基于加權(quán)信息量法的黃土滑坡易發(fā)性評價
——以1∶5萬天水市麥積幅為例

孟曉捷，張新社，曾慶銘，王冬

(自然資源部黃土地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實驗室，中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710054)

據(jù)統(tǒng)計，中國的滑坡約1/3發(fā)生在黃土高原地區(qū)，甘肅省即存在各類規(guī)模的滑坡約4萬余處(吳瑋江等，2006)。黃土滑坡作為山區(qū)常見的突發(fā)性地質(zhì)現(xiàn)象，常常埋沒村莊、破壞農(nóng)田、毀壞道路、摧毀工廠和堵塞江河等，還會進(jìn)一步誘發(fā)泥石流等次生危害；長期以來威脅著黃土高原廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全，制約著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也為近年來的黃河流域生態(tài)保護(hù)戰(zhàn)略計劃和國土空間規(guī)劃管控工作帶來了不小的挑戰(zhàn)。因此，針對黃土滑坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行深入調(diào)查和易發(fā)性評價，可為區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害防治及政府規(guī)劃管理等提供科學(xué)依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實意義。

滑坡易發(fā)區(qū)指具備滑坡發(fā)生的地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和氣候條件，容易或者可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，主要依據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件，參考地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，考慮潛在的滑坡而劃定(唐亞明，2012)。近二十年來，隨著3S技術(shù)(GIS、RS、GPS)的迅速發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者將眾多數(shù)學(xué)模型(證據(jù)權(quán)重模型、確定系數(shù)法模型、層次分析法模型、信息量模型、模糊評判模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、邏輯回歸模型等)引入滑坡易發(fā)性評價?；贕IS技術(shù)廣泛應(yīng)用于中國各個地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)域，極大地提高了評價效率和精度，取得了豐碩的成果(沈芳等，1999；向喜瓊等，2000；Ohlmacher，2003；趙海卿等，2004；王哲，2009；Guo C B, et al.，2015；Zhang，2017；張曉東等，2018；吳常潤等，2020)。近年來，由于各類評價方法自身局限性及對滑坡災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)的精確性要求不同，研究者逐漸開始重視將不同的模型進(jìn)行組合使用，選取符合研究區(qū)的最優(yōu)評價模型(牛全福等，2017；張曉東等，2018；樊芷吟等，2018；邱維蓉等，2020；王高峰等，2021)。因此，筆者在天水市麥積區(qū)1∶5萬圖幅黃土滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)上，基于ArcGIS平臺，針對麥積區(qū)黃土滑坡地質(zhì)災(zāi)害，采用層次分析法求得各評價因子的權(quán)重值，隨后利用加權(quán)信息量模型，按照網(wǎng)格劃分進(jìn)行易發(fā)性評價，將評價結(jié)果進(jìn)行驗證，并劃分天水市麥積區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)。旨在為該地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃、重大工程規(guī)劃建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，同時也為實現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價奠定良好基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)地質(zhì)概況

天水市麥積區(qū)位于青藏高原東北緣，大地構(gòu)造上位于南北活動構(gòu)造帶與西秦嶺構(gòu)造帶的交匯部位，周邊發(fā)育多條強(qiáng)活動斷裂(圖1)，歷史上地震相當(dāng)頻繁。另外，在地貌上位于秦嶺山區(qū)、隴山山區(qū)、陜北-隴東黃土高原及青藏高原的過渡地區(qū)。

圖1 研究區(qū)位置圖

麥積區(qū)幅位于天水市東側(cè)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)105°45′—106°00′，北緯34°30′—34°40′，總面積約為438.73 km2；屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫為9.0 ℃；多年平均降水量為516.9 mm，降水量主要集中在5月—9月，占全年降水量的80%；區(qū)內(nèi)河流屬于黃河流域水系，發(fā)育有渭河、籍河、牛頭河、東柯河和潁川河等多條河流(圖2)。區(qū)內(nèi)地勢最高點(diǎn)位于西南基巖山區(qū)，海拔1 923 m，最低點(diǎn)位于渭河?xùn)|緣最下游，海拔1 061 m，相對高差862 m。區(qū)內(nèi)地貌單元可分為河谷地貌、低山地貌及黃土丘陵地貌(圖2)，其中縱橫起伏、千溝萬壑的黃土丘陵地貌總面積為363.84 km2，占全區(qū)面積的82.93%，加上區(qū)內(nèi)多條活動斷裂發(fā)育(圖2)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈，為地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)易發(fā)創(chuàng)造了客觀地質(zhì)條件。因此，天水市自古以來飽受滑坡之害，是中國滑坡災(zāi)害多發(fā)的城市之一。

