萬(wàn)　斌

(中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢　430010)

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基于專家打分
—層次分析法的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估研究

萬(wàn)斌

(中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢430010)

摘要：結(jié)合工程實(shí)例，以斜坡穩(wěn)定為研究對(duì)象，采用定性與定量相結(jié)合的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法，利用專家打分—層次分析法確定權(quán)重，選取綜合指數(shù)模型進(jìn)行計(jì)算，最終得到了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果，以期從地質(zhì)環(huán)境的角度為地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害，危險(xiǎn)性評(píng)估，邊坡，穩(wěn)定性

0引言

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，一些不合理的開(kāi)發(fā)與建設(shè)導(dǎo)致了大量地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，甚至是引發(fā)區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害。城鎮(zhèn)化發(fā)展伴隨工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的持續(xù)活躍，從而直接或間接地觸發(fā)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害事故。2004年國(guó)土資源部頒布并實(shí)施了《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求(試行)》(以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)要求》)，隨后全國(guó)各地全面開(kāi)展了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作。由于該技術(shù)要求只是對(duì)評(píng)估方法做出原則規(guī)定，因此地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估的方法呈現(xiàn)多樣化，缺乏對(duì)具體方法的內(nèi)容和適用性等做出規(guī)范和推廣，評(píng)價(jià)方法體系有待細(xì)化和完善。

本文以江西省宜春市某建設(shè)工程為例，以斜坡穩(wěn)定為研究對(duì)象，并據(jù)此建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)而運(yùn)用一種定性與定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，以期為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作提供方法支撐和參考借鑒。

1地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估首先要進(jìn)行大量的資料收集、野外調(diào)查、遙感解譯等工作，需要對(duì)研究區(qū)整體的地質(zhì)環(huán)境條件的基本特征進(jìn)行分析；然后結(jié)合項(xiàng)目工程概況，綜合分析相關(guān)資料以及評(píng)價(jià)區(qū)域的特點(diǎn)，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，準(zhǔn)確劃分地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)。具體評(píng)價(jià)過(guò)程包括：評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建、評(píng)價(jià)指標(biāo)量化、權(quán)重確定、評(píng)價(jià)模型計(jì)算、評(píng)價(jià)結(jié)果分析。

1)選取評(píng)價(jià)因子時(shí)應(yīng)遵循有針對(duì)性、簡(jiǎn)明性、普適性、數(shù)據(jù)容易獲取以及指標(biāo)可量化的原則。

從實(shí)際情況出發(fā)，找出影響地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的主要因素。指標(biāo)因子之間應(yīng)該保持相對(duì)獨(dú)立性，避免重復(fù)和相互影響。需要注意的是，并不是指標(biāo)越多越好，很多影響微小的指標(biāo)可能使評(píng)價(jià)結(jié)果平均化，因此應(yīng)該保持指標(biāo)體系的客觀、簡(jiǎn)潔。

2)評(píng)價(jià)指標(biāo)量化是指將評(píng)價(jià)模型中的評(píng)價(jià)因子賦予量化的值。

評(píng)價(jià)指標(biāo)因子中包括定量指標(biāo)和定性指標(biāo)兩種，對(duì)于定量的指標(biāo)(如斜坡坡度、斜坡高程等)可以直接用數(shù)字表明其狀態(tài)分級(jí)，而對(duì)于定性指標(biāo)(如斜坡結(jié)構(gòu)類(lèi)型、軟弱夾層等)，需要通過(guò)賦值的方式轉(zhuǎn)化為定量的指標(biāo)參與評(píng)價(jià)，舉例說(shuō)明，對(duì)于斜坡結(jié)構(gòu)類(lèi)型的“順向坡、斜向坡、逆向坡”可以分別以“30，20，10”來(lái)進(jìn)行賦值。

3)采用定性與定量相結(jié)合專家打分—層次分析法。

首先構(gòu)造判斷矩陣，將各位專家構(gòu)造的判斷矩陣集中分析，確定準(zhǔn)則層的判斷矩陣，然后再確定各指標(biāo)層內(nèi)的指標(biāo)相應(yīng)的判斷矩陣。根據(jù)各判斷矩陣，求出各個(gè)準(zhǔn)則層及指標(biāo)層的權(quán)重。

4)綜合指數(shù)模型有很多類(lèi)型，本文由于各評(píng)價(jià)因子對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害影響的重要程度不一樣，且引入了權(quán)重的概念，因此，采用綜合指數(shù)模型中的加權(quán)平均法來(lái)計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象的穩(wěn)定性指數(shù)值，其計(jì)算公式如下所示：

其中，K為穩(wěn)定指數(shù)值；U為各評(píng)價(jià)因子量化后的值；W為各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重；i為所有評(píng)價(jià)因子的計(jì)數(shù)，i=1,2,3,…,n；n為評(píng)價(jià)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)。

2實(shí)例應(yīng)用

2.1擬建工程概況

擬建工程位于某中學(xué)校區(qū)內(nèi)，在原基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建。該建設(shè)場(chǎng)地面積560 m2，評(píng)估區(qū)范圍以建設(shè)用地范圍向外擴(kuò)1 000 m為界，面積約3.24 km2。評(píng)估區(qū)地貌類(lèi)型為丘陵地貌，地形較簡(jiǎn)單、地貌類(lèi)型單一；標(biāo)高110 m～300 m，以巖質(zhì)山體為主，自然斜坡坡度30°左右。出露地層主要有4組，依次為第四系殘坡積層、二疊系上統(tǒng)吳家坪組、二疊系上統(tǒng)樂(lè)平組、二疊系下統(tǒng)茅口組，巖土體工程地質(zhì)特征見(jiàn)表1。

