綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法在泰山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分中的應(yīng)用

喬 偉

(山東鈺鏹地質(zhì)資源勘查開發(fā)有限責(zé)任公司，山東泰安 271000)

綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法在泰山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分中的應(yīng)用

喬 偉

(山東鈺鏹地質(zhì)資源勘查開發(fā)有限責(zé)任公司，山東泰安 271000)

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分是進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治的基礎(chǔ)工作。針對(duì)泰安市泰山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布特點(diǎn)，進(jìn)行區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境特征和危險(xiǎn)性分析以及綜合危險(xiǎn)性指數(shù)(含潛在地質(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))計(jì)算，對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，將泰山區(qū)劃分成地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)等4個(gè)等級(jí)，為今后開展地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)。

綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法；地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分；泰山區(qū)

0 引言

泰安市泰山區(qū)位于山東省中部，北部坐落有五岳之首的泰山，中部為市區(qū)，南部為泰萊平原，南北縱貫泰山凸起和泰萊凹陷兩個(gè)構(gòu)造單元，境域面積336.86 km2。區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)頻繁，地形地貌和地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，是發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害較多的地區(qū)之一[1]。

1 地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)評(píng)價(jià)方法

該方法是目前較為通行的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度評(píng)價(jià)方法[2-4]。其特點(diǎn)是綜合考慮了潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度和現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度。

評(píng)價(jià)步驟是:首先進(jìn)行調(diào)查區(qū)地質(zhì)環(huán)境特征和危險(xiǎn)性分析，然后用單元網(wǎng)格剖分調(diào)查區(qū)，進(jìn)行綜合危險(xiǎn)性指數(shù)(即潛在地質(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))計(jì)算，最后對(duì)調(diào)查區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合分區(qū)評(píng)價(jià)[5]。

2 地質(zhì)環(huán)境特征、危險(xiǎn)性分析

充分收集調(diào)查區(qū)內(nèi)自然地理、氣象水文、地形地貌、區(qū)域地質(zhì)、巖土體工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等資料，詳細(xì)調(diào)查區(qū)內(nèi)的現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患，研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征、分布規(guī)律、形成條件以及影響因素，初步分析區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患穩(wěn)定性和危險(xiǎn)性。

3 單元網(wǎng)格剖分

將泰山區(qū)行政區(qū)劃圖進(jìn)行網(wǎng)格剖分，每個(gè)單元面積1 km×1 km，共劃分為401個(gè)單元網(wǎng)格，見圖1。

4 地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算

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

(1)式中:Ti為控制評(píng)價(jià)單元潛在地質(zhì)災(zāi)害形成發(fā)育有關(guān)的最直接、敏感、重要的因子如地質(zhì)條件(D)、人為條件(R)、地形地貌條件(X)及氣候植被條件(Q)等充分程度的表度分值，潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度評(píng)價(jià)因子強(qiáng)度分級(jí)見表1。

(2)地質(zhì)災(zāi)害單項(xiàng)因子基本分值賦值

確定地質(zhì)災(zāi)害每個(gè)單項(xiàng)因子分級(jí)均按4級(jí)處理，Ⅰ～Ⅳ級(jí)的評(píng)價(jià)因子根據(jù)其對(duì)地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度影響輕重確定其分值賦值，見表2。

潛在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)因子權(quán)重(Ai)的確定

Ai—分別為各潛在地質(zhì)災(zāi)害形成條件的權(quán)值，其確定方法采用傅勒三角形法，見圖2。

圖1 泰山區(qū)單元網(wǎng)格剖分圖Fig.1 Themesh subdivision graph of Taishan District

表1 潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度評(píng)價(jià)因子強(qiáng)度分級(jí)Tab.1 The classification of strength evaluation factors for potential geo-hazards

表2 地質(zhì)災(zāi)害單項(xiàng)評(píng)價(jià)因子基本分值Tab.2 The basic value of individual evaluation factor for geo-hazards

