李海旭，郝文霞，張 錦，馬振剛，李智深(.張家口學(xué)院 旅游與環(huán)境學(xué)院，河北 張家口 075000；2.張家口學(xué)院 生態(tài)旅游研究中心，河北 張家口 075000；.河北省地礦局 第三地質(zhì)大隊(duì)，河北 張家口 075000；

4.張家口市社會(huì)科學(xué)界聯(lián)合會(huì) 社會(huì)科學(xué)研究所，河北 張家口 075000)

20世紀(jì)40年代，國(guó)外學(xué)者開(kāi)始發(fā)表地質(zhì)災(zāi)害研究成果，從災(zāi)害影響力分析到災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用，研究手段愈加成熟[1-3]。20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)始轉(zhuǎn)載國(guó)外地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)成果，逐步開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害理論研究。中國(guó)關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害研究的成果多發(fā)表于國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)平臺(tái),國(guó)內(nèi)學(xué)者更傾向于應(yīng)用型研究，即針對(duì)某一區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行成因分析，利用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)及數(shù)學(xué)模型提出防治對(duì)策。目前，對(duì)張家口地區(qū)災(zāi)害研究的成果較多[4-5]，圍繞張家口市在京津冀協(xié)同發(fā)展及“兩區(qū)”建設(shè)等背景下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)研究成果也較顯著[6-11]。然而，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害防治與區(qū)域發(fā)展兩大主題，即圍繞首都“兩區(qū)”建設(shè)進(jìn)行張家口市地質(zhì)災(zāi)害防治的研究成果極少。開(kāi)展此類(lèi)研究可為首都“兩區(qū)”建設(shè)中的安全地質(zhì)環(huán)境保障工作提供理論依據(jù)，也便于拓寬地質(zhì)災(zāi)害研究渠道，輔助地方發(fā)展。

一、張家口地質(zhì)災(zāi)害空間分布

張家口地區(qū)處在一級(jí)災(zāi)害區(qū)——華北和東北災(zāi)害區(qū)中的黃淮海災(zāi)害區(qū)上，氣候時(shí)空差異大，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，人類(lèi)工程活動(dòng)繁多，是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)。地質(zhì)災(zāi)害具有種類(lèi)多、分布廣、突發(fā)性強(qiáng)及危害大等特點(diǎn)。

根據(jù)《張家口市地質(zhì)災(zāi)害防治“十三五”規(guī)劃》，結(jié)合2015年以來(lái)張家口市各縣區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展變化趨勢(shì)，以2019年災(zāi)害數(shù)據(jù)為重點(diǎn)進(jìn)行分析。2015年，張家口市共發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)751處，2019年新增地質(zhì)災(zāi)害10處①，災(zāi)害增加比率為1.3%。其中，新增崩塌9處和泥石流1處，地質(zhì)災(zāi)害呈穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。該文針對(duì)張家口市各縣區(qū)5類(lèi)主要地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分析，發(fā)生數(shù)占比居前3位的是泥石流、崩塌和地面塌陷(圖1)。2019年數(shù)據(jù)顯示，各縣區(qū)災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量差異較大，在災(zāi)害隱患點(diǎn)總數(shù)方面，崇禮區(qū)、赤城縣和蔚縣位列前3位，占比分別為15%、13%和11%(圖2)。針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)總數(shù)占比最多的泥石流災(zāi)害這一指標(biāo)，崇禮區(qū)、赤城縣和沽源縣隱患點(diǎn)數(shù)量分別為83、70和64，位列前3名(圖3)。各類(lèi)災(zāi)害中，典型災(zāi)害分布呈現(xiàn)一定規(guī)律(表1)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì) 數(shù)據(jù)來(lái)源：河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì) 數(shù)據(jù)來(lái)源：河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì)

表1 各縣區(qū)典型地質(zhì)災(zāi)害及主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)

二、張家口市地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)首都“兩區(qū)”建設(shè)的影響

根據(jù)張家口市地質(zhì)災(zāi)害空間分布特點(diǎn)可知，區(qū)域地質(zhì)環(huán)境安全性將對(duì)建設(shè)首都“兩區(qū)”造成重要影響。

