基于斜坡單元的陜西省城鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)*
——以西安市蔣村街道為例

姬永濤，王 鮮，郝 業(yè)，胡 鵬，王 鑫，韓秀清，喬丁丁

(陜西天地地質(zhì)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054)

開展地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)有助于及時(shí)研判區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害形勢，針對性地采取風(fēng)險(xiǎn)管控措施，減輕地質(zhì)災(zāi)害造成的損失[1-2]。為此，我國先后部署開展了不同比例尺和調(diào)查單元的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作[3]，如研究區(qū)近年來依次開展了1∶100 000地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃、1∶50 000地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查、1∶50 000地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)等。然而已有研究大多基于歷史災(zāi)害的基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃或風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，很少將潛在風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)納入?yún)^(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的體系之中，或由于調(diào)查比例尺和數(shù)據(jù)精度的限制，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果較粗，不能很好地指導(dǎo)地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)工作的準(zhǔn)確實(shí)施。

當(dāng)前以 GIS 空間分析技術(shù)為支撐，基于高精度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)能夠定量分析和評價(jià)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性及災(zāi)害損失，可為防災(zāi)減災(zāi)、國土空間規(guī)劃和工程建設(shè)選址等提供重要的科學(xué)依據(jù)，現(xiàn)已成為地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域研究的重要熱點(diǎn)問題[4-5]?；诖?，本次以陜西省西安市蔣村街道為研究區(qū)，在利用高精度光學(xué)遙感數(shù)據(jù)和雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害隱患早期識(shí)別的基礎(chǔ)上，基于高精度DEM，對研究區(qū)具備孕災(zāi)條件的區(qū)域劃分斜坡單元，并逐坡開展了大比例尺(1∶10 000～1∶2 000)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查，做到了“一坡(溝)一卡”，全面系統(tǒng)地識(shí)別了可能的地質(zhì)災(zāi)害隱患，并獲取了影響研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害形成的主要地質(zhì)環(huán)境因素和危險(xiǎn)區(qū)范圍內(nèi)準(zhǔn)確的承災(zāi)體信息；通過構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系，利用 GIS 技術(shù)從研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性、危險(xiǎn)性、易損性和風(fēng)險(xiǎn)性 4 個(gè)方面進(jìn)行了綜合分析，最終確定了研究區(qū)內(nèi)每一個(gè)斜坡的風(fēng)險(xiǎn)等級；通過選取典型區(qū)域進(jìn)行野外實(shí)地核查，驗(yàn)證了評價(jià)結(jié)果的可靠性，并與該區(qū)域以往調(diào)查評價(jià)結(jié)果對比，顯示本次評價(jià)顯著提高了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的精度，為進(jìn)一步實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害精準(zhǔn)管控奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件及地質(zhì)災(zāi)害概況

1.1 地質(zhì)環(huán)境條件

蔣村街道位于陜西省西安市鄠邑區(qū)西南、秦嶺北麓，地理坐標(biāo)介于108°25′～108°32′ E，33°54′～34°7′ N之間，南北長約27.3 km，東西寬約6 km，總面積131.46 km2。境內(nèi)地勢南高北低，海拔2 720～500 m，構(gòu)成明顯的秦嶺山地—山前沖洪積扇—沖洪積平原地貌。境內(nèi)主要河流為甘河，屬渭河二級支流，沿南北向主溝道大致將研究區(qū)分割為東西兩個(gè)部分。研究區(qū)屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降水量為638.4 mm，降水量自南向北逐漸降低，年際最大降水量為1 039.9 mm(1983年)，最少為322.9 mm(1995年)，年內(nèi)降水主要集中在7—9月。

境內(nèi)出露的地層主要有：元古界寬坪群變質(zhì)巖，古生界碳酸鹽巖和碎屑巖，第四系碎石土和粘性土。變質(zhì)巖主要分布于秦嶺北麓山前大斷裂南側(cè)，受斷裂構(gòu)造影響，巖石完整性差、破碎嚴(yán)重；碳酸鹽巖和碎屑巖分布于南部中山區(qū)，巖石致密堅(jiān)硬，多呈中-中厚層狀結(jié)構(gòu)；碎石土主要分布于沖洪積扇區(qū)以及甘河沿岸，主要為全新統(tǒng)砂卵石夾含砂質(zhì)粘土層，松散、滲透性強(qiáng)；粘性土分布于北部沖洪積平原區(qū)。境內(nèi)主要易崩易滑地層為風(fēng)積、殘坡積含碎石粘性土和碎屑堆積物。

