杜國梁，張永雙, 2，呂文明，張廣澤，周成燦，郭長寶, 2

(1. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081；2. 國土資源部新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；3. 西藏地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，西藏 拉薩 830000；4. 中鐵二院成都地勘巖土工程有限公司，四川 成都 610031)

?

基于加權(quán)信息量模型的藏東南地區(qū)滑坡易發(fā)性評價*

杜國梁1，張永雙1, 2，呂文明3，張廣澤4，周成燦3，郭長寶1, 2

(1. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081；2. 國土資源部新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；3. 西藏地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，西藏 拉薩 830000；4. 中鐵二院成都地勘巖土工程有限公司，四川 成都 610031)

摘要:藏東南地區(qū)位于青藏高原中東部，地形和地質(zhì)構(gòu)造都極為復(fù)雜，是我國地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和相關(guān)因素分析的基礎(chǔ)上，對藏東南地區(qū)滑坡發(fā)育特征進(jìn)行了分析?；掠绊懸蛩叵嚓P(guān)性分析結(jié)果表明：研究區(qū)內(nèi)滑坡多發(fā)育于較堅硬—較軟弱層狀砂板巖、粉砂巖、泥巖、頁巖巖組，較硬層狀砂巖、灰?guī)r巖組，松散堆積物巖組內(nèi)，以及地形坡度大于45°，高程2 500~4 000 m區(qū)域內(nèi)；滑坡發(fā)育密度受斷裂影響大，隨著斷裂密度的增大，其與河流、道路距離的減小而增大。根據(jù)上述分析結(jié)果，綜合選取地層巖性、坡度、坡向、地面高程、斷裂密度、河流和公路7個因素作為評價因子，采用基于GIS的加權(quán)信息量評價模型對研究區(qū)滑坡易發(fā)性進(jìn)行評價，并將研究區(qū)劃分為極高易發(fā)、高易發(fā)、中易發(fā)、低易發(fā)和不易發(fā)等五個等級，通過成功率曲線(AUC)方法檢驗(yàn)，評價結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性。其中，極高易發(fā)區(qū)主要沿嘉黎斷裂、怒江斷裂和瀾滄江斷裂等區(qū)域大型活動斷裂帶和主干河流兩側(cè)分布；高易發(fā)區(qū)主要分布在主干河流兩側(cè)極高易發(fā)區(qū)邊界向兩側(cè)擴(kuò)展的區(qū)域；中易發(fā)區(qū)主要位于大江、大河及深切峽谷的支流兩岸，及斷裂密度相對較大的區(qū)域；低易發(fā)區(qū)主要在水系發(fā)育程度較低、斷裂密度較小的區(qū)域分布；不易發(fā)區(qū)主要分布在斷裂不發(fā)育、人類工程活動微弱的高山地帶以及地形相對平緩的區(qū)域。此評價結(jié)果對藏東南地區(qū)滑坡發(fā)育特征和重大滑坡災(zāi)害防治規(guī)劃具有重要的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞:藏東南； GIS；加權(quán)信息量法；滑坡；易發(fā)性

藏東南地區(qū)地處印度板塊與歐亞板塊碰撞帶附近，新構(gòu)造活動強(qiáng)烈，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，是我國崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育最為嚴(yán)重的地區(qū)之一[1-4]。其中典型滑坡，如川藏公路102道班滑坡1991年大規(guī)?；瑒訒r，滑坡體積達(dá)510×104m3，其前緣伸進(jìn)帕隆藏布河床，直達(dá)對岸，之后每年均發(fā)生多次滑動，停車斷道時有發(fā)生[5]；發(fā)生于2000年的西藏波密札木弄溝易貢滑坡，最大滑動距離達(dá)6.7~7.0km，滑坡體積超過3×108m3，滑坡堆積體造成易貢藏布堰塞，之后發(fā)生潰決，造成雅魯藏布江大峽谷下游的印度20座橋梁蕩然無存，5000多人無家可歸[6]，等等。然而由于藏東南地區(qū)因受高海拔、交通條件差、人煙稀少等因素的制約，對該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查研究相對還比較少，研究程度低，尤其是對于區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律和易發(fā)性評價工作十分欠缺。近年來，隨著該區(qū)滇藏鐵路、川藏鐵路、大江大河水電開發(fā)等工程的相繼規(guī)劃建設(shè)，對該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征和地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性特征的需求也更加緊迫。因此，本文在資料收集、區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和相關(guān)因素分析的基礎(chǔ)上，采取加權(quán)信息量評價模型，對藏東南地區(qū)滑坡災(zāi)害開展易發(fā)性評價研究，旨在為該地區(qū)的重大工程規(guī)劃建設(shè)和地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃提供參考。

