基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分與評(píng)價(jià)

劉祥梅

（北京軒宇空間科技有限公司，北京 100086）

摘要：目前，隨著生存的環(huán)境惡化日益嚴(yán)重，環(huán)境問題嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及居民的生活質(zhì)量。而急劇增長(zhǎng)的人口數(shù)量也在消耗大量的自然資源，致使地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。因此，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)有效劃分、提前做好地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)，對(duì)預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生起到一定預(yù)防作用?；诖耍恼乱员本┦袨槔?，結(jié)合GIS技術(shù)構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評(píng)價(jià)模型，通過定量模型定量分區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度，給地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與分區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度提供新的理論參考。

關(guān)鍵詞：GIS系統(tǒng)；地質(zhì)災(zāi)害；劃分；評(píng)價(jià)

1地質(zhì)災(zāi)害研究現(xiàn)狀分析

1.1地形地貌

1.1.1山地區(qū)域。北京地區(qū)山地所在區(qū)域西山和北山，其中北山屬于燕山山脈，整體山體走向呈現(xiàn)東西走向，塊狀分散分布，山體嚴(yán)峻，山體起伏較大。西山和北山西部區(qū)域?qū)儆谔猩矫}，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖性堅(jiān)硬。其中最高峰為東靈山，最高峰為東靈山，海拔2303m，最低點(diǎn)是通州柴廠屯一帶，海拔僅有8m，相對(duì)高差是2295m。

1.1.2平原區(qū)域。北京地區(qū)平原地區(qū)分布在東南部。河流的沖洪積物堆積而成東南部的廣大平原地區(qū)，地勢(shì)平緩。因?yàn)樵搮^(qū)域地貌成因不同、地表形態(tài)各異，該地區(qū)的地貌類型區(qū)域的坡度、地勢(shì)、土壤、溝床、植被條件和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度差異性較大。

1.2地質(zhì)災(zāi)害類型

北京地區(qū)人流居住密集，結(jié)合當(dāng)?shù)厣降睾推皆亩喾N自然條件，多種地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。依據(jù)發(fā)生的災(zāi)害類型劃分，北京市的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害主要有滑坡、崩塌、采礦塌陷、泥石流、緩變性地質(zhì)災(zāi)害等。其中緩變性地質(zhì)災(zāi)害主要是地面沉降和地裂縫。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2016年類北京地區(qū)突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害隱患總計(jì)571處，其中崩塌隱患287處，滑坡隱患3處，泥石流隱患220處，不穩(wěn)定斜坡61處。山地地區(qū)發(fā)生崩塌、泥石流、滑坡、采礦塌陷地質(zhì)災(zāi)害較為常見，其他災(zāi)害多出現(xiàn)在平原地區(qū)。

2地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分及評(píng)價(jià)

2.1構(gòu)建災(zāi)害評(píng)價(jià)模型系統(tǒng)

在對(duì)多種地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境的定性分析基礎(chǔ)上，劃分地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域。在評(píng)價(jià)系統(tǒng)中引入地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)可以確定某地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)生的程度，從而構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)模型系統(tǒng)，系統(tǒng)各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重計(jì)算方式是層次分析法。通過剖分網(wǎng)格進(jìn)行區(qū)分各評(píng)價(jià)，然后進(jìn)行疊加計(jì)算劃分出來的模型系統(tǒng)。通過計(jì)算結(jié)果區(qū)分北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)生程度。最后，可信度檢驗(yàn)方式選擇證據(jù)加權(quán)法。

2.2地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)

潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)的二級(jí)因子包括巖組類型、坡度、地質(zhì)構(gòu)造、植被覆蓋度、人類活動(dòng)以及降水。按以上公式計(jì)算潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)：

式中：Zq是潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)；Ti是潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)的二級(jí)因子，其中i=A.B.C.D.E.F，B是巖組類型、C是地質(zhì)構(gòu)造、D是坡度、E是植被覆蓋度、F是降水、G人類工程活動(dòng)；Ai是各形成條件的權(quán)值，其中i=1.2.3....n。

2.3確定權(quán)重

如表1所示，通過分析地質(zhì)環(huán)境與泥石流、斜坡類地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系，通過層次分析法確定了各個(gè)評(píng)價(jià)因子加權(quán)數(shù)值。將表1各數(shù)值代入AHP法得，引起災(zāi)害的各個(gè)因子是巖組類型、地質(zhì)構(gòu)造、坡度、降雨、人類工程活動(dòng)、植被覆蓋度的權(quán)重分別為0.1117，0.11170，0.1722，3355，0.2035，0.0655，經(jīng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算得CR=0.0341<0.1，可知權(quán)重系數(shù)是合理的。

3結(jié)果與討論

3.1地質(zhì)區(qū)域劃分

3.1.1劃分原理。北京地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域劃分依據(jù)：首先，相同單元格合并，通過計(jì)算出的潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)繪制出該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)繪圖，繪制出對(duì)應(yīng)的圖例說明。根據(jù)不同的易發(fā)災(zāi)害程度，賦值數(shù)值不同。地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，賦值為4；地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)，賦值為3；地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)，賦值為2；地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)，賦值為1。

3.1.2劃分結(jié)果。北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)分為4個(gè)部分，分別是高易發(fā)區(qū)，中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、不易發(fā)區(qū)，面積分別為1919km2、4327km2、3131km2、7155km2，地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)和中易發(fā)區(qū)主要集中于北部、東北部以及西南部。

3.2地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)

3.2.1地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)。地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)主要沿?cái)嗔褞Х植迹瑓^(qū)域面積為4327km2，占北京地區(qū)總面積的27.31%。該地帶兩側(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，斷裂帶經(jīng)河谷區(qū)侵蝕河谷下切加速，兩側(cè)山體山高坡陡，支溝溝谷縱坡大。此外，巖體受到斷裂活動(dòng)、大量一級(jí)同生斷裂破壞，大量危巖體形成，經(jīng)進(jìn)一步風(fēng)化剝蝕多組節(jié)理切割的塊體發(fā)生頻繁的剝落、崩塌，由此產(chǎn)生豐富的固體物質(zhì)，一旦遭遇降雨便形成大量泥石流溝谷。

3.2.2地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)主要分布北山地區(qū)的云蒙山一帶，平谷區(qū)鎮(zhèn)大城子、羅營(yíng)一帶以及西山南窯、史家營(yíng)、大臺(tái)一帶，區(qū)域面積為1919km2，占北京地區(qū)總面積的12.69%。云蒙山一帶廣泛分布著脆性大但抗風(fēng)化能力強(qiáng)的片麻狀花崗巖，常出現(xiàn)沿節(jié)理裂隙的不穩(wěn)定巖塊引發(fā)了崩塌。崩塌的后果一是直接引發(fā)泥石流山體滑坡，二是殘存于山坡腳內(nèi)或是溝壑之中。在采礦過程中，大量被傾入溝床、坡腳的廢棄礦石，隨意堆放采石形成的棄土廢渣，導(dǎo)致急劇增強(qiáng)溝壑內(nèi)的碎屑，從而為泥石流災(zāi)害提供了發(fā)生的溫床。

參考文獻(xiàn)

[1]聶忠權(quán).基于GIS技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評(píng)價(jià)系統(tǒng)——以大連市區(qū)為例[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2014.