基于信息量模型法評價青陽縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性

李中權(quán)

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局322地質(zhì)隊）

青陽縣地處皖南山地丘陵區(qū)，地質(zhì)環(huán)境條件比較復(fù)雜，人類工程活動比較頻繁，崩滑流地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育。地質(zhì)災(zāi)害類型以崩塌和滑坡為主，規(guī)模均為小型，一定程度上影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)和生活。

青陽縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價基于地質(zhì)災(zāi)害野外調(diào)查，綜合考慮青陽縣地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀、孕災(zāi)地質(zhì)條件，利用信息量模型法進行易發(fā)性評價［1］。

1 地質(zhì)災(zāi)害概況

青陽縣地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，人類工程活動強烈，崩滑流地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育。根據(jù)收集的地質(zhì)災(zāi)害詳查報告（440處［2］）及2021 年訊前調(diào)查資料（131 處），合計參與評價的地質(zhì)災(zāi)害點554 處，類型主要為滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡、采空塌陷5 種，其中不穩(wěn)定斜坡數(shù)量最多，為323 處，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的58.30%；其次為崩塌和滑坡，分別為120和101處，占比為21.66%和18.23%；泥石流和采空塌陷較少，分別為8處和2處，占比為1.44%和0.36%。

2 基于信息量模型法的易發(fā)性評價

數(shù)據(jù)源主要包括DEM數(shù)據(jù)（30 m×30 m分辨率）、地質(zhì)災(zāi)害點數(shù)據(jù)、地質(zhì)圖、地形圖、數(shù)字高程模型。

2.1 評價方法

信息量模型是一種定量評價方法，反映的是致災(zāi)因素的組合，具體是通過特定評價單元內(nèi)某種因素作用下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率與區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率相比較實現(xiàn)的，對應(yīng)某種因素特定狀態(tài)下的地質(zhì)災(zāi)害信息量公式可表示為［3］

當(dāng)IAj→B＞0 時，表示利于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生；當(dāng)IAj→B＜0時，表示不利于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生；當(dāng)IAj→B=0時，剔除該評價因子［3］。

由于每個評價單元受眾多因素的綜合影響，各因素又存在若干狀態(tài)，各狀態(tài)因素組合條件下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的總信息量為［3］

式中，I為對應(yīng)特定單元地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的總信息量，指示地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性，可作為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指數(shù)；為對應(yīng)特定因素第i狀態(tài)（或區(qū)間）條件下的地質(zhì)災(zāi)害面積或地質(zhì)災(zāi)害點數(shù)；為對應(yīng)特定因素第i狀態(tài)（或區(qū)間）的分布面積；N′為研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害總面積或總地質(zhì)災(zāi)害點數(shù)；S′為研究區(qū)總面積。

2.2 評價因子的確定

易發(fā)性評價的準(zhǔn)確性取決于影響因子選取的合理性。綜合青陽縣的地質(zhì)背景及地質(zhì)災(zāi)害情況，選取坡度、地形起伏度、工程地質(zhì)巖組、道路緩沖距離、斷層緩沖距離5個評價因子進行易發(fā)性評價。

2.3 評價因子的分析

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)評價的先決條件，是合適的評價單元。根據(jù)規(guī)范要求，按照10 m×10 m 將青陽縣分為11 952 357個柵格單元進行易發(fā)性評價。

2.3.1 坡度

先由DEM 生成10 m×10 m 柵格，采用GIS 表面分析坡度功能，統(tǒng)計計算各柵格坡度值。為了盡量減少人為主觀因素的影響，將斜坡坡度劃分為0°～15°、15°～25°、25°～35°、35°～45°和＞45°共5個級別。

收集到的音樂資源都是民間流傳下來的，因此當(dāng)中所包含的內(nèi)容非常龐雜，并不都適合幼兒學(xué)習(xí)，所以，需要教師篩選出一些內(nèi)容積極向上、曲調(diào)歡快、節(jié)奏明快的民間音樂作為教學(xué)內(nèi)容。如果有的民間音樂曲調(diào)以及節(jié)奏都很適合幼兒學(xué)習(xí)，但是歌詞卻有不當(dāng)?shù)模部梢愿鶕?jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容及幼兒的年齡特點更改創(chuàng)編歌詞，使其符合幼兒的學(xué)習(xí)需要。

由統(tǒng)計分析和信息量模型法可知，研究區(qū)斜坡坡度范圍主要集中在15°～45°，面積占比51.07%，樣本占比53.00%（表1）。

2.3.2 地形起伏度

地形起伏度即為一定統(tǒng)計范圍內(nèi)地形的最大高程差，其研究基于DEM 數(shù)據(jù)，應(yīng)用ArcGIS 空間分析的鄰域分析焦點統(tǒng)計功能計算以統(tǒng)計點為中心、半徑25 m 圓域內(nèi)地形的最大高差。本次高程差共分為0～20 m、20～50 m、50～100 m、和＞100 m 共4 個等級。20～50 m段面積占比33.57%，樣本占比48.38%，I值較大，達0.366（表2）。

2.3.3 工程地質(zhì)巖組

工程地質(zhì)巖組是依據(jù)巖體結(jié)構(gòu)、巖石強度及巖體組合特征等對地層巖性歸納分類的巖性組合，是地質(zhì)災(zāi)害主要孕災(zāi)條件之一，巖性和構(gòu)造的不同會導(dǎo)致巖石和風(fēng)化殘積土的強度和滲透性的差異。結(jié)合實際調(diào)查成果，對研究區(qū)內(nèi)的巖土體劃分為6個工程地質(zhì)巖組，分別為第四系全新統(tǒng)松散巖類巖組（Q）、堅硬—較軟中厚層狀砂礫巖巖組（K）、堅硬—較堅硬中薄層狀砂巖粉砂巖夾碳酸鹽巖巖組（P+T）、堅硬—較軟薄—厚層狀砂巖、泥巖、頁巖巖組（S）、堅硬—較堅硬層狀弱巖溶化灰?guī)r夾頁巖巖組（O）、堅硬—較堅硬塊狀花崗巖巖組（γ）。堅硬—較堅硬塊狀花崗巖巖組I值最大，為0.545，因為青陽縣花崗巖裂隙比較發(fā)育，風(fēng)化強烈，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)（表3）。