F1-1.陳家灣-王家崖斷裂；F1-2.李家灣-楊家灣斷裂；F2-1.三陽川斷裂；F2-2.鳳凰山-麥積斷裂；F2-3.水眼寨斷裂；F3-1.孫家山斷裂；F4.曹家溝斷裂；F5.孫家溝斷裂

項目組在前人調(diào)查的基礎(chǔ)上(楊為民等，2016)，進(jìn)一步對麥積區(qū)幅進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查、核實，區(qū)內(nèi)滑坡共計460處，其中有458處發(fā)生于黃土丘陵地區(qū)，占99.56%，絕大多數(shù)為老滑坡和新滑坡，所占比例分別為61.5%、37.4%?；露酁橹?深層牽引式滑坡，體積多為中-大型，滑坡面多位于上覆黃土與下伏泥巖的接觸帶。大多數(shù)滑坡目前基本穩(wěn)定，活動跡象不明顯，但在將來的地震或強(qiáng)降雨等因子的誘發(fā)下，可能會再次復(fù)活。

1.2 研究方法

“信息量法”最早由美國數(shù)學(xué)家Shannon提出，并在概率論和邏輯推理基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出信息量法計算公式(Shannon et al.，1948)。20世紀(jì)80年代以來，信息量法被引入至滑坡災(zāi)害預(yù)測研究中，結(jié)合GIS技術(shù)，可快速動態(tài)地對研究區(qū)做出分析評價。其核心思想為：通過研究已發(fā)生或已變形的地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)實際情況，分析相關(guān)影響因子，并研究各影響因子的信息數(shù)量和質(zhì)量，選取對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性影響最大的相關(guān)組合因子，反映不同因子對地質(zhì)災(zāi)害的形成發(fā)生的貢獻(xiàn)大小。其模型計算公式(這里省略推導(dǎo)過程)為：

(1)

式中Ii指各影響因子對滑坡提供的信息量；N指研究區(qū)內(nèi)已發(fā)生滑坡的總個數(shù)；S指研究區(qū)總面積；Ni指分布在各因子類別中發(fā)生滑坡的個數(shù)；Si指研究區(qū)內(nèi)某評價因子的面積。最終計算出的Ii為該影響因子的總信息量值，其值越大表示越容易引起滑坡的發(fā)生，即滑坡的易發(fā)性越高(孟慶華，2011)。

各學(xué)者將信息量模型廣泛運(yùn)用于中國諸多地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)高發(fā)區(qū)域，取得了顯著的成果，其優(yōu)勢在于能夠結(jié)合GIS技術(shù)快速計算出各影響因子的總信息量值。但該模型存在一定的局限性，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生原因復(fù)雜，各影響因子在不同地質(zhì)環(huán)境中的災(zāi)害發(fā)生過程里起到的作用大小不一，該模型只反映了因子特定類別在組合情況下對災(zāi)害發(fā)生的影響，不能充分反映各因子影響程度的差異(杜國梁等，2016)。

因此，筆者擬采用層次分析法(這里不再贅述該原理)求得各影響因子的不同權(quán)重，體現(xiàn)各因子的重要程度，結(jié)合加權(quán)信息量模型來進(jìn)行易發(fā)性評價，其計算公式為：

(2)

其中Wi為層次分析法計算出的某影響因子的權(quán)重。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究所用的地質(zhì)災(zāi)害基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)源于中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所于2016年所完成的《西秦嶺北緣斷裂帶天水段地震地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價成果報告》(楊為民等，2016)。隨后由中國地質(zhì)調(diào)查局下達(dá)的“關(guān)中平原城市群綜合地質(zhì)調(diào)查”二級項目于天水市麥積區(qū)進(jìn)行核查，其統(tǒng)計結(jié)果包括滑坡災(zāi)害點(diǎn)460處。此外，筆者進(jìn)行滑坡調(diào)查及易發(fā)性評價過程中所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括DEM數(shù)據(jù)(25 m分辨率)和1∶5萬地形圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(等高線、高程點(diǎn)、水系、道路等)源自自然資源部信息中心；植被指數(shù)通過中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)注冊與出版系統(tǒng)下載獲取。

