李永紅，向茂西，賀衛(wèi)中，姬怡微，劉海南，李 輝，丁 佳

(陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，陜西西安 710054)

1 評(píng)價(jià)方法

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性是在一定范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的容易程度和多發(fā)程度，它主要反映的是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的歷史和現(xiàn)狀，有一定的預(yù)測性。根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)育情況分為高易發(fā)、中易發(fā)、低易發(fā)和非易發(fā);地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度是在一定范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能危害的概率，屬于預(yù)測范疇，根據(jù)威脅對象分為高危險(xiǎn)、中危險(xiǎn)、低危險(xiǎn)和極低危險(xiǎn)。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)是將與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生密切相關(guān)的影響因子、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)密度進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，定量或半定量評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度;地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度分區(qū)評(píng)價(jià)是預(yù)測易發(fā)區(qū)內(nèi)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的大小。目前常用的評(píng)價(jià)模型有信息模型、回歸預(yù)測模型、聚類分析模型、專家系統(tǒng)、灰色系統(tǒng)模型、模式識(shí)別模型、非線性模型等［1-4］。

為了體現(xiàn)各影響因素對地質(zhì)災(zāi)害的作用，提高地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性和危險(xiǎn)性分區(qū)評(píng)價(jià)精度和準(zhǔn)確性，又使評(píng)價(jià)工作具有可操作性，根據(jù)漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及地質(zhì)環(huán)境條件，采用影響因子綜合指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

具體方法是:首先將能夠量化的影響因子分圖層，賦屬性量化;然化將單因子圖層疊加、校正、概化形成地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評(píng)價(jià)圖層;最后在易發(fā)程度評(píng)價(jià)圖層的基礎(chǔ)上，考慮地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的險(xiǎn)情等級(jí)，形成危險(xiǎn)程度分區(qū)評(píng)價(jià)圖層。

該方法的好處是充分利用調(diào)查所采集的各類地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)，又綜合考慮了與這些地質(zhì)災(zāi)害有關(guān)的影響因素，使得現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果與預(yù)測評(píng)價(jià)很好地有機(jī)結(jié)合。

2 評(píng)價(jià)模型

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本次評(píng)價(jià)采用漢臺(tái)區(qū)1:50000地形底圖數(shù)字化信息為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，采用漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查期間實(shí)地調(diào)查獲得的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)災(zāi)害數(shù)據(jù)［5］。采用柵格單元進(jìn)行劃分和分析計(jì)算，單元格大小為1000m×1000m，利用MapGIS實(shí)現(xiàn)單元格的剖分。

2.2 綜合指數(shù)計(jì)算模型

將地質(zhì)災(zāi)害影響因子按其不同分類對地質(zhì)災(zāi)害的影響程度進(jìn)行量化賦值，疊加求和，確定地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度。計(jì)算公式如下［6］:

式中:SI——綜合指數(shù);

Fij——影響因素及分類，i=(1，2，3，…，9)表示影響因子的數(shù)量，本次評(píng)價(jià)共有9個(gè)影響因子;j=(1，2，3，4)表示影響因子的分類數(shù)量，本次評(píng)價(jià)共分4類。

3 評(píng)價(jià)因子的選取

漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型主要有滑坡、崩塌、泥石流［7］，其影響因素［8-12］主要是地質(zhì)環(huán)境條件、人類工程活動(dòng)和降水，因此參與評(píng)價(jià)的影響因子主要為地形地貌、地層巖性與巖土體、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、植被覆蓋程度;這8個(gè)影響因子和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)密度作為評(píng)價(jià)因子，建立漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害單因子評(píng)價(jià)圖層。

3.1 單因子評(píng)價(jià)圖層的賦值

利用MAPGIS地理信息系統(tǒng)，以漢臺(tái)區(qū)行政區(qū)為界剖分成653個(gè)單元格，將各個(gè)影響因素按類別的不同分別進(jìn)行賦值［13］(表1)。

表1 評(píng)價(jià)因子量化表Table 1 Quantification of evaluation factors

本文以地形地貌、地層巖性與巖土體、誘發(fā)因素之道路工程建設(shè)和降水量、現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害為例，分別說明單因子圖層的評(píng)價(jià)結(jié)果。

3.1.1 地形地貌評(píng)價(jià)因子計(jì)算結(jié)果

地形地貌是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生基礎(chǔ)條件，漢臺(tái)區(qū)地貌單元過渡明顯，由北向南為中低山、三級(jí)階地、二級(jí)階地、一級(jí)階地，賦值由北向南逐漸遞減(圖1)。

3.1.2 地層巖性與巖土體評(píng)價(jià)因子計(jì)算結(jié)果

地層巖性決定巖土體類型，巖土體是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，區(qū)內(nèi)巖體由北部向南硬度漸減，賦值見圖2。

