西藏薩迦縣地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

周學(xué)鋮，廖黎明

(四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，四川 成都 610052)

0 引言

薩迦縣是西藏自治區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)縣，受“4·25”尼泊爾地震影響，加之原本惡劣地質(zhì)環(huán)境條件，致使境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)頻繁，不僅威脅薩迦縣人民生命財(cái)產(chǎn)安全，全縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也因此受到了制約。

1 地質(zhì)環(huán)境背景

薩迦縣北部及西部沿江一帶海拔較低，山勢(shì)較緩，南部、東部山勢(shì)高峻，平均海拔4 500 m，屬喜馬拉雅山溫涼半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫0 ℃，年降水量210 mm，多集中在7～9月。

薩迦縣境內(nèi)巖石單元復(fù)雜，出露面較廣的主要為第四系更新統(tǒng)洪沖積，白堊系頁(yè)巖、砂巖、泥巖等，三疊系砂巖、板巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，自南到北可劃分為昂仁—日喀則構(gòu)造帶和北喜馬拉雅山兩個(gè)構(gòu)造帶。境內(nèi)新構(gòu)造活動(dòng)較為強(qiáng)烈，是雅魯藏布江板塊結(jié)合帶碰撞和關(guān)閉之后于陸內(nèi)調(diào)整階段形成并發(fā)展的。

2 地質(zhì)災(zāi)害影像特征

根據(jù)前人資料收集與現(xiàn)場(chǎng)查證綜合分析，薩迦縣地質(zhì)災(zāi)害以泥石流災(zāi)害數(shù)量最多且規(guī)模最大，崩塌災(zāi)害較少且規(guī)模均為小型，暫未發(fā)現(xiàn)滑坡災(zāi)害。根據(jù)GF-1影像對(duì)薩迦縣地質(zhì)災(zāi)害建立了解譯標(biāo)志并進(jìn)行全縣地質(zhì)災(zāi)害解譯(表1)，其中重點(diǎn)場(chǎng)鎮(zhèn)采用GF-2影像進(jìn)行解譯標(biāo)志建立及地質(zhì)災(zāi)害解譯。解譯完成后針對(duì)性的驗(yàn)證了部分災(zāi)害點(diǎn)(圖1、圖2)，并相應(yīng)修改完善了遙感解譯標(biāo)志及解譯圖。

表1 地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯標(biāo)志

圖1 泥石流遙感影像圖及實(shí)地照片F(xiàn)ig.1 Image interpretation of debris flow and the field photos

圖2 崩塌點(diǎn)遙感影像圖及實(shí)地照片F(xiàn)ig.2 Image interpretation of collapseand the field photos

3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)

引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的因子有很多，可分為兩類：基礎(chǔ)因子和誘發(fā)因子，其中基礎(chǔ)因子主要由巖土體巖性、地形地貌(坡度)、區(qū)域構(gòu)造、水文條件等構(gòu)成；誘發(fā)因子主要由地震、降水及人類工程活動(dòng)構(gòu)成[4-6]，研究區(qū)范圍較小，誘發(fā)因子對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害影響相對(duì)平衡，因此本文僅以基礎(chǔ)因子作為影響因子論述，各因子權(quán)重依據(jù)薩迦縣地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀經(jīng)層次分析法建模計(jì)算而確定[7]。

(1)坡度：坡度是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的條件之一。本文利用1∶5萬(wàn)地形圖建立單元大小為25 m×25 m的DEM，并根據(jù)DEM制作了坡度圖，通過(guò)地質(zhì)災(zāi)害和坡度的關(guān)系統(tǒng)計(jì)分析，建立地質(zhì)災(zāi)害的坡度評(píng)價(jià)指標(biāo)[7](表2)。