2 評價因子的選擇與分級

根據(jù)分析各個因子對研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的控制結(jié)果，共確定7個指標(biāo)因子(高程、坡度、地層巖性、植被歸一化指數(shù)、距斷裂距離、距水系距離和距道路距離)組成本次滑坡災(zāi)害易發(fā)生評價的指標(biāo)體系。另外，筆者需要補(bǔ)充的是，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，幾乎所有滑坡發(fā)生前后其坡形有著較大的變化，現(xiàn)今多為凹型坡或復(fù)合型坡，難以推測判斷原始坡形。經(jīng)對滑坡分布進(jìn)行分析，該區(qū)460個滑坡在各方向分布上無明顯數(shù)量差異，陽坡和陰坡上分布較為平均。另外，由于地形起伏度難以獲取，在ARCGIS軟件中隨著計算鄰域半徑的變化，求出的地形起伏度有著較大的變化，不利于準(zhǔn)確進(jìn)行易發(fā)性評價。本研究區(qū)地震動峰值加速度均為0.3 g，無法體現(xiàn)不同等級地震動峰值加速度的影響。研究區(qū)內(nèi)及周邊有天水市、麥積區(qū)、清水縣和張家川縣等4個氣象站點(diǎn)，降雨量數(shù)據(jù)難以完整獲取。因此，前人常用的“坡形或曲率”、“坡向”、“地形起伏度”、“地震動峰值加速度”和“降雨量”等因子在這里不做考慮。

2.1 高程

麥積區(qū)黃土丘陵及基巖山區(qū)溝壑縱橫，切割強(qiáng)烈，地形相對高差較大，對黃土滑坡的發(fā)生有著較為重要的影響；研究區(qū)內(nèi)地形高程范圍為1 060.78～1 923.21 m，將其分成5個區(qū)間，分別為≤1 200 m，1 200～1 350 m，1 350～1 500 m，1 500～1 650 m，>1 650 m。據(jù)統(tǒng)計，其中435處滑坡，即94.57%的滑坡發(fā)生于高程1 200～1 650 m區(qū)間(圖3a)。

2.2 坡度

斜坡坡度控制著斜坡的穩(wěn)定性，對滑坡的破壞方式和運(yùn)移有著顯著影響。在其他地質(zhì)背景相似的條件下，通常斜坡坡度越陡，坡體越傾向于失穩(wěn)，在一定角度范圍區(qū)間，破壞以滑坡為主，超過一定角度，破壞以崩塌為主。研究區(qū)內(nèi)坡度范圍為0°～61°，將其分為5個區(qū)間，分別為0°～10°、10°～20°、20°～30°、30°～40°、>40°。據(jù)統(tǒng)計，其中有370個滑坡，即80.43%的滑坡發(fā)生于10°～30°區(qū)間(圖3b)。

2.3 工程地質(zhì)巖組

研究區(qū)內(nèi)的工程地質(zhì)巖組按照區(qū)域分布面積由大到小依次為：松散巖組>軟弱巖組>較硬巖組>堅硬巖組>較軟巖組(圖3c)。松散巖組廣泛分布于全區(qū)，巖性主要以第四系黃土和沖洪積物為主；軟弱巖組常下伏于黃土沉積底部作為基底，巖性以新近系雜色泥巖為主，在較高斜坡處常有出露，整體產(chǎn)狀近水平；較軟巖組主要分布于牛頭河北段西岸，巖性主要為古近系和侏羅系砂礫巖，整體產(chǎn)狀近水平；較硬巖組主要分布于牛頭河和渭河兩岸岸坡，巖性主要由下古生界牛頭河群的大理巖、片麻巖組成；堅硬巖組少量分布于渭河兩岸局部地區(qū)，大部分分布于牛頭河北段兩岸，巖性主要由侵入巖、下古生界牛頭河群石英片巖、角閃片巖、花崗巖和閃長巖組成。據(jù)統(tǒng)計，其中有450處滑坡，即97.83%的滑坡發(fā)生于松散巖組和軟弱巖組地區(qū)，其中松散巖組地區(qū)有410處滑坡，軟弱巖組地區(qū)有40處。

a.滑坡分布與高程；b.滑坡分布與坡度；c.滑坡分布與工程地質(zhì)巖組；d.滑坡分布與植被歸一化指數(shù)；e.滑坡分布與距斷裂距離；f.滑坡分布與距水系距離；g.滑坡分布與距公路距離

