周海玲，江思義，潘興魚，李春玲，王 旋，李淑萍

(廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站，廣西 南寧 530029)

0 引言

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分是地質(zhì)災(zāi)害研究工作的核心內(nèi)容之一，在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)范圍預(yù)測、地質(zhì)災(zāi)害損失預(yù)評估和地質(zhì)災(zāi)害防治工程評價(jià)等方面發(fā)揮著重要的作用[1]。

2000年我國制定了縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求，陸續(xù)出現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評價(jià)的研究成果。2002年，葉鳳珍等[2]以廣西田林縣為例，對該區(qū)域進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)與評價(jià)；同年，鐘蔭乾[3]總結(jié)了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的評價(jià)方法和崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷的易發(fā)程度評價(jià)因子，強(qiáng)調(diào)必須同時(shí)注重災(zāi)害現(xiàn)狀和形成條件兩類。其后隨著GIS技術(shù)在我國的快速發(fā)展，全國各地以縣(市、區(qū))為單位的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)如雨后春筍一樣不斷冒出。劉順鳳[4]利用ArcGIS對廣西地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行了研究；邱歡[5]基于GIS對寧夏鹽池縣麻黃山地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律及易發(fā)性進(jìn)行了研究；王敏[6]對新疆烏什縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征進(jìn)行分析，利用GIS對研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行評價(jià)研究；徐媛[7]基于GIS對互助縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行研究。相關(guān)的研究成果不勝枚舉，區(qū)域不同，選取的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評價(jià)的因子不同，再結(jié)合恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法或評價(jià)模型成為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評價(jià)研究的關(guān)鍵。

1 研究區(qū)概況

平樂縣位于廣西東北部，桂林市南部。地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°34′～111°02′，北緯24°16′～24°53′，行政區(qū)域面積1 920 km2?？h境東鄰鐘山縣，南接昭平縣，西連荔浦縣，北與恭城縣、陽朔交界，縣城平樂鎮(zhèn)距桂林市118 km。平樂縣地形東南高西北低，東、南及西南山脈環(huán)繞，屬南嶺之一的都龐嶺分支，東部山脈呈南北走向?？h內(nèi)人類工程活動頻繁，大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)農(nóng)民對地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)意識薄弱，是廣西地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)縣市之一。

通過資料搜集和地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查，全縣地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)共145處，其中崩塌61處、滑坡61處、不穩(wěn)定斜坡4處、地面塌陷16處，泥石流3處。

2 評價(jià)方法與評價(jià)因子研究

2.1 評價(jià)方法研究

研究地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)的方法有很多，總體上可分為定性分析和定量評價(jià)兩種，定量評價(jià)目前成為主導(dǎo)[6]。本次研究采用在定性分析工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用GIS技術(shù)定量進(jìn)行易發(fā)區(qū)劃分，具體方法步驟如下。

(1)根據(jù)平樂縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特點(diǎn)，確定控制和影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要(n個(gè))因素，建立平樂縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系；以定性評價(jià)方法建立各評價(jià)因子的影響范圍，并進(jìn)行單因素評價(jià)分區(qū)，劃分為最多4個(gè)等級、最少2個(gè)等級，賦單因素評價(jià)值(Yi)。

(2)采用專家打分法確定各因素權(quán)重值(Wi)。

(3)以GIS平臺為依托，對各影響因素進(jìn)行疊加分析，將研究區(qū)按各評價(jià)因子劃分為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性各異的多個(gè)分區(qū)。

(4)依據(jù)各分區(qū)評價(jià)因子打分值及各因子的權(quán)重值，用加權(quán)的方法計(jì)算各分區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性綜合評價(jià)值(R)，其公式為：

(5)根據(jù)各區(qū)域綜合評價(jià)得分的高低，進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)。

