基于信息量模型的冊亨縣滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)

摘要：冊亨縣地貌以中低山為主，獨(dú)特的地質(zhì)環(huán)境孕育了大量的地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全。在全面分析孕災(zāi)條件的基礎(chǔ)上，選取高程、坡度、相對(duì)高差、工程地質(zhì)巖組、斜坡結(jié)構(gòu)、微地貌類型6個(gè)相互獨(dú)立的指標(biāo)，運(yùn)用信息量模型評(píng)價(jià)冊亨縣滑坡易發(fā)性，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況基本一致，研究結(jié)果可為相似地區(qū)滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：滑坡；信息量法；易發(fā)性

中圖分類號(hào)：P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）06-00-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.06.022

Evaluation of Landslide Susceptibility in Ceheng County Based on Information Volume Model

LI Jun， YANG Yi， LI Yangqing， LUO Fushen

（114 Geological Team of Guizhou Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development， Zunyi 563000， China）

Abstract： With a predominantly low to medium mountainous landscape， the unique geological environment of Ceheng County has bred a large number of geologic hazards， which seriously threaten the safety of people’s lives and properties. On the basis of comprehensively analyzing the conditions of geologic disasters， six independent indicators， namely， elevation， slope， relative elevation difference， engineering geological rock group， slope structure， and micro-geomorphic type， were selected to evaluate the susceptibility of landslides in the county by using the informativeness model， and the results were basically in line with the actual situation， and the results of the study can provide reference for the evaluation of the susceptibility of landslides in the similar areas.

Keywords： landslides; information value method; susceptibility

滑坡是常見的自然災(zāi)害之一，具有發(fā)生頻率高和破壞性強(qiáng)的特點(diǎn)，不僅威脅房屋、道路等基礎(chǔ)設(shè)施，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成大量人員傷亡，一定程度上制約當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展?；碌念A(yù)測評(píng)價(jià)是管控地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的有效措施，獲取相似環(huán)境條件下滑坡的發(fā)生概率，為決策者提供理論支撐[1]。目前，國內(nèi)外對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)以易發(fā)性評(píng)價(jià)和危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)為主[2]。近年來，隨著大數(shù)據(jù)科學(xué)的發(fā)展，隨機(jī)森林、反向傳播（Back Propagation，BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[3]等大量機(jī)器學(xué)習(xí)模型運(yùn)用在滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)中，有力地促進(jìn)滑坡的預(yù)測評(píng)價(jià)，但操作方便和計(jì)算結(jié)果易于理解的信息量模型仍被廣泛使用[4]。以貴州省黔西南布依族苗族自治州冊亨縣為研究區(qū)，運(yùn)用信息量模型進(jìn)行滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)，研究成果可為相似地區(qū)提供參考。

1 研究區(qū)概況

冊亨縣位于貴州省西南部最南端，與廣西壯族自治區(qū)隆林各族自治縣、田林縣、樂業(yè)縣由南盤江相隔，東西分別與望謨縣和安龍縣接壤，最北端抵達(dá)貞豐縣連環(huán)鄉(xiāng)。研究區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)105°26′46″～106°12′09″，北緯24°38′06″～25°18′05″，總面積

2 598 km2。研究區(qū)位于云貴高原東部向廣西丘陵傾斜的過渡地帶，地勢中部和西北部較高，周邊較為平緩（見圖1）。巖性以灰色中厚層-厚層砂巖、粉砂巖及黏土巖為主，地下水類型主要為巖溶水、基巖裂隙水及松散堆積層孔隙水。研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境較為脆弱，人類工程活動(dòng)較強(qiáng)。研究區(qū)內(nèi)一共發(fā)育143處滑坡，主要沿巧馬鎮(zhèn)、丫他鎮(zhèn)、巖架鎮(zhèn)一帶呈東西向展布，大多是土質(zhì)滑坡，以牽引式破壞為主。

2 研究方法

信息量模型的基本原理是計(jì)算研究區(qū)內(nèi)每一影響因素對(duì)滑坡易發(fā)性所起作用的大小[5]，采用條件概率計(jì)算，如式（1）所示。

（1）

式中：Nj為滑坡在該指標(biāo)分級(jí)下的數(shù)量，個(gè)；N為滑坡總數(shù)量，個(gè)；Sj為研究區(qū)內(nèi)在該指標(biāo)分級(jí)區(qū)間的單元數(shù)量，個(gè)；S為該指標(biāo)在研究區(qū)的總單元數(shù)量，個(gè)；Ij為該指標(biāo)對(duì)滑坡發(fā)育的貢獻(xiàn)程度，為正時(shí)表示該指標(biāo)對(duì)滑坡發(fā)育具有積極促進(jìn)作用，反之則不利于滑坡發(fā)育。