境內(nèi)大的構(gòu)造斷裂主要有三條，其中與地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系密切的斷裂為秦嶺北麓山前大斷裂，東西向橫貫全境，斷裂地貌非常清楚；以秦嶺北麓山前大斷裂為界可分為兩個(gè)構(gòu)造單元，南部山區(qū)為北秦嶺加里東褶皺帶組成部分，北部平原為渭河斷陷的組成部分，現(xiàn)仍有南升北降活動(dòng)。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別和發(fā)育特征

研究表明，利用高分辨率光學(xué)遙感數(shù)據(jù)和合成孔徑雷達(dá)干涉測量(InSAR) 技術(shù)可以有效反映滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性和準(zhǔn)確位置，是區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害隱患早期識(shí)別的新技術(shù)[6]。因此，本次首先通過無人機(jī)航拍和三維傾斜攝影，獲取了研究區(qū)分辨率優(yōu)于0.5 m的光學(xué)遙感影像(圖1)；同時(shí)利用Stacking技術(shù)對研究區(qū)2019年10月至2021年5月期間的55景Sentinel-1A數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取了地表年平均形變速率圖(圖2)。基于以上兩項(xiàng)技術(shù)對研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患進(jìn)行了早期識(shí)別，共解譯地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)16處，經(jīng)現(xiàn)場核查，16處解譯點(diǎn)均有變形跡象，結(jié)合變形程度和威脅對象最終確認(rèn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)5處，小范圍崩、滑等不良地質(zhì)現(xiàn)象點(diǎn)11處。在此基礎(chǔ)上，開展了大比例尺(1∶10 000～1∶2 000)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)和孕災(zāi)地質(zhì)環(huán)境條件詳細(xì)調(diào)查，對遙感解譯識(shí)別結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充，并為研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖1 光學(xué)遙感解譯

圖2 InSAR解譯

詳細(xì)調(diào)查結(jié)果表明：受特殊的地質(zhì)環(huán)境條件和氣候等自然條件影響，加之近年來境內(nèi)切坡建房、修路和陡坡種植等不合理的開發(fā)利用，導(dǎo)致研究區(qū)滑坡、崩塌災(zāi)害比較發(fā)育，截止2021年底，通過早期識(shí)別核查和現(xiàn)場調(diào)查共計(jì)確認(rèn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)19處(包含解譯確認(rèn)的5處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn))，其中滑坡14處、崩塌5處(圖3)。境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的分布與地貌關(guān)系密切，其發(fā)生則與降雨條件高度相關(guān)，具有小規(guī)模、集中發(fā)育的特點(diǎn)。境內(nèi)滑坡主要以淺層堆積層的蠕滑變形居多，崩塌則以傾倒式或滑移式土質(zhì)崩塌為主。19 處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)直接威脅139戶、491人生命安全，威脅財(cái)產(chǎn)約7 789萬元。

圖3 蔣村街道地質(zhì)災(zāi)害隱患分布圖

2 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系構(gòu)建

地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是致災(zāi)體在自然因素和社會(huì)因素的綜合影響下作用于承災(zāi)體上產(chǎn)生的影響和破壞，具有危害性、可變性、不確定性以及復(fù)雜性等特征[7]。地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是對某一特定區(qū)域，在某種特定條件下發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)造成的人員、經(jīng)濟(jì)等損失的可能性預(yù)測。目前，國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)由地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)和易損性評價(jià)共同組成，并從危險(xiǎn)性和易損性兩個(gè)方面構(gòu)建指標(biāo)體系，提出了表征風(fēng)險(xiǎn)程度的定量計(jì)算式：風(fēng)險(xiǎn)度 = 危險(xiǎn)性 × 易損性[8]。筆者認(rèn)為，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)可包括四個(gè)階段：易發(fā)性評價(jià)、危險(xiǎn)性評價(jià)、承災(zāi)體易損性評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)(圖4)，不同階段評價(jià)有其不同的側(cè)重和用途。因此，本次從研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性、危險(xiǎn)性、承災(zāi)體易損性和風(fēng)險(xiǎn)性等 4 個(gè)方面進(jìn)行綜合分析。

