桂東北平樂縣地質災害易發(fā)分區(qū)評價研究

周海玲，江思義，潘興魚，李春玲，王 旋，李淑萍

(廣西壯族自治區(qū)地質環(huán)境監(jiān)測站，廣西 南寧 530029)

0 引言

地質災害易發(fā)區(qū)劃分是地質災害研究工作的核心內容之一，在地質災害危險范圍預測、地質災害損失預評估和地質災害防治工程評價等方面發(fā)揮著重要的作用[1]。

2000年我國制定了縣(市)地質災害調查與區(qū)劃基本要求，陸續(xù)出現(xiàn)了地質災害易發(fā)性分區(qū)評價的研究成果。2002年，葉鳳珍等[2]以廣西田林縣為例，對該區(qū)域進行了地質災害易發(fā)程度分區(qū)與評價；同年，鐘蔭乾[3]總結了地質災害易發(fā)性的評價方法和崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷的易發(fā)程度評價因子，強調必須同時注重災害現(xiàn)狀和形成條件兩類。其后隨著GIS技術在我國的快速發(fā)展，全國各地以縣(市、區(qū))為單位的地質災害易發(fā)性評價如雨后春筍一樣不斷冒出。劉順鳳[4]利用ArcGIS對廣西地質災害易發(fā)性進行了研究；邱歡[5]基于GIS對寧夏鹽池縣麻黃山地區(qū)的地質災害分布規(guī)律及易發(fā)性進行了研究；王敏[6]對新疆烏什縣地質災害發(fā)育特征進行分析，利用GIS對研究區(qū)地質災害易發(fā)性進行評價研究；徐媛[7]基于GIS對互助縣地質災害易發(fā)性進行研究。相關的研究成果不勝枚舉，區(qū)域不同，選取的地質災害易發(fā)性分區(qū)評價的因子不同，再結合恰當?shù)臄?shù)學方法或評價模型成為地質災害易發(fā)性分區(qū)評價研究的關鍵。

1 研究區(qū)概況

平樂縣位于廣西東北部，桂林市南部。地理坐標為東經(jīng)110°34′～111°02′，北緯24°16′～24°53′，行政區(qū)域面積1 920 km2?？h境東鄰鐘山縣，南接昭平縣，西連荔浦縣，北與恭城縣、陽朔交界，縣城平樂鎮(zhèn)距桂林市118 km。平樂縣地形東南高西北低，東、南及西南山脈環(huán)繞，屬南嶺之一的都龐嶺分支，東部山脈呈南北走向?？h內人類工程活動頻繁，大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)農(nóng)民對地質災害防災意識薄弱，是廣西地質災害多發(fā)縣市之一。

通過資料搜集和地質災害詳細調查，全縣地質災害點共145處，其中崩塌61處、滑坡61處、不穩(wěn)定斜坡4處、地面塌陷16處，泥石流3處。

2 評價方法與評價因子研究

2.1 評價方法研究

研究地質災害易發(fā)性分區(qū)的方法有很多，總體上可分為定性分析和定量評價兩種，定量評價目前成為主導[6]。本次研究采用在定性分析工作區(qū)地質災害發(fā)育特點的基礎上，利用GIS技術定量進行易發(fā)區(qū)劃分，具體方法步驟如下。

(1)根據(jù)平樂縣地質災害發(fā)育特點，確定控制和影響地質災害發(fā)生的主要(n個)因素，建立平樂縣地質災害易發(fā)性評價指標體系；以定性評價方法建立各評價因子的影響范圍，并進行單因素評價分區(qū)，劃分為最多4個等級、最少2個等級，賦單因素評價值(Yi)。