2.3.4 道路緩沖距離

調(diào)查區(qū)內(nèi)村村通公路基本上沿溝谷修建，存在大量切坡，同時大量的棄土就地堆放，易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害和泥石流災(zāi)害。調(diào)查區(qū)內(nèi)總體而言自然環(huán)境保護較好，人類活動對自然界破壞較少，但切坡建房和低等級公路地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生較頻繁。

根據(jù)低等級公路距離刻畫公路對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的影響，利用ArcGIS 距離分析工具分析每個計算單元與最近斷層的距離，按照緩沖距離分為0～50，50～100，100～200，200～500，＞500 m共5個等級。地災(zāi)點與公路0～50 m的I值最大，為0.433，說明距離公路0～50 m的斜坡更易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害（表4）。

2.3.5 斷層緩沖距離

斷裂構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布密切相關(guān)，是一個重要孕災(zāi)條件，因為斷裂構(gòu)造帶附近，巖石相對其余區(qū)域較為破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，為風(fēng)化提供了有利條件，可形成深厚的帶狀風(fēng)化殼，為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生提供物質(zhì)基礎(chǔ)。根據(jù)斜坡距離斷層的距離刻畫斷層對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的影響，利用ArcGIS 距離分析工具分析每個計算單元與最近斷層的距離，按照緩沖距離分為0～50，50～100，100～300，300～500，＞500 m 共5個等級。地災(zāi)點與斷層小于50 m的I值最大，為0.730，說明距離斷層0～50 m 的斜坡更易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害（表5）。

2.4 評價因子信息量計算

2.4.1 各因子信息量值

根據(jù)評價因子的信息量值進行排序（表1～表5），得出影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要因子：（1）距離斷層＜50 m；（2）距離斷層50～100 m；（3）堅硬—較堅硬塊狀花崗巖巖組（γ）；（4）坡度＞45°；（5）地形起伏度100～300 m；（6）距公路距離＜50 m。

2.4.2 各因子權(quán)重確定

利用層次分析法確定各因子權(quán)重［4］，結(jié)果見表6。

2.5 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價

首先利用ArcGIS中柵格計算器的con函數(shù)計算5個評價因子的信息量值，然后利用層次分析法得到的權(quán)重值進行各評價因子的柵格圖層進行疊加，最終獲得地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價柵格圖［5］。通過自然間斷法對獲得的易發(fā)性評價柵格圖層進行重分類，將研究區(qū)易發(fā)性評價分為4 個等級，詳見圖1 和表7 易發(fā)性分區(qū)結(jié)果只是基于參與評價的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)得出的結(jié)果，和青陽縣實際地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育不完全一致）。

（1）高易發(fā)區(qū)面積為87.18 km2，占調(diào)查區(qū)總面積7.29%，分布的地質(zhì)災(zāi)害點112處，占地災(zāi)點的比例為20.21%，面密度為1.284 7 個/km2，高易發(fā)區(qū)主要分布在九華鎮(zhèn)、陵陽鎮(zhèn)清泉村、黃石溪村等村鎮(zhèn)。

（2）中易發(fā)區(qū)面積為245.54 km2，占調(diào)查區(qū)總面積20.53%，分布的地質(zhì)災(zāi)害點241 處，占地質(zhì)災(zāi)害點的比例為43.50%，面密度為0.981 5 個/km2，地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)主要分布在高易發(fā)區(qū)的外圍，中易發(fā)區(qū)主要分布在杜村鄉(xiāng)長垅村、蓉城鎮(zhèn)楊沖村、朱備鎮(zhèn)將軍村、陵陽鎮(zhèn)南陽村等地。

（3）低易發(fā)區(qū)面積為484.98 km2，占調(diào)查區(qū)總面積40.55%，分布的地質(zhì)災(zāi)害點128 處，占地質(zhì)災(zāi)害點的比例為23.10%，面密度為0.263 9 個/km2，地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)主要分布在中易發(fā)區(qū)的外圍，主要分布在楊田鎮(zhèn)、廟前鎮(zhèn)、酉華鎮(zhèn)等地。

（4）非易發(fā)區(qū)面積為378.29 km2，占調(diào)查區(qū)總面積31.63%，分布的地質(zhì)災(zāi)害點73 處，占地質(zhì)災(zāi)害隱患點的比例為13.17%，面密度為0.192 9 個/km2，非易發(fā)區(qū)主要集中分布在青陽縣北部的木鎮(zhèn)鎮(zhèn)、新河鎮(zhèn)、喬木鄉(xiāng)等地。

3 結(jié)論

（1）以青陽縣為研究對象，選取坡度、地形起伏度、工程地質(zhì)巖組、道路緩沖距離、斷層緩沖距離5個因子，利用信息量模型法進行了易發(fā)性定量評價。

（2）影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要因子有距離斷層＜50 m、距離斷層50～100 m、堅硬—較堅硬塊狀花崗巖巖組、坡度＞45°、地形起伏度100～300 m、距公路距離＜50 m；高易發(fā)區(qū)占地質(zhì)災(zāi)害點隱患點的比例為20.21%，中易發(fā)區(qū)為43.50%，低易發(fā)區(qū)為23.10%，非易發(fā)區(qū)為13.17%。