貴州省開陽縣斜坡地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)因子敏感性分析

覃乙根，楊根蘭，謝 金，劉榜余

(貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

斜坡地質(zhì)災(zāi)害(slope geologic hazard)是指在重力等地質(zhì)營力作用下，斜坡表層物質(zhì)沿斜坡向下運動，造成人類生命財產(chǎn)損失或使環(huán)境、資源發(fā)生破壞的現(xiàn)象或過程[1]?；?、崩塌和泥石流為斜坡地質(zhì)災(zāi)害的主要表現(xiàn)形式，嚴(yán)重阻礙著社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，威脅人民生命及財產(chǎn)安全。因此，開展區(qū)域斜坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報，對國土規(guī)劃和災(zāi)害管理等具有重要的研究價值和現(xiàn)實意義[2-3]。

斜坡地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境敏感性研究作為相關(guān)研究的基礎(chǔ)，是提高地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報精度的先決條件，對地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)有著重要的指導(dǎo)作用[4]。近年來，隨著GIS 技術(shù)的發(fā)展，地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)因子的敏感性研究也取得了長足進(jìn)展，陳曉利等[5]基于確定性系數(shù)法，開展了1976 年龍陵地震誘發(fā)滑坡的影響因子敏感性分析，確定了該區(qū)域內(nèi)各因子的地震滑坡易發(fā)區(qū)間；李雪平等[6]運用Logistic 回歸模型，并用貝葉斯信息標(biāo)準(zhǔn)對模型進(jìn)行驗證，對巫山縣新址西區(qū)滑坡因子的敏感性進(jìn)行了分析，為區(qū)域滑坡因子的敏感性評價提供了一種新的、可靠的方法；王志恒等[7]基于變維分形理論，應(yīng)用累計變換次數(shù)和分維值2 個分形指標(biāo)，首次將分形理論應(yīng)用到區(qū)域滑坡孕災(zāi)環(huán)境因素敏感性研究中；吳森等[8]采用貢獻(xiàn)率權(quán)重法，通過統(tǒng)計已發(fā)生滑坡對選取各評價因子的貢獻(xiàn)率，對研究區(qū)滑坡災(zāi)害影響因子的內(nèi)部敏感性及因子間敏感性進(jìn)行分析。上述研究成果科學(xué)地闡述了各影響因子對滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布的控制作用及其敏感性，為地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測和管理提供了科學(xué)依據(jù)。但以往研究并未研究個別因子對地質(zhì)災(zāi)害具有較低敏感性的原因及是否受其他因子間的影響作用等?；诖?，本文在前人研究基礎(chǔ)上，對個別因子對地質(zhì)災(zāi)害具有較低敏感性的原因進(jìn)行進(jìn)一步探索。

貴州省開陽縣地質(zhì)條件復(fù)雜，區(qū)內(nèi)斜坡地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，尤其在強降雨季節(jié)，給人民生命財產(chǎn)安全造成巨大威脅，阻礙開陽縣社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展；且以往針對開陽縣地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)因子敏感性方面的研究相對較少。筆者以開陽縣為研究對象，在完成地質(zhì)災(zāi)害野外調(diào)查和數(shù)據(jù)庫編制工作的基礎(chǔ)上，基于GIS平臺，采用確定性系數(shù)模型(CF)進(jìn)行了開陽縣斜坡地質(zhì)災(zāi)害影響因子敏感性研究，以找出開陽縣地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)因子區(qū)間，并對個別因子對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性并非很敏感的原因進(jìn)行進(jìn)一步探索。研究成果能為進(jìn)一步開展地質(zhì)災(zāi)害危險性評價和風(fēng)險評估奠定基礎(chǔ)，為國土規(guī)劃及防災(zāi)減災(zāi)工作提供一定參考和指導(dǎo)作用。