(2)采用專家打分法確定各因素權重值(Wi)。

(3)以GIS平臺為依托，對各影響因素進行疊加分析，將研究區(qū)按各評價因子劃分為地質災害易發(fā)性各異的多個分區(qū)。

(4)依據(jù)各分區(qū)評價因子打分值及各因子的權重值，用加權的方法計算各分區(qū)地質災害易發(fā)性綜合評價值(R)，其公式為：

(5)根據(jù)各區(qū)域綜合評價得分的高低，進行地質災害易發(fā)性分區(qū)。

2.2 評價因子的選取

地質災害易發(fā)區(qū)的評價因子可從現(xiàn)狀地質災害發(fā)育特征、基礎地質條件和地質災害誘發(fā)因素三個大方向作為一級要素進行評價。在此基礎上進行再次細分，可分為地質災害發(fā)育密度、地貌類型、地層巖性、地質構造、工程地質巖組、多年平均降雨量、人類活動強度7個二級要素。在綜合分析了平樂縣地質災害的形成條件和影響因素的前提下，初步建立平樂縣地質災害易發(fā)性評價指標體系，如圖1。

圖1 平樂縣地質災害易發(fā)性評價指標體系

2.2.1 地質災害發(fā)育密度

調查發(fā)現(xiàn)的地質災害總數(shù)量為145處，將平樂縣按現(xiàn)狀地質災害分布密集程度劃分為4類分區(qū)，地質災害分布最密集的區(qū)域評價值賦4分，然后依次賦3分、2分，分布最稀疏的區(qū)域賦值1分。得到研究區(qū)現(xiàn)狀地質災害分布密度分區(qū)打分圖。

2.2.2 地貌類型

地貌類型是影響地質災害發(fā)育與分布的重要因素之一。由平樂縣各地貌單元地質災害發(fā)育類型、數(shù)量可見，從區(qū)域分布看，平樂縣滑坡、崩塌、塌陷災害點與地貌單元類型存在密切的依存關系。比較各地貌災害點發(fā)生情況，賦值如下：溶蝕堆積峰林谷地得3分，侵蝕堆積孤峰平原得3分，剝蝕溶蝕溶淋谷地、侵蝕低山地貌、溶蝕堆積峰叢谷地、溶蝕堆積峰叢洼地得2分，其余為1分。得到研究區(qū)地貌類型分區(qū)打分圖。

2.2.3 地層巖性

地層巖性對地質災害的影響主要有兩方面，一是巖性，二是碎屑巖與灰?guī)r交界位置。充分考慮這兩方面因素，結合地層發(fā)育災害的程度賦值如下：碎屑巖與灰?guī)r交界、D2x地層易發(fā)生滑坡、崩塌地質災害，得4分；D3r、D3g、D2t易發(fā)生巖石崩塌、塌陷災害，得3分；D1l、D1h、D3l賦值2分；其余賦值1分。得到研究區(qū)地層巖性分區(qū)打分圖。

2.2.4 地質構造

地質構造對地質災害的影響主要表現(xiàn)為向斜軸部及斷裂帶上巖石破碎，工程地質條件相對較差，從而較易發(fā)生地質災害。工作區(qū)地質構造是控制和影響地質災害發(fā)生的主要因素，參與易發(fā)程度評價。通過分析賦值情況如下：平樂鎮(zhèn)附近、長灘—大發(fā)西北向斷裂發(fā)育密集區(qū)賦值4分；平樂縣的東部則以發(fā)育北偏東褶皺斷裂，賦值3分，沙子附近及平樂最南端賦值2分，其余沒有構造或構造稀少區(qū)賦值1分。得到平樂縣構造分區(qū)打分圖。

2.2.5 工程地質巖組

不同的巖體工程性質不同，對滑坡、崩塌、巖溶地面塌陷發(fā)生的影響程度也不同。最易產(chǎn)生滑坡的巖體為較堅硬中厚層砂巖、薄層硅質巖夾軟質頁巖巖組(D+P+J)，得4分，最易產(chǎn)生崩塌和巖溶塌陷的巖體為中厚層狀中-強巖溶化堅硬灰?guī)r巖組(D+C)，得4分；其次為軟質頁巖夾較堅硬中厚層砂巖、粉砂巖巖組(D)，得3分，中厚層稀裂狀、堅硬砂巖、礫巖，局部夾頁巖巖組(D+J)得3分；中厚層稀裂狀堅硬淺變質砂巖夾軟弱頁巖巖組(∈)得2分，中厚層稀裂狀較堅硬弱巖溶化巖、泥灰?guī)r、硅質灰?guī)r巖組(D+C+T)得2分，中厚層稀裂狀中等巖溶化堅硬灰?guī)r夾薄層狀堅硬硅質巖、軟弱泥巖巖組(D+C+P)得2分。得到研究區(qū)工程地質巖組分區(qū)打分圖。