圖2 確定潛在地質(zhì)災(zāi)害各評(píng)價(jià)因子權(quán)重的傅勒三角形圖Fig.2 The fuller trianglemap of the weight of each evaluation factor for potential geo-hazards

具體方法是:將各評(píng)價(jià)單元潛在地質(zhì)災(zāi)害的各評(píng)價(jià)因子(D、X、Q、R)列成傅勒三角形。每兩行為一組，如:第一行和第二行為一組，將評(píng)價(jià)因子D分別與其他因子進(jìn)行比較，在認(rèn)為對(duì)地質(zhì)災(zāi)害形成起重要作用的因子上畫一圓圈；再把第三行與第四行為一組，將評(píng)價(jià)因子X與其他因子進(jìn)行比較，在認(rèn)為對(duì)地質(zhì)災(zāi)害形成起重要作用的因子上繼續(xù)畫一圓圈；把第五行與第六行為一組，將評(píng)價(jià)因子Q與R進(jìn)行比較，在認(rèn)為對(duì)地質(zhì)災(zāi)害形成起重要作用的因子上再畫一圓圈。最后統(tǒng)計(jì)圓圈總數(shù)，各單項(xiàng)評(píng)價(jià)因子圓圈數(shù)占總圓圈數(shù)的比值，即為各單項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。各單項(xiàng)評(píng)價(jià)因子權(quán)重計(jì)算結(jié)果見表3。

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

(1)崩塌、滑坡、泥石流強(qiáng)度指數(shù)(Zx)計(jì)算

(2)式中:Li為控制評(píng)價(jià)單元現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害形成的各因子如地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模(G)、分布密度(M)、活動(dòng)頻次(P)、險(xiǎn)情(W)的充分程度的表度分值；各評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取與評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)具體情況而定見表4。

表3 各單元網(wǎng)格評(píng)價(jià)因子權(quán)重(Ai)計(jì)算結(jié)果Tab.3 The calculation results of the w eight of the evaluation factor in each grid cell

地質(zhì)災(zāi)害單項(xiàng)因子基本分值賦值按表2進(jìn)行賦值。

(2)崩塌、滑坡、泥石流現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)因子權(quán)重Bi的確定

Bi的確定采用傅勒三角形法，見圖3。具體方法是:將各個(gè)評(píng)價(jià)單元崩塌、滑坡、泥石流現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害因子(G、M、P、W)列成傅勒三角形。每兩行為一組，如:第一行和第二行為一組，將評(píng)價(jià)因子G與其他因子分別進(jìn)行比較，在認(rèn)為對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生起重要作用的因子上畫一圓圈，同樣把

其他組依次進(jìn)行比較，圈定較重要因子，最后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。各個(gè)單項(xiàng)評(píng)價(jià)因子權(quán)重計(jì)算結(jié)果見表5。

表4 現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度評(píng)價(jià)因子強(qiáng)度分級(jí)Tab.4 The classification of strength evaluation factors for present geo-hazards

圖3 確定現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害各評(píng)價(jià)因子權(quán)重的傅勒三角形圖Fig.3 The fuller trianglemap of the weight of each individual evaluation factor for presen t geo-hazards

(3)巖溶塌陷強(qiáng)度指數(shù)計(jì)算

由于巖溶塌陷與崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)環(huán)境條件及影響因素的不同，巖溶塌陷現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)采用下式進(jìn)行計(jì)算，得出各個(gè)評(píng)價(jià)單元巖溶塌陷現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)(Zx)。

(3)式中:a為已發(fā)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害個(gè)數(shù)密度系數(shù)；b為已發(fā)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害面積密度系數(shù)。

表5 各單元網(wǎng)格評(píng)價(jià)因子權(quán)重(Bi)計(jì)算結(jié)果表Tab.5 The calculation results of theweight of the evaluation factor in each grid cell

4.3 地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)的計(jì)算Z＝Zq·r1＋Zx·r2 (4)