1 研究區(qū)概況

1.1 地質(zhì)背景

開陽縣地處黔中，地理坐標(biāo)為東經(jīng) 106°45′～107°17′，北緯26°48′～27°22′，總面積2 026 km2。調(diào)查區(qū)地處云貴高原苗嶺山脈梯級斜坡地帶，位于近東西向分水嶺地帶，以分水嶺為骨架，地貌為呈東西向分布的高原丘陵。總地勢由西南向東北傾斜，南部多為侵蝕脊?fàn)钪械蜕?，北部多為峰叢谷地及河谷階地。開陽縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候。西部、南部降水量較多，北部降水量偏小。縣境河流均屬長江水系烏江流域區(qū)。除烏江、清水江、魚梁河、谷撒河4 條主干河流外，還有56 條規(guī)模不同的小支流分布全境?？h內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，時代地層多樣，分布著前震旦系、寒武系、石炭系、二疊系、三疊系和古近系、第四系，以寒武系、二疊系和三疊系為主。區(qū)內(nèi)在大地構(gòu)造上屬揚子準(zhǔn)地臺黔北臺隆遵義斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)，總體近東西向的黔中白馬洞斷裂為區(qū)內(nèi)主斷裂，褶皺構(gòu)造具有背斜短而寬緩呈穹狀，向斜窄而緊湊呈線狀的特點。褶皺軸向主要為近北向及北北東向，南部則偏轉(zhuǎn)為北東向。主要褶皺構(gòu)造有：翁昭背斜展布于東部；洋水背斜展布于西部，最寬廣開闊的清河背斜展布于南部(圖1)。

1.2 斜坡地質(zhì)災(zāi)害特征

1.2.1 斜坡地質(zhì)災(zāi)害類型

通過野外調(diào)查，進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害編圖，共圈定141處斜坡地質(zhì)災(zāi)害點，其中滑坡102 處，占總數(shù)的72%；崩塌35 處，占總數(shù)的25%，泥石流4 處，占總數(shù)的3%，滑坡是開陽縣最主要的斜坡地質(zhì)災(zāi)害類型，其次為崩塌 (圖1、表1)。

表1 開陽縣不同類型及規(guī)模斜坡地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量統(tǒng)計Table 1 Statistical table of types and scale of slope geohazards in Kaiyang County

1.2.2 斜坡地質(zhì)災(zāi)害分布特征

a.在侵蝕地貌區(qū)集中分布 侵蝕地貌區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最多(圖2)，共98 處，占69.5%，主要原因是侵蝕地貌以淺切中山為主，山體高大且多呈脊?fàn)钌綆X，切割深度200～400 m，為崩塌、滑坡及泥石流(簡稱“崩滑流”)災(zāi)害的孕育提供良好條件。中部峰叢溝谷與緩丘溝谷地貌分布數(shù)量次之，共28處，占19.9%，此區(qū)域巖溶發(fā)育型崩滑較為集中。北部峰叢谷地與峰叢槽谷地貌、南部的峰叢洼地地貌災(zāi)害點分布數(shù)量相對較少。

圖2 不同地貌區(qū)中地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量Fig.2 The number of geohazards in different geomorphology

b.多發(fā)育于寒武紀(jì)地層 前震旦系、震旦系、寒武系、二疊系和三疊系5 個地層中共分布141 個地質(zhì)災(zāi)害點(圖3)，且寒武系地層中地質(zhì)災(zāi)害分布數(shù)量最多，共88 處，占總量的62.4%。主要是因為寒武系地層巖性以砂巖、石英砂巖、泥頁巖等為主，該巖組抗風(fēng)化能力弱，地表淺部多嚴(yán)重風(fēng)化，巖體穩(wěn)定性較差，為易滑巖層，常形成殘坡積層滑坡，也可為泥石流提供物源。

圖3 不同地層中地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量Fig.3 The number of geohazards in different strata

c.局部沿地質(zhì)構(gòu)造帶呈線狀分布 地質(zhì)災(zāi)害點在近北南向、北東-南西向斷層帶分布較為密集。斷層帶兩側(cè)0～500 m 范圍內(nèi)災(zāi)害點65 處，占總量的46%，距斷層500～1 000 m 災(zāi)害點36 處，占總量的25.5%；從統(tǒng)計結(jié)果(圖4)可知，災(zāi)害點與距斷層距離呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性顯著。

圖4 地質(zhì)災(zāi)害與斷層距離的關(guān)系Fig.4 Relationship between geological hazards and fault distance

d.集中發(fā)育于河流兩岸 開陽縣境內(nèi)長度大于10 km、集水面積大于20 km2的河流有30 條，地質(zhì)災(zāi)害點沿河流分布密集，尤以清水江、洋水河及魚梁河災(zāi)害點較多。與河流距離200 m 內(nèi)災(zāi)害點40處，占總量的28.3%，在200～400 m 有29 處，占總量的20.6%。從統(tǒng)計結(jié)果(圖5)可知，災(zāi)害點與距水系距離呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性較顯著。

