趙振遠(yuǎn),解 超,李生乾
(貴州有色地質(zhì)工程勘察公司,貴州 貴陽(yáng) 550005 )
地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)回答“什么地方最容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害”的問(wèn)題。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)是地質(zhì)災(zāi)害管理中的重要組成部分,是制定城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、道橋修建等的重要依據(jù),也是土地利用規(guī)劃、同時(shí)也是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必要參考[1]。在滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)中,選取合理的評(píng)價(jià)單元尤為關(guān)鍵。斜坡是滑坡發(fā)生的基本地形地貌單元,相對(duì)于傳統(tǒng)的柵格評(píng)價(jià)單元,以斜坡作為單元進(jìn)行滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)可以提高與實(shí)際地形地貌的吻合度,能夠更好地體現(xiàn)區(qū)域中滑坡的實(shí)際發(fā)育狀況[2]。
貴州省遵義市匯川區(qū)是地質(zhì)災(zāi)害相對(duì)頻發(fā)的地區(qū),據(jù)統(tǒng)計(jì),區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害共計(jì)81處,共威脅居民點(diǎn)1 469戶,受威脅人數(shù)6 307人,潛在經(jīng)濟(jì)損失18634萬(wàn)元。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)更顯得尤為緊迫和重要。本文選取匯川區(qū)地質(zhì)災(zāi)害密集的小區(qū)域?yàn)檠芯繀^(qū),以斜坡單元為易發(fā)性評(píng)判單元,采用層次分析模型進(jìn)行易發(fā)性評(píng)判。
匯川區(qū)屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,氣候溫和,冬無(wú)嚴(yán)寒,夏無(wú)酷熱,無(wú)霜期長(zhǎng),光照充足,雨量豐沛,氣候宜人。全區(qū)年平均氣溫15.1℃,一年中最冷為1月,最熱為7月,極端最低氣溫為-7.1℃;最高38.7℃。根據(jù)遵義市氣象站1971-2016年(水文年)資料分析,調(diào)查區(qū)多年平均降水量為1 042.1 mm;最大連續(xù)4個(gè)月(5-8月)多年平均降水量613 mm,占全年降水量的58.8%;豐水期6個(gè)月(5-10月)多年平均降水量為810.4 mm,占全年降水量的77.8%;枯水期6個(gè)月(11-4月)多年平均降水量為231.7 mm,占全年降水量的22.2%,歷年降水量最小月多年平均降水量為12.4 mm,占全年降水量的1.19%。研究區(qū)屬于赤水河水系,赤水河為長(zhǎng)江上游支流,而赤水河未流經(jīng)調(diào)查區(qū),其中段支流桐梓河位于調(diào)查區(qū)西北部地區(qū),發(fā)源地正源(東源,又稱天門河)發(fā)源于貴州省桐梓縣小壩鄉(xiāng)楠牛石大火土,東側(cè)與烏江水系分水,調(diào)查區(qū)內(nèi)地表水匯入觀音寺河,流入桐梓河。
圖1 研究地層分布簡(jiǎn)圖
研究區(qū)位于匯川區(qū)西北部邊緣,區(qū)內(nèi)整體地勢(shì)呈四周高中部低,最高點(diǎn)在西北部山盆鎮(zhèn)的“黔北屋脊”仙人山,海拔1 849.3 m,最低點(diǎn)在西北部谷低,海拔485 m,相對(duì)高差1 364.3 m。區(qū)內(nèi)中部及南部山體呈南部走向,北部山體呈近東西走向。
區(qū)地層主要出露的地層為侏羅系、三疊系及二疊系地層(見圖1、圖2),其中以侏羅系地層出露面積最廣,約占區(qū)內(nèi)總面積的60%,主要巖性為石英砂巖、泥巖,次為三疊系地層,出露研究區(qū)北部,二疊系地層僅零星出露研究區(qū)東北部。
研究區(qū)位于羌塘-揚(yáng)子-華南板塊(一級(jí)構(gòu)造單元)揚(yáng)子陸塊(二級(jí)構(gòu)造單元)上揚(yáng)子地塊(三級(jí)構(gòu)造單元)黔北隆起區(qū)(四級(jí)構(gòu)造單元)畢節(jié)弧形褶皺帶內(nèi)(五級(jí)構(gòu)造單元),區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為高橋-長(zhǎng)崗向斜,位于桐梓縣高橋、田園一帶。南西段于桐梓縣新田灣一帶延出研究區(qū)外,往北東軸線呈N35°E方向經(jīng)高橋、周市后漸轉(zhuǎn)為N50°~60°E方向,至園田轉(zhuǎn)為北北東—南北—北北西向。形成向東凸出的弧形彎曲;軸長(zhǎng)約46 km,核部最新地層為侏羅系上統(tǒng)上沙溪廟組,地層傾角2°~6°。翼部地層為中下侏羅統(tǒng)至奧陶、寒武系,該背斜為大致對(duì)稱的反S形向斜。
清嘉慶二十四年七月二十五日(1819年9月14日)發(fā)生地震,之后至今未有地震的記載和地震發(fā)生過(guò)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2015)》的資料顯示,研究區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s;地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g。地震基本烈度為Ⅵ度區(qū),屬較穩(wěn)定區(qū)域。
