鄧必榮，羅華來，歐陽克貴

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330030）

江西贛南于都縣銀坑鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價以1:5萬圖幅為評價單元尚屬首次，2013年-2015年江西省相繼完成了以縣（市）為單元的1:5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價，運用柵格數(shù)據(jù)處理方法對調(diào)查區(qū)進行剖分，再根據(jù)縣（市）內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的影響因素來確定本縣的評價因子，計算權(quán)重和單元格地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育強度。本文在“大別-羅霄山區(qū)銀坑幅災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查面上工作”的基礎(chǔ)上，運用證據(jù)權(quán)法、地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)法、AHP（層次分析）法等多種方法[1]，對研究區(qū)地形地理條件、地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況、人類工程活動情況、氣候氣象條件等因素進行單因子柵格重分類處理，最后運用Arcgis map軟件進行加權(quán)總和運算，圈定出研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖，最終得出研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害極高易發(fā)區(qū)4個，高易發(fā)區(qū)4個，中易發(fā)區(qū)4個，低易發(fā)區(qū)3個，可為地方政府防災(zāi)治災(zāi)提供基礎(chǔ)性資料。

1 研究區(qū)背景

研究區(qū)位于江西省南部，于都縣銀坑鎮(zhèn)范圍位于圖幅中部，四周分別為興國縣、寧都縣、瑞金市范圍，行政區(qū)劃隸屬贛州市管轄，地理坐標：東經(jīng)115°30′～115°45′，北緯26°10′～26°20′，屬1:5萬銀坑幅范圍，面積約460km2。

（1）巖土體劃分特征。巖體劃分特征：依巖體的成巖方式、物質(zhì)組成等因素[2]，將區(qū)內(nèi)巖體工程地質(zhì)類型劃分為：層狀碎屑巖建造、碳酸鹽巖建造、變質(zhì)巖建造、巖漿巖類四個基本類型。又依據(jù)巖性組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及工程地質(zhì)特征，進一步將一般碎屑巖劃分為10個工程地質(zhì)巖組。

（2）水文地質(zhì)特征。根據(jù)地下水在巖石中賦存特征與水力性質(zhì)，將工作區(qū)地下水劃分為松散巖類孔隙水、紅色碎屑巖類溶隙孔隙水、碳酸鹽巖類巖溶水、基巖裂隙水等四大類型。其中松散巖類孔隙水根據(jù)鉆孔涌水量的大小分三個等級（水量中等、水量匱乏、水量極度匱乏）；碳酸鹽巖類裂隙溶洞水根據(jù)大泉、暗河流量的大小分為兩個等級（水量中等、水量匱乏）；基巖裂隙水根據(jù)巖石成分分為兩個等級（水量中等、水量匱乏）；紅色碎屑巖類溶隙孔隙水劃分為兩個等級。

（3）地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀。研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，地質(zhì)災(zāi)害類型有滑坡（隱患）、崩塌（隱患）、泥石流，以滑坡（隱患）災(zāi)害為主，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的65.85%。在野外調(diào)查過程中，江西地調(diào)院對工作區(qū)于都縣和興國縣1：5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料作了綜合整理，最后以該整理材料為調(diào)查主要依據(jù)，對全區(qū)開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查（核查），對全區(qū)地質(zhì)災(zāi)害404處（含5處新增災(zāi)害點，包括3處滑坡、1處崩塌、1處泥石流），其中滑坡（隱患）266處（其中中型威脅人口≥10人，100處；小型威脅人口＜10人，166處）、崩塌（隱患）137處（其中中型威脅人口≥10人，72處；小型威脅人口＜10人，65處）、泥石流1處。

2 研究方法

研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)評價采用定性與定量分析相結(jié)合的方法，根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查技術(shù)要求(2019)》，采用證據(jù)權(quán)法、地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)法、AHP（層次分析）法，對各調(diào)查區(qū)地形地理條件、地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況、人類工程活動情況、氣候氣象條件等因素進行單因子柵格重分類處理，在此基礎(chǔ)上，著重考慮地質(zhì)災(zāi)害的形成條件，運用證據(jù)權(quán)法，對影響地質(zhì)災(zāi)害的各因子進行層次分析，進行矩陣運算、歸一化處理求得各因子的權(quán)重，最后運用Arcgis map軟件進行加權(quán)總和運算，圈定出地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)。