圖5 地質(zhì)災(zāi)害與水系距離的關(guān)系Fig.5 Relationship between geohazards and drainage distance

綜上所述，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的分布情況受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及水系的控制作用明顯。

2 研究基礎(chǔ)

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文采用數(shù)據(jù)主要包括：2018 年筆者所在團(tuán)隊獲得的貴州省開陽縣地質(zhì)災(zāi)害隱患點野外調(diào)查成果數(shù)據(jù)；10 m 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)；1︰5 萬地質(zhì)圖；Landsat 8 遙感影像(地理空間數(shù)據(jù)云)；由DEM 提取出來的坡度和坡向數(shù)據(jù)；由地質(zhì)圖提取出的水系和工程巖組數(shù)據(jù)；根據(jù)巖層傾向與坡向的夾角關(guān)系計算得到的斜坡結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及根據(jù)遙感影像數(shù)據(jù)波段反射率計算得到的歸一化植被指數(shù)(NDVI)等。

2.2 指標(biāo)因子選擇

地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生是孕災(zāi)因子和致災(zāi)因子共同作用的結(jié)果。相對致災(zāi)因子的時變性，孕災(zāi)因子的變化相對遲緩，地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境研究是進(jìn)行相關(guān)研究的基礎(chǔ)。在研究開陽縣地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)因子的研究結(jié)論[9-11]，選取高程、坡度、坡向、工程巖組、斜坡結(jié)構(gòu)、斷層、水系、NDVI 共8 個影響因子作為地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境因子。

各個因子的分級情況參考文獻(xiàn)[12-13]，其中，坡度按照10°間隔分為6 個等級[12]，坡向分為9類[13]，斜坡結(jié)構(gòu)根據(jù)巖層傾向和地形坡向夾角關(guān)系劃分為4 類；與河流距離則根據(jù)開陽縣面積大小，以200 m 為單位進(jìn)行分級；根據(jù)開陽縣斷層實際分布稀疏、密度較小，與斷層距離以500 m 為單位進(jìn)行分級；巖性按照工程地質(zhì)巖組分為3 類；高程和NDVI 按照自然間距分類方法進(jìn)行分類[14]，具體分級(分類)情況見表2。

表2 開陽縣地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境因子分級(分類)Table 2 Environmental factor classification of geohazards in Kaiyang County

2.3 模型方法

2.3.1 確定性系數(shù)(CF)模型

確定性系數(shù)模型最早在 1975 年由 E.H.Shortliffe 等[15]提出，1985 年，D.Heckerman[16]對其加以改進(jìn)。確定性系數(shù)CF 為一個概率函數(shù)，用于分析影響事件發(fā)生的各種因素的敏感性。CF被廣泛用于滑坡敏感性評估，基本假設(shè)條件為：滑坡災(zāi)害的易發(fā)程度可依據(jù)以前發(fā)生的滑坡與確定為環(huán)境因素的數(shù)據(jù)集之間的統(tǒng)計關(guān)系來確定[17]。其表達(dá)式為：

式中：PPa為事件在a 分類中發(fā)生的條件概率，即在數(shù)據(jù)a 類單元中災(zāi)害點個數(shù)與該類單元面積的比值；PPs為事件發(fā)生的先驗概率，即整個研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點數(shù)量與研究區(qū)面積的比值。

由式(1)可知，CF 值的變化區(qū)間是[-1,1]。CF＞0時，表示地質(zhì)災(zāi)害的確定性高，為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，CF 值越接近1，地質(zhì)災(zāi)害確定性越高；當(dāng)CF 值接近0 時，表示確定性與區(qū)域平均值接近；CF＜0 時，表示地質(zhì)災(zāi)害的確定性低，為地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)，越接近-1，確定性越低。

2.3.2 敏感性指數(shù)(E)

敏感性指數(shù)E可從整體上反映某一類孕災(zāi)因子對地質(zhì)災(zāi)害的影響程度，因此，可應(yīng)用敏感性指數(shù)對孕災(zāi)因子的敏感性大小進(jìn)行研究。其計算方法[4]如下：式中：Ei為某一個因子對斜坡地質(zhì)災(zāi)害敏感性的影響指數(shù)；CFi,max為孕災(zāi)因子i類別的CF 值中的最大值；CFi,min為孕災(zāi)因子i類別的CF 值中的最小值。