3.1.3 道路工程建設(shè)因子計(jì)算結(jié)果

區(qū)內(nèi)新老316國道的建設(shè)和近年來通村公路的網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，形成了較多高陡邊坡，是區(qū)內(nèi)崩塌的主要誘發(fā)因素，賦值見圖3。

3.1.4 年降水量單因素評(píng)價(jià)計(jì)算結(jié)果

漢臺(tái)區(qū)年均降水量由西向東，由南向北降水量遞增，也就是說圖層賦值由西向東北增加(圖4)。

3.1.5 地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)密度圖層的建立

地質(zhì)災(zāi)害是各種誘發(fā)因素綜合作用的結(jié)果，將災(zāi)害點(diǎn)密度圖層賦值并疊加，實(shí)際上是對各種因素圖層的二次校正，也提高量化的精度與準(zhǔn)確性(圖5)。

圖1 漢臺(tái)區(qū)地形地貌評(píng)價(jià)因子計(jì)算結(jié)果圖Fig.1 The calculation results of evaluation factors for landform in Hantai district

圖2 漢臺(tái)區(qū)地層巖性與巖土體評(píng)價(jià)因子計(jì)算結(jié)果圖Fig.2 The calculation results of evaluation factors for rock and soil mass types in Hantai district

圖3 漢臺(tái)區(qū)道路工程建設(shè)評(píng)價(jià)因子計(jì)算結(jié)果圖Fig.3 The calculation results of evaluation factors for construction in Hantai district

圖4 漢臺(tái)區(qū)多年降水量評(píng)價(jià)因子計(jì)算結(jié)果圖Fig.4 The calculation results of evaluation factors for the total annual precipitation in Hantai district

圖5 漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)密度分布計(jì)算結(jié)果圖Fig.5 The calculation results of the density distribution about geological hazard in Hantai district

4 易發(fā)程度分區(qū)

將上述各圖層疊加、求和形成綜合指數(shù)圖層，單元格屬性介于13～31，生成LABEL點(diǎn)，利用MAPGIS的空間分析功能生成等值線(圖6)。

圖6 漢臺(tái)區(qū)綜合因子評(píng)價(jià)計(jì)算結(jié)果圖Fig.6 The calculation results of comprehensive evaluation factors in Hantai district

初步判定高易發(fā)區(qū)［15］位于22.5～27間、中易發(fā)區(qū)位于20～22.5間、低易發(fā)區(qū)位于17.5～20間，非易發(fā)區(qū)小于17.5。在此基礎(chǔ)上，再次考慮不可量化的其它影響因子，如地下水的作用等，概化形成易發(fā)程度分區(qū)(圖7)。

高易發(fā)區(qū):位于北部中低山區(qū)，現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)密度大，人類活動(dòng)強(qiáng)烈的區(qū)域，總面積95.0km2，占全區(qū)總面積的17.1%。地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)密度達(dá)0.67處/km2。

中易發(fā)區(qū):總面積55.7km2，占全區(qū)總面積的10.0%。地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)與人類工程活動(dòng)關(guān)系密切。主要位于螞蟥溝、河?xùn)|店—漢王鎮(zhèn)、凹口村。

低易發(fā)區(qū):按地質(zhì)環(huán)境條件差異分為5個(gè)區(qū):沙河溝南、北低易發(fā)區(qū)沙河溝南低易發(fā)區(qū)、螞蟥溝南、北低易發(fā)區(qū)和鑫源—徐望鎮(zhèn)低易發(fā)區(qū)?？偯娣e209.3km2，占全區(qū)總面積的37.6%。地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)密度達(dá)0.02處/km2。

圖7 漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖Fig.7 The partitions with susceptible degree of the geological hazard in Hantai district

非易發(fā)區(qū):位于調(diào)查區(qū)南部的一、二級(jí)階地區(qū)，地勢平坦。面積196.0km2，占全區(qū)總面積的35.3%。

5 危險(xiǎn)程度分區(qū)

將概化后的易發(fā)程度分區(qū)圖再次剖分，根據(jù)表2，將地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)險(xiǎn)情等級(jí)［16］與其進(jìn)行點(diǎn)對區(qū)的疊加，形成的高危險(xiǎn)、中危險(xiǎn)、低危險(xiǎn)、極低危險(xiǎn)單元格分別賦4、3、2、1，與易發(fā)區(qū)實(shí)現(xiàn)相同，生成等值線后、概化形成危險(xiǎn)程度分區(qū)(圖8、圖9)。

表2 危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Evaluation criterion of risk

高危險(xiǎn)區(qū)主要沿萬年橋-河?xùn)|店鎮(zhèn)-塔南坡一帶，中危險(xiǎn)區(qū)主要位于高危險(xiǎn)區(qū)南北兩側(cè)和中低山區(qū)和丘陵區(qū)，其余區(qū)域?yàn)榈臀ｋU(xiǎn)區(qū)和極低危險(xiǎn)區(qū)。