2.1 地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)法

像元大小設(shè)定：對調(diào)查區(qū)矢量圖層均進行柵格化，所有因子圖層進行柵格處理，考慮到調(diào)查區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模，為了較準確反映地質(zhì)災(zāi)害的實際情況，設(shè)定每個像元大小為25m×25m。在此基礎(chǔ)上，充分考慮各個因子圖層，對各個因子圖層進行柵格處理，提取各因子變量。

2.2 計算方法

地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)的計算方法：

式中：Z—地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)；Zq—潛在地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)；r1—潛在地質(zhì)災(zāi)害強度權(quán)值，一般經(jīng)驗取值0.7；Zx—現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)；r2—現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度權(quán)值，一般經(jīng)驗取值0.3。

2.3 潛在地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)計算

潛在地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)（Zq）按以下公式計算：

式中：Ti分別為控制評價單元地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)條件(D)、地形地貌條件(X)、氣候植被條件(Q)、人為條件（R）充分程度的表度分值，各評價指標的選取與評判標準依據(jù)具體情況而定。Ai分別為各形成條件的權(quán)值。

崩滑流潛在地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)計算：

（1）評價因子的確定。根據(jù)調(diào)查區(qū)崩滑流地質(zhì)災(zāi)害的影響因素來確定崩滑流的評價因子，但主要評價因子以內(nèi)在因素為主，主要為地質(zhì)條件(D)、地貌條件(X)、氣候條件(Q)和人為條件（R）(表1)。

表1 研究區(qū)崩滑流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評價因子及權(quán)重

（2）評價因子權(quán)重的確定。評價因子為地質(zhì)條件（D）、地形地貌（X）、氣候條件（Q）和人為條件（R），確定各個評價因子的權(quán)重采用層層分析法。層層分析法結(jié)構(gòu)模型見表2。

表2 層次分析法結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)表

通過綜合判斷矩陣模型結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)計算一致性符合要求，通過分析計算，各評價因子的權(quán)重值為：AD=0.3511；AX=0.3492；AQ=0.0761；AR=0.2316。

（3）指標因子的信息提取。

a、巖土類型：控制崩塌、滑坡、泥石流形成的巖土條件主要與巖體（層）性質(zhì)、風化殘積層厚度、巖體層面、節(jié)理裂隙發(fā)育程度及其產(chǎn)狀等密切相關(guān)。結(jié)合銀坑幅地質(zhì)資料和野外調(diào)查情況，將圖幅內(nèi)巖土體按工程地質(zhì)巖組劃分為四個等級，并進行分級賦值，根據(jù)巖土等級對每一個評價像元進行信息提取及指數(shù)化。

b、地質(zhì)構(gòu)造：根據(jù)野外調(diào)查與分析，充分考慮到地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模對地質(zhì)災(zāi)害的影響，并對構(gòu)造的發(fā)育程度賦以不同的分級值，將像元內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造分為四個等級，對每一個評價像元按照四級標準進行信息提取及指數(shù)化。本次評價以每個象元范圍內(nèi)斷裂構(gòu)造的總長度來表示，單位m/625m2。

c、斜坡類型：斜坡類型的劃分主要是根據(jù)地形和巖層產(chǎn)狀的空間關(guān)系進行劃分。本次對斜坡類型的劃分，主要是利用DEM影像，與地層產(chǎn)狀進行空間分析，生成伏傾坡、等傾坡、飄傾坡、斜順坡、橫向坡、逆斜坡、逆向坡、近水平層狀坡及塊狀土體，再根據(jù)以上斜坡類型的穩(wěn)定性進行進一步合并，將穩(wěn)定性接近的斜坡類型合并為同一類（表），共劃分出四類。對柵格圖像進行重分類，并對每一個像元進行信息提取及指數(shù)化。

d、坡度：坡度是指地面的傾斜度，是最基本的地貌形態(tài)指標。也是影響地表徑流、土壤侵蝕和土地利用的主要因素之一。坡度是環(huán)境的重要控制因子之一，同時反映外營力下侵蝕的強度。通過提取DEM的高程數(shù)據(jù)，獲取坡度值，以像元大小為單位，對地形地貌主要的表征指標坡度值不同區(qū)間，按四個等級進行劃分。

e、年降雨量：降雨量也是影響崩滑流地質(zhì)災(zāi)害的一個重要因素，根據(jù)實際調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況結(jié)合銀坑幅年均降雨量等值線圖，將像元內(nèi)的年均降雨量分為4個等級，對每一個評價像元按照四級標準進行信息提取及指數(shù)化。