1地質(zhì)背景

1.1自然地理

研究區(qū)位于西藏東南部，橫跨林芝、昌都兩個行政區(qū)，屬于溫帶濕潤與半濕潤高原氣候，日照多、輻射強(qiáng)烈、積溫少、氣溫隨高度和緯度的升高而降低，晝夜溫差大。研究區(qū)地勢總體上中部和西北部高，向西南部和東部有減緩的趨勢，平均海拔約4 000 m。區(qū)內(nèi)河流水系密集，地表水資源豐富，大型區(qū)域型河流主要有雅魯藏布江、怒江、瀾滄江、金沙江和帕隆藏布江等(圖1)。

圖1　研究區(qū)地質(zhì)背景圖

1.2地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于青藏高原東構(gòu)造結(jié)東北部，地質(zhì)背景復(fù)雜、構(gòu)造活動強(qiáng)烈，區(qū)域性斷裂主要有嘉黎斷裂、雅魯藏布江斷裂、怒江斷裂、瀾滄江斷裂等，控制著研究區(qū)的地形地貌演化、斜坡結(jié)構(gòu)及地層巖性的完整性。研究區(qū)地層巖性比較復(fù)雜，自元古宇至第四系均有出露，以砂礫巖、砂板巖、砂泥巖、砂頁巖、片巖、變粒巖、片麻巖、灰?guī)r、大理巖及酸性-中酸性、基性-中基性火山巖為主。

2藏東南地區(qū)滑坡數(shù)據(jù)庫

對于滑坡區(qū)域易發(fā)性評價來說，地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)的建立是主要工作之一，也是評價結(jié)果的最重要的依據(jù)。本次工作，收集了研究區(qū)已開展的1∶5萬、1∶10萬縣、市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報告，并對重要地區(qū)開展了野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，在ArcGIS軟件平臺上建立了滑坡災(zāi)害數(shù)據(jù)庫。藏東南地區(qū)共發(fā)育有滑坡1 662處(圖2)，滑坡的發(fā)育與地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體類型等因素密切相關(guān)，而強(qiáng)降雨、地震、人類工程活動是滑坡的直接誘發(fā)因素。統(tǒng)計分析表明，研究區(qū)滑坡在空間展布上具有一定的規(guī)律性：主要沿大江、大河、深切峽谷兩岸成條帶狀展布(圖2，圖3)；且谷坡愈陡，越有利于滑坡的發(fā)生；在斷裂構(gòu)造帶密集發(fā)育的地區(qū)，滑坡災(zāi)害易密集發(fā)育；此外，由于人類工程活動對自然邊坡的改造破壞，沿公路兩側(cè)的區(qū)域也是滑坡的易發(fā)區(qū)(圖3，圖4)。

圖3　察雅縣吉塘鎮(zhèn)如給村瀾滄江左岸滑坡(鏡向E)

圖4　八宿縣東巴村八宿電站滑坡(鏡向NE)

3基于加權(quán)信息量滑坡易發(fā)性評價方法

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價是在地質(zhì)災(zāi)害編目的基礎(chǔ)上，分析評價各影響因子在組合條件下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性，是進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險性、風(fēng)險評價以及風(fēng)險管理的基礎(chǔ)[7]。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價常用的評價模型主要有：層次分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、邏輯回歸、證據(jù)權(quán)、信息量模型、模糊判別、復(fù)合模型等[8-11]。其中，信息量模型是統(tǒng)計分析模型的一種，由于其物理意義明確、操作簡單，在滑坡易發(fā)性評價研究和實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。但是信息量模型的統(tǒng)計分析屬于“暗箱”操作，它只反映了因子特定類別在組合情況下對災(zāi)害發(fā)生的影響，并未充分考慮各因子對滑坡災(zāi)害發(fā)生影響程度的差異[12]。為此，本文對各因子的相對重要性進(jìn)行人為干預(yù)，引入了專家經(jīng)驗(yàn)，采用層次分析法加權(quán)的信息量評價模型。

