連云港市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評價(jià)研究

任金來 王玉喜 周潤生 顏乾坤

摘要：本文在全面調(diào)查分析連云港市區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)及分布狀況的基礎(chǔ)上，從誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)條件、人類工程活動、地形地貌及氣候植被因素考慮，選取了地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、露天開采、降雨強(qiáng)度、植被覆蓋率等15個(gè)評價(jià)因子，建立了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法計(jì)算各評價(jià)因子的權(quán)重值，并進(jìn)行歸一化處理，然后利用模糊評判法對各隱患點(diǎn)的易發(fā)性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)，將連云港市區(qū)劃分為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)，最后利用GIS空間分析功能生成了易發(fā)性分區(qū)圖，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)防治分區(qū)的目的，為連云港市后期地質(zhì)災(zāi)害防治提供重要參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害;層次分析法;易發(fā)性;模糊評判

1.引言

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)防治區(qū)劃研究涉及影響因素有地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、植被覆蓋情況、降雨、人類工程活動等自然和社會因素，各因素之間的關(guān)系極為復(fù)雜，量化也較為困難，選擇合理的評價(jià)指標(biāo)及恰當(dāng)確定權(quán)重對地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃分區(qū)至關(guān)重要，層次分析法（AHP）是一種定性與定量相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法，可將復(fù)雜問題中的各種因素以某種相互聯(lián)系的有序?qū)哟问怪畻l理化[1]。

本文利用層次分析法建立評價(jià)指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)模型和計(jì)算權(quán)重[2]，并采用歸一化數(shù)值變換方法統(tǒng)一量綱，在權(quán)值確定和數(shù)據(jù)歸一化的基礎(chǔ)上，利用綜合評判法，綜合考慮各種因素，加入專家系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算各地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的易發(fā)指數(shù)并統(tǒng)計(jì)分類，確定易發(fā)防治程度分級指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行防治級別劃分，編制地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)防治區(qū)劃圖[2-3]。

2.層次分析法的基本原理和計(jì)算步驟

2.1層次分析法的基本原理

層次分析法（簡稱AHP）是決策論中的一種常用方法，適用于那些難于定量分析的問題，其基本原理是把復(fù)雜的不好定量的系統(tǒng)分解成目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析的決策。它把人的決策思維過程層次化、數(shù)量化，并用數(shù)學(xué)手段為分析決策提供定量依據(jù)，是一種對非定量事件進(jìn)行定量分析的有效方法，特別是在目標(biāo)因素結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺少必要的數(shù)據(jù)的情況下，需要將決策者的經(jīng)驗(yàn)判斷定量化時(shí)該方法非常實(shí)用[3]。

2.2層次分析法的計(jì)算

層次分析法的計(jì)算過程主要有層次結(jié)構(gòu)模型的建立、構(gòu)造成對比較矩陣、計(jì)算權(quán)向量并做一致性檢驗(yàn)[4-5]。為了快速精確計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重，并判斷矩陣的一致性，本文在判斷矩陣確定好以后，利用fortran語言編制了層次分析法單排序程序AHP.FOR。

3.層析分析法在連云市市區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)中的應(yīng)用

3.1連云市地質(zhì)災(zāi)害概況

根據(jù)連云港市18年地質(zhì)災(zāi)害排查結(jié)果，市區(qū)崩塌、滑坡和地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)81處，包括崩塌災(zāi)害點(diǎn)53個(gè)，占65.4%;滑坡災(zāi)害點(diǎn)24個(gè)，占29.6%;采空地面塌陷災(zāi)害點(diǎn)4個(gè)，占4.9%。市區(qū)81處隱患點(diǎn)潛在威脅的總?cè)藬?shù)約1000人，受威脅財(cái)產(chǎn)總計(jì)約18514萬元。

依據(jù)受各災(zāi)害點(diǎn)潛在威脅人數(shù)和財(cái)產(chǎn)，參照國土資源部《縣（市）地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求》實(shí)施細(xì)則中“地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情和險(xiǎn)情分級標(biāo)準(zhǔn)”，將81處隱患點(diǎn)劃分為：大型1處、中型22處、小型58處。