2.4 植被歸一化指數(shù)

植被能起到護(hù)坡和防止水土流失的作用，有利于斜坡的穩(wěn)定。植被覆蓋程度可用植被指數(shù)來表述(薛強(qiáng)等，2015)，本文選取標(biāo)準(zhǔn)化差值植被指數(shù)(NDVI)作為分析指標(biāo)，使用Spot5遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化差值計算，求取植被指數(shù)NDVI，隨后按自然斷點(diǎn)法劃分為0.08～0.22、0.22～0.31、0.31～0.37、0.37～0.42、0.42～0.49、0.49～0.66等6個區(qū)間(圖3d)。前2個區(qū)間NDVI值較低，主要分布于盆地內(nèi)城市區(qū)域及河谷兩岸主要交通干道。據(jù)統(tǒng)計，其中有424處滑坡，即約92.17%的滑坡發(fā)生于NDVI值為0.31～0.66的區(qū)間。

2.5 距斷裂距離

斷裂破碎帶巖體破碎，裂隙發(fā)育，易風(fēng)化剝蝕，沿斷裂帶常會出現(xiàn)負(fù)地形，處于斜坡地帶的斷裂帶會形成大量的松散層堆積，為滑坡形成創(chuàng)造了有利條件。其次，斷裂帶附近構(gòu)造應(yīng)力集中，在黃土丘陵區(qū)的黃土中易產(chǎn)生構(gòu)造裂隙，在降雨等條件影響下，發(fā)育成較大的軟弱面，容易發(fā)生大規(guī)模的破壞作用。再次，構(gòu)造活動區(qū)地殼沿斷裂帶發(fā)生區(qū)域性抬升和下降，當(dāng)?shù)貧ぬ龝r，河流下切作用增強(qiáng)，導(dǎo)致斜坡前緣臨空面發(fā)育，加大了崩塌、滑坡的易發(fā)性(楊為民等，2016)。

研究區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育，按其走向可分為北西西向、北西向、北東向3組。其中，北西西向為西秦嶺北緣斷裂帶的分支斷裂，斷裂特征明顯，活動性較強(qiáng)，控制了天水渭河盆地的發(fā)育，主要包括2條斷裂：F1為天水-寶雞斷裂，F(xiàn)2為鳳凰山-天水?dāng)嗔?圖2)。其中，F(xiàn)1斷裂由2條次級斷裂組成，F(xiàn)2斷裂由3條次級斷裂組成，均為左旋走滑斷裂。北西向為研究區(qū)西南角的F3(孫家山斷裂)，在遙感影像上有清楚顯示，區(qū)域上屬于左行走滑斷裂。北東向為F4(曹家溝斷裂)和F5(孫家溝斷裂)，沿線多為村落和莊稼地，村內(nèi)常見墻體、地面開裂。曹家溝、孫家溝兩側(cè)斜坡及盤山公路上大量發(fā)育滑坡和地裂縫，可見活動性較為顯著。將研究區(qū)滑坡距斷裂的距離分為<1 500 m、1 500～3 000 m、3 000～4 500 m、4 500～6 000 m、>6 000 m等5個區(qū)間(圖3e)。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)育在距斷裂1 500 m以內(nèi)的滑坡數(shù)量為277處，占全滑坡的60.22%，隨著距斷裂距離的增加，滑坡數(shù)量顯著減少，可見斷裂對滑坡發(fā)育的控制作用。

2.6 距水系距離

河流侵蝕與水對坡腳巖土體的浸泡軟化及河流下切形成的斜坡臨空面也會對斜坡巖土體穩(wěn)定性造成影響。將研究區(qū)滑坡距水系的距離劃分為<250 m、250～500 m、500～750 m、750～1 000 m、1 000～1 250 m、1 250～1 500 m等6個區(qū)間(圖3f)。據(jù)統(tǒng)計，距水系1 000 m以內(nèi)的滑坡數(shù)量為434處，占全滑坡的94.35%。

