楊 峰， 薛桂澄， 柳長(zhǎng)柱， 阮 明， 楊永鵬， 王曉林， 李 信， 符尤隆

(1.海南省海洋地質(zhì)資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南 ?？?570206； 2.海南省地質(zhì)調(diào)查院,海南 ?？?570206)

文昌木蘭灣新區(qū)建設(shè)項(xiàng)目評(píng)估區(qū)位于海南省文昌市鋪前鎮(zhèn)以北地區(qū),西接鋪前港、?？诿捞m國際機(jī)場(chǎng),東至木蘭半島東側(cè)沿海,北臨瓊州海峽與雷州半島隔海相望,南至203省道及規(guī)劃中的濱海旅游干線(兩橋一路),交通便利(圖1)。評(píng)估區(qū)總面積約97.1 km2,地理坐標(biāo)東經(jīng)110°34′22″～110°41′03″、北緯20°01′48″～20°09′42″。

根據(jù)《文昌市城鄉(xiāng)總體規(guī)劃》(2011—2030年)、《文昌市土地利用總體規(guī)劃》(2006—2020年)和《海南省文昌市木蘭灣總體規(guī)劃(2010—2030年)說明書》，文昌木蘭灣新區(qū)開發(fā)建設(shè)是海南省執(zhí)行國家南海戰(zhàn)略、海洋經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的重大舉措。為滿足海南省政府高起點(diǎn)規(guī)劃、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的要求,為后續(xù)規(guī)劃提供專業(yè)科學(xué)的技術(shù)支持,符合土地征收和后續(xù)市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作需求,開展文昌木蘭灣新區(qū)省級(jí)土地儲(chǔ)備項(xiàng)目的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作十分必要,屬重要項(xiàng)目。

圖1 評(píng)估區(qū)交通位置圖

運(yùn)用AHP信息量層次分析法建立相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型和數(shù)學(xué)模型是解決問題的有效途徑,是一種定性與定量相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法,適用于目標(biāo)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏必要的數(shù)據(jù)時(shí)使用[1-2]。它是半定性、半定量問題轉(zhuǎn)化為定量問題的行之有效的方法,它將各種有關(guān)因素層次化,并逐層比較多種關(guān)聯(lián)因素,為分析、決策、預(yù)測(cè)或控制事物的發(fā)展提供依據(jù)[3-4]。因此,本文采用AHP法對(duì)文昌木蘭灣新區(qū)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估,分析評(píng)估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí),并給出相應(yīng)的建議措施[5]。

1 地質(zhì)環(huán)境概況

評(píng)估區(qū)地貌類型主要為濱海堆積平原、沖洪積平原和剝蝕堆積平原,地勢(shì)平坦開闊,地形起伏度變化相對(duì)較小。評(píng)估區(qū)地表出露地層為第四系全新統(tǒng)煙墩組(Qh3y)、第四系上更新統(tǒng)八所組(Qp3bs)、第四系中更新統(tǒng)北海組(Qp2b)、志留系空列村組(S1k),出露巖漿巖為三疊紀(jì)花崗巖(T2ηγ)和侏羅紀(jì)花崗巖(J3γ),其中,志留系空列村組為變質(zhì)粉砂巖,少量分布于評(píng)估區(qū)西北側(cè)七星嶺一帶,區(qū)內(nèi)地層巖性變化大,巖性復(fù)雜。評(píng)估區(qū)分布鋪前—清瀾斷裂,其具有一定活動(dòng)性,評(píng)估區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件較復(fù)雜。因此,綜合評(píng)定評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件為復(fù)雜。

評(píng)估區(qū)包括海岸帶、溪流、水庫、采礦棄地以及擬建的各類工程,地質(zhì)災(zāi)害類型主要為崩塌,分別為公路邊坡崩塌、采坑邊坡崩塌和海岸侵蝕引發(fā)的岸坡崩塌變形等;此外,區(qū)內(nèi)還存在對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響破壞的不良地質(zhì)現(xiàn)象——海岸侵蝕,海岸侵蝕主要存在于評(píng)估區(qū)東部和北部沿海,平均侵蝕速率為1.32 m/a和1.57 m/a。評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度分類見表1,地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估分級(jí)見表2。

表1 評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度分類表

表2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估分級(jí)表

2 AHP法評(píng)價(jià)過程

2.1 建立系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)評(píng)估區(qū)的地質(zhì)環(huán)境特征,綜合確定評(píng)價(jià)因子有地形坡度及地貌類型、原次生植被、分布面積密度及人類工程面積密度,評(píng)價(jià)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如圖2。

圖2 評(píng)價(jià)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

通過專家評(píng)分對(duì)評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害及其背景因素和影響因素的相對(duì)重要性進(jìn)行分析,并根據(jù)判斷因素指數(shù)表和專家判斷指數(shù)表綜合構(gòu)造判斷矩陣。