3.1信息量法

信息量法是1948年由美國數(shù)學(xué)家、信息論的創(chuàng)始人Shannon在題為在“通訊的數(shù)學(xué)理論”的論文中提出，并應(yīng)用概率論知識和邏輯方法推導(dǎo)出了信息量的計算公式。20世紀(jì)80年代，晏同珍教授首次將信息論引入到滑坡災(zāi)害預(yù)測研究中，后來被專家學(xué)者廣泛應(yīng)用到災(zāi)害評價領(lǐng)域[13]。信息預(yù)測的觀點(diǎn)認(rèn)為，滑坡災(zāi)害產(chǎn)生與否是與預(yù)測過程中所獲取的信息的數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)，是用信息量大小來衡量的。信息量越大，表明越有利于災(zāi)害的發(fā)生[14]，各因素信息量可用下式表示：

(1)

式中：I (xi,H)為因素xi對滑坡發(fā)生所提供的信息量;Si為分布在包含影響因素xi的已發(fā)生的滑坡個數(shù);Ai為影響因素xi所占單元面積。

3.2層次分析法

層次分析法是一種多目標(biāo)決策分析的方法。該方法把復(fù)雜的決策思維系統(tǒng)劃分為多個目標(biāo)或準(zhǔn)則，并在決策過程中把主觀因素和客觀因素有機(jī)地結(jié)合起來。通過建立判斷矩陣、排序計算和一致性檢驗(yàn)，使得到的最后結(jié)果非常具有說服力。同時，由于層次分析法可將人們主觀性的依據(jù)用數(shù)量的形式表達(dá)出來，避免由于人的主觀性導(dǎo)致權(quán)重預(yù)測與實(shí)際情況相矛盾的現(xiàn)象，使得決策更具條理性和科學(xué)性。經(jīng)過多年的研究和應(yīng)用實(shí)踐，不少研究者開始將GIS技術(shù)與AHP方法相結(jié)合，大大提高了傳統(tǒng)的AHP方法在地學(xué)研究中的應(yīng)用效果[15-16]。

3.3加權(quán)信息量模型

為充分考慮不同影響因子對滑坡災(zāi)害發(fā)生影響程度的差異，采用層次分析法對信息量值進(jìn)行賦權(quán)，其表達(dá)式如下：

(2)

式中：I為評價區(qū)某單元的信息量；wi為第i個因子的權(quán)重值；Ii為第i個評價因子特定類別提供的信息量；Si為包含第i個因子特定類別的滑坡個數(shù)，Ai第i個因子特定類別所占單元的面積；S為評價區(qū)滑坡的總個數(shù)；A為評價區(qū)的總面積。

4評價因子分析

滑坡的發(fā)生是一個復(fù)雜過程，受多種因素的影響。本文根據(jù)研究區(qū)滑坡發(fā)育特征以及前人的研究成果梳理和分析，選取了地層巖性、坡度、坡向、高程、斷裂密度、河流、公路7個因素作為評價因子，并在ArcGIS平臺上制作了各因子的柵格圖層，采用網(wǎng)格大小為30m×30m，共劃分出244 327 594個網(wǎng)格。在此基礎(chǔ)上，基于層次分析法確定各因子的權(quán)重，進(jìn)一步計算加權(quán)信息量值，并利用加權(quán)信息量值對各評價因子的敏感程度進(jìn)行了分析。

4.1權(quán)重的計算

應(yīng)用層次分析法對所選取的7個評價指標(biāo)進(jìn)行分析，劃分相互聯(lián)系的有序?qū)哟?，建立評價模型層次結(jié)構(gòu)。按照各評價因子之間的內(nèi)在關(guān)系，評價采用通用的1～9標(biāo)度方法，對各因子進(jìn)行兩兩比較建立判斷矩陣，進(jìn)行層次排序，確定各因子的權(quán)重值，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。計算得到矩陣的最大特征值為7.24，進(jìn)行歸一化處理得到各影響因子的權(quán)重為{0.22，0.19，0.07，0.05，0.25，0.12，0.10}。一致性指標(biāo)CI值為0.04，一致性比例值CR為0.03，小于0.1，表明層次排序結(jié)果具有較滿意的一致性。層次排序結(jié)果見表1。

