任金來 王玉喜 周潤生 顏乾坤

摘要：本文在全面調(diào)查分析連云港市區(qū)地質(zhì)災害隱患點及分布狀況的基礎(chǔ)上，從誘發(fā)地質(zhì)災害的地質(zhì)條件、人類工程活動、地形地貌及氣候植被因素考慮，選取了地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、露天開采、降雨強度、植被覆蓋率等15個評價因子，建立了地質(zhì)災害易發(fā)性評價指標體系，運用層次分析法計算各評價因子的權(quán)重值，并進行歸一化處理，然后利用模糊評判法對各隱患點的易發(fā)性指數(shù)進行計算、統(tǒng)計，將連云港市區(qū)劃分為地質(zhì)災害高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)，最后利用GIS空間分析功能生成了易發(fā)性分區(qū)圖，實現(xiàn)了地質(zhì)災害易發(fā)防治分區(qū)的目的，為連云港市后期地質(zhì)災害防治提供重要參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災害;層次分析法;易發(fā)性;模糊評判

1.引言

地質(zhì)災害易發(fā)防治區(qū)劃研究涉及影響因素有地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、植被覆蓋情況、降雨、人類工程活動等自然和社會因素，各因素之間的關(guān)系極為復雜，量化也較為困難，選擇合理的評價指標及恰當確定權(quán)重對地質(zhì)災害區(qū)劃分區(qū)至關(guān)重要，層次分析法（AHP）是一種定性與定量相結(jié)合的多目標決策分析方法，可將復雜問題中的各種因素以某種相互聯(lián)系的有序?qū)哟问怪畻l理化[1]。

本文利用層次分析法建立評價指標層次結(jié)構(gòu)模型和計算權(quán)重[2]，并采用歸一化數(shù)值變換方法統(tǒng)一量綱，在權(quán)值確定和數(shù)據(jù)歸一化的基礎(chǔ)上，利用綜合評判法，綜合考慮各種因素，加入專家系統(tǒng)經(jīng)驗計算各地質(zhì)災害隱患點的易發(fā)指數(shù)并統(tǒng)計分類，確定易發(fā)防治程度分級指標數(shù)據(jù)，進行防治級別劃分，編制地質(zhì)災害易發(fā)防治區(qū)劃圖[2-3]。

2.層次分析法的基本原理和計算步驟

2.1層次分析法的基本原理

層次分析法（簡稱AHP）是決策論中的一種常用方法，適用于那些難于定量分析的問題，其基本原理是把復雜的不好定量的系統(tǒng)分解成目標層、準則層、方案層等層次，在此基礎(chǔ)上進行定性和定量分析的決策。它把人的決策思維過程層次化、數(shù)量化，并用數(shù)學手段為分析決策提供定量依據(jù)，是一種對非定量事件進行定量分析的有效方法，特別是在目標因素結(jié)構(gòu)復雜且缺少必要的數(shù)據(jù)的情況下，需要將決策者的經(jīng)驗判斷定量化時該方法非常實用[3]。

2.2層次分析法的計算

層次分析法的計算過程主要有層次結(jié)構(gòu)模型的建立、構(gòu)造成對比較矩陣、計算權(quán)向量并做一致性檢驗[4-5]。為了快速精確計算出各指標的權(quán)重，并判斷矩陣的一致性，本文在判斷矩陣確定好以后，利用fortran語言編制了層次分析法單排序程序AHP.FOR。

3.層析分析法在連云市市區(qū)地質(zhì)災害易發(fā)性評價中的應用

3.1連云市地質(zhì)災害概況

根據(jù)連云港市18年地質(zhì)災害排查結(jié)果，市區(qū)崩塌、滑坡和地面塌陷地質(zhì)災害點81處，包括崩塌災害點53個，占65.4%;滑坡災害點24個，占29.6%;采空地面塌陷災害點4個，占4.9%。市區(qū)81處隱患點潛在威脅的總?cè)藬?shù)約1000人，受威脅財產(chǎn)總計約18514萬元。

依據(jù)受各災害點潛在威脅人數(shù)和財產(chǎn)，參照國土資源部《縣（市）地質(zhì)災害調(diào)查與區(qū)劃基本要求》實施細則中“地質(zhì)災害災情和險情分級標準”，將81處隱患點劃分為：大型1處、中型22處、小型58處。

3.2地質(zhì)災害易發(fā)性評價層次結(jié)構(gòu)模型的建立

地質(zhì)災害易發(fā)性評價指標體系選取的評判指標因子應能全面反映區(qū)內(nèi)誘發(fā)地質(zhì)災害發(fā)生個各種因素，并遵循定性與定量、重要性與差異性、普遍性與可操作性相結(jié)合的原則，分三個層次建立：第一層目標層，依據(jù)地質(zhì)災害易發(fā)程度確定;第二層次為因素層，為災害發(fā)生的誘發(fā)因素，第三層次為指標層，選取15個可量化評價的具體指標（圖3-1）。

3.3構(gòu)造判斷矩陣并計算權(quán)向量和一致性檢驗

利用1-9標度法來構(gòu)造判斷矩陣，從層次結(jié)構(gòu)模型的第二層開始，一一構(gòu)造判斷矩陣，并用前面編制計算程序計算各指標權(quán)重并進行一致性檢驗，最終的計算結(jié)果見表3-1。

