李 軍,阮 凡,李東明
(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114地質(zhì)大隊,貴州 遵義 563000)
影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要因素有地形地貌、基礎(chǔ)地質(zhì)、人類工程活動以及地表覆蓋等。通過對已有資料的分析處理,得到高程范圍、斜坡坡度、斜坡坡向、地貌類型、距地質(zhì)構(gòu)造距離、工程巖組類型、距水系距離、公路建設(shè)、地表植被覆蓋度9項作為易發(fā)性的評價因子。
1.1.1 地形地貌
(1)高程范圍:高程的變化是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的因素之一,其影響以下兩個方面:A、區(qū)域內(nèi)的降雨量、氣溫、植被以及巖層風(fēng)化程度的變化與高程有著密不可分的聯(lián)系;B、高程對地質(zhì)災(zāi)害起到一定的控制作用,所以選取高程作為評價因子之一。
(2)斜坡坡度:地形坡度對斜坡應(yīng)力分布、地表水徑流與沖刷、地下水、松散物質(zhì)堆積,以及人類工程活動等具有不同程度的影響和控制,從而影響斜坡穩(wěn)定性。
(3)斜坡坡向:不同斜坡坡向的太陽輻射強(qiáng)度等條件不同,從而導(dǎo)致植被覆蓋、地表水蒸發(fā)量和坡面浸蝕等存在差異,并對斜坡地下水孔隙壓力的分布和巖土體物理力學(xué)特征形成影響,進(jìn)而影響斜坡的穩(wěn)定性。
(4)地貌類型:地形地貌對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育起著重要作用,不同的地貌區(qū)演變出不同的地質(zhì)災(zāi)害種類,距統(tǒng)計鳳岡縣74處地質(zhì)災(zāi)害有57處分布于侵蝕-溶蝕地貌的溝谷中,占災(zāi)害總數(shù)的77%。
1.1.2 基礎(chǔ)地質(zhì)
(1)距地質(zhì)構(gòu)造距離:地質(zhì)構(gòu)造控制軟弱結(jié)構(gòu)面,大地構(gòu)造制約區(qū)域動力條件,不同構(gòu)造單元對地質(zhì)災(zāi)害分布密度、規(guī)模和滑動方向均有一定影響。不同構(gòu)造體系交接復(fù)合地段、褶皺軸部及其轉(zhuǎn)折部位、向斜翹起端以及新構(gòu)造活動相對強(qiáng)烈區(qū)是發(fā)生大型地質(zhì)災(zāi)害的構(gòu)造部位。構(gòu)造斷層對地質(zhì)災(zāi)害的影響主要表現(xiàn)在斷層帶及其附近一定范圍內(nèi)的巖土體結(jié)構(gòu)遭到破壞,降低斜坡的完整性程度,同時為地下水提供了重要通道,因而對斜坡的變形和破壞帶來不利影響。因此,根據(jù)斷層的延伸性、規(guī)模和類型等地質(zhì)特征分析其影響范圍,采用距斷層的距離來分析其對區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的影響。
(2)距水系距離:河流的作用主要表現(xiàn)為地表徑流沖刷河岸,降低岸坡支撐力,從而降低斜坡穩(wěn)定性,鳳岡縣水系較為發(fā)育,其地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育與河流距離為負(fù)相關(guān)關(guān)系。采取水系距離分級來分析其對區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的影響。
(3)工程巖組類型:由于不同的巖石地層產(chǎn)生于不同的地質(zhì)時代,經(jīng)歷的成因與地質(zhì)變化也各不相同,并且?guī)r石本身的礦物組份、巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和理化性質(zhì)等都不一樣,所以它的破碎程度、抗剪強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力也都各不相同。工程巖組類型是孕育地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的重要內(nèi)在因素和基礎(chǔ)。巖石是地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ),不同巖石的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度不同,它是控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要因素,不僅影響區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度,而且可決定地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的類型及規(guī)模特征。
1.1.3 人類工程活動
修建公路等人類大型工程開挖常使自然邊坡的坡度變陡,從而誘發(fā)崩塌及滑坡。如工程設(shè)計不合理或施工措施不當(dāng),更易產(chǎn)生崩塌及滑坡,開挖施工中采用大爆破的方法使邊坡巖體因受到振動破壞,工程活動對斜坡穩(wěn)定性影響很大。人類工程活動的強(qiáng)烈程度是崩塌滑坡發(fā)生的重要因素。本次研究區(qū)的人類工程活動主要的影響因素是道路的影響。
1.1.4 地表覆蓋
植被對斜坡穩(wěn)定性具有一定影響,通過其根系可以提高土體的抗剪強(qiáng)度,葉片蒸騰作用以促進(jìn)地下水排泄,以及具有固土護(hù)坡的功效。因此,一般而言植被越茂密的地方斜坡的穩(wěn)定性越好。
每個因子不同分級所采用的評判模型為信息量模型,其不同因子按不同權(quán)重疊加時采用層次分析法來計算其權(quán)重分配。信息量法及層次分析法詳見本章第一節(jié)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法。