表1　UU因子層次排序結(jié)果一覽表

4.2評價因子敏感性分析

本文采用信息量法對藏東南地區(qū)滑坡影響因子進(jìn)行敏感性分析。通過對各個評級因子進(jìn)行分類，并計算各類的信息量值，信息量值越大，表明滑坡發(fā)生的概率越大，確定了各滑坡影響因子中有利于滑坡發(fā)生的分類區(qū)間(表2)。

(1)地層巖性

地層巖性是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。根據(jù)巖土體的軟硬程度將研究區(qū)的地層巖性劃分為五類巖組：(1)較堅硬—較軟弱層狀砂板巖、粉砂巖、泥巖、頁巖巖組；(2)較堅硬層狀、硬塊狀片巖、片麻巖、混合巖巖組；(3)堅硬-較堅硬塊狀侵入巖巖組；(4)較硬層狀砂巖、灰?guī)r巖組；(5)松散堆積物巖組(圖5a)。對各巖組的加權(quán)信息量值進(jìn)行計算(表2)，得到：在較堅硬—較軟弱層狀砂板巖、粉砂巖、泥巖、頁巖巖組，較硬層狀砂

巖、灰?guī)r巖組，松散堆積物巖組巖組中滑坡發(fā)生的可能性最大(圖6a)。

表2　滑坡影響因子加權(quán)信息量一覽表

圖5　滑坡影響因子分級圖

圖6　影響因子災(zāi)害數(shù)量、加權(quán)信息量相關(guān)性統(tǒng)計圖

(2)坡度

坡度對滑坡的發(fā)生具有明顯的控制作用，坡度不僅決定山體斜坡的應(yīng)力分布特征，而且還影響著地表徑流、坡體松散物質(zhì)的堆積，從而對滑坡災(zāi)害的發(fā)生產(chǎn)生直接影響。本文將坡度劃分為：<10°，10°~30°，30°~45°，45°~60°，>60°五個等級，坡度分級見圖5b。對子集的加權(quán)信息量進(jìn)行計算，坡度加權(quán)信息量值一覽表見表2，分析計算結(jié)果表明：隨著坡度的增大，研究區(qū)滑坡災(zāi)害發(fā)生的概率增加，兩者呈正相關(guān)關(guān)系(圖6b)。

(3)坡向

不同坡向的太陽輻射強(qiáng)度不同，進(jìn)而影響了坡面的水分蒸發(fā)，風(fēng)化程度和植被覆蓋度。此外，在地震誘發(fā)滑坡方面，因?yàn)榈卣鸩ê偷孛孢\(yùn)動的強(qiáng)度具有顯著的方向性，黃潤秋等認(rèn)為在垂直發(fā)震斷裂方向最強(qiáng)，崩滑災(zāi)害滑動的優(yōu)勢方向與發(fā)震斷裂的空間展布方向基本垂直[17]。通過對不同坡向的加權(quán)信息量值進(jìn)行分析可知(表2)，研究區(qū)在坡向?yàn)闁|北、東、南、西方向易發(fā)生崩滑災(zāi)害，與NW—SE方向成正交或斜交(圖6c)。

(4)高程

高程與植被類型、植被覆蓋率、巖土體的含水率、人類工程活動及以及降雨都具有一定的相關(guān)性，從而對滑坡災(zāi)害的分布產(chǎn)生著影響。本次評價將研究區(qū)高程劃分為<2 500 m，2 500~3 000 m，3 000~3 500 m，3 500~4 000 m，4 000~5 000 m和>5 000 m六個等級(圖5d)。對各分區(qū)的加權(quán)信息量值進(jìn)行計算得知，高程在2 500~4 000 m范圍最易發(fā)生滑坡災(zāi)害，此高程范圍主要為集水區(qū)域，地表徑流強(qiáng)烈，有利于滑坡發(fā)生(圖6d)。