由CR=

計算得出，總排序CR=0.0042<0.1，滿足總排序一致性要求，說明本文建立的地質(zhì)災害易發(fā)性層次結(jié)構(gòu)評價模型是可行的。

3.4地質(zhì)災害易發(fā)性分級指標計算

在前面構(gòu)建的地質(zhì)災害易發(fā)性層次結(jié)構(gòu)分析模型的基礎(chǔ)上，應用模∑糊綜合評判計算每個地質(zhì)災害隱患點的易發(fā)性指數(shù)：

經(jīng)計算市區(qū)境內(nèi)所有隱患點的易發(fā)指數(shù)PI介于0.1～0.75之間，依據(jù)各隱患點易發(fā)性指數(shù)的大小分布規(guī)律，結(jié)合隱患點所處的地質(zhì)環(huán)境條件、危害程度及分布規(guī)律，并參考相關(guān)地質(zhì)災害排查規(guī)范的基礎(chǔ)上，將市轄區(qū)劃為分地質(zhì)災害高易發(fā)、中易發(fā)、低易發(fā)，各易發(fā)區(qū)PI值取值范圍見表3-2。

4.地質(zhì)災害易發(fā)性分區(qū)

4.1利用mapgis繪制害易發(fā)性分區(qū)圖

由前文確定的地質(zhì)災害分級標準，根據(jù)各地質(zhì)災害隱患點易發(fā)性指數(shù)，將市區(qū)境內(nèi)的每個隱患點進行易發(fā)性定性分級，結(jié)合各隱患點的中心位置坐標，整理形成grd柵格文件，利用Mapgis空間分析模塊下DTM分析功能中的grd模型等值線功能生成地質(zhì)災害易發(fā)性等值線圖，然后與市區(qū)地形圖進行套合，在地形地貌、地質(zhì)界線、山脊、分水嶺等地形地質(zhì)要素的基礎(chǔ)上，對地質(zhì)災害易發(fā)性等直線圖進行微調(diào)，最終的生成連云港市地質(zhì)災害易發(fā)性分區(qū)圖。

4.2連云市地質(zhì)災害易發(fā)性分區(qū)簡述

（1）地質(zhì)災害高易發(fā)區(qū)。高易發(fā)區(qū)主要分布在市區(qū)前云臺山東坡、南坡和西北坡，后云臺山東南坡及錦屏山、鳳凰東山、北固山南坡及錦屏磷礦和大浦磷礦采空區(qū)及周邊，總面積約93.63km2。（2）地質(zhì)災害中易發(fā)區(qū)。市區(qū)錦屏山、前云臺山西北坡、中云臺山、后云臺山西北坡、東西連島、北固山北坡，總面積約68.51km2。（3）地質(zhì)災害低易發(fā)區(qū)。主要分布于市區(qū)境內(nèi)的平原區(qū)（不包含大浦磷礦及錦屏磷礦塌陷區(qū)），面積約640.67km2。

5.結(jié)論

（1）將層次分析法應用在地質(zhì)易發(fā)性評價工作中，建立了相應的結(jié)構(gòu)模型，將定性分析與定量計算相結(jié)合，降低了個人主觀因素的影響，評價分析結(jié)果更為客觀、準確，對當?shù)氐刭|(zhì)災害區(qū)劃與防治工作具有一定的指導意義。（2）基于連云港市地質(zhì)災害隱患排查成果，從誘發(fā)地質(zhì)災害的地質(zhì)條件、人類工程活動、地形地貌及氣候植被條件出發(fā)，建立了由1個目標層、4個約束層、15個指標層組成的連云港市地質(zhì)災害易發(fā)性評價層次結(jié)構(gòu)模型。（3）在地質(zhì)災害易發(fā)性層次結(jié)構(gòu)分析模型權(quán)重計算的基礎(chǔ)上，應用模糊綜合評判法對各地質(zhì)災害隱患點的易發(fā)性指數(shù)進行計算和統(tǒng)計分類，并利用map-gis軟件繪制了易發(fā)性分區(qū)圖，高易發(fā)區(qū)面積為93.63km2，中易發(fā)區(qū)面積為68.51km2，低易發(fā)區(qū)面積為640.67km2。

參考文獻：

[1]張麗，黃敬軍，武健強，等.江蘇省地質(zhì)災害區(qū)劃評價[J].中國地質(zhì)災害與防治學報，2015，26（02）：81-86.

[2]褚洪斌，母海東，王金哲.層次分析法在太行山區(qū)地質(zhì)災害危險性分區(qū)中的應用[J].中國地質(zhì)災害與防治學報，2003，14（03）：125-129.

[3]魯?shù)梅?，董輝.層次分析法在永登縣地質(zhì)災害易發(fā)性評價中的應用[J].甘肅科技縱橫，2013，42（12）：10-13.

[4]王哲，易發(fā)成.基于層次分析法的綿陽市地質(zhì)災害易發(fā)性評價[J].自然災害學報，2009.18（01）：14-23.

[5]李愛軍，閆成云.層次分析法結(jié)合MAPGIS在地質(zhì)災害易發(fā)性評價的應用[J].甘肅地質(zhì)，2013.22（04）：78-83.