圖4 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)示意圖

2.1 評價(jià)單元確定

區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中常用的單元類型有網(wǎng)格單元、地域單元、均一條件單元、子流域單元、斜坡單元等，其中斜坡單元是滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的基本單元，并且在各類控制或影響因素中，斜坡和溝谷的發(fā)育階段對滑坡、崩塌的形成具有明顯的控制作用[9]。因此，本次采用斜坡單元作為評價(jià)單元，以研究區(qū)地理底圖和精度5 m的DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合地質(zhì)環(huán)境條件，按照地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等的相似、相近程度，將研究區(qū)具備孕災(zāi)條件的區(qū)域(去除北部平原區(qū))劃分為661個(gè)斜坡單元，并逐一進(jìn)行了圈定編號(hào)，斜坡單元總面積為89.49 km2，占研究區(qū)總面積的68.07%(圖5)。為了保證評價(jià)結(jié)果的合理性，按照5 m×5 m柵格大小將研究區(qū)DEM數(shù)據(jù)離散為5 258 918個(gè)單元格，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行指標(biāo)提取，并按照最大面積法轉(zhuǎn)化為斜坡單元評價(jià)指標(biāo)。

圖5 蔣村街道斜坡單元?jiǎng)澐謭D

2.2 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)方法

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性反映某一特定區(qū)域內(nèi)，由地質(zhì)環(huán)境條件現(xiàn)狀綜合決定的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性，是評定某一區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率的自然屬性。目前國內(nèi)外對易發(fā)性評價(jià)常用方法主要有邏輯回歸法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、綜合指數(shù)法、信息量法、支持向量機(jī)等[10-11]。本次選取綜合指數(shù)法，利用設(shè)定的規(guī)則將一系列與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生相關(guān)的影響因子無量綱化，采用權(quán)重來區(qū)別各個(gè)影響因子對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的貢獻(xiàn)，然后加權(quán)計(jì)算得到斜坡單元地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性綜合指數(shù)：

(1)

式中：Yi為第i個(gè)斜坡單元易發(fā)性綜合指數(shù)；Fj為第i個(gè)斜坡單元j類指標(biāo)權(quán)重；Sj為第i個(gè)斜坡單元第j類指標(biāo)賦值；n為影響因子項(xiàng)數(shù)。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)方法

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性僅考慮了影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的靜態(tài)因素，未考慮在特定時(shí)間段發(fā)生某種影響地質(zhì)災(zāi)害形成的誘發(fā)因素。故本次通過總結(jié)分析研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)理，考慮降雨為研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要誘發(fā)因素，采用基于極值降雨假設(shè)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)方法(即基于研究區(qū)歷史上有地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的事實(shí)，假設(shè)有監(jiān)測記錄以來，最大日降雨量Lmax/day為災(zāi)害發(fā)生的觸發(fā)因素)，計(jì)算各斜坡單元的危險(xiǎn)性指數(shù)：。

(2)

式中：Hi為某種工況下第i個(gè)斜坡單元危險(xiǎn)性指數(shù)；Yi為第i個(gè)斜坡單元易發(fā)性指數(shù)；Ymax為最大易發(fā)性指數(shù)；Pi為某種工況下第i個(gè)斜坡單元的給定時(shí)間段內(nèi)的失穩(wěn)概率，Pi=L/Lmax/day，Lmax/day為有監(jiān)測紀(jì)錄以來研究區(qū)日最大降雨量，L為不同頻率(10%、5%、2%、1%)下的年最大日降雨量。

2.4 地質(zhì)災(zāi)害承災(zāi)體易損性評價(jià)方法

承災(zāi)體是指遭受地質(zhì)災(zāi)害危害的對象，如人員、物質(zhì)、資源或生態(tài)環(huán)境等，易損性是在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，對危險(xiǎn)范圍內(nèi)的承災(zāi)體所可能產(chǎn)生的損傷、破壞程度的評估[12]。本次根據(jù)研究區(qū)實(shí)際情況，選取人員易損性和物質(zhì)易損性作為地質(zhì)災(zāi)害承災(zāi)體易損性的評價(jià)指標(biāo)。人員易損性主要考慮人口密度和年齡結(jié)構(gòu)，物質(zhì)易損性主要考慮建(構(gòu))筑物結(jié)構(gòu)、用途、層數(shù)和道路的交通等級，各評價(jià)指標(biāo)和權(quán)重見表 1。