3 結(jié)果與分析

3.1 孕災(zāi)因子敏感性分析

基于GIS 平臺，將要素圖層轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)，并將各個評價因子的圖層和地質(zhì)災(zāi)害點分布圖層進(jìn)行疊加分析，利用CF 模型計算出各分級的CF 值，結(jié)合不同因子與地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律的統(tǒng)計，開展貴州省開陽縣斜坡地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)因子敏感性分析。PoA(percentage of area)為某一分級面積與研究區(qū)總面積之比；PoLN(Percentage of landslide number)為某一分級內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害個數(shù)與總地質(zhì)災(zāi)害個數(shù)之比。

3.1.1 高 程

開陽縣地處云貴高原梯級斜坡地帶，海拔515～1 664 m，相對高差達(dá)1 149 m。高程變化影響氣候、降雨、植被類型等的分布，進(jìn)而間接影響地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[18]。采用CF 模型方法分析5 個高程分級對地質(zhì)災(zāi)害的敏感性，結(jié)果如圖6 所示。

圖6 高程分級與地質(zhì)災(zāi)害空間統(tǒng)計Fig.6 Elevation classification and spatial distribution of geohazards

從圖6 可以看出，高程主要集中在828～1 287 m，占開陽縣總面積的78.5%，93.8%的災(zāi)害點發(fā)育于高程1 287 m 以下區(qū)域。高程在515～993 m 的CF 值大于0，為開陽縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，占總面積的35%，其中515～827 m 高程的CF 值最大，為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。

3.1.2 坡 度

坡度是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要影響因素，影響水流方向與土壤發(fā)育[19]，開陽縣地貌以山地、丘陵為主，山地、丘陵、盆地、河谷交錯分布，采用CF模型方法分析6 個坡度分級對地質(zhì)災(zāi)害的敏感性，結(jié)果如圖7 所示。

從圖7 可以看出，坡度主要集中在0°～30°，占總面積的94.3%，在坡度20°～50°發(fā)育的災(zāi)害占總數(shù)49.6%，為開陽縣利于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域，占總面積的20.8%，特別是在30°～40°，CF 值最大，為地質(zhì)災(zāi)害最易發(fā)坡度范圍。坡度大于50°和小于10°的區(qū)域，CF 值均少于0，為地質(zhì)災(zāi)害不敏感區(qū)。

圖7 坡度分級與地質(zhì)災(zāi)害空間統(tǒng)計Fig.7 Slope classification and spatial distribution of geohazards

3.1.3 坡 向

坡向?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生的控制作用主要表現(xiàn)在山坡的小氣候以及水熱比的規(guī)律性變化[20]，采用CF模型方法分析9 個坡向分級對地質(zhì)災(zāi)害的敏感性，結(jié)果如圖8 所示。

計算結(jié)果顯示，研究區(qū)利于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的坡向為東南、西、西北向，災(zāi)害點數(shù)量占總數(shù)的48.9%，面積占研究區(qū)總面積的40.0%，其中坡向為西的CF值最大，說明此坡向最利于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

圖8 坡向分級與地質(zhì)災(zāi)害空間統(tǒng)計Fig.8 Slope direction classification and spatial distribution of geohazards

3.1.4 工程巖組

地層巖性是產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的物質(zhì)基礎(chǔ)，巖石類型和軟硬程度決定巖土體的抗風(fēng)化能力[21]，采用CF模型方法分析3 個起伏度分級對地質(zhì)災(zāi)害的敏感性，結(jié)果如圖9 所示。

從圖9 可以看出，開陽縣工程巖組以硬質(zhì)巖組為主，其分布占總面積的54.6%；軟質(zhì)巖組的CF 值最大，且發(fā)育災(zāi)害數(shù)占災(zāi)害總量的45.5%，說明此巖組利于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，面積占總面積的22.3%。

圖9 工程巖組分級與地質(zhì)災(zāi)害空間統(tǒng)計Fig.9 Engineering petrofabric classification and spatial distribution of geohazards

3.1.5 斜坡結(jié)構(gòu)

