吳 森 張占成 周光紅 吳彩燕 陳國(guó)輝

（1.西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，四川綿陽(yáng)621010；2.四川省地質(zhì)工程勘察院，成都 610072；3.成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，成都 610059）

地質(zhì)災(zāi)害的易損性主要是指受災(zāi)體發(fā)生損壞的難易程度與遭受地質(zhì)災(zāi)害破壞的機(jī)率.它受自然、生態(tài)環(huán)境、資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的共同驅(qū)動(dòng)，是自然過(guò)程與社會(huì)過(guò)程相互作用的結(jié)果，主要包括人口道路密度、建筑密度、礦產(chǎn)資源豐度、環(huán)境脆弱度等.通常情況下，人口密度與工程財(cái)產(chǎn)密度越高，人居環(huán)境和工程財(cái)產(chǎn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的抵抗能力及災(zāi)后重建的可恢復(fù)性越差，生態(tài)環(huán)境越脆弱，受災(zāi)區(qū)遭受地質(zhì)災(zāi)害的破壞越嚴(yán)重，所造成的損失就越大，地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)也就越高［1］.

1 研究區(qū)概況

2 滑坡災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)的滑坡災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)方法很多，進(jìn)行易損性評(píng)價(jià)最主要的問(wèn)題就是確定各評(píng)價(jià)因子權(quán)重，確權(quán)的方法有很多種，如常見(jiàn)的專(zhuān)家打分法就是通過(guò)計(jì)算各評(píng)價(jià)因子的多個(gè)專(zhuān)家打分的平均分?jǐn)?shù)，得到各因子的初始權(quán)重，經(jīng)歸一化處理后得到各因子的權(quán)重.除此以外，層次分析法也是進(jìn)行確權(quán)的一種普遍方法.但是，這些常見(jiàn)的確權(quán)方法都不可避免地具有很強(qiáng)的主觀性，有許多人為因素在里面.貢獻(xiàn)率是評(píng)價(jià)作用程度的一種指標(biāo)，通過(guò)量化處理，建立貢獻(xiàn)率轉(zhuǎn)化權(quán)重關(guān)系，在經(jīng)濟(jì)學(xué)中是一種成熟的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)方法，該方法稱為因子貢獻(xiàn)權(quán)重法［5－7］.運(yùn)用貢獻(xiàn)權(quán)重法可以得到因子對(duì)地質(zhì)災(zāi)害易損性的貢獻(xiàn)率，貢獻(xiàn)作用越大，則此類(lèi)因子將是該區(qū)防災(zāi)減災(zāi)的重點(diǎn)防治因素.

2.1 評(píng)價(jià)因子的選取

要選取能夠代表地質(zhì)災(zāi)害易損性特征又能反映區(qū)域特性的地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)因子并不容易，受到統(tǒng)計(jì)資料數(shù)據(jù)的不完整性的限制，評(píng)價(jià)因子的選取大多數(shù)情況下還需要依賴經(jīng)驗(yàn)判斷.綜合考慮汶川縣自身自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，結(jié)合四川統(tǒng)計(jì)年鑒（2010年），以及利用GIS技術(shù)獲取區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)因子時(shí)功能約束等條件，選取人口密度、林地密度、耕地密度、滑坡災(zāi)害密度、居民點(diǎn)密度、道路密度等6個(gè)因子作為汶川縣地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)因子.

1）人口密度A1（萬(wàn)人／km2）：A1＝區(qū)域內(nèi)總?cè)丝冢瘏^(qū)域總面積.人員傷亡與人口密度的大小有著非常密切的關(guān)系，人口密度越大，則遭受地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，該區(qū)人們生命遭受損失的可能性也就越大，也即易損性越大.將汶川縣14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為基本評(píng)價(jià)單元，計(jì)算每個(gè)鎮(zhèn)的人口平均密度（見(jiàn)表1）.

表1 人口密度表

2）林地密度A2（km2／km2）：A2＝區(qū)域內(nèi)林地總面積／區(qū)域總面積.林地的損壞情況首先與林地密度大小有著密切的關(guān)聯(lián)，林地密度越大，則遭受地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，該地區(qū)林地遭受損失的可能性也就越大，即生態(tài)環(huán)境易損性越大.以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位，計(jì)算每個(gè)鎮(zhèn)的林地平均密度（見(jiàn)表2）.

表2 林地密度表

3）耕地密度A3（km2／km2）：A3＝區(qū)域內(nèi)耕地總面積／區(qū)域總面積.汶川縣主要經(jīng)濟(jì)收入來(lái)自農(nóng)業(yè)，因此耕地密度可作為經(jīng)濟(jì)易損性的一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，耕地密度越大，遭受地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，則該地區(qū)耕地遭受損失的可能性就越大，即經(jīng)濟(jì)易損性越大.以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位，計(jì)算每個(gè)鎮(zhèn)的耕地平均密度（見(jiàn)表3）.