2.5 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)方法

結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性與承災(zāi)體易損性，綜合確定各斜坡單元地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性的計(jì)算公式如式3。其中，根據(jù)承災(zāi)體評價(jià)對象的不同，風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)可分為人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，按照表2劃分斜坡單元風(fēng)險(xiǎn)等級后，以“就高原則”確定斜坡單元綜合風(fēng)險(xiǎn)等級：

(3)

式中：Ri為某工況下第i個(gè)斜坡單元的風(fēng)險(xiǎn)值；Hi為某工況下第i個(gè)斜坡單元危險(xiǎn)性指數(shù)；Ej為某工況下第i個(gè)斜坡單元第j個(gè)承災(zāi)體價(jià)值(人員數(shù)量，單位人；經(jīng)濟(jì)價(jià)值，單位萬元)；Vj為某工況下第i個(gè)斜坡單元第j個(gè)承災(zāi)體易損性。

表1 承災(zāi)體易損性評價(jià)指標(biāo)因子、權(quán)重及賦值分級表

表2 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)表

3 西安市蔣村街道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

3.1 數(shù)據(jù)來源

西安市蔣村街道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括：地形、地質(zhì)、植被覆蓋度、土地利用、地質(zhì)災(zāi)害及社會(huì)發(fā)展等，通過收集、實(shí)測、現(xiàn)場調(diào)查及勘查等多種方式獲得。其中，1∶10 000數(shù)字化地形圖、1∶50 000地質(zhì)圖、精度優(yōu)于5 m的DEM、精度優(yōu)于1.0 m的遙感影像、植被覆蓋度、土地利用現(xiàn)狀、社會(huì)發(fā)展等數(shù)據(jù)通過收集獲得；1∶2 000數(shù)字化地形圖、精度優(yōu)于1 m的DEM、精度優(yōu)于0.5 m的遙感影像通過實(shí)測獲得；地質(zhì)災(zāi)害、斜坡結(jié)構(gòu)、切坡高度等通過野外調(diào)查及勘查獲得；承災(zāi)體房屋和人員信息通過收集第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查比對和行政村核實(shí)確定。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)

根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及形成條件，選取坡度、坡高、坡向、坡型、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、斜坡結(jié)構(gòu)、切坡高度、道路、植被等10個(gè)影響因子建立了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性多指標(biāo)綜合評價(jià)體系。同時(shí)，考慮到指標(biāo)選取的客觀性和不同指標(biāo)因子的獨(dú)立性，利用GIS軟件的多元分析模塊對上述因子進(jìn)行相關(guān)性分析[13]，保證了評價(jià)因子選取的合理性。

基于對研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害影響因素和形成機(jī)理分析，采用層次分析法(AHP)，比較各指標(biāo)的相對重要性，通過構(gòu)造判斷矩陣計(jì)算各因子權(quán)重[14]，并結(jié)合試算最終確定各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，進(jìn)而對指標(biāo)重分類后分別賦值，確立了以斜坡為單元的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系及量化分值表(表3)。利用GIS平臺(tái)中的柵格計(jì)算工具對各指標(biāo)影響指數(shù)進(jìn)行疊加，從而得到蔣村街道各斜坡單元地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性綜合指數(shù)為1.27～4.58，進(jìn)一步將斜坡單元地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性劃分為極高易發(fā)(4

表3 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系及量化分值表

圖6 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分布圖

根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀，采用ROC曲線對斜坡單元地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)[15](圖 7)，結(jié)果顯示預(yù)測精度為89.7%，表明上述評價(jià)方法和結(jié)果較為合理。

圖7 易發(fā)性評價(jià)結(jié)果ROC驗(yàn)證曲線

3.3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)

根據(jù)資料分析及實(shí)地調(diào)查，研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害形成幾乎都與降雨有關(guān)，在降雨時(shí)間地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率明顯增高，因此選取降雨為蔣村街道地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的誘發(fā)因素。