斜坡結(jié)構(gòu)對地質(zhì)災(zāi)害的分布起著重要作用。基于GIS 平臺，根據(jù)巖層傾向和地形坡向夾角關(guān)系，斜坡結(jié)構(gòu)類型劃分為4 類(圖10)，采用CF 模型方法分析各斜坡結(jié)構(gòu)類型對地質(zhì)災(zāi)害的敏感性，結(jié)果如圖11 所示。

圖10 斜坡分類準(zhǔn)則Fig.10 Slop classification criteria

結(jié)果顯示，研究區(qū)以斜向坡為主，面積占總面積的43.8%，85.5%的災(zāi)害點發(fā)育于橫向坡、順向坡和斜向坡區(qū)域。順向坡地區(qū)的CF 值最大，災(zāi)害點占比達(dá)14.4%，該區(qū)域為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，面積占總面積的9.6%，而斜向坡地區(qū)CF 值為負(fù)，說明不利于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

3.1.6 斷 層

斷層是地質(zhì)災(zāi)害重要的影響因素，在斷層影響下，巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育，給斜坡的變形和破壞帶來不利影響[22]。對研究區(qū)內(nèi)斷層以500 m 間隔建立緩沖區(qū)，采用CF 模型方法分析各斷層緩沖區(qū)分級對地質(zhì)災(zāi)害的敏感性，結(jié)果如圖12 所示。

圖11 斜坡結(jié)構(gòu)分級與地質(zhì)災(zāi)害空間統(tǒng)計Fig.11 Slope structure classification and spatial distribution of geohazards

圖12 斷層距離分級與地質(zhì)災(zāi)害空間統(tǒng)計Fig.12 Fault distance classification and spatial distribution of geohazards

結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)距離斷裂1 500 m 以外區(qū)域的CF 值為負(fù)值，說明發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的確定性低；距斷層1 000 m 以內(nèi)的區(qū)域CF 值大于0，為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，占總面積的54.1%?？傮w來講，距斷層越遠(yuǎn)的區(qū)域，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的概率也會越小，結(jié)果與圖4 的統(tǒng)計結(jié)果相一致。

3.1.7 水 系

河流水系對地質(zhì)災(zāi)害分布也具有控制作用。河流對岸坡具有侵蝕作用，可改變坡體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)，增加岸坡失穩(wěn)滑移的可能性[22]。對研究區(qū)內(nèi)河流以200 m 間隔建立緩沖區(qū)，采用CF 模型方法分析各水系緩沖區(qū)分級對地質(zhì)災(zāi)害的敏感性，結(jié)果如圖13 所示。

從圖13 可以看出，距水系800 m 以內(nèi)的區(qū)域CF值大于0，災(zāi)害點占比71.4%，為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，占總面積的41.6%。在大于600 m 范圍內(nèi)，隨著距離的增大，CF 值呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢，表明在該范圍內(nèi)，水系對崩滑流地質(zhì)災(zāi)害的影響隨著距離的增加而降低。結(jié)果與圖5 的統(tǒng)計結(jié)果相一致。

3.1.8 NDVI

圖13 水系距離分級與地質(zhì)災(zāi)害空間統(tǒng)計圖Fig.13 Drainage classification and spatial distribution of geohazards

歸一化植被指數(shù)(NDVI)常用于反映人類工程活動的情況，作為一種表征植被特征的指數(shù)，植被覆蓋度能在一定程度上代表誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的外部因素[23]。本文基于Landsat8 遙感影像，采用ENVI 軟件，根據(jù)近紅外波段的反射值與紅光波段的反射值之差比上兩者之和，計算研究區(qū)的NDVI 數(shù)據(jù)，采用CF 模型方法分析6 個NDVI 分級對地質(zhì)災(zāi)害的敏感性，結(jié)果如圖14 所示。

從圖14 可以看出，開陽縣植被覆蓋較好，NDVI主要集中在0.070～0.274，占總面積的93.7%，NDVI在-0.098～0.181 的CF 值大于0，為有利于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域，占總面積的48.1%，特別是0.070～0.137范圍內(nèi)CF 值最大，為地質(zhì)災(zāi)害最易發(fā)范圍。

圖14 NDVI 分級與地質(zhì)災(zāi)害空間統(tǒng)計Fig.14 NDVI classification and spatial distribution of geohazards

