馬楊敏，高宗軍，李巖銘，管 勇，王建收

(1.山東科技大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島 266510;2.青島地質(zhì)工程勘察院，山東青島 266071)

0 引言

嶗山區(qū)位于青島黃海之濱，是馳名中外的4A級(jí)國家風(fēng)景名勝區(qū)，然而每年由于嶗山區(qū)內(nèi)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生以及大量災(zāi)害隱患的存在，造成區(qū)內(nèi)很大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還時(shí)刻威脅到旅游人員和百姓的生命安全，因此對(duì)青島市嶗山區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃刻不容緩。

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃方法很多，主要包括模糊聚類分析法［1］、綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法［2］、層次分析法［3］、模糊綜合評(píng)判法［4］等?；?GIS空間分析進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃，是將各單災(zāi)種的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度用一副專題圖層表示，最后進(jìn)行空間疊加分析得到一張綜合地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃圖。

本文以Mapgis為工作平臺(tái)，利用空間分析功能對(duì)嶗山區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃和分析評(píng)價(jià)，以達(dá)到未雨綢繆，在災(zāi)害發(fā)生前起到預(yù)警作用。

1 嶗山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

嶗山區(qū)由中韓、王哥莊、沙子口、北宅等四個(gè)街道辦事處組成，本次研究區(qū)1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查(截止2012年6月)共發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流等三類地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)及隱患點(diǎn)88處，其中崩塌和滑坡83處，占94.3%;泥石流5處，占5.7%(圖1)。

2 評(píng)價(jià)過程

2.1 柵格化剖分

圖1 嶗山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害平面分布圖Fig.1 Distribution map of geological disasters in Laoshan district

運(yùn)用柵格法處理對(duì)青島市嶗山區(qū)1∶5萬行政圖進(jìn)行網(wǎng)格剖分，本次剖分單元格面積采取0.5km×0.5km，共劃分出1557 個(gè)單元格［5］。

2.2 計(jì)算方法

利用Mapgis的空間分析功能，將各評(píng)價(jià)單元按照不同災(zāi)種提取主要因子綜合疊加分析［6］(圖2)。

式中:Z——地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合指數(shù);

Zq——潛在指數(shù);

Zx——現(xiàn)狀指數(shù)

圖2 評(píng)價(jià)流程圖Fig.2 Evaluation flowchart

r1、r2根據(jù)嶗山區(qū)具體情況分別取0.7和0.3;加權(quán)指數(shù)模型計(jì)算:Zq=∑Ti·Ai、Zx=∑Li·Bi，Ti和Li-專家評(píng)分值，Ai與Bi為權(quán)重(表1、表2)。

表1 現(xiàn)狀評(píng)判因子及權(quán)重統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics table of current evaluation factors and weight

評(píng)判各因子的權(quán)重均采用層次分析法并通過驗(yàn)證確定，首先對(duì)所選取的主要評(píng)判因子進(jìn)行大致權(quán)重確定，而后對(duì)兩兩因子之間進(jìn)行對(duì)比，逐層比較后通過試算檢驗(yàn)。

2.3 單災(zāi)種易發(fā)程度區(qū)劃圖生成

采用評(píng)判因子加權(quán)指數(shù)模型，分別生成崩塌、滑坡和泥石流的易發(fā)程度區(qū)劃圖。

2.3.1 崩塌、滑坡

嶗山區(qū)主要為強(qiáng)切割中山地貌，其次為低山丘陵，東北部有較少的平原分布。

中山分布在嶗山山脈一帶，南至沙子口北至三標(biāo)山，山峰陡峭且多呈“脊”狀，坡面一般大于30度，溝谷切割深度一般大于500m，谷底基巖裸露且大塊漂礫堆積，巖性主要為嶗山期花崗。低山丘陵分布在嶗山外圍，主要為黃龍頂—老虎山、棗幾山—圍子頂、老寨頂—午山等地段，山坡坡度小于20°，溝谷斷面多呈“U”型谷，切割深度一般小于100m且谷底部沖洪積物發(fā)育。

研究區(qū)內(nèi)的村莊大多依山而建，建房開挖坡腳、景區(qū)建設(shè)、212省道建設(shè)等造成了大量崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患。本次嶗山區(qū)1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查共發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)存在的崩塌和滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患83處，主要分布在景區(qū)及省道212沿途。根據(jù)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征，按照潛在和現(xiàn)狀易發(fā)程度評(píng)價(jià)因素將其分為4個(gè)級(jí)別(表3、表4、圖3)。

表2 潛在評(píng)判因子及權(quán)重統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics table of potential evaluation factors and weight

2.3.2 泥石流

嶗山區(qū)泥石流主要分布在北宅臥龍村東北、北九水河西村西以及太平嵐景區(qū)，本次1∶5萬調(diào)查共發(fā)現(xiàn)5處泥石流地質(zhì)災(zāi)害隱患，其分布特點(diǎn)是均處于山前斜坡地帶，坡度一般大于25°，存在小型“V”型沖溝，坡面坡殘積物發(fā)育，覆蓋層厚度0.5～2m。由于植被覆蓋率較低且小塊梯田較多，在大強(qiáng)度降雨和坡積物浸潤飽和的條件下，形成坡面侵蝕型泥石流。