2.7 距公路距離

人類工程活動中的修建公路對斜坡穩(wěn)定性影響較大，修路對邊坡的開挖破壞了原始斜坡的自然平衡狀態(tài)，是地質(zhì)災(zāi)害重要的誘發(fā)因子之一。對研究區(qū)內(nèi)主干公路兩側(cè)500 m范圍內(nèi)進(jìn)行距離分析，其中盆地內(nèi)河谷區(qū)無地質(zhì)災(zāi)害分布，不納入統(tǒng)計范圍。另外，黃土丘陵區(qū)內(nèi)部沒有位于斜坡地帶、未改造邊坡形態(tài)的鄉(xiāng)間土路也不納入統(tǒng)計。將區(qū)內(nèi)滑坡距道路的距離分為<100 m、100～200 m、200～300 m、300～400 m、400～500 m、>500 m等6個區(qū)間(圖3g)。據(jù)統(tǒng)計，距道路500 m以內(nèi)，滑坡數(shù)量為389處，占全部滑坡的84.57%。

3 基于GIS的滑坡易發(fā)性評價

3.1 單因子信息量計算

基于上一章節(jié)選擇的各個評價因子及分區(qū)進(jìn)行信息量計算，得到各評價因子信息量值(表1)。

3.2 權(quán)重值計算

本研究擬采用層次分析法(AHP)求得上述7個評價因子指標(biāo)的權(quán)重值；該方法可以解決多指標(biāo)定性、定量組合決策的復(fù)雜問題。其具體步驟通常包括建立目標(biāo)層-指標(biāo)層-方案層的結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)建模型成對比較矩陣、權(quán)向量計算和一致性檢驗。參考前人研究(石菊松等，2007；張春山等，2008；孫煒鋒等，2008；唐亞明等，2011)，對指標(biāo)因子之間的相互重要性進(jìn)行打分，結(jié)合研究區(qū)滑坡易發(fā)性因子級別分級結(jié)果，構(gòu)建判斷矩陣(表2)；針對高程、坡度、巖組、NDVI、斷裂、水系、公路分析得到特征向量為0.794，0.986，2.083，0.515，1.593，0.515，0.515；最大特征根為7.178，CI值為0.03，查明一致性指標(biāo)RI為1.36。隨后根據(jù)檢驗性指標(biāo)CR=CI/RI=0.03/1.36=0.022<1，判斷該矩陣具有較好的一致性，最終歸一化處理，得到各影響因子的權(quán)重Wi(表2)。權(quán)重計算結(jié)果表明，影響研究區(qū)內(nèi)滑坡穩(wěn)定性的因子其重要性依次為：巖組、斷裂、坡度、高程、NDVI、水系和公路。在信息量表(表1)中，高程和距公路距離排序靠前，就有很大的滑坡災(zāi)害發(fā)生的可能性。如果僅使用信息量模型，而無各因子的權(quán)重對此進(jìn)行約束，則對將來潛在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢的判定就局限于過往的數(shù)據(jù)統(tǒng)計中，做出的易發(fā)性分區(qū)圖極有可能過度強(qiáng)調(diào)高程和公路的作用。

表1 各評價因子狀態(tài)信息量表

表2 因子權(quán)重配對比較矩陣表

3.3 滑坡易發(fā)性評價

運(yùn)用ArcGIS重分類功能對各因子已分級的柵格圖層賦予各自信息量值，再運(yùn)用柵格計算器按照公式(2)疊加各單因子信息量與權(quán)重之積，得到研究區(qū)各評價單元的加權(quán)總信息量值，范圍為-1.49～0.56(四舍五入保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，下同)，最后對疊加后的柵格圖層進(jìn)行重分類，采用自然間斷點(diǎn)分級法將其分為4個區(qū)間(圖4)，從大到小依次分為極高易發(fā)區(qū)(0.09～0.56)、高易發(fā)區(qū)(-0.14～0.09)、中易發(fā)區(qū)(-0.37～-0.14)和低易發(fā)區(qū)(-1.49～-0.37)。上述分區(qū)的面積依次為97.29 km2、124.71 km2、94.99 km2和121.73 km2，對應(yīng)發(fā)生滑坡點(diǎn)數(shù)為254、150、37、19個。

圖4 麥積區(qū)滑坡災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖

4 評價結(jié)果分析

在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價過程中，常使用ROC(Receiver Operating Characteristic Curve)曲線對分區(qū)的結(jié)果進(jìn)行檢驗。通過計算AUC(Area Under Curve)值來評價區(qū)劃結(jié)果的準(zhǔn)確性(Chung C J F et al.，2003；Jadda M et al.，2011)。