(5)斷裂密度

斷裂密度是指單位面積內(nèi)斷裂的長度。地球表面的斷層破裂是地球深部地應(yīng)力的表現(xiàn)，與地震的發(fā)生有著直接的關(guān)系[18]，斷裂密度反映了深大斷裂的分布，崩滑災(zāi)害受深大斷裂的控制[19]。此外，斷裂密度也反應(yīng)了區(qū)域地表的破碎程度。研究區(qū)發(fā)育有瀾滄江斷裂、怒江斷裂、八宿斷裂、嘉黎斷裂等大型活動斷裂帶，斷裂走向主要為NW—SE方向，本文以10 km為半徑繪制了斷裂密度圖，并將斷裂密度劃分為<0.02 km/km2，0.02~0.05 km/km2，0.05~0.1 km/km2，0.1~0.15 km/km2，0.15~0.2 km/km2，>0.2 km/km2六個區(qū)段(圖5e)。各區(qū)段的斷裂密度加權(quán)信息量值見表2，分析表明，隨著斷裂密度的增大，加權(quán)信息量值增大，兩者呈正相關(guān)關(guān)系(圖6e)。

(6)河流

河流對斜坡體坡腳的浸潤、沖刷、淘蝕也加速了斜坡體的變形破壞，從而導(dǎo)致區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。地表水系愈發(fā)育，地表切割愈強(qiáng)，孟暉等(2004)認(rèn)為，晚第四紀(jì)時期青藏高原的快速隆升主導(dǎo)了河谷的深切作用，成為青藏高原東緣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與分布的主要內(nèi)動力控制因素[20]。本次評價以200 m為間距對河流進(jìn)行緩沖，緩沖為：<200 m，200~400 m，400~600 m，600~800 m，>800 m五個緩沖區(qū)。研究區(qū)水系緩沖分區(qū)見圖5f。對各緩沖區(qū)的加權(quán)信息量進(jìn)行計算可知，滑坡的發(fā)生隨著與水系的距離的增加而減小，兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖6f)。

(7)公路

距離公路越近人類工程活動相對較頻繁，此外，公路工程中不可避免的會出現(xiàn)削坡、坡頂加載的工程施工，這些工程常常會改變斜坡的自然地貌，干擾和改變了地質(zhì)環(huán)境原有的特征和規(guī)律，破壞了斜坡的結(jié)構(gòu)，在削坡處很可能會出現(xiàn)崩滑災(zāi)害。本文將公路緩沖為：<200 m，200~400 m，400~1 000 m，>1 000 m四個緩沖區(qū)(圖5g)。對道路各緩沖帶的加權(quán)信息量進(jìn)行計算，其計算結(jié)果見表2。計算結(jié)果表明：距離主要公路1000 m范圍內(nèi)人類工程活動比較頻繁，崩塌滑坡發(fā)生的可能性大(圖6g)。

5評價結(jié)果及檢驗(yàn)

5.1滑坡區(qū)域易發(fā)性評價結(jié)果

根據(jù)各影響因子的加權(quán)信息量計算結(jié)果，對影響因子的柵格圖層進(jìn)行重分類，生成各影響因子的加權(quán)信息量柵格圖層。利用ArcGIS軟件的空間分析功能完成各影響因子進(jìn)行加權(quán)信息量的疊加，并對疊加圖層按照自然斷點(diǎn)法進(jìn)行分級，劃分為極高易發(fā)區(qū)、高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)5個等級(圖7)。

圖7　藏東南地區(qū)滑坡易發(fā)性分區(qū)圖

5.2結(jié)果檢驗(yàn)

ROC曲線即受試者工作特征曲線，曲線下方面積(AUC)被用來評價模型的精度，在醫(yī)學(xué)診斷試驗(yàn)評價中應(yīng)用較多，近些年在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價結(jié)果檢驗(yàn)中也取得到了廣泛應(yīng)用。一般認(rèn)為：在AUC>0.5 的情況下，AUC越接近1，說明模型的精度越好，AUC為0.5~0.7時，準(zhǔn)確性較差，AUC為0.7~0.9時具有較好的確性，AUC為0.9以上，說明準(zhǔn)確性極好。因此，本文利用滑坡易

表3　易發(fā)性分區(qū)統(tǒng)計表

發(fā)性成功率曲線對評價結(jié)果的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)[21-22]。以加權(quán)信息量的從高到底的累計面積百分比為橫軸，滑坡數(shù)量的累計百分比為縱軸，繪制滑坡易發(fā)性成功率曲線(圖8)。曲線下的面積為82.3%，說明該評價模型的正確率為82.3%(AUC值)，表明了整套評價方法適合于研究區(qū)滑坡災(zāi)害的易發(fā)性評價。