經(jīng)野外調(diào)查,研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)共計(jì)20處,類型主要有滑坡、不穩(wěn)定斜坡、崩塌等,其中:研究區(qū)目前共有地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)滑坡11處,占地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)總數(shù)的55.0%;不穩(wěn)定斜坡7處,占地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)總數(shù)的35.0%;崩塌2處,占地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)總數(shù)的10.0%;滑坡是主要的地質(zhì)災(zāi)害類型,其次是不穩(wěn)定斜坡,崩塌最少[3]。
圖3 研究區(qū)斜坡單元?jiǎng)澐謭D
根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀,選取地形坡度、地表粗糙指數(shù)、斜坡類型、工程巖組、地表起伏度、人類工程活動(dòng)強(qiáng)度等指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)開展區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)。
表1 滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)表
據(jù)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),分別建立各評(píng)價(jià)因子的分級(jí)圖層。提取各因子圖層對(duì)應(yīng)的指標(biāo),并賦予所在斜坡單元。
利用GIS軟件,采用綜合評(píng)價(jià)模型,計(jì)算每個(gè)斜坡單元的易發(fā)性綜合得分,綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算公式為:
(1)
其中E為斜坡單元易發(fā)性綜合得分,ai第i個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重,Ai為i個(gè)評(píng)價(jià)因子的得分;n為評(píng)價(jià)因子總數(shù)。
通過(guò)上式計(jì)算出每個(gè)斜坡單元的易發(fā)性綜合得分,并利用自然斷點(diǎn)法,劃分高易發(fā)、較高易發(fā)、中易發(fā)及較低易發(fā)和低易發(fā)五個(gè)區(qū),最終生成以斜坡單元為評(píng)價(jià)單元的滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)分區(qū)圖,如圖4所示。
圖4 研究區(qū)滑坡易發(fā)性分區(qū)圖
根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果分析可知,滑坡高易發(fā)斜坡單元和較高易發(fā)斜坡單元主要在長(zhǎng)崗-高橋向斜兩翼,其中高易發(fā)斜坡單元共計(jì)60處,面積約為4.1 km2,占研究區(qū)面積的8.2%;較高易發(fā)斜坡單元共計(jì)115處,面積約為7.4 km2,占研究區(qū)面積的14.8%;多數(shù)滑坡高易發(fā)斜坡單元和較高易發(fā)斜坡單位發(fā)育小田灣~叢壩村~蔡家壩村一帶,由于褶皺而形成大量的緩傾單面山和似單面山,其坡度和巖層傾角相近,為順層滑坡的發(fā)育提供了有利條件,河流、溝谷深切為斜坡提供天然的臨空面;加之構(gòu)造形成的裂隙加劇了淺表層巖體風(fēng)化成土,這對(duì)土質(zhì)滑坡的形成起著很大的作用。強(qiáng)風(fēng)化形成的土體繼承了母巖親水、弱膨脹等物理力學(xué)性質(zhì)和水理性質(zhì),在長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化作用下,土體變得疏松,顆粒間黏結(jié)力減弱,在降雨等作用下容易發(fā)生破壞,區(qū)內(nèi)人口相對(duì)密集,人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈,加劇了滑坡的形成[4]。
滑坡中易發(fā)斜坡單元主要分布在研究區(qū)北部和南部,中易發(fā)斜坡單元共計(jì)400處,面積約為19.6 km2,占研究區(qū)面積的39.2%;該區(qū)南北跨度較大,相對(duì)分散,區(qū)內(nèi)植被相對(duì)較好,人類工程活動(dòng)中等,巖性較為單一,主要出露硬質(zhì)巖組和軟硬相間巖組?;碌刭|(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育。
滑坡較低易發(fā)斜坡單元和低易發(fā)斜坡單元主要分布在研究區(qū)東部和西部,共計(jì)550處,面積約為18.9 km2,占研究區(qū)面積的37.8%,區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境較為簡(jiǎn)單,巖性單一,人類工程活動(dòng)微弱,大面積植被覆蓋,滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育微弱。
(1)本次研究結(jié)合研究區(qū)滑坡發(fā)育規(guī)律,選取選取地形坡度、地表粗糙指數(shù)、斜坡類型、工程巖組、地表起伏度、人類工程活動(dòng)強(qiáng)度等6個(gè)指標(biāo),運(yùn)用層次分析法,以斜坡單元最為基本單元,評(píng)價(jià)研究區(qū)滑坡易發(fā)性。
(2)根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果分析可知,滑坡高易發(fā)斜坡單元和較高易發(fā)斜坡單元主要在長(zhǎng)崗-高橋向斜兩翼,其中高易發(fā)斜坡單元共計(jì)60處,面積約為4.1 km2,占研究區(qū)面積的8.2%;較高易發(fā)斜坡單元共計(jì)115處,面積約為7.4 km2,占研究區(qū)面積的14.8%;
(3)利用Arcgis平臺(tái)進(jìn)行斜坡單元的劃分,易發(fā)性評(píng)價(jià)模型建立,能夠即時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)研究區(qū)進(jìn)行分區(qū)和評(píng)價(jià),為防災(zāi)預(yù)災(zāi)及災(zāi)后的應(yīng)急處理等工作提供了重要的信息和依據(jù)。