2.2 評價(jià)因子的選取

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的評價(jià)因子可從現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征、基礎(chǔ)地質(zhì)條件和地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素三個(gè)大方向作為一級要素進(jìn)行評價(jià)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行再次細(xì)分，可分為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度、地貌類型、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)巖組、多年平均降雨量、人類活動強(qiáng)度7個(gè)二級要素。在綜合分析了平樂縣地質(zhì)災(zāi)害的形成條件和影響因素的前提下，初步建立平樂縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系，如圖1。

圖1 平樂縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系

2.2.1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度

調(diào)查發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)量為145處，將平樂縣按現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害分布密集程度劃分為4類分區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害分布最密集的區(qū)域評價(jià)值賦4分，然后依次賦3分、2分，分布最稀疏的區(qū)域賦值1分。得到研究區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害分布密度分區(qū)打分圖。

2.2.2 地貌類型

地貌類型是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育與分布的重要因素之一。由平樂縣各地貌單元地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型、數(shù)量可見，從區(qū)域分布看，平樂縣滑坡、崩塌、塌陷災(zāi)害點(diǎn)與地貌單元類型存在密切的依存關(guān)系。比較各地貌災(zāi)害點(diǎn)發(fā)生情況，賦值如下：溶蝕堆積峰林谷地得3分，侵蝕堆積孤峰平原得3分，剝蝕溶蝕溶淋谷地、侵蝕低山地貌、溶蝕堆積峰叢谷地、溶蝕堆積峰叢洼地得2分，其余為1分。得到研究區(qū)地貌類型分區(qū)打分圖。

2.2.3 地層巖性

地層巖性對地質(zhì)災(zāi)害的影響主要有兩方面，一是巖性，二是碎屑巖與灰?guī)r交界位置。充分考慮這兩方面因素，結(jié)合地層發(fā)育災(zāi)害的程度賦值如下：碎屑巖與灰?guī)r交界、D2x地層易發(fā)生滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害，得4分；D3r、D3g、D2t易發(fā)生巖石崩塌、塌陷災(zāi)害，得3分；D1l、D1h、D3l賦值2分；其余賦值1分。得到研究區(qū)地層巖性分區(qū)打分圖。

2.2.4 地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造對地質(zhì)災(zāi)害的影響主要表現(xiàn)為向斜軸部及斷裂帶上巖石破碎，工程地質(zhì)條件相對較差，從而較易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。工作區(qū)地質(zhì)構(gòu)造是控制和影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要因素，參與易發(fā)程度評價(jià)。通過分析賦值情況如下：平樂鎮(zhèn)附近、長灘—大發(fā)西北向斷裂發(fā)育密集區(qū)賦值4分；平樂縣的東部則以發(fā)育北偏東褶皺斷裂，賦值3分，沙子附近及平樂最南端賦值2分，其余沒有構(gòu)造或構(gòu)造稀少區(qū)賦值1分。得到平樂縣構(gòu)造分區(qū)打分圖。

2.2.5 工程地質(zhì)巖組

不同的巖體工程性質(zhì)不同，對滑坡、崩塌、巖溶地面塌陷發(fā)生的影響程度也不同。最易產(chǎn)生滑坡的巖體為較堅(jiān)硬中厚層砂巖、薄層硅質(zhì)巖夾軟質(zhì)頁巖巖組(D+P+J)，得4分，最易產(chǎn)生崩塌和巖溶塌陷的巖體為中厚層狀中-強(qiáng)巖溶化堅(jiān)硬灰?guī)r巖組(D+C)，得4分；其次為軟質(zhì)頁巖夾較堅(jiān)硬中厚層砂巖、粉砂巖巖組(D)，得3分，中厚層稀裂狀、堅(jiān)硬砂巖、礫巖，局部夾頁巖巖組(D+J)得3分；中厚層稀裂狀堅(jiān)硬淺變質(zhì)砂巖夾軟弱頁巖巖組(∈)得2分，中厚層稀裂狀較堅(jiān)硬弱巖溶化巖、泥灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r巖組(D+C+T)得2分，中厚層稀裂狀中等巖溶化堅(jiān)硬灰?guī)r夾薄層狀堅(jiān)硬硅質(zhì)巖、軟弱泥巖巖組(D+C+P)得2分。得到研究區(qū)工程地質(zhì)巖組分區(qū)打分圖。