區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單、地質(zhì)災(zāi)害不甚發(fā)育。地下水類(lèi)型主要為第四系孔隙水、裂隙水。通過(guò)搜集評(píng)估區(qū)內(nèi)地質(zhì)、局部巖土工程勘察等相關(guān)資料，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展野外調(diào)查工作，確定評(píng)估區(qū)已發(fā)生和潛在地質(zhì)災(zāi)害情況以及人類(lèi)工程活動(dòng)情況等。評(píng)估區(qū)為崩滑流地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)，本次共調(diào)查評(píng)估區(qū)自然斜坡兩處，人工切坡兩處。其中人工切坡分布在東南側(cè)，長(zhǎng)分別為210 m,75 m，高5 m～12 m，切坡坡度40°～50°，坡向分別為70°，160°，在強(qiáng)降雨時(shí)有可能誘發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

2.2評(píng)價(jià)過(guò)程及結(jié)果

根據(jù)前述評(píng)價(jià)方法，影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要地質(zhì)環(huán)境因素包括：地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度，地形與地貌類(lèi)型復(fù)雜程度，地質(zhì)構(gòu)造、巖性巖相、巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)，工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件以及破壞地質(zhì)環(huán)境的人類(lèi)工程活動(dòng)。評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的原則是選擇與邊坡穩(wěn)定程度相關(guān)的直接因素作為評(píng)判因子，主要包括坡度、坡高、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、裂隙發(fā)育程度、軟弱夾層、強(qiáng)風(fēng)化帶厚度等構(gòu)建評(píng)價(jià)體系；并結(jié)合評(píng)估區(qū)地質(zhì)條件和工程資料，將各類(lèi)評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為3個(gè)等級(jí)，分級(jí)取值分別按照30,20,10來(lái)進(jìn)行賦值；采用專家打分—層次分析法確定評(píng)估因子的權(quán)重，最終確定各因子的量化評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；利用綜合指數(shù)模型計(jì)算出斜坡穩(wěn)定性指數(shù)值，并按照一定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將各研究單元的評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為“穩(wěn)定性大、穩(wěn)定性較差、穩(wěn)定性好”三個(gè)等級(jí)，然后綜合地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的規(guī)模、損失影響等危害程度，最終確定其危險(xiǎn)性等級(jí)。其中自然斜坡評(píng)估如表2，表3所示；人工切坡評(píng)估如表4，表5所示。

2.3結(jié)果分析

按上述穩(wěn)定性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)評(píng)估區(qū)兩處自然斜坡進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明：XP1,XP2穩(wěn)定性較差，危險(xiǎn)性中等。該處人工切坡QP1，QP2穩(wěn)定性較差，在強(qiáng)降雨時(shí)有可能誘發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，危險(xiǎn)性中等。

此外，擬建工程建設(shè)將進(jìn)行一定規(guī)模的挖方工程，局部地段將形成永久性的人工切坡，工程建設(shè)時(shí)須注意工程邊坡安全坡率選取問(wèn)題。應(yīng)嚴(yán)格按照GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范進(jìn)行放坡，其坡率為1∶0.75～1∶0.85，考慮到場(chǎng)地實(shí)際情況，放坡坡度為38°，并進(jìn)行護(hù)坡處理。

3結(jié)論和建議

1)本文采用了定性與定量相結(jié)合的分析方法，力求獲得較為客觀合理的結(jié)果。具體評(píng)價(jià)過(guò)程包括：評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建、評(píng)價(jià)指標(biāo)量化、權(quán)重確定、評(píng)價(jià)模型計(jì)算、危險(xiǎn)性等級(jí)劃分及評(píng)價(jià)結(jié)果分析。

2)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是危險(xiǎn)性評(píng)估的關(guān)鍵，結(jié)合評(píng)估區(qū)地質(zhì)條件和工程資料，從地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件等角度出發(fā)，選擇與邊坡穩(wěn)定程度相關(guān)的直接因素作為評(píng)判因子，構(gòu)建了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表。

3)本文選取的工程實(shí)例較為簡(jiǎn)單，災(zāi)種較為單一，各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重差異不大。對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)地，在采用專家打分—層次分析法時(shí)，可采用專家組研討會(huì)法，結(jié)合評(píng)估區(qū)實(shí)際地質(zhì)條件，來(lái)獲取準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)因子特征值。

4)本文主要從地質(zhì)環(huán)境的角度進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估，為研究區(qū)的科學(xué)規(guī)劃和建設(shè)提供重要依據(jù)，而相關(guān)的評(píng)價(jià)方法研究可為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作提供方法支撐，具有重要的理論和實(shí)際意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭滿華，唐祥達(dá)，徐四一.綜合指數(shù)法和AHP法在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估中的應(yīng)用.巖土工程技術(shù)，2006,20(4)：190-193.

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Research on geological hazards assessment based on expert scoring and AHP

Wan Bin

(ChinaMunicipalEngineeringZhongnanDesign&ResearchInstituteLimitedCompany,Wuhan430010,China)

Key words:geological hazard, risk assessment, slope, stability

Abstract:Combining with the engineering practice, taking the slope stability as the research object, using the geological disaster risk assessment methods combination of qualitative and quantitative analysis, using expert scoring and AHP analysis method to determine the weight, selected comprehensive index model to make calculation, finally got the geological hazards risk assessment results, in order from the point of view of geological environment provided corresponding theoretical basis for geological hazards assessment.

文章編號(hào)：1009-6825(2016)14-0045-02

收稿日期：2016-03-06

作者簡(jiǎn)介：萬(wàn)斌(1968- )，男，高級(jí)工程師

中圖分類(lèi)號(hào)：P694

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A