基于信息量模型的甕安縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)

朱永浩 李思南

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局104地質(zhì)大隊(duì)，貴州 都勻 558000)

0 引 言

甕安縣位于貴州中部，行政區(qū)劃隸屬黔南布依族苗族自治州。地理坐標(biāo)范圍：東經(jīng)107°08′～107°42′，北緯26°53′～27°29′，東西寬約57.3 km，南北長約65.7 km，全縣國土總面積1 973.7 km2。根據(jù)甕安縣自然資源局地質(zhì)災(zāi)害管理臺(tái)賬，截至2020年4月，甕安縣臺(tái)賬在冊地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)共計(jì)33處，其中滑坡13處，崩塌13處，地面塌陷7處。依托貴州省甕安縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查及風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)項(xiàng)目，在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)核定縣內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)共計(jì)50處，其中滑坡18處，崩塌20處，地面塌陷8處，不穩(wěn)定斜坡4處，可見甕安縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育以滑坡和崩塌為主，不穩(wěn)定斜坡發(fā)育趨勢為滑坡。通過分析甕安縣域內(nèi)滑坡、崩塌成因機(jī)理，選取影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地表水系、植被條件等孕災(zāi)因子，對區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境條件進(jìn)行定量評判，從而開展滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)，對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布特點(diǎn)具有指示作用。

1 基于信息量模型的評價(jià)方法

信息量模型是根據(jù)評價(jià)單元內(nèi)各影響因子提供的可預(yù)測發(fā)生事件的信息量來確定可預(yù)測事件的總信息量。對應(yīng)某種因素特定狀態(tài)(區(qū)間)下的地質(zhì)災(zāi)害信息量計(jì)算公式為：

(1)

式中：

IAj——對應(yīng)因素A、j狀態(tài)(或區(qū)間)下地質(zhì)災(zāi)害B發(fā)生的信息量；

Nj——對應(yīng)因素A、j狀態(tài)(或區(qū)間)下地質(zhì)災(zāi)害分布的單元數(shù)；

N——調(diào)查區(qū)已知有地質(zhì)災(zāi)害分布的單元總數(shù)；

Sj——因素A、j狀態(tài)(或區(qū)間)分布的單元數(shù)；

S為調(diào)查區(qū)單元總數(shù)。

選擇對區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育有控制作用的評價(jià)因子，劃定各因子的狀態(tài)區(qū)間。采用信息量模型，計(jì)算出各個(gè)因子不同區(qū)間在各個(gè)評價(jià)單元內(nèi)的信息量值，將各個(gè)調(diào)查單元內(nèi)評價(jià)因子信息量值疊加，得到調(diào)查單元地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指數(shù)，按自然斷點(diǎn)法劃分易發(fā)性等級。

2 評價(jià)樣本的選用

滑坡、崩塌作為甕安縣主要發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定斜坡的發(fā)育趨勢為滑坡，將其一并列為該次評價(jià)樣本。這3種地質(zhì)災(zāi)害在縣臺(tái)賬中共有42處，占總數(shù)的84 %，是甕安縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要災(zāi)害類型?；谛畔⒘磕Ｐ驮恚x取的評價(jià)樣本越多，形成的結(jié)果越合理，其評價(jià)結(jié)果也越準(zhǔn)確。故該次評價(jià)在現(xiàn)有臺(tái)賬的基礎(chǔ)上，收集增加歷史臺(tái)賬中因工程治理和搬遷避讓而核銷的滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，最終采用樣本數(shù)共計(jì)67處以增加評價(jià)的準(zhǔn)確性。

3 評價(jià)因子的選取

根據(jù)甕安縣滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害分布發(fā)育規(guī)律，在對地質(zhì)災(zāi)害成因、機(jī)理研究分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)分析選取了地形坡度、斜坡坡向、高差、斜坡結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)巖組、構(gòu)造距離、水系距離、土地利用類型8項(xiàng)孕災(zāi)地質(zhì)條件作為易發(fā)性的評價(jià)因子。

4 信息量值計(jì)算

將各個(gè)評價(jià)因子根據(jù)確定的閾值劃分不同狀態(tài)(或區(qū)間)，利用地理信息系統(tǒng)軟件的空間分析功能進(jìn)行疊加計(jì)算，可確定每個(gè)調(diào)查單元所屬的因子分級狀態(tài)(或區(qū)間)，根據(jù)式(1)計(jì)算其信息量，將獲得的調(diào)查單元信息量按因子狀態(tài)(區(qū)間)分類。將各個(gè)因子狀態(tài)(或區(qū)間)信息量值統(tǒng)計(jì)，見表1。

表1 評價(jià)因子信息量統(tǒng)計(jì)表

5 易發(fā)性評價(jià)結(jié)果

利用地理信息系統(tǒng)的空間分析功能，在每個(gè)評價(jià)單元中將各評價(jià)因子的信息量值進(jìn)行疊加，從而得到特定評價(jià)單元中地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的總信息量值，生成整個(gè)縣域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指數(shù)圖件，利用自然斷點(diǎn)法將易發(fā)性性指數(shù)計(jì)算結(jié)果劃分為極高易發(fā)、高易發(fā)、中易發(fā)、低易發(fā)4個(gè)等級，得到甕安縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)分級圖，見圖1。

圖1 易發(fā)性評價(jià)分級圖

6 易發(fā)性分區(qū)結(jié)果

根據(jù)各評價(jià)單元易發(fā)性級別，圈定易發(fā)性指數(shù)等值線，根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律、形成條件等綜合分析后所形成的宏觀地質(zhì)災(zāi)害性易發(fā)區(qū)分區(qū)進(jìn)行適當(dāng)人工修正，劃分出地質(zhì)災(zāi)害極高易發(fā)區(qū)(A)、高易發(fā)區(qū)(B)、中易發(fā)區(qū)(C)和低易發(fā)區(qū)(D)共10個(gè)亞區(qū)，見圖2。并進(jìn)行分區(qū)評價(jià)，見表2。

表2 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評價(jià)

圖2 易發(fā)性評價(jià)分區(qū)圖

7 結(jié) 語

以貴州省甕安縣現(xiàn)狀發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害為研究對象，選取區(qū)內(nèi)對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育有重要影響的8個(gè)評價(jià)因子，采用信息量模型，輔以地理信息系統(tǒng)軟件，得出甕安縣區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)結(jié)果。結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害分布特征和現(xiàn)有成果資料，該次易發(fā)性評價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況相吻合，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性越高，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害密度越大。表明基于信息量模型的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)方法對地質(zhì)災(zāi)害的分布發(fā)育規(guī)律具有一定的指示作用。