(一)張家口市地質(zhì)環(huán)境影響首都生態(tài)環(huán)境支撐格局

從地理環(huán)境看，張家口市位于北京市西北部，與北京市屬同一自然生態(tài)系統(tǒng)，在保障首都水資源和生態(tài)環(huán)境安全上處于特殊的生態(tài)區(qū)位，作用不可替代。2017年1月23—24日，習(xí)近平總書(shū)記視察張家口市時(shí)作出建設(shè)首都“兩區(qū)”的重要指示。2019年7月24日，經(jīng)京津冀協(xié)同發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組同意，國(guó)家發(fā)展改革委和河北省人民政府印發(fā)實(shí)施《張家口首都水源涵養(yǎng)功能區(qū)和生態(tài)環(huán)境支撐區(qū)建設(shè)規(guī)劃(2019—2035年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》)，明確了“兩區(qū)”建設(shè)工作目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)路徑和時(shí)間表?！兑?guī)劃》結(jié)合張家口市自然地理環(huán)境條件，構(gòu)建了首都“傘”型生態(tài)環(huán)境支撐格局，即以綠色發(fā)展主軸為柄、兩山(脈)兩水(系)為骨、山體森林和草原濕地為屏。張家口市地質(zhì)環(huán)境安全與否直接影響上述生態(tài)環(huán)境支撐格局的穩(wěn)定性。

(二)張家口市地質(zhì)災(zāi)害影響生態(tài)屏障發(fā)揮作用

《規(guī)劃》中，“山骨”和“水骨”涉及陽(yáng)原、蔚縣、崇禮和赤城4個(gè)縣(區(qū))，張開(kāi)傘屏形成了兩道生態(tài)屏障，第一道生態(tài)屏障涉及蔚縣、懷來(lái)、涿鹿和赤城4縣，第二道生態(tài)屏障由康保、張北、尚義和沽源等壩上4縣構(gòu)成。據(jù)災(zāi)害空間分布分析結(jié)果顯示，崇禮、赤城、蔚縣和沽源等縣區(qū)屬地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生會(huì)對(duì)張家口市發(fā)揮首都生態(tài)屏障作用構(gòu)成嚴(yán)重威脅。鑒于此，應(yīng)重視并落實(shí)對(duì)張家口市的地質(zhì)災(zāi)害防治。

三、典型地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機(jī)制分析

張家口市地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生受區(qū)域地形、氣候和水文等自然因素影響，此外，人口分布及人類(lèi)活動(dòng)特征也增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率。

(一)地形條件

張家口地區(qū)地勢(shì)呈西北高而東南低的走勢(shì)。陰山山脈橫貫中部，將張家口市劃分為壩上和壩下兩類(lèi)地貌單元。壩上為高原區(qū)，壩下為低中山盆地，地勢(shì)起伏較大，山地與盆地之間最大落差達(dá)2 000 m②，構(gòu)成斜坡變形破壞基本條件。其中，崇禮區(qū)屬壩上壩下過(guò)渡型山區(qū)；赤城縣境內(nèi)群山環(huán)繞，溝壑縱橫；蔚縣屬冀西北山間盆地，這3個(gè)縣(區(qū))地形起伏較大，是斜坡變形破壞發(fā)生的自然因素。

(二)氣候條件

張家口市處于溫帶干旱半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫6.6 ℃。但冬夏兩季溫差大，年較差達(dá)30.1 ℃。年平均降水量384.3 mm，降水年較差達(dá)232.1 mm。日照充足，年均2 814.7 h，壩上地區(qū)最多，市區(qū)最少。日照時(shí)數(shù)春季多，冬季少。較大的氣溫年較差、明顯的干濕交替和旺盛的蒸發(fā)作用對(duì)土壤穩(wěn)定性破壞較大。特別是冬季寒冷，凍融破壞作用更顯著。在這些因素的疊加影響下，容易發(fā)生泥石流等斜坡變形破壞[12-14]。