3.2地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型的建立

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系選取的評判指標(biāo)因子應(yīng)能全面反映區(qū)內(nèi)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生個(gè)各種因素，并遵循定性與定量、重要性與差異性、普遍性與可操作性相結(jié)合的原則，分三個(gè)層次建立：第一層目標(biāo)層，依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度確定;第二層次為因素層，為災(zāi)害發(fā)生的誘發(fā)因素，第三層次為指標(biāo)層，選取15個(gè)可量化評價(jià)的具體指標(biāo)（圖3-1）。

3.3構(gòu)造判斷矩陣并計(jì)算權(quán)向量和一致性檢驗(yàn)

利用1-9標(biāo)度法來構(gòu)造判斷矩陣，從層次結(jié)構(gòu)模型的第二層開始，一一構(gòu)造判斷矩陣，并用前面編制計(jì)算程序計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，最終的計(jì)算結(jié)果見表3-1。

由CR=

計(jì)算得出，總排序CR=0.0042<0.1，滿足總排序一致性要求，說明本文建立的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性層次結(jié)構(gòu)評價(jià)模型是可行的。

3.4地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分級指標(biāo)計(jì)算

在前面構(gòu)建的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性層次結(jié)構(gòu)分析模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用?！坪C合評判計(jì)算每個(gè)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的易發(fā)性指數(shù)：

經(jīng)計(jì)算市區(qū)境內(nèi)所有隱患點(diǎn)的易發(fā)指數(shù)PI介于0.1～0.75之間，依據(jù)各隱患點(diǎn)易發(fā)性指數(shù)的大小分布規(guī)律，結(jié)合隱患點(diǎn)所處的地質(zhì)環(huán)境條件、危害程度及分布規(guī)律，并參考相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害排查規(guī)范的基礎(chǔ)上，將市轄區(qū)劃為分地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)、中易發(fā)、低易發(fā)，各易發(fā)區(qū)PI值取值范圍見表3-2。

4.地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)

4.1利用mapgis繪制害易發(fā)性分區(qū)圖

由前文確定的地質(zhì)災(zāi)害分級標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)各地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)易發(fā)性指數(shù)，將市區(qū)境內(nèi)的每個(gè)隱患點(diǎn)進(jìn)行易發(fā)性定性分級，結(jié)合各隱患點(diǎn)的中心位置坐標(biāo)，整理形成grd柵格文件，利用Mapgis空間分析模塊下DTM分析功能中的grd模型等值線功能生成地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性等值線圖，然后與市區(qū)地形圖進(jìn)行套合，在地形地貌、地質(zhì)界線、山脊、分水嶺等地形地質(zhì)要素的基礎(chǔ)上，對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性等直線圖進(jìn)行微調(diào)，最終的生成連云港市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖。

4.2連云市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)簡述

（1）地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。高易發(fā)區(qū)主要分布在市區(qū)前云臺山東坡、南坡和西北坡，后云臺山東南坡及錦屏山、鳳凰東山、北固山南坡及錦屏磷礦和大浦磷礦采空區(qū)及周邊，總面積約93.63km2。（2）地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)。市區(qū)錦屏山、前云臺山西北坡、中云臺山、后云臺山西北坡、東西連島、北固山北坡，總面積約68.51km2。（3）地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)。主要分布于市區(qū)境內(nèi)的平原區(qū)（不包含大浦磷礦及錦屏磷礦塌陷區(qū)），面積約640.67km2。

5.結(jié)論

（1）將層次分析法應(yīng)用在地質(zhì)易發(fā)性評價(jià)工作中，建立了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型，將定性分析與定量計(jì)算相結(jié)合，降低了個(gè)人主觀因素的影響，評價(jià)分析結(jié)果更為客觀、準(zhǔn)確，對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害區(qū)劃與防治工作具有一定的指導(dǎo)意義。（2）基于連云港市地質(zhì)災(zāi)害隱患排查成果，從誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)條件、人類工程活動、地形地貌及氣候植被條件出發(fā)，建立了由1個(gè)目標(biāo)層、4個(gè)約束層、15個(gè)指標(biāo)層組成的連云港市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型。（3）在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性層次結(jié)構(gòu)分析模型權(quán)重計(jì)算的基礎(chǔ)上，應(yīng)用模糊綜合評判法對各地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的易發(fā)性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分類，并利用map-gis軟件繪制了易發(fā)性分區(qū)圖，高易發(fā)區(qū)面積為93.63km2，中易發(fā)區(qū)面積為68.51km2，低易發(fā)區(qū)面積為640.67km2。

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