2.2.6 多年平均降雨量

利用多年平均降雨量參與地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度評價(jià)。多年平均降雨量單要素評價(jià)賦值如下：多年平均降雨量>1 700 mm得4分，1 600～1 700 mm得3分，1 500～1 600 mm得2分，<1 500 mm得1分。得到研究區(qū)多年降雨量分區(qū)打分圖。

2.2.7 人類工程活動

人類工程活動是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害最活躍最積極的因素。調(diào)查發(fā)現(xiàn)人類工程活動主要是切坡建房，以居民分布密集程度表現(xiàn)。并結(jié)合易發(fā)村屯易發(fā)性分級情況，將工作區(qū)人類工程活動強(qiáng)度分為四級：強(qiáng)、較強(qiáng)、中、弱，分別賦值4分、3分、2分、1分。得到研究區(qū)人類工程活動強(qiáng)度分區(qū)打分圖。

2.3 評價(jià)因子權(quán)重計(jì)算和分級賦值

在選用的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度、地貌類型、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)巖組、多年平均降雨量、人類活動強(qiáng)度7項(xiàng)評價(jià)因素權(quán)重打分的基礎(chǔ)上，計(jì)算出各因素算術(shù)平均值作為該因素的權(quán)重(表1)，權(quán)重總和為1。

表1 平樂縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度評價(jià)中各參評因素賦值標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)重分配表

2.4 MapGIS加權(quán)疊加及量化分析

按地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性綜合評價(jià)得分的高低進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)。本次采用突變點(diǎn)法進(jìn)行確定，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，從中找出突變點(diǎn)作為易發(fā)程度分區(qū)界線值，將區(qū)域劃分為不易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)和高易發(fā)區(qū)4個(gè)不同等級的區(qū)域(圖2)。

依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃結(jié)果，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度劃分為高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、不易發(fā)區(qū)4個(gè)等級，共16個(gè)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)亞區(qū)，各區(qū)具體分布位置見圖2。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平樂縣地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)總面積為448.25 km2，占全縣總面積的23.35%，包括4個(gè)地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)亞區(qū)；地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)總面積為592.4 km2，占全縣總面積的30.85%，包括5個(gè)地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)亞區(qū)；地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)總面積為430.76 km2，占全縣總面積的22.44%，包括5個(gè)地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)亞區(qū)；地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)總面積為449.98 km2，占全縣總面積的23.44%，包括2個(gè)地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)亞區(qū)。平樂縣各地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)亞區(qū)的具體情況及基本特征見表2。

圖2 平樂縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖

表2 平樂縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)表

3 結(jié)論

(1)建立了平樂縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系，平樂縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價(jià)因子包括地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度、地貌類型、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)巖組、多年平均降雨量、人類活動強(qiáng)度7個(gè)影響地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的地質(zhì)環(huán)境因素。

(2)依據(jù)預(yù)測分區(qū)指標(biāo)計(jì)算，平樂縣地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)總面積為448.25 km2，占全縣總面積的23.35%；地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)總面積為592.4 km2，占全縣總面積的30.85%；地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)總面積為430.76 km2，占全縣總面積的22.44%；地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)總面積為449.98 km2，占全縣總面積的23.44%。

(3)以平樂縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查成果資料作為依據(jù)，建立平樂縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)評價(jià)指標(biāo)體系，利用ArcGIS的空間分析功能對研究區(qū)地質(zhì)易發(fā)性進(jìn)行評價(jià)研究，其結(jié)果相對科學(xué)、直觀、準(zhǔn)確。