2.2.6 多年平均降雨量

利用多年平均降雨量參與地質災害易發(fā)程度評價。多年平均降雨量單要素評價賦值如下：多年平均降雨量>1 700 mm得4分，1 600～1 700 mm得3分，1 500～1 600 mm得2分，<1 500 mm得1分。得到研究區(qū)多年降雨量分區(qū)打分圖。

2.2.7 人類工程活動

人類工程活動是誘發(fā)地質災害最活躍最積極的因素。調查發(fā)現(xiàn)人類工程活動主要是切坡建房，以居民分布密集程度表現(xiàn)。并結合易發(fā)村屯易發(fā)性分級情況，將工作區(qū)人類工程活動強度分為四級：強、較強、中、弱，分別賦值4分、3分、2分、1分。得到研究區(qū)人類工程活動強度分區(qū)打分圖。

2.3 評價因子權重計算和分級賦值

在選用的地質災害發(fā)育密度、地貌類型、地層巖性、地質構造、工程地質巖組、多年平均降雨量、人類活動強度7項評價因素權重打分的基礎上，計算出各因素算術平均值作為該因素的權重(表1)，權重總和為1。

表1 平樂縣地質災害易發(fā)程度評價中各參評因素賦值標準及權重分配表

2.4 MapGIS加權疊加及量化分析

按地質災害易發(fā)性綜合評價得分的高低進行地質災害易發(fā)分區(qū)。本次采用突變點法進行確定，經(jīng)過統(tǒng)計分析，從中找出突變點作為易發(fā)程度分區(qū)界線值，將區(qū)域劃分為不易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)和高易發(fā)區(qū)4個不同等級的區(qū)域(圖2)。

依據(jù)地質災害易發(fā)程度區(qū)劃結果，地質災害易發(fā)程度劃分為高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、不易發(fā)區(qū)4個等級，共16個地質災害易發(fā)亞區(qū)，各區(qū)具體分布位置見圖2。據(jù)統(tǒng)計，平樂縣地質災害高易發(fā)區(qū)總面積為448.25 km2，占全縣總面積的23.35%，包括4個地質災害高易發(fā)亞區(qū)；地質災害中易發(fā)區(qū)總面積為592.4 km2，占全縣總面積的30.85%，包括5個地質災害中易發(fā)亞區(qū)；地質災害低易發(fā)區(qū)總面積為430.76 km2，占全縣總面積的22.44%，包括5個地質災害低易發(fā)亞區(qū)；地質災害不易發(fā)區(qū)總面積為449.98 km2，占全縣總面積的23.44%，包括2個地質災害不易發(fā)亞區(qū)。平樂縣各地質災害易發(fā)亞區(qū)的具體情況及基本特征見表2。

圖2 平樂縣地質災害易發(fā)程度分區(qū)圖

表2 平樂縣地質災害易發(fā)程度分區(qū)表

3 結論

(1)建立了平樂縣地質災害易發(fā)性評價指標體系，平樂縣地質災害易發(fā)性評價因子包括地質災害發(fā)育密度、地貌類型、地層巖性、地質構造、工程地質巖組、多年平均降雨量、人類活動強度7個影響地質災害易發(fā)性的地質環(huán)境因素。

(2)依據(jù)預測分區(qū)指標計算，平樂縣地質災害高易發(fā)區(qū)總面積為448.25 km2，占全縣總面積的23.35%；地質災害中易發(fā)區(qū)總面積為592.4 km2，占全縣總面積的30.85%；地質災害低易發(fā)區(qū)總面積為430.76 km2，占全縣總面積的22.44%；地質災害不易發(fā)區(qū)總面積為449.98 km2，占全縣總面積的23.44%。

(3)以平樂縣地質災害詳細調查成果資料作為依據(jù)，建立平樂縣地質災害易發(fā)分區(qū)評價指標體系，利用ArcGIS的空間分析功能對研究區(qū)地質易發(fā)性進行評價研究，其結果相對科學、直觀、準確。