ROC曲線指受試者工作特征曲線/接收器操作特性曲線(receiver operating characteristic curve)，是反映敏感性和特異性連續(xù)變量的綜合指標(biāo)。在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性或風(fēng)險性評價中，ROC曲線的橫軸一般為信息量值由高到低的累計面積百分比，縱軸一般為對應(yīng)信息量疊加值范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)個數(shù)累計百分比。一般認(rèn)為，AUC為0.5～0.7時，準(zhǔn)確性較差；AUC為0.7～0.9時，具有較好的準(zhǔn)確性；AUC為0.9以上時，準(zhǔn)確性極好；AUC越接近1，模型精度越好。筆者根據(jù)加權(quán)信息量法所評價的結(jié)果，繪制ROC曲線(圖5)。計算加權(quán)信息量法曲線AUC值為75.04%，介于0.7～0.9，其評價精度具有較好的準(zhǔn)確性。

圖5 麥積區(qū)滑坡災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評價結(jié)果：ROC曲線圖

5 討論

(1)以天水市麥積區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害為研究對象，在野外調(diào)查基礎(chǔ)上，經(jīng)權(quán)衡現(xiàn)實條件及資料獲取程度，選擇高程、坡度、工程地質(zhì)巖組類型、植被歸一化指數(shù)、距斷裂距離、距水系距離及距公路距離等因子作為易發(fā)性評價的考量因子?；贏rcGIS平臺，采用加權(quán)信息量法進(jìn)行了易發(fā)性評價，按自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(DD 2019-08)—地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查技術(shù)要求(1∶50 000)，將研究區(qū)分為極高易發(fā)區(qū)、高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)及低易發(fā)區(qū)。經(jīng)ROC曲線驗證AUC值為75.04%，評價結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性，可為天水地區(qū)滑坡災(zāi)害防治規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

(2)采用加權(quán)信息量法對研究區(qū)易發(fā)性評價的分類顯示，極高易發(fā)區(qū)面積為97.29 km2，區(qū)內(nèi)對應(yīng)發(fā)生滑坡數(shù)量為254個；高易發(fā)區(qū)面積為124.71 km2，區(qū)內(nèi)發(fā)生滑坡數(shù)量為150個；中易發(fā)區(qū)面積為94.99 km2，區(qū)內(nèi)發(fā)生滑坡數(shù)量為37個；低易發(fā)區(qū)面積為121.73 km2，區(qū)內(nèi)發(fā)生滑坡數(shù)量為19個。

極高和高易發(fā)區(qū)主要分布于渭河兩岸，距離斷裂帶1.5 km范圍內(nèi)，地貌類型主要為黃土丘陵，巖性主要為黃土、沖積沙礫石；黃土一般覆蓋厚度較大，且坡度為10°～30°，沖溝切割較深，災(zāi)害多分布在深切沖溝兩岸。中易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)主要分布于渭河、牛頭河、葫蘆河河谷地區(qū)及兩岸支流的沖積階地及西南基巖山區(qū)。

(3)對評價因子的信息量及權(quán)重分析表明，信息量值排名靠前的評價因子不一定在地災(zāi)發(fā)生過程里起到最重要的主導(dǎo)作用，也不一定象征著今后發(fā)展趨勢是更容易發(fā)生在這些評價因子排名靠前的分類區(qū)間當(dāng)中。如果單純依據(jù)調(diào)查結(jié)果或資料搜集中所獲得的編錄數(shù)據(jù)來進(jìn)行易發(fā)性評價，則對將來潛在的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢的判定就局限于過往的數(shù)據(jù)統(tǒng)計中，無法體現(xiàn)專家在宏觀和微觀上對地災(zāi)易發(fā)性的專業(yè)考慮。因此，在該類評價中要注重結(jié)合各評價因子間的相互重要性來進(jìn)行綜合評價。

(4)本文由于受限于研究水平及數(shù)據(jù)資料的限制，其深度、廣度及精度仍存在不足之處。例如，降雨數(shù)據(jù)無法完整獲取，地形起伏度數(shù)據(jù)計算量龐大。另外，由于地形復(fù)雜，為了計算方便，將評價單元按照網(wǎng)格劃分，未按斜坡單元劃分，沒有很好的體現(xiàn)原始斜坡特征和地貌的吻合度。這些都需要再進(jìn)一步的細(xì)致研究。