評價體系的總目標(biāo)是滑坡的易發(fā)性,總目標(biāo)又分為四個分目標(biāo)一級因子地形地貌、基礎(chǔ)地質(zhì)、人類工程活動、地表覆蓋,分目標(biāo)地形地貌又分為四個準(zhǔn)則層高程、坡度、坡向、地貌類型,分目標(biāo)基礎(chǔ)地質(zhì)又分為三個準(zhǔn)則層斜坡結(jié)構(gòu)、工程巖組、地質(zhì)構(gòu)造。每個準(zhǔn)則層以下還包括指標(biāo)層。
(1)計算公式。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評估依據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件中各因子對于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的貢獻(xiàn)程度進(jìn)行賦值和賦分,采用信息量法進(jìn)行計算和分析,具體計算公式如下:
式中:IAj→B——對應(yīng)因素A、j狀態(tài)(或區(qū)間)下地質(zhì)災(zāi)害B發(fā)生的信息量;Nj——對應(yīng)因素A、j狀態(tài)(或區(qū)間)下地質(zhì)災(zāi)害分布的單元數(shù);N——調(diào)查區(qū)已知有地質(zhì)災(zāi)害分布的單元總數(shù);Sj——因素A、j狀態(tài)(或區(qū)間)分布的單元數(shù);S為調(diào)查區(qū)單元總數(shù)。
(2)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分級。將易發(fā)性評價結(jié)果分為極高、高、中、低四個等級。
綜合易發(fā)性評價:依據(jù)上述評價模型,對每個易發(fā)性評價因子分別進(jìn)行信息量計算,再進(jìn)行加權(quán)疊加,通過自然間斷點法分四級后得到重點區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)。
表1 鳳岡縣重點區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)面積統(tǒng)計表
根據(jù)風(fēng)險評價工作的目的性、成果的實用性、評價方法的可操作性原則,地質(zhì)災(zāi)害危險性評價在易發(fā)性評價基礎(chǔ)上,考慮降雨誘發(fā)因素,進(jìn)行加權(quán)疊加計算得到危險性分區(qū)。根據(jù)技術(shù)指南要求,重點區(qū)需考慮20年一遇及50年一遇降雨量,其20年一遇及50年一遇降雨量等值線根據(jù)收集到的鳳岡縣14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道辦站點近10年的降雨量數(shù)據(jù),通過GIS軟件空間分析中的克里金插值得到降雨量等值線圖。
重點區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價采用與易發(fā)性評價相同的評價模型,據(jù)此得到20年一遇及50年一遇降雨時地質(zhì)災(zāi)害的危險性分區(qū)圖,地質(zhì)災(zāi)害危險性評價結(jié)果按自然斷點法分為低、中、高、極高四個等級。
通過對重點區(qū)進(jìn)行危險性評價分區(qū),個分區(qū)統(tǒng)計結(jié)果見表2、表3。
表2 鳳岡縣重點區(qū)20年一遇降雨概率地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)面積統(tǒng)計表
表3 鳳岡縣重點區(qū)50年一遇降雨概率地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)面積統(tǒng)計一覽表
根據(jù)20年一遇及50年一遇降雨概率下的重點區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價結(jié)果,結(jié)合易損性,通過查詢表4,確定地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險確定為極高、高、中、低四個等級,制圖綜合得到重點區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性分區(qū)圖(圖1、圖2),基于相似性、相近性原則對其進(jìn)行進(jìn)一步概化得到重點區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃圖(圖3、圖4)。
表4 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級劃分表
圖1 重點區(qū)P20風(fēng)險性分區(qū)圖
圖2 重點區(qū)P50風(fēng)險性分區(qū)圖
圖3 重點區(qū)P20風(fēng)險性區(qū)劃圖
圖4 重點區(qū)P50風(fēng)險性區(qū)劃圖
鳳岡縣地質(zhì)災(zāi)害普查重點區(qū)面積237.94km2,占縣域面積的12.64%,重點區(qū)共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害29處,從重點區(qū)P20、P50風(fēng)險區(qū)劃圖可知,地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險區(qū)主要位于X356縣道琊川鎮(zhèn)—天橋鎮(zhèn)一帶,中風(fēng)險區(qū)主要位于揮塘河及其支流區(qū)域,低風(fēng)險區(qū)主要位于揮塘河兩岸300m區(qū)域、烏江左岸及山脊區(qū)域。