(三)土質(zhì)水文條件

張家口地區(qū)土壤以堿性土為主，栗鈣土、栗褐土和褐土占全區(qū)總面積的81%。此類(lèi)土壤土質(zhì)疏松且抗風(fēng)化能力弱，不利于植物生長(zhǎng)，地質(zhì)環(huán)境不穩(wěn)定。全區(qū)域水資源空間分布年內(nèi)分配不均，河流含沙量數(shù)據(jù)顯示，泥沙集中在6～9月的雨季，易引發(fā)泥石流和洪澇等災(zāi)害。

(四)其他誘導(dǎo)因素

張家口全區(qū)氣象災(zāi)害及氣象事件易發(fā)且類(lèi)型多樣，主要包括寒潮、大風(fēng)、沙塵、暴雨、強(qiáng)對(duì)流、霧霾、霜凍、冰凍和高溫等。這些氣象災(zāi)害及事件短期內(nèi)會(huì)改變局地自然條件，從多角度誘導(dǎo)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

(五)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)縣區(qū)人口分布及人為活動(dòng)因素

崇禮區(qū)、赤城縣、蔚縣及下花園區(qū)旅游資源和礦產(chǎn)資源豐富，人類(lèi)活動(dòng)干預(yù)程度較深，是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的重要誘因。如崇禮區(qū)作為2022年冬奧會(huì)雪上賽事主要舉辦地，雪場(chǎng)和旅游工程建設(shè)數(shù)量多且工程量大，如果在工程建設(shè)中對(duì)地質(zhì)破壞和凍融等問(wèn)題不加以防范，則極易加重土質(zhì)惡化進(jìn)程，引發(fā)泥石流和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。蔚縣是煤炭大縣，總?cè)丝趦H次于宣化區(qū)，位居張家口市第二，能源開(kāi)采等人類(lèi)活動(dòng)多，易引發(fā)和加劇地面采空塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，張家口地區(qū)用水總量中農(nóng)業(yè)用水排名第一，占全區(qū)用水總量的74.1%。壩上4縣農(nóng)業(yè)灌溉方式落后，用水量大，造成近年來(lái)當(dāng)?shù)氐叵滤粐?yán)重下降。此外，過(guò)度放牧導(dǎo)致植被破壞嚴(yán)重，土壤含蓄水能力降低，土質(zhì)松動(dòng)且穩(wěn)定性差，這也是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要原因。

四、皮爾森相關(guān)性分析

為從上述自然及人為要素中提取導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主導(dǎo)因素，從而為后續(xù)災(zāi)害防治提供有效導(dǎo)向，該文運(yùn)用皮爾森相關(guān)分析法，對(duì)成災(zāi)因素與災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行相關(guān)性分析。

(一)皮爾森相關(guān)性分析方法

皮爾森相關(guān)性系數(shù)是統(tǒng)計(jì)學(xué)中的3大相關(guān)系數(shù)之一，用于反映兩個(gè)變量間的相關(guān)程度，數(shù)值變動(dòng)范圍為-1～1，即兩者正負(fù)相關(guān)，表現(xiàn)為系數(shù)值的正負(fù)。絕對(duì)值越接近1，代表關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)。其原理公式表達(dá)如下：

其中，X和Y代表任意兩個(gè)變量，cov(X,Y)表示兩者的協(xié)方差，σXσY表示兩者的標(biāo)準(zhǔn)差之積。

(二)成災(zāi)因素與災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量的皮爾森相關(guān)性分析

受限于人為活動(dòng)因素的不可控性和提取難度較大，該文選取了2019年地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)總數(shù)在10處以上的13個(gè)縣(區(qū))的5類(lèi)主要自然要素和人口總數(shù)，共計(jì)6個(gè)參數(shù)，即年平均氣溫、年平均降水量、年日照總數(shù)、海拔高差、氣溫年較差和人口總數(shù)，與相應(yīng)的災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量作皮爾森相關(guān)分析，通過(guò)SPSS計(jì)算相關(guān)性系數(shù)。公式中的X代表6個(gè)參數(shù)中的任意一個(gè)，Y代表災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量，進(jìn)行兩者間的相關(guān)性分析。綜合顯著性系數(shù)與相關(guān)性系數(shù)兩項(xiàng)參數(shù)，判定變量間的相關(guān)程度。選取顯著性系數(shù)0.05作為最高限，高于此值者被認(rèn)為不具有相關(guān)性(表2)。