3.2 孕災(zāi)因子對地質(zhì)災(zāi)害影響程度分析

在對不同孕災(zāi)環(huán)境因子不同分級敏感性分析的基礎(chǔ)上，通過敏感性指數(shù)E研究各因子對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的影響程度，結(jié)果見表3，通過上述數(shù)據(jù)可以看出選取的8 個因子對開陽縣地質(zhì)災(zāi)害影響程度大小排序為：坡度＞工程巖組＞坡向＞距河流距離＞距斷層距離＞高程＞NDVI＞斜坡結(jié)構(gòu)。其中，坡度、工程巖組、坡向、與河流距離、與斷層距離和高程6 個因子的敏感性指數(shù)超過1，說明這6 個因子為開陽縣地質(zhì)災(zāi)害的主要控制因素。

表3 開陽縣孕災(zāi)環(huán)境因子影響程度Table 3 Influence degree of disaster-bearing environmental factors in Kaiyang County

斜坡結(jié)構(gòu)和NDVI 對斜坡地質(zhì)災(zāi)害的敏感性較低，其原因可能是受內(nèi)部其他影響因子或某一影響因子區(qū)間限制所致，對此作進(jìn)一步分析。

a.高程、坡度、坡向與NDVI 關(guān)系 基于高程、坡度和坡向的某一分級為前提，統(tǒng)計此分級內(nèi)NDVI 的CF 值變化趨勢，并依次對各個分級采用同樣的方法進(jìn)行統(tǒng)計，將結(jié)果繪制成曲線(圖15)，再與圖14 的CF 值曲線進(jìn)行對比分析。圖15b 中坡度作用下NDVI 的CF 值變化曲線大體趨勢與圖14 中CF 曲線基本一致，說明坡度并未限制NDVI 的敏感性；圖15a、圖15c 和圖15d 中高程和坡向作用下NDVI 與CF 值關(guān)系變化曲線顯示，高程在1 288～1 664 m 和坡向為北的NDVI 和CF 值變化曲線同其他曲線相比有較大波動，說明兩者更容易削弱NDVI 對斜坡地質(zhì)災(zāi)害的作用。分析結(jié)果表明，NDVI 對斜坡地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的敏感程度很可能受高程在1 288～1 664 m 區(qū)間和北向坡向限制。

b.坡向與斜坡結(jié)構(gòu)的關(guān)系 斜坡結(jié)構(gòu)是根據(jù)巖層傾向和地形坡向夾角關(guān)系求得，因此，主要探討坡向?qū)π逼陆Y(jié)構(gòu)因子的敏感性是否具有限制作用。圖16 為坡向作用下斜坡結(jié)構(gòu)的CF 值變化曲線，從圖中可以看出，坡向為東、西時斜坡結(jié)構(gòu)的CF值變化曲線同其他曲線在順向坡時有較大波動，說明斜坡結(jié)構(gòu)對斜坡地質(zhì)災(zāi)害的敏感性很可能受東向和西向2 個坡向限制。

4 結(jié)論

a.研究區(qū)地形因子中，高程515～993 m、坡度20°～50°、坡向為東南、西、西北向及NDVI 在-0.098～0.181 均利于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。地質(zhì)因子中，軟質(zhì)巖組、順向坡地區(qū)及距斷層1 000 m 以內(nèi)的區(qū)域為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。水系因子中，距水系800 m 以內(nèi)的區(qū)域，災(zāi)害點占比71.4%，為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。

圖15 3 個因子作用下NDVI 與CF 值關(guān)系曲線Fig.15 Relationship curve between NDVI and CF under the action of three factors

圖16 坡向作用下斜坡結(jié)構(gòu)與CF 值關(guān)系曲線Fig.16 Relation curve between slope structure and CF value under slope direction

b.通過敏感性指數(shù)E從整體上分析各因子對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的影響程度，其中，坡度、工程巖組、坡向、距河流距離、距斷層距離和高程6 個因子為開陽縣地質(zhì)災(zāi)害的主要控制因素；斜坡結(jié)構(gòu)和NDVI 的敏感性指數(shù)均小于1，對斜坡地質(zhì)災(zāi)害的敏感性較低。

c.NDVI 對斜坡地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的敏感程度很可能受高程1 288～1 664 m 和北向坡向限制，坡向?qū)π逼陆Y(jié)構(gòu)因子限制作用更為明顯，坡向東、西2 個方向?qū)π逼陆Y(jié)構(gòu)敏感性均有限制。

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