f、人類工程活動：區(qū)內(nèi)常見的人類工程活動有切坡建房、切破修路、水利水電開發(fā)和采礦活動，這些工程活動破壞了當?shù)卦械牡刭|(zhì)環(huán)境條件，改變了原始斜坡結(jié)構(gòu)和巖土體的應(yīng)力狀態(tài)，使邊坡穩(wěn)定性降低，當在遇到強降雨等其他外在條件的誘發(fā)下，就有可能產(chǎn)生滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。因缺乏人口密度數(shù)據(jù)，因此本次成圖過程中，根據(jù)1：1萬地形圖中的房屋密度來推算人口密度，生成人口密度因子柵格圖，將人類工程活動強度分為四個等級：強、較強、中等、弱，然后對每一個像元進行信息提取及指數(shù)化。

g、風化層厚度：巖石在冰雪雨水、熱脹冷縮的共同作用下，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學反應(yīng)，常使表層巖石強度降低，結(jié)構(gòu)松散，內(nèi)聚力變小，最后形成松散的土層或風化層。在降雨后，土層吸收水分，產(chǎn)生飽和，重力作用下產(chǎn)生坍塌或沖刷侵蝕，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害或水土流失，因此也是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的重要因素。通過本次地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)及工程地質(zhì)調(diào)查，收集了大量風化層厚度數(shù)據(jù)，根據(jù)統(tǒng)計分析，風化層的厚度和地質(zhì)災(zāi)害有密切的關(guān)系，因此在本次易發(fā)分區(qū)中，考慮了風化層厚度的影響，作為圈定易分區(qū)的一個重要因子。

采用ARCGIS軟件對像元的各因子進行加權(quán)總和運算，生成加權(quán)總和柵格圖，得出各像元的Zq值，再進行標準差計算，根據(jù)標準差圈定各易發(fā)區(qū)的下限值。

2.4 現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)計算

現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)（Zx）可以用災(zāi)害點密度、災(zāi)害面積密度以及災(zāi)害體積密度來求得。

崩塌、滑坡、泥石流強度指數(shù)（Zx）：R=a+b+c；現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度條件程度系數(shù)見表3。

表3 現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度條件程度系數(shù)

災(zāi)害點密度對滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡的密度進行分開提取，提取的方法是分別在25m×25m的像元中，計算單位面積內(nèi)滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡的個數(shù)密度、面積密度、體積密度，并按條件程度系數(shù)4、3、2、1四個等級進行劃分。

2.5 地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)

根據(jù)各單元的地質(zhì)條件、地形地貌、氣候條件及人類工程活動等條件，利用ARCGIS空間分析功能，求取評價像元崩滑流的潛在地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)與現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)，根據(jù)公式Z=Zq·0.7+Zx·0.3，將各地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)進行換算疊加，獲得評價像元的崩滑流綜合危險性指數(shù)Z值，再采用ARCGIS軟件對像元的Z值進行加權(quán)總和運算，生成加權(quán)總和柵格圖，得出各像元的綜合危險性指數(shù)。

對各像元值進行標準差計算，并經(jīng)過多次試圈，與各因子圖層比對，確定綜合危險性指數(shù)Z值：

1.66以下則為低易發(fā)區(qū)

3 研究結(jié)果

研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃主要以崩滑流區(qū)劃為主，根據(jù)地質(zhì)條件、地形條件、氣象條件及人類活動強度、災(zāi)點分布現(xiàn)狀，將研究區(qū)共劃分地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)15個，其中地質(zhì)災(zāi)害極高易發(fā)區(qū)4個，高易發(fā)區(qū)4個，中易發(fā)區(qū)4個，低易發(fā)區(qū)3個（表4）。

表4 研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)分區(qū)表

4 結(jié)論

（1）本次研究運用證據(jù)權(quán)法、地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)法、AHP（層次分析）法等多種方法，將研究區(qū)共劃分地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)15個，其中地質(zhì)災(zāi)害極高易發(fā)區(qū)4個，高易發(fā)區(qū)4個，中易發(fā)區(qū)4個，低易發(fā)區(qū)3個。

（2）本次研究成果可為地方政府國土空間規(guī)劃、重大工程建設(shè)提供依據(jù)。

（3）本文屬集體勞動成果，成文過程中得到了歐陽克貴、趙毅斌高級工程師的指導(dǎo)在此一并致謝。