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

基于冊亨縣滑坡孕災(zāi)地質(zhì)條件，初步選取高程、坡度、相對(duì)高差、工程地質(zhì)巖組、斜坡結(jié)構(gòu)、微地貌類型以及距水系距離等7個(gè)因子作為滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)指標(biāo)。采用Pearson分析檢驗(yàn)指標(biāo)因子間的相關(guān)關(guān)系，如表1所示。由表1可知，距水系距離因子與高程、相對(duì)高差的相關(guān)性較大，因此去除距水系距離因子。以高程、坡度、相對(duì)高差、工程地質(zhì)巖組、斜坡結(jié)構(gòu)以及微地貌類型6個(gè)相互獨(dú)立的評(píng)價(jià)因子為滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)因子。

4 結(jié)果與分析

4.1 信息量值計(jì)算

采用信息量法對(duì)冊亨縣滑坡進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)，利用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）將研究區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，如圖2所示。根據(jù)各區(qū)間面積占比和滑坡發(fā)育數(shù)量比，運(yùn)用信息量模型進(jìn)行計(jì)算，詳細(xì)計(jì)算結(jié)果如表2所示。

4.2 易發(fā)性評(píng)價(jià)

在GIS中將各評(píng)價(jià)指標(biāo)信息量疊加計(jì)算得到滑坡易發(fā)性值，將易發(fā)性值進(jìn)行分級(jí)，最終形成冊亨縣滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖3所示。低易發(fā)性、中易發(fā)性、高易發(fā)性以及極高易發(fā)性的面積分別為1 176.09 km2、

664.00 km2、446.65 km2以及309.80 km2，占全縣面積的45.29%、25.57%、17.20%以及11.93%。極高易發(fā)區(qū)主要位于冊亨縣東北部和西南部，巖性以邊陽組和許滿組泥砂巖為主，發(fā)育巖架向斜等多條北西-南東向延伸的褶皺，人口密度較大，人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密集且類型以土質(zhì)滑坡為主；低易發(fā)區(qū)主要分布于地形較為平緩的平地和人類工程活動(dòng)影響較小的山區(qū)。該研究結(jié)果與冊亨縣滑坡發(fā)育情況基本一致。

5 結(jié)論

以貴州省冊亨縣為研究區(qū)，利用GIS技術(shù)，從孕災(zāi)條件出發(fā)，基于信息量模型，完成了縣域內(nèi)滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)。研究區(qū)共發(fā)育143處滑坡，主要沿巧馬鎮(zhèn)、丫他鎮(zhèn)、巖架鎮(zhèn)一帶呈東西向展布，大多是土質(zhì)滑坡，以牽引式破壞為主。選取高程、坡度、相對(duì)高差、工程地質(zhì)巖組、斜坡結(jié)構(gòu)以及微地貌類型作為評(píng)價(jià)因子進(jìn)行縣域內(nèi)滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)。易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果表明，低易發(fā)性、中易發(fā)性、高易發(fā)性、極高易發(fā)性的面積分別為1 176.09 km2、664.00 km2、446.65 km2、309.80 km2。研究結(jié)果與冊亨縣滑坡發(fā)育情況基本一致，可為相似地區(qū)滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

1 張 群，易靖松，張 勇，等.西南山區(qū)縣域單元的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：以怒江流域?yàn)o水市為例[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2022（5）：212-221.

2 向喜瓊，黃潤秋.基于GIS的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性區(qū)劃中的應(yīng)用[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2000（3）：23-27.

3 薛正海，馮文凱，韓靖楠，等.基于信息量及層次分析關(guān)聯(lián)法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)耦合的滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)[J].桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2022（4）：809-819.

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5 江攀和，張明思，梁勁松，等.信息量模型在山地斜坡地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用：以貴定縣寶山盤江重點(diǎn)區(qū)為例[J].貴州地質(zhì)，2022（2）：159-166.

作者簡介：李軍（1980—），男，廣東廉江人，高級(jí)工程師。研究方向：地質(zhì)災(zāi)害。

通信作者：楊毅（1987—），男，貴州遵義人，工程師。研究方向：水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)。