(2)巖性：地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度與巖土體性質(zhì)關(guān)系極大。從已有資料分析，地質(zhì)災(zāi)害大多發(fā)育在第四系的殘積、坡積、崩積、冰債等不同成因的黏土、碎石堆積物及巖石硬度較低的泥巖、頁(yè)巖、片巖中。根據(jù)工作區(qū)的巖性強(qiáng)度特征建立的地質(zhì)災(zāi)害巖性評(píng)價(jià)指標(biāo)如表2所示。

表2 坡度及巖性評(píng)價(jià)指標(biāo)

(3)構(gòu)造：薩迦縣斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷裂活動(dòng)致使巖石破碎，加重了區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率。在建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，在斷層兩側(cè)建立與斷層規(guī)模對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)，并根據(jù)不同規(guī)模構(gòu)造對(duì)緩沖區(qū)賦評(píng)價(jià)指標(biāo)值(表3)。

(4)水文：由于薩迦縣地處深切割山區(qū)，主干河流兩側(cè)羽狀、樹枝狀沖溝發(fā)育，加之巖石破碎度大、松散堆積物發(fā)育，受強(qiáng)降雨或地震等自然因素極易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，而河流兩岸的緩沖地帶是一個(gè)非常重要的潛在成災(zāi)區(qū)。因此在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中河流是重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一[7](表3)。

表3 斷層及水文條件評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.1 地質(zhì)災(zāi)害影響因子權(quán)重占比情況

本文選取了4個(gè)基礎(chǔ)因素作為危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)因子，結(jié)合前人經(jīng)驗(yàn)與區(qū)域?qū)嶋H情況利用層次分析法計(jì)算確定(表4)。

表4 地質(zhì)災(zāi)害影響因子權(quán)重

3.2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在本次遙感解譯及野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合薩迦縣的特點(diǎn)，對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性劃分四級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)：危險(xiǎn)度較高區(qū)、危險(xiǎn)度中等區(qū)、危險(xiǎn)度一般區(qū)、無(wú)危險(xiǎn)區(qū)(表5)。

表5 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

4 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度計(jì)算及成圖

對(duì)薩迦縣地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度按500 m×500 m的評(píng)價(jià)單元賦值，其指數(shù)計(jì)算表達(dá)式為：

Wi=fFi+yYi+sSi+pPi

(1)

式中：Wi——第i單元的危險(xiǎn)程度值；

Fi——第i單元地質(zhì)構(gòu)造貢獻(xiàn)值；

Yi——第i單元巖土體性質(zhì)貢獻(xiàn)值；

Si——第i單元水文條件貢獻(xiàn)值；

Pi——第i單元坡度貢獻(xiàn)值。

小寫符號(hào)為各單位相對(duì)應(yīng)的權(quán)重。

經(jīng)過(guò)式(1)計(jì)算得出了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)單元值，在賦值的基礎(chǔ)上基于ArcGIS軟件，應(yīng)用克里金插值法插值并繪制區(qū)域危險(xiǎn)程度圖(圖3)。

圖3 薩迦縣地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)圖Fig.3 Risk assessment mapof geological hazard of Sakya County

5 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

受高海拔、深切割影響，薩迦縣溝壑縱橫，以泥石流為主的地質(zhì)災(zāi)害以水系溝谷為依托，在巖性、坡度、構(gòu)造等因子輔助下發(fā)育較頻繁(圖4)。本次評(píng)估結(jié)果與實(shí)際結(jié)果吻合度高，具有對(duì)薩迦縣地質(zhì)災(zāi)害防治的指示意義。

6 結(jié)論

(1)應(yīng)用國(guó)產(chǎn)GF-1、GF-2遙感數(shù)據(jù)，完全可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害解譯工作。

(2)基于RS和GIS的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估能有效判斷出地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)、嚴(yán)重區(qū)范圍，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與防治有較好的指導(dǎo)意義。

鑒于地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估的時(shí)效性并非永恒不變，且本次評(píng)估未涉及地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因子(地震、降水、人類工程)參評(píng)，因此本結(jié)論具有不確定性。

圖4 薩迦縣地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析圖Fig.4 The risk of geological disaster analysis of Sakya County