根據(jù)地形地貌等地質(zhì)環(huán)境條件、松散堆積物、人類工程活動(dòng)強(qiáng)度將嶗山泥石流區(qū)劃分為四個(gè)級(jí)別(表3、表4、圖 4)。

2.4 單災(zāi)種綜合疊加

將單災(zāi)種區(qū)劃圖用Mapgis疊加處理，得出嶗山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合區(qū)劃圖(圖5)。

表3 地質(zhì)災(zāi)害潛在等級(jí)分值一覽表Table 3 Schedule of potential Geological Hazards grade values

表4 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀等級(jí)分值一覽表Table 4 Schedule of current Geological Hazards grade values

3 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)評(píng)價(jià)

由嶗山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合區(qū)劃圖(圖4)可以看出，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)主要集中在中部的強(qiáng)切割中低山地區(qū)以及東南沿海地帶，東北部的平原地區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害非易發(fā)區(qū)。研究區(qū)區(qū)劃總面積為389km2，區(qū)劃的結(jié)果能夠準(zhǔn)確地反映出嶗山區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害分布情況、發(fā)育現(xiàn)狀及危害程度。

3.1 地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)

研究區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)主要分布于嶗山區(qū)的中部以及沿海部分區(qū)域，具體分布于北宅的西部、東部以及沙子口的西北部，由土厚汪澗-南北嶺-臥龍-我樂村-河西-觀嶗村-龜樓峽、竹窩-王子澗-寨上-北庵子控制;沙子口東南部，由小河?xùn)|-磚塔嶺-前風(fēng)庵控制、王哥莊和沙子口東南沿海岸帶等4條帶狀間隔分布，面積為 87.81km2，占全區(qū)總面積的22.84%。由于區(qū)內(nèi)村莊沿山邊溝谷平地分布，村民建房、修路開挖坡腳普遍，形成了大量的不穩(wěn)定邊坡。

另外山體長期風(fēng)化、危巖林立，導(dǎo)致山前斜坡地帶殘坡積物堆積，存在小型“V”型沖溝，在強(qiáng)降雨或者坡積物浸潤飽和情況下，易發(fā)生泥石流地質(zhì)災(zāi)害。

另外研究區(qū)內(nèi)的北九水景區(qū)、華樓景區(qū)、棋盤石景區(qū)、太平嵐景區(qū)、巨峰景區(qū)等景區(qū)都以怪、險(xiǎn)、奇、玄的地形地貌景觀吸引旅客，對(duì)游人及來往行人造成嚴(yán)重的安全威脅。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)

圖3 崩塌、滑坡易發(fā)程度區(qū)劃圖Fig.3 The vulnerability distribution map of Collapse and landslides

圖4 泥石流易發(fā)程度區(qū)劃圖Fig.4 The vulnerability distribution map of mudslides

研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)分布在王哥莊西部大部分地區(qū)以及沙子口和北宅的部分地區(qū)，地貌類型以中山為主，部分山間平原和低山丘陵，面積共計(jì)128.12km2，占全區(qū)面積的33.33%。本區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)一般，主要地質(zhì)災(zāi)害隱患源于山體上部巖體長期風(fēng)化剝蝕作用和人工修路開挖山體、削坡后形成的不穩(wěn)定邊坡。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)

圖5 綜合地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃圖Fig.5 The Comprehensive vulnerability distribution map of geological hazards

研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)主要分布在王哥莊東北沿海、北宅西部、以及中韓和沙子口的南部沿海區(qū)域。面積共計(jì)104.33km2，占全區(qū)面積的27.14%。本區(qū)內(nèi)人類影響地質(zhì)環(huán)境的工程活動(dòng)較弱，同時(shí)所處地貌環(huán)境為低山丘陵，且之前發(fā)現(xiàn)的部分崩塌和滑坡地質(zhì)災(zāi)害得到治理，故區(qū)內(nèi)較為穩(wěn)定，危害較小。

3.4 地質(zhì)災(zāi)害非易發(fā)區(qū)

研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害非易發(fā)區(qū)主要分布在王哥莊東南拐角、中韓大部分地區(qū)、以及沙子口和王哥莊部分地區(qū)，面積64.11km2，占全區(qū)總面積的16.68%，區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)最集中頻繁，但地形相對(duì)平坦、條件優(yōu)越，基本不具備發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)環(huán)境條件，而且人類活動(dòng)產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性小。有個(gè)別地形較復(fù)雜的地段如中韓辦事處范圍內(nèi)的浮山等山頭已被徹底改造，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施，基本無災(zāi)害發(fā)生的可能性。

4 結(jié)論

本文根據(jù)嶗山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀以及人類工程活動(dòng)強(qiáng)度等因素，利用Mapgis空間分析對(duì)嶗山區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合區(qū)劃，共將嶗山區(qū)劃分為高、中、低、非四類易發(fā)區(qū)。本次雨季在高易發(fā)區(qū)內(nèi)發(fā)生的三處崩塌地質(zhì)災(zāi)害，很好地驗(yàn)證了區(qū)劃結(jié)果。因此區(qū)劃結(jié)果能夠準(zhǔn)確地反映出研究區(qū)內(nèi)的實(shí)際地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度和危險(xiǎn)情況，通過區(qū)劃可以為政府部門的地質(zhì)災(zāi)害防治提供可靠的預(yù)測(cè)理論依據(jù)。

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