地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)及重要性淺析

黃道光

（貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴州 貴陽 550004）

1 前述

作為一種資源開采活動，礦山的開發(fā)生產(chǎn)過程對礦區(qū)及周圍環(huán)境的破壞明顯，具有影響范圍大、影響因子多、影響時(shí)間長的特點(diǎn)。省礦產(chǎn)資源豐富，采礦歷史悠久，但生態(tài)環(huán)境背景脆弱，給環(huán)境保護(hù)帶來了巨大的壓力，礦山的開采導(dǎo)致地面塌陷；廢渣不合理堆放誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，并加劇了土地荒蕪、地表植被破壞等。為此，對礦山開發(fā)過程進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)，尤其是定量評價(jià)具有重要的意義。本文根據(jù)筆者多年地質(zhì)勘查實(shí)踐并結(jié)合工程實(shí)例，分析闡述了礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)的重要性；并通過模糊綜合評價(jià)模型的建立與運(yùn)用，計(jì)算出詳細(xì)的評價(jià)數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，按照相關(guān)規(guī)范，對數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行了科學(xué)合理的分析評價(jià)，以確定地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性程度。

2 模糊綜合評判二次評價(jià)模型的運(yùn)用分析

2.1 評價(jià)區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景

鉛鋅礦位于西部山區(qū)，礦區(qū)內(nèi)的地形較陡，為侵蝕構(gòu)造山地地貌，地形陡峻，切割強(qiáng)烈，溝谷發(fā)育，多呈"V"字型，地表植被茂盛，出露地層巖性主要為加里東期黑云母花崗巖、第四系殘坡積堆積層 (Qa1+el)。礦區(qū)地形最低標(biāo)高+500m，最高標(biāo)高+l000m，相對高差l00m～400m，山坡坡度一般為40°～60°，地形條件與地貌類型較復(fù)雜。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估因子的選擇

評估區(qū)已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害種類較多，其影響因素也較復(fù)雜。據(jù)野外實(shí)地調(diào)查，主要地質(zhì)災(zāi)害種類有滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)地面沉陷。

其分布規(guī)律主要與棄渣場堆放情況、坡面巖石結(jié)構(gòu)及礦區(qū)采空區(qū)分布有關(guān)，同時(shí)與地層巖性及地形地貌有一定關(guān)系，所以綜合分析。

后選擇以下要素作為評價(jià)因子：① 棄渣場分布；② 坡面巖石結(jié)構(gòu)；③采空區(qū)分布；④地層巖性：⑤地形地貌。

2.3 確定地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估的等級

根據(jù)DB45／T382-2006建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估規(guī)程，將地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性劃分為三個(gè)等級：①地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大；②地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等；③地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。根據(jù)這三個(gè)等級的劃分，評價(jià)因素的指標(biāo)界限按其質(zhì)量狀況也分為三個(gè)等級，其劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2.4 評估因子對地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性權(quán)重的確定

不同的地質(zhì)災(zāi)害有不同的影響因素，不同地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性程度也不一樣。因此，各評估因素在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)中的作用是不同的，故在評估時(shí)對不同的因素要分別賦予不同權(quán)重。本次評價(jià)根據(jù)野外調(diào)查結(jié)果，采用兩因子之間的相對重要性來確定各因素的權(quán)重，即對兩個(gè)因子進(jìn)行比較，取比較重要因子為2，次要因子的權(quán)重為0，當(dāng)兩個(gè)因子同等重要時(shí)，各取1，由比較結(jié)果分析得到地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)影響因子的權(quán)重向量，即A={棄渣場分布，坡巖結(jié)構(gòu)采空區(qū)分布，地層巖性，地形地貌)，將權(quán)重向量歸一化可得：

A=（0.375，0.291，0.167，0.125，0.042) 評估分區(qū)段進(jìn)行，每一區(qū)段危險(xiǎn)性等級以隸屬度來表達(dá)，即以單因子隸屬度運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)方法進(jìn)行評判，得出每一區(qū)段地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性各等級的隸屬度，然后根據(jù)隸屬度最大性原則得出每一區(qū)段的危險(xiǎn)性評價(jià)結(jié)果，據(jù)表1所列影響因子及判據(jù)，確定每個(gè)單因子的隸屬度，建立相應(yīng)的模糊關(guān)系矩陣R，按照模糊數(shù)學(xué)方法，逐一對每一區(qū)段的危險(xiǎn)性進(jìn)行隸屬度計(jì)算。然后根據(jù)隸屬度最大性原則得出每一區(qū)段的危險(xiǎn)性評價(jià)結(jié)果。