表3 耕地密度表

4）滑坡災(zāi)害密度A4（／%）：A4＝（各鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)滑坡總面積×100／各鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域面積）%.根據(jù)提供的已發(fā)生的滑坡災(zāi)害點(diǎn)數(shù)據(jù)，將區(qū)域內(nèi)滑坡面積除以區(qū)域總面積求出滑坡災(zāi)害密度，以此來(lái)反映汶川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受地質(zhì)災(zāi)害的機(jī)率（見(jiàn)表4）.

表4 滑坡災(zāi)害密度表

5）居民點(diǎn)密度A5（／%）：A5＝（各鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)居民點(diǎn)總面積×100／各鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域面積）%.居民點(diǎn)在滑坡災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)中也是相對(duì)重要的因子之一.根據(jù)數(shù)據(jù)中提供的居民點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出居民點(diǎn)密度表與分布圖（見(jiàn)表5）.

6）道路密度A6（km／km2）：A6＝各鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)道路長(zhǎng)度／各鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域面積.道路在滑坡災(zāi)害中的損失不僅僅是道路本身?yè)p失，同時(shí)還會(huì)帶來(lái)其它的損失，例如道路不暢所引起的運(yùn)輸損失等.所以在滑坡災(zāi)害的易損性評(píng)價(jià)中，道路網(wǎng)密度也是重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)（見(jiàn)表6）.

總結(jié)各方面的問(wèn)題，目前南京體育學(xué)院能夠開(kāi)展的民間體育項(xiàng)目太少，不能夠滿足大部分學(xué)生的需求。而在教師教授方面，教師的能力有限，不能開(kāi)展全面的民間體育課程，并且在課程的開(kāi)展中僅僅采用講解示范和參加練習(xí)的方法，堅(jiān)持循序漸進(jìn)的方式學(xué)習(xí)民間體育。在民間體育教學(xué)實(shí)踐中，不僅要傳授技能和人文素養(yǎng)，還要培養(yǎng)學(xué)生在組織賽事、裁判、科學(xué)研究以及教學(xué)的能力。

表6 道路密度表

以上各評(píng)價(jià)因子的指標(biāo)值均用密度的形式來(lái)表達(dá)，選擇密度作為指標(biāo)值的主要原因是密度是單位面積上的某要素的數(shù)量多少的體現(xiàn)，它與汶川縣的大小和區(qū)域位置相關(guān)，可以作為一個(gè)連續(xù)的變量，是空間數(shù)據(jù)的類(lèi)型，因此選用易損因子的密度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)值有利于易損度區(qū)劃.

2.2 參評(píng)因子權(quán)重確定

運(yùn)用貢獻(xiàn)率權(quán)重法可以得到各評(píng)價(jià)因子對(duì)地質(zhì)災(zāi)害易損性的貢獻(xiàn)作用的大小，貢獻(xiàn)作用越大，則此類(lèi)因子將是該區(qū)防災(zāi)減災(zāi)的重點(diǎn)防治因子.在獲取各評(píng)價(jià)指標(biāo)之后，首先采用歸一化處理的方法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱處理，計(jì)算方法為

式中，zi為各評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)部歸一化值；xi為某一指標(biāo)值.各評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)量綱結(jié)果見(jiàn)表7.

表7 易損度評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)量綱結(jié)果

續(xù)表7 易損度評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)量綱結(jié)果

2.2.1 自權(quán)重分配

地質(zhì)災(zāi)害易損性自權(quán)重表示了各指標(biāo)內(nèi)部的貢獻(xiàn)關(guān)系，通過(guò)自權(quán)重可以看出不同評(píng)價(jià)指標(biāo)自身的權(quán)重分配關(guān)系，根據(jù)評(píng)價(jià)因子的貢獻(xiàn)，將因子對(duì)自身易損性貢獻(xiàn)分為高、中、低3類(lèi)，分別求取高、中、低3類(lèi)因子的自權(quán)重［7］，計(jì)算方法為

1）劃分三級(jí)易損區(qū)間：

式中，XL為低易損度貢獻(xiàn)區(qū)域，XM為中易損度貢獻(xiàn)區(qū)域，XH為高易損度貢獻(xiàn)區(qū)域，Xmin為評(píng)價(jià)因子內(nèi)部最小歸一化值，Xmax為評(píng)價(jià)因子內(nèi)部最大歸一化值，d＝（Xmax－Xmin）／3.

2）貢獻(xiàn)率均值化處理：按分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，求取每一級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)中各個(gè)指標(biāo)的貢獻(xiàn)平均值：

3）分配自權(quán)重：

表8 易損性自權(quán)重分配表

2.2.2 互權(quán)重的分配

互權(quán)重表示了各指標(biāo)對(duì)易損度的貢獻(xiàn)關(guān)系，用貢獻(xiàn)關(guān)系來(lái)代表易損度各指標(biāo)的權(quán)重：

表9 易損性互權(quán)重分配表

2.3 易損性分區(qū)

利用GIS空間分析模塊中疊加功能對(duì)滑坡危險(xiǎn)度進(jìn)行區(qū)劃，區(qū)劃模型見(jiàn)下式：

式中，W′i為互權(quán)重；Wi為自權(quán)重；Zi為因子子類(lèi)歸一化值.經(jīng)計(jì)算得汶川縣滑坡災(zāi)害易損性值表（見(jiàn)表10）.