圖8　區(qū)域滑坡易發(fā)性評價結(jié)果ROC曲線圖

5.3評價結(jié)果分析

對研究區(qū)易發(fā)性分區(qū)結(jié)果與災(zāi)害點(diǎn)數(shù)量、災(zāi)害點(diǎn)密度的關(guān)系進(jìn)行分類統(tǒng)計并分析(表3)，得到：研究區(qū)滑坡極高易發(fā)區(qū)的面積10 695.19 km2，占研究區(qū)總面積的4.89%，極高易發(fā)區(qū)主要沿區(qū)域性活動斷裂帶和主干河流兩側(cè)分布；在高程上，該區(qū)域主要位于集水高程區(qū)，地表徑流強(qiáng)烈，人類工程活動頻繁?；赂咭装l(fā)區(qū)面積為34 921.00 km2，占研究區(qū)總面積的15.95%，主要沿著怒江、瀾滄江、雅魯藏布江等主干河流兩側(cè)極高易發(fā)區(qū)的邊界向兩側(cè)擴(kuò)展。中易發(fā)區(qū)面積66 226.73 km2，占研究區(qū)總面積的30.25%，主要分布在大江、大河及深切峽谷的支流兩岸，以及斷裂密度相對較大的區(qū)域。低易發(fā)區(qū)面積68 582.28 km2，占研究區(qū)總面積的31.33%，主要在水系發(fā)育程度較低、斷裂密度較小的區(qū)域分布。不易發(fā)區(qū)面積38 505.13 km2，占研究區(qū)總面積的17.59%，主要分布在斷裂不發(fā)育、人類工程活動微弱的高山地帶以及地形相對平緩的區(qū)域。此外，研究區(qū)隨著易發(fā)性的增高，滑坡災(zāi)害點(diǎn)數(shù)量、點(diǎn)密度隨之快速增大，呈正相關(guān)關(guān)系(圖9)。

圖9　易發(fā)區(qū)滑坡數(shù)量、密度趨勢圖

5結(jié)論

本文以藏東南地區(qū)滑坡災(zāi)害發(fā)育特征和易發(fā)性為研究對象，選取地層巖性、坡度、坡向、高程、斷裂密度、河流、公路7個因素作為評價因子，采用基于GIS的加權(quán)信息量評價模型對研究的滑坡進(jìn)行易發(fā)性評價。

(1)對各因子的加權(quán)信息量值分析表明：研究區(qū)內(nèi)滑坡多發(fā)育于較堅硬—較軟弱層狀砂板巖、粉砂巖、泥巖、頁巖巖組，較硬層狀砂巖、灰?guī)r巖組，松散堆積物巖組巖組等區(qū)域內(nèi)，以及地形坡度大于45°，或者2 500~4 000 m高程區(qū)域內(nèi)；滑坡發(fā)育密度和概率受斷裂影響大，隨著斷裂密度的增大，與河流、公路距離的減小而增大。

(2)評價結(jié)果將研究區(qū)劃分為極高易發(fā)、高易發(fā)、中易發(fā)、低易發(fā)和不易發(fā)五個等級。其中，極高易發(fā)區(qū)主要沿區(qū)域性活動斷裂帶和主干河流兩側(cè)分布；高易發(fā)區(qū)主要分布在主干河流兩側(cè)極高易發(fā)區(qū)邊界向兩側(cè)擴(kuò)展的區(qū)域；中易發(fā)區(qū)主要位于大江、大河及深切峽谷的支流兩岸，及斷裂密度相對較大的區(qū)域；低易發(fā)區(qū)主要在水系發(fā)育程度較低、斷裂密度較小的區(qū)域分布；不易發(fā)區(qū)主要分布在斷裂不發(fā)育、人類工程活動微弱的高山地帶以及地形相對平緩的區(qū)域。

(3)評價結(jié)果經(jīng)檢驗(yàn)，本次區(qū)域滑坡易發(fā)性評價結(jié)果的成功率(AUC)值達(dá)82.3%，具有較高的準(zhǔn)確性，評價結(jié)果對藏東南地區(qū)滑坡災(zāi)害防治規(guī)劃具有一定的指導(dǎo)意義。

致謝中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所汪西海教授級高工參加了部分野外地質(zhì)調(diào)查工作，感謝中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究姚鑫副研究員、楊志華博士對本文給予的指導(dǎo)，審稿專家對本文提出了許多建設(shè)性的修改意見，在此一并表示感謝。

參考文獻(xiàn):

[1]楊志法, 尚彥軍, 張路青, 等. 川藏公路地質(zhì)災(zāi)害及其防治對策研究—以八宿至林芝路段為例[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2006.