研究區(qū)有監(jiān)測記錄以來最大日降水量值為130.6 mm(1991年7月28日)，參照研究區(qū)多年降水量數(shù)據(jù)，選取10%、5%、2%、1%概率下的年最大日降水量分別為35 mm、75 mm、150 mm、200 mm。在斜坡單元易發(fā)性評價(jià)的基礎(chǔ)上，利用GIS疊加不同降雨工況條件下的斜坡失穩(wěn)概率，得到不同工況下斜坡單元危險(xiǎn)性指數(shù)，按照極高危險(xiǎn)(Yi>0.8)、高危險(xiǎn)(0.8≥Yi>0.6)、中危險(xiǎn)(0.6≥Yi>0.4)和低危險(xiǎn)(0.4≥Yi>0)劃分為4個(gè)等級(圖8)。

圖8 不同降雨工況下地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分布圖

3.4 地質(zhì)災(zāi)害承災(zāi)體易損性評價(jià)

本次依據(jù)研究區(qū)第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場調(diào)查中對各斜坡單元內(nèi)承災(zāi)體進(jìn)行比對，對于有疑議的數(shù)據(jù)與所屬行政村核實(shí)確定，共調(diào)查斜坡區(qū)承災(zāi)體425戶、1 766人、各類房屋 1 913 間、道路總里程 52.5 km。按照表1進(jìn)行了各類承災(zāi)體易損性評價(jià)，得到研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害承災(zāi)體易損性評價(jià)圖(圖 9)。

圖9 承災(zāi)體易損性評價(jià)圖

3.5 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)

在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性和承災(zāi)體易損性評價(jià)的基礎(chǔ)上，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型計(jì)算各斜坡單元風(fēng)險(xiǎn)性指數(shù)，其中危險(xiǎn)性指數(shù)考慮研究區(qū)最大可能降雨條件，選用2%降雨工況下危險(xiǎn)性指數(shù)參與計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，蔣村街道各斜坡單元人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)介于0～38.96、經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)介于0～1 311.62，分別按照表2劃分風(fēng)險(xiǎn)等級后，以“就高原則”確定的斜坡單元綜合風(fēng)險(xiǎn)等級如圖10所示。

圖10 斜坡單元綜合風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)圖

根據(jù)評價(jià)結(jié)果，蔣村街道風(fēng)險(xiǎn)等級極高斜坡1個(gè)、高風(fēng)險(xiǎn)斜坡11個(gè)、中風(fēng)險(xiǎn)斜坡24個(gè)、低風(fēng)險(xiǎn)斜坡625個(gè)，極高、高、中風(fēng)險(xiǎn)等級斜坡主要分布于甘峪溝溝口及兩側(cè)的低山區(qū)、沖洪積扇區(qū)。其中，極高風(fēng)險(xiǎn)斜坡1處，位于富村窯村，面積約0.15 km2，占研究區(qū)總面積0.11%；高風(fēng)險(xiǎn)斜坡11處，分布于富村窯村、東寨村、王過村、甘峪口村，面積合計(jì)0.86 km2，占比0.73%；中風(fēng)險(xiǎn)斜坡24處，主要分布于柳泉口村、曹村、富村窯村、東寨村、王過村、甘峪口村、郝家寨村，面積合計(jì)1.22 km2，占比0.97%；低風(fēng)險(xiǎn)斜坡625處，為極高、高、中風(fēng)險(xiǎn)等級斜坡以外的斜坡區(qū)域，面積合計(jì)87.26 km2，占比66.38%。

4 評價(jià)結(jié)果驗(yàn)證與討論

4.1 評價(jià)結(jié)果實(shí)地驗(yàn)證

為了檢驗(yàn)本次評價(jià)結(jié)果的可靠性，選取1處極高風(fēng)險(xiǎn)等級斜坡和1處高風(fēng)險(xiǎn)等級斜坡進(jìn)行了野外實(shí)地驗(yàn)證。