評(píng)估區(qū)內(nèi)人類工程措施較少,還未進(jìn)行開發(fā)利用,地質(zhì)環(huán)境主要以原生態(tài)植被為主,故評(píng)價(jià)因子原生態(tài)植被的權(quán)重相對(duì)人類工程活動(dòng)要高。本次地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià),經(jīng)相關(guān)專家討論得到各評(píng)價(jià)因子重要程度按下列順序依次遞減：地形坡度(a)—地貌類型(b)—原次生植被(c)—地質(zhì)災(zāi)害面積密度(d)—人類工程面積密度(e)。

(1) 構(gòu)造判斷矩陣：

(2) 計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。① 計(jì)算矩陣A每行所有元素的幾何平均值：

(1)

② 將wi歸一化,即：

(2)

(3) 計(jì)算判斷矩陣的最大特征值λmax：

(3)

(4) 計(jì)算判斷矩陣的一致性指標(biāo),檢驗(yàn)其一致性：

CI=(λmax-n)/(n-1)

(4)

CR=CI/RI

(5)

式中：CR為一致性指標(biāo);n為矩陣階數(shù);RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo),取值見表3;CI為隨機(jī)一致性比率。

表3 層次分析法的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)值

只有當(dāng)CR<0.10時(shí),判斷矩陣才具有滿意的一致性,才認(rèn)為計(jì)算所得權(quán)值是合理的。計(jì)算結(jié)果CR=0.027<0.10。故本次計(jì)算所得的各評(píng)價(jià)因子權(quán)重值是合理的。各評(píng)價(jià)因子權(quán)重值見表4。

表4 評(píng)價(jià)因子權(quán)重值

2.3 評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型

(1) 采用“綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型”進(jìn)行評(píng)價(jià)計(jì)算,其數(shù)學(xué)模型為：

(6)

式中：Ik為k評(píng)價(jià)單元地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)值;Wi為i評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值;Pi為i評(píng)價(jià)因子的評(píng)價(jià)值;n為評(píng)價(jià)因子數(shù)量。

(2) 評(píng)價(jià)結(jié)果等級(jí)劃分。根據(jù)評(píng)價(jià)因子的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)及賦值原則,本次地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)值與評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表5。

表5 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分級(jí)

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果

在評(píng)估區(qū)1∶10 000圖幅上,按坐標(biāo)網(wǎng)格共劃分為441個(gè)評(píng)價(jià)單元,每個(gè)單元格面積為0.25 km2(0.5 km×0.5 km)。經(jīng)過數(shù)學(xué)模型計(jì)算后,分別求出1～441號(hào)評(píng)價(jià)單元的地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)值,綜合評(píng)價(jià)值為2.58～3.94,因此,評(píng)估區(qū)存在2個(gè)等級(jí)區(qū)間,即地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)和小區(qū)(圖3)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

通過AHP法對(duì)評(píng)估區(qū)評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)性等級(jí)進(jìn)行了分區(qū),圖3中有4個(gè)綠色區(qū)域?qū)儆诘刭|(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū),總面積約為7.83 km2,占評(píng)估區(qū)面積的8.06%。區(qū)內(nèi)地形起伏較大,地貌類型有濱海平原和剝蝕堆積平原,地質(zhì)災(zāi)害分布有崩塌和海岸侵蝕兩種類型。在這4個(gè)區(qū)域內(nèi)項(xiàng)目工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害可能性中等,遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性中等、危害性中等、危險(xiǎn)性中等。其他黃色區(qū)域?qū)儆诘刭|(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小區(qū),總面積約為89.27 km2,占評(píng)估區(qū)面積的91.94%。區(qū)內(nèi)地形起伏度小,地貌類型單一,地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育,工程建設(shè)引發(fā)和遭受地質(zhì)災(zāi)害危害的可能性小、危害性小、危險(xiǎn)性小。

評(píng)價(jià)結(jié)果與評(píng)估區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀及工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)相一致,體現(xiàn)了AHP法評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性及合理性。

3.2 建議

(1) 評(píng)估區(qū)建設(shè)場(chǎng)地平整時(shí)開挖邊坡有可能會(huì)形成陡坡,引發(fā)或加劇高陡邊坡崩塌,對(duì)建設(shè)工程造成影響及危害,應(yīng)在工程建設(shè)的斜坡地段逆水坡修建擋土墻,護(hù)坡并完善排水系統(tǒng),防止高陡邊坡崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

(2) 總體項(xiàng)目在工程建設(shè)過程中和建設(shè)后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)原有植被的保護(hù)工作，并及時(shí)復(fù)墾,防止水土流失的發(fā)生進(jìn)而引發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害,并按地質(zhì)災(zāi)害防治措施的要求與建議做好地質(zhì)災(zāi)害防治工作。

(3) 總體項(xiàng)目在工程建設(shè)過程中和建設(shè)后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)海岸侵蝕岸段的監(jiān)測(cè)工作,并做好海岸侵蝕防治工作。

圖3 評(píng)估區(qū)評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)性等級(jí)分區(qū)示意圖