圖8 漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)計(jì)算結(jié)果Fig.8 The calculation results of evaluation for degree of risk of the geological hazard in Hantai district

圖9 漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度分區(qū)圖Fig.9 The partitions with degree of risk of the geological hazard in Hantai district

高危險(xiǎn)區(qū):該區(qū)總面積95.25km2，占全區(qū)總面積的17.13%，地質(zhì)災(zāi)害集中發(fā)育在316國道沿線及人口居住較密集、人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈的中低山區(qū)。有災(zāi)害點(diǎn)58處，其中崩塌23處，全為巖質(zhì)崩塌;滑坡30處，以殘坡積層滑坡為主;泥石流5處，全為溝谷型泥石流。區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)主要威脅廠礦企業(yè)和316國道等，進(jìn)一步可劃分為萬年橋—瀝水溝高易發(fā)區(qū)和河?xùn)|店—塔南坡高易發(fā)區(qū)。

中危險(xiǎn)區(qū):該區(qū)總面積52.89km2，占全區(qū)總面積的9.52%，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育在丘陵地帶與一、二級(jí)階地過渡地段的前緣陡坎上。共有災(zāi)害點(diǎn)8處，均為滑坡;高危險(xiǎn)點(diǎn)有2處、中危險(xiǎn)點(diǎn)6處，災(zāi)點(diǎn)密度為0.151處/km2。地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)威脅住戶157戶，894人，706間房，威脅財(cái)產(chǎn)3909萬元，小學(xué)一所等。中危險(xiǎn)區(qū)分為河?xùn)|店—漢王鎮(zhèn)中危險(xiǎn)區(qū)和凹口村中危險(xiǎn)區(qū)危險(xiǎn)區(qū)。

低危險(xiǎn)區(qū):漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害低危險(xiǎn)區(qū)分布于境內(nèi)北部中低山區(qū)和南部二、三級(jí)階地區(qū)，面積212.24km2，占全縣總面積的38.17%。發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害5處，其中滑坡4處、泥石流1處，險(xiǎn)情等級(jí)均為小型;高危險(xiǎn)點(diǎn)1處、中危險(xiǎn)點(diǎn)4處，災(zāi)害點(diǎn)密度0.024處/km2。地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)威脅住戶12戶，32人，36間房，威脅財(cái)產(chǎn)126萬元，小學(xué)一所等。

根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度和災(zāi)害點(diǎn)分布情況，共劃分5個(gè)地質(zhì)災(zāi)害低危險(xiǎn)區(qū)，分別為沙河溝北低危險(xiǎn)區(qū)、沙河溝南低危險(xiǎn)區(qū)、螞蟥溝南北低危險(xiǎn)區(qū)和鑫源～徐望鎮(zhèn)低危險(xiǎn)區(qū)。

極低危險(xiǎn)區(qū):該危險(xiǎn)區(qū)位于宗營鎮(zhèn)南—漢中市區(qū)—七里街道辦—鋪鎮(zhèn)一帶。沿鑫源—徐望鎮(zhèn)低危險(xiǎn)區(qū)呈弧狀展布，地貌單元為河流階地區(qū)，地勢由北向南微傾，地形總體坡體小于坡度10°，物質(zhì)組成主要為粉質(zhì)粘土，該區(qū)面積195.62km2，占全區(qū)面積的35.18%，災(zāi)害點(diǎn)密度0.005處/km2。在鋪鎮(zhèn)新橋村四組發(fā)育1處粘土滑坡(HT0033)，威脅3戶14人14間房的安全，財(cái)產(chǎn)150萬元，險(xiǎn)情等級(jí)為小型，屬中危險(xiǎn)點(diǎn)，其它區(qū)域未發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)。

6 結(jié)論

(1)漢臺(tái)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害影因子主要為地形地貌、地層巖性與巖土體、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、植被覆蓋程度;道路建設(shè)、采礦活動(dòng)、削坡建房、多年降水量等，將其作為地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)評(píng)價(jià)因子是適宜的。

(2)采用影響因素綜合指數(shù)法劃分了地質(zhì)災(zāi)害高、中、低、非易發(fā)區(qū)，與實(shí)際相符。

(3)利用地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)和地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)險(xiǎn)情等級(jí)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度分區(qū)評(píng)價(jià)，劃分的地質(zhì)災(zāi)害高、中、低、極低危險(xiǎn)區(qū)較為合理。

(4)建議在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)內(nèi)進(jìn)行工程建設(shè)必須進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作，對于地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)在危險(xiǎn)程度高、中的區(qū)域，采用移民遷或工程治理措施避免人民生命和財(cái)產(chǎn)的損失。

7 致謝

本文依托陜西省地方財(cái)政投資的地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查公益性項(xiàng)目，實(shí)施過程中得到了陜西省國資源廳、陜西省地質(zhì)調(diào)查院、漢中市國土資源局漢臺(tái)分局的大力支持和幫助，在此表示感謝!

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