(qū)域坡體高度信息。其次利用該模型提取區(qū)域內(nèi)坡體坡度信息(見圖2)。

坡高及坡度圖可由DEM數(shù)據(jù)直接提取，其他三種評價因子則需要結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況及數(shù)據(jù)計算結(jié)果獲得。

斜坡結(jié)構(gòu)類型需要該地形原始的斜坡坡向(見圖3)與調(diào)查后基巖傾向相減得到，順向坡巖層傾向與坡向的交角小于等于30°，斜向坡巖層傾向與坡向的交角在30°～60°，橫向坡巖層傾向與坡向交角在60°～150°，反向坡巖層傾向與坡向交角應(yīng)大于150°。

圖3 立節(jié)鄉(xiāng)坡向分布圖

調(diào)查區(qū)地層巖性通過現(xiàn)場調(diào)查得到(如圖4)，圖中四種區(qū)域為評價量級劃分的四個等級。由于區(qū)域內(nèi)只有一處滑坡存在(立節(jié)北山滑坡)，且該滑坡目前處于活動狀態(tài)，故對斜坡變形特征因子進行評價時，滑坡所處區(qū)域打分40分，其余部分無滑坡存在，打分為1分。

圖4 立節(jié)鄉(xiāng)地層巖性分布圖

對以上五種因子進行評價后，利用GIS特有的圖層計算功能，對以上五種因子形成的圖層進行計算。計算時將各個圖層的因素賦予量化標(biāo)準(zhǔn)中的量化值，再將各個圖層的量化值乘以該因子的權(quán)重值，對五個圖層進行加法運算，得出最終的易發(fā)性定量評價分區(qū)圖(見圖5)。

3 結(jié)語

本次以立節(jié)鄉(xiāng)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性區(qū)劃工作以以工程地質(zhì)類比法和GIS空間分析統(tǒng)計方法相結(jié)合的工作方法對區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進行評價和區(qū)劃，結(jié)合層次分析法確定適合區(qū)域的評價因素、因子及各自的權(quán)重，結(jié)合計算分析結(jié)果和野外調(diào)查認識，形成最終的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖，較之傳統(tǒng)的評價和分區(qū)方法具有半定量評價與定性認識相結(jié)合的改進，在具體實踐中具有很明顯的優(yōu)點。本次工作僅是在半定量評價方面做出了一點嘗試，今后工作中需進一步對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育背景和形成條件進行深入調(diào)查研究，不斷提高易發(fā)性區(qū)劃的精度和合理性。

圖5 GIS計算后的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖

［1］應(yīng)用層次分析法評價康縣地質(zhì)災(zāi)害［J］.甘肅地質(zhì).2014，23(1)，73-80.

［2］地質(zhì)災(zāi)害勘查指南［M］.北京:地質(zhì)出版社.2000.