[2]張永雙, 胡道功, 吳中海, 等. 滇藏鐵路沿線地殼穩(wěn)定性及重大工程地質(zhì)問題[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 2009.

[3]王培清, 徐國濤, 何強(qiáng).西藏藏東南地區(qū)典型地質(zhì)災(zāi)害成因及防治技術(shù)淺析[J]. 西藏大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版, 2013, 28(1): 16-20

[4]郭佳寧, 山克強(qiáng), 程捷. 藏東南地區(qū)滑坡發(fā)育規(guī)律分析[J]. 資源與產(chǎn)業(yè), 2009, 11(2): 132-139.

[5]廖秋林, 李曉, 李守定, 等. 水巖作用對川藏公路102滑坡形成與演化的影響[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報, 2003, 11(4): 390-395

[6]Yin Y P, Xing A G. Aerodynamic modeling of the Yigong gigantic rock slide-debris avalanche, Tibet, China[J]. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2012, 71(1): 149-160

[7]邱海軍. 區(qū)域滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害特征分析及其易發(fā)性和危險性評價研究—以寧強(qiáng)縣為例[D]. 西安：西北大學(xué), 2012.

[8]許沖, 戴福初, 姚鑫, 等. GIS支持下基于層次分析法的汶川地震區(qū)滑坡易發(fā)性評價[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報, 2009, 28(Supp.2): 3978-3985

[9]蘭恒星, 伍法權(quán), 王思敬. 基于GIS的滑坡CF多元回歸模型及其應(yīng)用[J]. 山地學(xué)報, 2002, 20(6): 732-737.

[10]YESILNACAR E, TOPAL T. Landslide susceptibility mapping: a comparison of logistic regression and neural networks methods in a medium scale study, Hendek region(Turkey)[J]. Engineering Geology, 2005, 79(3/4): 251-266.

[11]范強(qiáng), 巨能攀, 向喜瓊, 等, 證據(jù)權(quán)法在滑坡易發(fā)性分區(qū)中的應(yīng)用—以貴州桐梓河流域?yàn)槔齕J]. 災(zāi)害學(xué), 2015, 3(1):124-130.

[12]范林峰, 胡瑞林, 曾逢春, 等. 加權(quán)信息量模型在滑坡易發(fā)性評價中的應(yīng)用—以湖北省恩施市為例[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報, 2012, 20(4): 508-513.

[13]張俊峰, 何政偉, 汪宙峰. 基于GIS的信息量法在天山公路地質(zhì)穩(wěn)定性評價系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 測繪科學(xué), 2008, 33(2): 279-284.

[14]殷坤龍, 朱良峰. 滑坡災(zāi)害空間區(qū)劃及 GIS 應(yīng)用研究[J]. 地學(xué)前緣, 2001, 8(2): 170-171, 179.

[15]石菊松, 張永雙, 董誠, 等. 基于GIS技術(shù)的巴東新城區(qū)滑坡災(zāi)害危險性區(qū)劃[J]. 地球?qū)W報, 2005, 26(3): 275-282.

[16]郭長寶, 張永雙, 蔣良文, 等. 基于GIS的滇藏鐵路麗江—香格里拉段工程地質(zhì)條件分區(qū)研究[J]. 現(xiàn)代地質(zhì), 2009, 23(3): 545-552.

[17]黃潤秋, 李為樂. 汶川大地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的斷層效應(yīng)分析[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報, 2009, 17(1): 19-28

[18]劉峰. 基于GIS技術(shù)的斷層地震性分析一以南北地震帶與中央造山帶交匯地區(qū)為例[D]. 北京：中國地震局地質(zhì)研究所, 2010.

[19]李劍鋒, 陳建平, 孫巖. 基于GIS異常信息提取的地震災(zāi)害分析[J]. 地質(zhì)通報, 2011, 30(5): 756-765.