表2 皮爾森相關(guān)分析結(jié)果

分析結(jié)果顯示，年平均氣溫、年日照總數(shù)、人口總數(shù)與災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量的顯著性系數(shù)均高于0.05，相關(guān)性較差。符合顯著性條件的年平均降水量、海拔高差、氣溫年較差與災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量存在一定的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.565、0.567和0.798，氣溫年較差與災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量之間的相關(guān)性系數(shù)更接近1，正相關(guān)性較大。由此可知，張家口市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生受自然因素影響較大。因此，地質(zhì)災(zāi)害防治應(yīng)重點(diǎn)從保護(hù)自然環(huán)境、恢復(fù)并維持生態(tài)平衡和提升應(yīng)急能力等方面開(kāi)展工作。

五、地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策

在張家口市踐行習(xí)近平總書(shū)記生態(tài)文明思想，構(gòu)建五大體系③及培育七大產(chǎn)業(yè)④的背景下，針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生主要受自然因素影響較大的特點(diǎn)，結(jié)合張家口市的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，提出如下防治對(duì)策，為更好建設(shè)首都“兩區(qū)”提供安全保障。

(一)建立地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，強(qiáng)化災(zāi)害源頭治理

政府應(yīng)聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)地勘隊(duì)伍對(duì)全域開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)情普查，形成基礎(chǔ)地質(zhì)信息時(shí)空分布匯編和典型地質(zhì)災(zāi)害基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，做到地質(zhì)情況明和災(zāi)害易發(fā)點(diǎn)清。積極與京津冀各科研院所進(jìn)行地質(zhì)研究合作，組建專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展典型地質(zhì)災(zāi)害防治研究，建立張家口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程作業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)。推行工程建設(shè)等人類(lèi)活動(dòng)危險(xiǎn)性災(zāi)前評(píng)估，工程作業(yè)中要充分考慮凍融作用，采取有效防護(hù)措施，避免凍融作用對(duì)地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性的破壞。聘請(qǐng)第三方專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)有礦縣(區(qū))政府嚴(yán)格落實(shí)《張家口市關(guān)于推進(jìn)礦山企業(yè)有序退出實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的意見(jiàn)》的情況和對(duì)退出礦山的回填、綠化工程與效果等進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)收，確保地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性的恢復(fù)。

(二)統(tǒng)籌資源開(kāi)發(fā)和地質(zhì)保護(hù)，注重地質(zhì)環(huán)境修復(fù)

目前，旅游資源豐富的壩上草原及濕地觀光區(qū)的人為破壞情況日漸嚴(yán)重，有關(guān)部門(mén)應(yīng)采取劃定旅游區(qū)、及時(shí)清理垃圾和加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)等方式減少旅游開(kāi)發(fā)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞。同時(shí)，景區(qū)要定期關(guān)閉，結(jié)合植被特點(diǎn)，綜合考慮溫度、濕度、風(fēng)、日照及生物體之間的能量與物質(zhì)的循環(huán)關(guān)系，有步驟地推進(jìn)草原復(fù)綠和濕地保持。增加綠化面積，實(shí)現(xiàn)生物多樣性，恢復(fù)其原有生態(tài)面貌和系統(tǒng)自我修復(fù)能力，保證原生態(tài)地貌含蓄水功能、氣溫調(diào)節(jié)能力和土壤穩(wěn)定性，削弱氣溫年較差及年降水量對(duì)災(zāi)害發(fā)生的推進(jìn)。結(jié)合區(qū)域自然特征，緊抓京張人才和技術(shù)流通的便利，依托農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)改良作物品種和延伸農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提高農(nóng)產(chǎn)品附加值，打造出壩上綠色、有機(jī)且高端的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)品牌。特別是壩上地區(qū)，要提倡旱作農(nóng)業(yè)，推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，進(jìn)一步減少機(jī)井?dāng)?shù)量，嚴(yán)控地下水開(kāi)采，增強(qiáng)土地含蓄水功能，降低災(zāi)害發(fā)生概率。推進(jìn)太陽(yáng)能和風(fēng)能等綠色能源逐步實(shí)現(xiàn)一體化，各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，相互補(bǔ)充，有效規(guī)避某種能源的時(shí)空局限性。