極高風(fēng)險(xiǎn)斜坡(圖11、圖12)位于蔣村街道富村窯村，地貌類型為山前沖洪積扇，斜坡結(jié)構(gòu)為土質(zhì)斜坡，地層為第四系洪積層粉質(zhì)黏土和砂礫石層，斜坡原始坡型為直線型陡坡，因村民于斜坡中下部開挖坡體修筑平臺(tái)形成“陡坡—平臺(tái)—陡坡”的階梯狀坡型，切坡形成的陡坎高度6～15 m；現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)該坡體房前道路裂縫3～10 cm，多處民房院墻有明顯傾斜拉張裂縫，縫寬2～5 cm，房后陡坎局部發(fā)生滑塌，坡體上部有高約1.5～2.0 m錯(cuò)坎，資料顯示該斜坡在2012年7月強(qiáng)降雨期間曾發(fā)生過局部滑動(dòng)，部分村民房屋受損，直接經(jīng)濟(jì)損失約20萬元；該斜坡范圍共有居民24戶、95人，房屋87間，威脅財(cái)產(chǎn)約1 450萬元，綜合風(fēng)險(xiǎn)等級評價(jià)為極高風(fēng)險(xiǎn)合理。

圖11 極高風(fēng)險(xiǎn)斜坡全貌

圖12 房屋院墻錯(cuò)縫

圖13 高風(fēng)險(xiǎn)斜坡全貌

圖14 房后坡體局部滑動(dòng)

高風(fēng)險(xiǎn)斜坡(圖13、圖14)位于蔣村街道王過村，地貌類型為秦嶺北麓低山區(qū)，斜坡結(jié)構(gòu)類型為巖土復(fù)合斜坡，出露地層為第四系殘坡積粉質(zhì)黏土和下元古界寬屏群石英片巖；村民切坡建房形成的陡坎高約6～10 m，上部斜坡經(jīng)人工修整后呈中間低、兩側(cè)高的內(nèi)凹型坡，降雨時(shí)易匯集水流；經(jīng)實(shí)地調(diào)查，2021年9月份強(qiáng)降雨期間，該坡體房前道路約20 m發(fā)生滑塌，部分民房墻體有拉張裂縫，縫寬1～3 cm，房后坡體局部發(fā)生滑動(dòng)堆積至村民院墻，調(diào)查時(shí)坡體上有多處拉張裂縫，裂縫寬3～10 cm，延伸約10 m；據(jù)調(diào)查，該斜坡于2012年、2019年雨季也曾發(fā)生局部滑動(dòng)；該斜坡范圍共有居民4戶、9人，房屋12間，威脅財(cái)產(chǎn)約150萬元，綜合風(fēng)險(xiǎn)等級評價(jià)為高風(fēng)險(xiǎn)合理。

4.2 1∶10 000與1∶50 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)結(jié)果對比

為說明本次1∶10 000風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果與以往評價(jià)精度的不同，特截取2021年完成的西安市鄠邑區(qū)1:50 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)結(jié)果中的蔣村街道部分進(jìn)行對比，如圖15、圖16所示。

圖15 1∶50 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)結(jié)果

圖16 1∶10 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)結(jié)果

圖17 兩次風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)結(jié)果對比柱狀圖

本次1∶10 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)確定的中風(fēng)險(xiǎn)以上斜坡面積合計(jì)2.23 km2，1∶50 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)確定的中風(fēng)險(xiǎn)以上斜坡面積合計(jì)25.49 km2，相比減少23.26 km2，減少幅度91.25%，占研究區(qū)總面積17.69%。其中，極高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積分別減少4.67 km2、4.28 km2、14.31 km2，減少幅度分別為96.89%、83.27%、92.14%。