[20]孟暉, 張岳橋, 楊農(nóng). 青藏高原東緣中段地質(zhì)災(zāi)害空間分布特征分析[J]. 中國地質(zhì), 2004, 31(2): 218-224.

[21]Evangelin Ramani Sujatha1, G Victor Rajamanickam, P Kumaravel. Landslide susceptibility analysis using Probabilistic Certainty Factor Approach: A case study on Tevankarai stream watershed, India[J]. Indian Academy of Sciences. 2012, 121(5): 1337-1350.

[22]Kamp U, Growley B. J. , Khattak G. A. , et al. GIS-based landslide susceptibility for the 2005 Kashmir earthquake region [J]. Geomorphology. 2008, 101(4): 631-642.

Landslide Susceptibility Assessment Based on Weighted Information Value Model in Southeast Tibet

Du Guoliang1, Zhang Yongshuang1, 2, Lv Wenming3,

Zhang Guangze4, Zhou Chengcan3and Guo Changbao1, 2

(1.InstituteofGeomechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China;2.KeyLaboratoryofNeotectonicMovementandGeohazard,MinistryofLandandResources,Beijing100081,China; 3.TibetInstituteofGeologicalEnvironmentMonitoring,Lhasa830000,China;4.ChinaRailwayEryuanEngineeringGroupCo.,Ltd.,Chengdu610031,China)

Abstract:Southeast Tibet located in the east-central Tibetan plateau where the topography and geological structures is complex. The region is one of the areas seriously suffered from landslide disasters in China. Based on the geological disaster investigation and the correlative factors analysis, it is concluded that landslides generally occur at soft-hard layer of sandy slate, phyllite, mudstone, slate; hard layer of sandstone, limestone and loose sediments. The areas which slope gradient slope are greater than 45° and the elevation range from 2500m to 4000m also occur landslides frequently. And the landslides density is greatly influenced by fault. With the increase of fault density and decrease of distance to drainages and roads, the landslide occurrence is increasing. According to above analysis, seven typical factors are selected as evaluation factors including the formation lithology, slope, slope direction, elevation, fracture densities, drainages and roads. The evaluation model based on weighted information value is established to analyze landslide susceptibility in Southeast Tibet. The resulting susceptibility map showed five classes of landslide susceptibility, i.e. extremely high, high, moderate, low, stability. The extremely high grade areas are mainly distributed along the both side of active faults and major rivers. The high grade areas expand along the both side of extremely high grade areas border. The moderate grade areas are mostly along the tributaries of the great rivers and deep-cutting valleys, as well as the areas with relatively high fracture densities. The low grade areas have relatively low fracture densities, and there are no great rivers pass through. The stability areas areprimarilydistribute in the areas where islack of faults and high mountain areas where human engineering activity is weak, as well as areas where is relatively flat. By examination, the evaluation result has high accuracy.It provides a reference forlearning the development characters of the landslideand disaster prevention plan in southeast Tibet.

Key words:Southeast Tibet; GIS; weighted information value; landslide; susceptibility

doi:10.3969/j.issn.1000-811X.2016.02.042

中圖分類號：P649；X43

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1000-811X(2016)02-0226-09

作者簡介：杜國梁(1989-),男，山西運(yùn)城人，博士研究生，研究方向?yàn)楣こ痰刭|(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害.E-mail：756591925@qq.com

基金項目：國家科技基礎(chǔ)性工作專項課題(2011FY110100-2);“十二五”國家科技支撐課題(2011BAK12B09);中國地質(zhì)調(diào)查局項目(12120113038000)；中鐵二院科研計劃(二院科字201303);國家自然科學(xué)基金項目(41402321)

*收稿日期：2015-03-16修回日期：2015-09-28

杜國梁, 張永雙, 呂文明, 等. 基于加權(quán)信息量模型的藏東南地區(qū)滑坡易發(fā)性評價[J]. 災(zāi)害學(xué), 2016, 31(2):226-234. [Du Guoliang, Zhang Yongshuang, Lv Wenming, et al. Landslide Susceptibility Assessment Based on Weighted Information Value Model in Southeast Tibet[J]. Journal of Catastrophology, 2016, 31(2): 226-234.]