表10 汶川縣滑坡災(zāi)害易損性值表

通過(guò)上面的計(jì)算可以得到汶川縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的易損性值，然而并未進(jìn)行等級(jí)區(qū)劃，未進(jìn)行等級(jí)區(qū)劃的易損性評(píng)價(jià)難以反映出汶川縣滑坡的易損性等級(jí)，因此，還需根據(jù)得到的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)滑坡易損性值進(jìn)行等級(jí)區(qū)劃.依據(jù)表10中的數(shù)據(jù)，應(yīng)用GIS技術(shù)將數(shù)據(jù)錄入目標(biāo)圖層屬性表，并將該圖層由矢量轉(zhuǎn)為柵格，運(yùn)用ArcGIS軟件中重分類(lèi)功能中的自然斷點(diǎn)法對(duì)整個(gè)區(qū)域易損性按五級(jí)對(duì)柵格圖層進(jìn)行重分類(lèi)（如圖1 所示）［8］：0.002 263－0.002 813（極低易損區(qū)），0.002 813－0.009 415（低易損區(qū)），0.009 415－0.022 069（中易損區(qū)），0.022 069－0.042 977（高易損區(qū)），0.042 977－0.143 111（極高易損區(qū)），最終得到汶川縣滑坡災(zāi)害易損性區(qū)劃圖（如圖2所示）.

圖1 易損性自然斷點(diǎn)與重分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)圖

圖2 汶川縣滑坡災(zāi)害易損性區(qū)劃圖

分析結(jié)果顯示：威州鎮(zhèn)、雁門(mén)鄉(xiāng)和漩口鎮(zhèn)處于極高易損區(qū)；水磨鎮(zhèn)處于高易損性區(qū)，映秀鎮(zhèn)和克枯鄉(xiāng)位于中易損區(qū).其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)易損性均較低.分析結(jié)果通過(guò)與各評(píng)價(jià)指對(duì)分布情況相比發(fā)現(xiàn)，標(biāo)易損性分布基本上與人口密度、道路密度、災(zāi)害點(diǎn)密度等分布相一致（如圖3所示），體現(xiàn)了評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性.有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)部分評(píng)價(jià)因子所占比重較大，但這并不表明該地區(qū)易損性值一定高，例如映秀鎮(zhèn)，在道路密度、居民點(diǎn)密度中所占比重雖然比較大，但是該地區(qū)發(fā)生災(zāi)害的概率比較小（即已發(fā)生滑坡災(zāi)害點(diǎn)密度較?。?，因此該地區(qū)的易損性較低，這也從整體上體現(xiàn)了評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性.

圖3 易損性各評(píng)價(jià)指標(biāo)分布圖

3 結(jié) 論

以汶川縣14 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為基本評(píng)價(jià)單元，利用ArcGIS軟件對(duì)易損性評(píng)價(jià)各個(gè)因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和評(píng)價(jià)分級(jí)；采用貢獻(xiàn)率權(quán)重模型求取易損性值，彌補(bǔ)了專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)判別的失誤與主觀性，使得研究結(jié)果更客觀、可靠地反映汶川縣地區(qū)易損性分布特征；人口、道路、建筑密度等指標(biāo)是地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)的重要準(zhǔn)則，從分析結(jié)果看，易損性分布基本上與以上主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)分布相一致，客觀體現(xiàn)了分析結(jié)果的合理性，最終生成汶川縣滑坡災(zāi)害易損性等級(jí)區(qū)劃圖.這為汶川縣制定中、長(zhǎng)期規(guī)劃提供參考依據(jù)，將會(huì)對(duì)各級(jí)政府的動(dòng)態(tài)管理、及時(shí)發(fā)布和反饋信息、減少地質(zhì)災(zāi)害的損失等有著十分重要的意義.

［1］ 喬建平，吳彩燕.滑坡本底因子貢獻(xiàn)率與權(quán)重轉(zhuǎn)換研究［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2008，19（3）：13－16.

［2］ 周建偉.汶川縣城地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究［D］.成都：成都理工大學(xué)，2010.

［3］ 張?jiān)葡?汶川縣城崩滑地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及典型災(zāi)害點(diǎn)防治研究［D］.成都：成都理工大學(xué)，2010.

［4］ 李劍鋒.基于GIS／RS技術(shù)的汶川地震與次生地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2010.

［5］ 喬建平，朱阿興，吳彩燕，等.采用本底因子貢獻(xiàn)率法的三峽庫(kù)區(qū)滑坡危險(xiǎn)度區(qū)劃［J］.山地學(xué)報(bào)，2006，24（5）：569－572.

［6］ 喬建平.三峽水庫(kù)區(qū)云陽(yáng)－巫山段斜坡高差因素對(duì)滑坡發(fā)育的貢獻(xiàn)率研究［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2005，16（4）：16－19.

［7］ 石莉莉，喬建平.基于GIS和貢獻(xiàn)率權(quán)重疊加方法的區(qū)域滑坡災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)［J］.災(zāi)害學(xué)，2009，24（3）：46－50.

［8］ 湯安國(guó)，楊 昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程［M］.北京：科學(xué)出版社，2009.