基于GIS的廣東省大埔縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)

李 開

(廣東核力工程勘察院，廣東 廣州 510800)

大埔縣屬于粵東山體崩塌、滑坡重點(diǎn)防治區(qū)，是重點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查縣之一。由于特殊的地質(zhì)環(huán)境條件以及人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)致使當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，給當(dāng)?shù)厣鐣斐蓢?yán)重危害。

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)本質(zhì)上是某一時(shí)間某一地區(qū)內(nèi)多種因素作用下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生幾率的大小，對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性與危險(xiǎn)性評價(jià)進(jìn)行研究有重要的意義，也有助于地質(zhì)災(zāi)害防治與防災(zāi)減災(zāi)。因此，開展大埔縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)工作很有必要性。

1 研究區(qū)概況

大埔縣位于廣東省東北部，境內(nèi)河流有韓江、汀江、梅江等，古有“萬川”美譽(yù)。全縣位于低山丘陵地區(qū)，地形總體上四周高、中間低。該縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降雨量地域上分配不均，呈現(xiàn)中部年降雨量大，往東西兩方向遞減的形式。

大埔縣出露的地層從老到新有元古界震旦系，古生界泥盆系、二疊系，中生界三疊系、侏羅系、白堊系和新生

界第四系，此外大面積出露花崗巖，占全區(qū)面積55%。本區(qū)屬東南沿海華夏系、新華夏系構(gòu)造帶與東西向復(fù)雜構(gòu)造帶復(fù)合交接地段，構(gòu)造較為發(fā)育。該區(qū)花崗巖和變質(zhì)巖風(fēng)化殘積土層分布廣，厚度大，侵蝕、剝蝕、切割作用強(qiáng)烈，局部水土流失嚴(yán)重，山間崩崗在花崗巖風(fēng)化區(qū)內(nèi)較為發(fā)育。汛期發(fā)生山體崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害頻率較高。此外，大埔縣山區(qū)人民削坡建房、公路建設(shè)等人類工程活動(dòng)較為活躍。

因此，廣泛分布的花崗巖和變質(zhì)巖風(fēng)化殘積土層，復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，豐富的降雨及人類工程活動(dòng)等共同構(gòu)成了大埔地質(zhì)災(zāi)害的孕災(zāi)環(huán)境。

2 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分

2.1 劃分依據(jù)

地質(zhì)災(zāi)害影響因素分為基本因素和誘發(fā)因素。本次區(qū)劃主要采用“層次分析-定量分析”方法，選擇地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、水文、人類工程活動(dòng)強(qiáng)度以及地質(zhì)災(zāi)害密度作為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)的評價(jià)因子，并確定地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)因子的評分標(biāo)準(zhǔn)和等級(表1)。

表1 大埔縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)評價(jià)指標(biāo)體系

2.2 權(quán)值確定

利用層次分析法，構(gòu)建判斷矩陣，并通過一致性檢驗(yàn)，確定了研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)因子權(quán)重的大小。從影響地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性因素的總排序來看，主要因素是坡度、斷裂密度、巖土類型、災(zāi)害點(diǎn)個(gè)數(shù)密度、年降雨量、人類活動(dòng)等，其權(quán)值分別是：0.20、0.15、0.05、0.10、0.25、0.25(見表2)。

表2 大埔縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)評價(jià)因子權(quán)重取值

本文采用層次分析法和定量分析相結(jié)合的方法來計(jì)算地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指數(shù)，并對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行評價(jià)。將大埔縣剖分成2 km×2 km的單元格，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀和潛在隱患情況，在綜合考慮地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、人類工程活動(dòng)強(qiáng)弱、降雨情況的基礎(chǔ)上，利用GIS空間分析，進(jìn)行每個(gè)單元格地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指數(shù)計(jì)算，根據(jù)分值高低再結(jié)合實(shí)際情況合理地進(jìn)行易發(fā)區(qū)的劃分。其表達(dá)式為：

(1)

式中：Wj為j單元地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指數(shù)；θi為控制地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度的i類評價(jià)因子的權(quán)重；Qi為控制地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度的評價(jià)因子的評分；N為評價(jià)因子的個(gè)數(shù)。

3 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)結(jié)果

依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指數(shù)，結(jié)合易發(fā)區(qū)劃分條件(表3)，并根據(jù)實(shí)際情況做出微量調(diào)整，合并相鄰類似單元格，劃定地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。

表3 大埔縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)

結(jié)合《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求》(2007年10月)實(shí)施細(xì)則有關(guān)要求，將大埔縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分為4個(gè)高易發(fā)亞區(qū)、2個(gè)中易發(fā)亞區(qū)、3個(gè)低易發(fā)亞區(qū)、1個(gè)不易發(fā)區(qū)。

(1)高易發(fā)區(qū)。大埔縣的地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)共有4個(gè)亞區(qū)，分布范圍較廣，總面積1 081.2 km2，占大埔縣總面積43.8%，地貌以低山-丘陵為主，自然坡角5°～35°，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈。該區(qū)主要致災(zāi)載體風(fēng)化土層發(fā)育，厚度一般為5～35 m，最大達(dá)35 m，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育，人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈。(2)中易發(fā)區(qū)。大埔縣的地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)共有2個(gè)亞區(qū)，主要分布在高易發(fā)區(qū)周圍，總面積432.0 km2，占大埔縣總面積17.5%。地貌以低山、丘陵為主，自然坡角5°～35°，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育，植被發(fā)育～較發(fā)育，局部中心地段較差，人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈。

(3)低易發(fā)區(qū)。大埔縣的地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)共有3個(gè)亞區(qū)，主要分布在高易發(fā)區(qū)周圍，總面積903.1 km2，占大埔縣總面積36.6%。地貌以低山、丘陵為主，自然坡角5°～40°，該區(qū)植被發(fā)育～較發(fā)育，風(fēng)化土層厚度一般為5～25 m，巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育。區(qū)內(nèi)人口密度較小，人類工程活動(dòng)一般。

(4)不易發(fā)區(qū)。大埔縣的地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)有1個(gè)亞區(qū)，主要分布在大埔縣東北部區(qū)域，豐溪林場即茶陽鎮(zhèn)東北部，屬低中山地貌，總面積為50.7 km2，占全區(qū)總面積2.3%。工程地質(zhì)巖組主要為層狀較硬碎屑巖組(Ⅳ)，山坡自然坡角10°～50°，植被發(fā)育。風(fēng)化覆蓋層厚度為5～15 m。區(qū)內(nèi)人口密度小，人類工程活動(dòng)弱，人工削坡少，尚未發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。

隨著大埔縣經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)加劇趨勢，它不僅制約縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，更是嚴(yán)重危害到人民生命財(cái)產(chǎn)安全。本文在野外詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，將GIS技術(shù)與層次分析法相結(jié)合分析了大埔縣地質(zhì)災(zāi)害形成條件，探討了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征。在分析影響研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害形成因素的基礎(chǔ)上建立了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)體系，并利用層次分析法確定了各評價(jià)因子的權(quán)重，最后通過空間分析對大埔縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行評價(jià)，劃分易發(fā)分區(qū)，所取得的成果可為各級地方政府制定地質(zhì)災(zāi)害防治和實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工程提供重要的地質(zhì)依據(jù)。