分析以上差異產(chǎn)生的原因主要有兩方面：調(diào)查的精度和評價(jià)依據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精度。首先，1∶50 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)時(shí)以鄠邑區(qū)為研究區(qū)，側(cè)重于地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)調(diào)查，調(diào)查比例尺為1∶50 000～1∶10 000；本次1∶10 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)以蔣村街道為研究區(qū)，將全區(qū)具備孕災(zāi)條件的斜坡區(qū)劃分斜坡單元逐一開展調(diào)查，在調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的同時(shí)注重孕災(zāi)地質(zhì)環(huán)境條件的調(diào)查，調(diào)查比例尺為1∶10 000～1∶2 000；相比而言，本次對研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害和孕災(zāi)條件的調(diào)查更細(xì)致，通過本次調(diào)查確認(rèn)增加了9處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，較以往調(diào)查的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)增加90%，也說明了本次調(diào)查的精度更高。其次，1∶50 000風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí)采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中DEM精度為12.5 m、地形數(shù)據(jù)比例尺為1∶50 000～1∶10 000、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)精度為2～1 m，承災(zāi)體數(shù)據(jù)僅調(diào)查了地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)威脅范圍的承災(zāi)體，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí)主要依據(jù)災(zāi)害點(diǎn)分布密度圈定風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；而本次評價(jià)時(shí)以斜坡為單元，采用的DEM精度為5 m、地形數(shù)據(jù)比例尺為1∶10 000～1∶2 000、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)精度為1～0.5 m，承災(zāi)體數(shù)據(jù)以第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對涉及人員的承災(zāi)體現(xiàn)場調(diào)查了每一處建(構(gòu))筑物內(nèi)的人員情況，并與當(dāng)?shù)卣M(jìn)行了核實(shí)，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí)充分考慮了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境條件。從圖15、16可看出，1∶50 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)僅劃分中風(fēng)險(xiǎn)以上風(fēng)險(xiǎn)區(qū)4個(gè)，風(fēng)險(xiǎn)區(qū)范圍均較大；本次1∶10 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)共劃分中風(fēng)險(xiǎn)以上風(fēng)險(xiǎn)區(qū)36個(gè)，劃定的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)范圍更具體。同時(shí)可看出，本次劃分的中風(fēng)險(xiǎn)以上風(fēng)險(xiǎn)區(qū)基本位于1∶50 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)劃分的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)范圍內(nèi)，且包含了研究區(qū)90%以上的中風(fēng)險(xiǎn)等級以上地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，本次劃分的中風(fēng)險(xiǎn)以上斜坡區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度為6.73處/km2，1∶50 000風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評價(jià)劃分的中風(fēng)險(xiǎn)以上斜坡區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度為0.39處/km2。

5 結(jié)論與展望

(1)蔣村街道共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)19處，其中滑坡14處、崩塌5處，滑坡主要以淺層堆積層的蠕滑變形居多，崩塌則以傾倒式或滑移式土質(zhì)崩塌為主，境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的分布與地貌關(guān)系密切，其發(fā)生主要受降水條件影響，具有小規(guī)模、集中發(fā)育的特點(diǎn)。

(2)蔣村街道地質(zhì)災(zāi)害極高風(fēng)險(xiǎn)斜坡1處，位于富村窯村，面積0.15 km2，占研究區(qū)總面積0.11%；高風(fēng)險(xiǎn)斜坡11處，分布于富村窯村、東寨村、王過村、甘峪口村，面積合計(jì)0.86 km2，占比0.73%；中風(fēng)險(xiǎn)斜坡24處，主要分布于柳泉口村、曹村、富村窯村、東寨村、王過村、甘峪口村、郝家寨村，面積合計(jì)1.22 km2，占比0.97%；低風(fēng)險(xiǎn)斜坡面積合計(jì)87.26 km2，占比66.38%。極高、高、中風(fēng)險(xiǎn)斜坡主要分布于甘峪溝溝口及兩側(cè)的低山區(qū)和沖洪積扇區(qū)。

(3)通過評價(jià)結(jié)果實(shí)地驗(yàn)證并與以往評價(jià)結(jié)果對比，本次調(diào)查評價(jià)精度更高，明確了研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分布區(qū)域和特征，為針對性地采取預(yù)防、避讓、治理或者相結(jié)合的方式實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害防治和風(fēng)險(xiǎn)管控提供了依據(jù)，有利于提高防災(zāi)減災(zāi)工作的可操作性和時(shí)效性，做到有的放矢。

地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中易發(fā)性評價(jià)和危險(xiǎn)性評價(jià)是基礎(chǔ)，承災(zāi)體易損性評價(jià)是核心，災(zāi)害點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)管控是應(yīng)用。應(yīng)深化地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與監(jiān)測預(yù)警、減災(zāi)規(guī)劃、防治工程效益的結(jié)合度，加快現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域的應(yīng)用，準(zhǔn)確、及時(shí)傳送地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息。開發(fā)適用的邊坡分級管理系統(tǒng)，加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控。