(4)式中:Z為地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)；Zq為潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)；r1為潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度權(quán)值，根據(jù)區(qū)內(nèi)實(shí)際情況取0.6；Zx為現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)；r2為現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度權(quán)值，根據(jù)區(qū)內(nèi)實(shí)際情況取0.4。

根據(jù)各個(gè)評(píng)價(jià)單元潛在地質(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)計(jì)算結(jié)果，按照公式⑷分別乘以潛在、現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度權(quán)值0.6、0.4，利用Microsoft Excel軟件對(duì)其進(jìn)行疊加計(jì)算，得出各個(gè)評(píng)價(jià)單元地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)(Z)。計(jì)算結(jié)果見表6。

表6 各評(píng)價(jià)單元地質(zhì)災(zāi)害綜合強(qiáng)度指數(shù)(Z)計(jì)算結(jié)果表Tab.6 The calculation results of synthetic hazards index(Z)in each evaluation unit

表7 地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.7 The evaluation classification for synthetic risk index of gco-hazards

5 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合分區(qū)評(píng)價(jià)

根據(jù)表6地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算結(jié)果，按照表7地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，利用MapGIS軟件空間分析功能自動(dòng)生成地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)等值線圖，最后得出泰山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖，見圖4。

圖4 泰山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖Fig.4 Themap of the division of areas vulnerable to geo-hazards in Taishan District

6 結(jié)論

本文綜合考慮了泰山區(qū)內(nèi)潛在地質(zhì)災(zāi)害因子，如地質(zhì)條件、地形地貌條件、氣候植被條件、人為條件和現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害崩塌、滑坡、泥石流因子，如地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模、分布密度、活動(dòng)頻次、險(xiǎn)情以及現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害巖溶塌陷因子如個(gè)數(shù)密度和面積密度，以綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法對(duì)泰山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，劃分出高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、不易發(fā)區(qū)等四個(gè)等級(jí)區(qū)，為泰山區(qū)今后開展地質(zhì)災(zāi)害防治提供了依據(jù)，同時(shí)為類似地區(qū)開展區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)提供了參考。

[1] 王祥永，李文君，喬偉，等.山東省泰安市泰山區(qū)1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查報(bào)告[R].泰安:山東鈺鏹地質(zhì)資源勘查開發(fā)有限責(zé)任公司.2012.

[2] 黃國平，鄭惠華.福建省建甌市地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)分區(qū)方法[J].江西理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，32 (1):32－34.

[3] 許傳杰，高宗軍，董紅志，等.綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法在東港區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分中的應(yīng)用[J].防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，15(4):61－67.

[4] 李學(xué)問，余珍友，龐良，等.綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分中的應(yīng)用[J].河南地球科學(xué)通報(bào)，2008年卷(中冊(cè)):343－347.

[5] 周愛國，周建偉，梁合誠，等.地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2008.

App lication of Synthetic Risk Index M ethod in Division of Areas Vulnerable to Geo-Hazards in Taishan District

Qiao Wei
(Shandong Yuqiang Geological Resource Exploration and Development Co.，LTD，Tai’an，Shandong 271000，China)

The division of areas vulnerable to geo-hazards is the basis work of geo-hazards prevention and management.By the analysis of characteristics of geological environment and geo-hazards in Taishan District，synthetic hazard indexmethod which contains potential geo-hazards index and present geo-hazards index was applied in quantitative division of areas vulnerable to geo-hazards in Taishan District.In this paper，Taishan District was divided into high，medium，low and not-easily vulnerable to geo-hazards areas.And themap drawing the division of areas vulnerable to geo-hazards can provide a basis for decision-making for geo-hazards prevention andmanagement in the future.

synthetic hazard index；area vulnerable to geo-hazards；Taishan District

P

:B

:1673－8047(2015)01－0053－06

2014－08－14

喬偉(1985—)，男，碩士，工程師，主要從事礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)、地質(zhì)測(cè)繪等方面工作。