2.5 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)分析

西區(qū)硐3洞口、東區(qū)平硐4洞口及東區(qū)礦區(qū)道路邊坡、西區(qū)礦區(qū)道路邊坡危險(xiǎn)性中等，其他地段危險(xiǎn)性小，其主要原因是棄渣場群堆放在這幾個(gè)地方的上方或溝谷地段。這一評價(jià)結(jié)果與野外調(diào)查及室內(nèi)定性分析的結(jié)果是相一致的。因此利用模糊綜合評價(jià)法所得結(jié)果是令人滿意的，在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的防治時(shí)，應(yīng)將重點(diǎn)集中在平硐洞口及礦區(qū)道路邊坡防治上。

3 模糊綜合評價(jià)法的基本方法與程序

模糊綜合評價(jià)就是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成原理，將一些邊界不清，不易定量的因素定量化，從而進(jìn)行綜合評價(jià)的方法，它具有較好的分辨性與可比性特點(diǎn)。模糊綜合評價(jià)是通過構(gòu)造等級模糊子集把反映評價(jià)事物的模糊質(zhì)變進(jìn)行量化(即確定隸屬度)，然后利用模糊變換對各指標(biāo)進(jìn)行綜合。一般按以下程序進(jìn)行：

1) 確定評價(jià)對象的因素論域 U={u1，u2，u3，…，Un}，也就是個(gè)個(gè)評價(jià)指標(biāo)。

2)確定評價(jià)等級論域 V={V1，V2。，V3，…，Va}，即等級集合，每一個(gè)等級對應(yīng)一個(gè)模糊子集。

3)確定評價(jià)因素的模糊權(quán)向量：A={a1,a，…，am)。

一般情況下，n個(gè)評價(jià)因子對地質(zhì)災(zāi)害的影響程度是各不相同的，為了體現(xiàn)他們各自在評價(jià)中的作用大小，因此在合成之前，要確定模糊權(quán)向量，在模糊綜合評價(jià)時(shí)權(quán)向量A中的元素ai本質(zhì)上是因素ui對模糊子集{對被評事物重要的因素}的隸屬度，因而一般用模糊方法來確定，并且在合成之前要?dú)w一化。

4)進(jìn)行單因素評價(jià)，建立模糊矩陣R。在構(gòu)造了等級模糊子集后，就要逐個(gè)對被評價(jià)事物在每個(gè)因素 ui(i=1，2，?，n)上進(jìn)行量化，也就是確定從單因素來看被評價(jià)事物對各等級模糊子集的隸屬度，進(jìn)而得到模糊關(guān)系矩陣：

R=(rij)n×m(0≤rij≤1)。

矩陣中第i行第j列元素rij表示某個(gè)被評價(jià)事物從因素ui來看對Vj等級模糊子集隸屬度。

5)利用合適的合成算式將A與被評價(jià)事物的R合成得到各評價(jià)事物的模糊綜合評價(jià)結(jié)果向量B。

B=A×R=(b1，b2，…，bn)其中，bj(j=1，2，…，m)是由A與R的第列運(yùn)算得到的，它反映了被評價(jià)事物從整體上看對Vj等級模糊子集的隸屬程度，最后根據(jù)隸屬度最大性原則確定危險(xiǎn)性等級。

4 結(jié)論及幾點(diǎn)建議

地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生是自然及人為兩方面的多個(gè)因素綜合作用形成的，而不同工程的地質(zhì)災(zāi)害影響因素是不同的，影響因子的選擇必須反映工程的特征及用地范圍內(nèi)的地質(zhì)條件。影響因子的選擇是決定評價(jià)結(jié)果是否可靠的基礎(chǔ)。

模糊綜合評價(jià)包含了比其他常規(guī)評價(jià)方法更多的信息，具有分辨性和可比性強(qiáng)的特點(diǎn)，用于礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的預(yù)測在實(shí)際工程中是可行的。

影響因子對地質(zhì)災(zāi)害的權(quán)重由于影響因素關(guān)系復(fù)雜，難以直接確定量化，在一定程度上仍借助于經(jīng)驗(yàn)判斷，這一方面有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

[1]中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治[M].

[2]汪玉松，朱才寶.山西墨鐙—左權(quán)鐵路南段地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性模糊綜合預(yù)測評價(jià)[J].