(三)應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，提高災(zāi)害應(yīng)急處置能力

自2014年張北縣與北京市簽訂協(xié)議共建云計(jì)算產(chǎn)業(yè)園以來(lái)，各類(lèi)數(shù)據(jù)中心及產(chǎn)業(yè)基地相繼入駐，大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)逐步成為張家口市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，大數(shù)據(jù)技術(shù)使地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)[15]。針對(duì)張家口全區(qū)域?yàn)?zāi)害的分布，可將具體位置、自然地理和人口特征等信息作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。將時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的災(zāi)情與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匹配，作為動(dòng)態(tài)信息來(lái)源。依托“互聯(lián)網(wǎng)+”服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通和同步共享，以便在最短時(shí)間內(nèi)作出災(zāi)害評(píng)價(jià)，形成防災(zāi)治災(zāi)決策。將城市災(zāi)害預(yù)警納入管理范疇，由政府牽頭，形成一條健全的城市預(yù)警管理系統(tǒng)。每一環(huán)節(jié)均明確預(yù)警職責(zé)，建立起誰(shuí)管轄誰(shuí)負(fù)責(zé)的管理機(jī)制，環(huán)環(huán)相扣，實(shí)現(xiàn)預(yù)警不間斷和災(zāi)害低風(fēng)險(xiǎn)。

(四)引導(dǎo)公眾參與，構(gòu)建災(zāi)害群測(cè)群防格局

要堅(jiān)持綜合防治理念，廣泛發(fā)動(dòng)群眾，落實(shí)群測(cè)群防工作。政府應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治宣傳力度，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域落實(shí)巡查和監(jiān)測(cè)工作屬地責(zé)任，發(fā)動(dòng)群眾，隨時(shí)監(jiān)測(cè)地質(zhì)狀況，對(duì)破壞行為嚴(yán)肅處理。城市綠化工程要對(duì)接市場(chǎng)體制，實(shí)現(xiàn)環(huán)保和創(chuàng)收雙贏的效果。將地質(zhì)災(zāi)害防治納入城市預(yù)警系統(tǒng)，提前建立應(yīng)急預(yù)案，針對(duì)不同類(lèi)型災(zāi)害采取防治措施。地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地要請(qǐng)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)參與制定演練計(jì)劃，并向上級(jí)報(bào)備，定期組織職能部門(mén)和當(dāng)?shù)厝罕婇_(kāi)展安全逃生演練。鼓勵(lì)科研院所開(kāi)展區(qū)域自然資源科學(xué)研究，最大限度地挖掘其科研價(jià)值。

張家口市因其獨(dú)特的自然地理特征和人為活動(dòng)影響，成為北方地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)地。在發(fā)生的各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害中，泥石流最典型。經(jīng)過(guò)皮爾森相關(guān)性分析可知，氣溫年較差是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主導(dǎo)因素。災(zāi)害防治對(duì)策將助力張家口市走上生態(tài)興市和生態(tài)強(qiáng)市之路，并為更好地建設(shè)首都“兩區(qū)”提供一定的幫助。

注 釋?zhuān)?/p>

① 數(shù)據(jù)來(lái)源：張家口市自然資源和規(guī)劃局及河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì)。

② 數(shù)據(jù)來(lái)源：《張家口2018年年鑒》及張家口市人民政府官網(wǎng)。

③ 五大體系：綠色生態(tài)體系、綠色產(chǎn)業(yè)體系、綠色城鎮(zhèn)體系、綠色能源體系和綠色交通體系。

④ 七大產(chǎn)業(yè)：可再生能源、大冰雪裝備、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)裝備、康養(yǎng)、文化旅游和綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)。