综合危险性指数法在江西信州区地质灾害易发区划分中的应用

石常亮

(江西省核工业地质局二六五大队，江西 鹰潭 335001)

信州区位于江西省东北部，信江上游，其北部与玉山县接壤，东部毗邻广丰县，南部及西部与上饶县相邻，行政区划隶属上饶市管辖。区域形态总体呈南北向长条状，东西向宽度较窄，信州区辖区面积约339 km2。随着社会经济发展、人口增长以及人类工程经济活动的加强，信州区内地质灾害的数量、规模、强度、危害程度等呈现日益扩展态势[1]。

地质灾害易发区是指容易产生地质灾害的区域，反映地质灾害未来发生的可能性[2]。地质灾害综合危险性指数评价方法是一种综合了野外调查情况、现状地质灾害强度和潜在地质灾害强度的定量评价地质灾害的方法[3-6]。

3.1 评价单元的划分

根据信州区的地质环境条件及地质灾害特点，采用规则单元划分方法进行崩滑流地质灾害的易发分区研究，采用1 cm×1 cm(实际网格大小0.5 km×0.5 km)方格进行网格化，经统计，全区共划分出1 544个计算单元格，其中0.5 km×0.5 km单元网格有831个，位于区界周边的非整数网格有713个。

3.2 计算方法

地质灾害综合危险性指数的计算方法：

Z=Zq·r1+Zx·r2

(1)

式中：Z为地质灾害综合危险性指数；
Zq为潜在地质灾害强度指数；
r1为潜在地质灾害强度权值，一般经验取值0.6；
Zx为现状地质灾害强度指数；
r2为现状地质灾害强度权值，一般经验取值0.4。

3.3 潜在地质灾害强度指数计算

潜在地质灾害强度指数(Zq)按以下公式计算：

Zq=∑Ti·Ai

=TD·AD+TX·AX+TR·AR+TQ·AQ

(2)

式中：Ti分别为控制评价单元地质灾害形成的地质条件D、地形地貌条件X、人为条件R充分程度的表度分值，Ai分别为各形成条件的权重值。

(1)影响因素的确定。依据信州区的崩滑流地质灾害的发育规律，确定其基本因素有地形地貌(坡度、地形地貌)、工程地质岩类、地质构造等；
影响因素有降雨、地震、破坏地质环境的人类工程活动等。因信州区全区地震裂度均为小于Ⅵ度区，对各区段基本上有着共同的作用；
降雨是随机的、动态的、不确定因素，因此本次评价剔除了降雨和地震两项因素。

(2)评价因子权重的确定。Ai分别为各形成条件的权重值，评价因子为地质条件D、地形地貌X，和人为条件R，确定各个评价因子的权重采用层次分析法。

首先建立准则层各要素，即地质条件、地形地貌、人为因素对目标层的判断矩阵A。

计算矩阵中各要素的特征向量并进行归一化后得到各要素对潜在地质灾害强度指数的权重向量，通过计算得到权重向量Ab=(0.1638，0.5390，0.2972)，其对应的CI=0.0046，CR=0.0088，通过一致性检验，建立的判断矩阵A有效。

在构建矩阵A后，再分别构建地层要素(地质构造、岩土类型等)对应的上一层要素(地质条件、地形地貌、人为因素)矩阵B，归一化后分别得到权重向量BD、BX、BR，其计算过程同上，计算结果为BD=(0.6667，0.3333)；
BX=(0.6667，0.3333)；
人类工程活动对应只有1个因素，无需构建判断矩阵。

得到权重A和B后，自上而下将单准则下的权重进行合成，得到最下层岩土类型、地质构造等因子对潜在地质灾害强度指数的因子权重Ai，结果如下：Ai=(0.1085，0.0893，0.0998，0.2119，0.4905)。

(3)致灾因素的指数化。对每一个评价单元格内各类地质环境条件等致灾因素按照影响程度赋以不同的权重，并根据每类因素的分级赋以不同的分级值，将每类影响因素的权重值与分级值相乘，得出各影响因素的指数值，然后叠加各影响因素的指数值计算出潜在地质灾害强度指数，据此判断出某一个评价单元或者某一区域地质灾害发生的可能性。滑坡、崩塌、泥石流地质灾害各影响因素权重及分级评分值见表1。

表1 滑坡、崩塌、泥石流地质灾害各评价因子权重及分级评分表

3.4 现状地质灾害强度指数计算

现状地质灾害强度指数Zx可以用灾害点密度、灾害面积密度以及灾害体积密度来求得。(1)崩塌、滑坡、泥石流强度指数Zx:R=a+b+c；
(2)地面塌陷和地裂缝强度指数Zx:R=a+b，其中：a为归一化处理后的灾害个数密度系数；
b为归一化处理后的灾害面积密度系数；
c为归一化处理后的灾害体积密度系数。

首先进行归一化处理得出灾害个数密度系数，即单元网格面积内的灾害个数与整个区划面积内的灾害个数之比，同理可以得出面积密度系数和体积密度系数。经统计分析，网格区内有值网格有75格，其中a值在1.0～3.0之间；
b值在0.3634～832.88之间；
c值在0.2163～4 164.41之间，则R=a+b+c=1.0～4 998.29。网格内值的分布区间见图1。从图中可以看出，R值主要分布在0～455之间，共71格，占有值网格的96%。

图1 R值分布区间折线图

3.5 地质灾害综合危险性指数

根据各单元的地质条件、地形地貌以及人类工程活动等条件，再利用MAPGIS空间分析功能，求取评价单元的潜在地质灾害强度指数与现状地质灾害强度指数，根据公式Z=Zq·0.6+Zx·0.4，将各地质灾害强度指数进行换算叠加，获得评价单元的地质灾害综合危险性指数Z值，Z值在0.6011～2 000.34之间，其值分布区间见图2。从图中可以看出，Z值集中分布于0.6～2.0之间，共1 441个单元网格，占整个网格数的93.32%。

图2 Z值分布区间折线图

依据地质灾害综合危险性指数Z值区间分布图，按其主要拐点进行取值，根据其取值范围进行地质灾害易发区划分。从上图2中可以看出，其主要拐点分别为：<0.7，0.7～0.8，0.8～1.0，>1.0四个区间，将Z值划分为Ⅳ级，Z值>1.0为地质灾害高易发区，有276个单元网格，占整个单元网格数的17.74%；
Z值在0.8Z值在0.7Z值在0.6

依据上述计算结果，将信州区地质灾害易发程度分区共分为四级，即地质灾害高易发区1个，地质灾害中易发区1个、地质灾害低易发区3个、地质灾害不易发区2个(见图3)。

图3 信州区地质灾害易发分区图

(1)地质灾害高易发区(A)：分布于水南街道—朝阳镇—灵溪镇—秦峰镇西南部，该区地质构造条件复杂，岩土类型以岩浆岩为主，区内植被较发育，人口密度较大，人类工程活动主要表现为切坡建房、修建公路、矿山开采以及水利水电。由于该区地形起伏较大，主要公路大多数地段都进行了削坡，农村房屋建造时大部分也进行了削坡开挖，大多数未进行护坡。区内共调查到地质灾害点363处，灾害点密度3.05处/km2。其中滑坡73处，崩塌14处，泥石流3处，地面采空塌陷1处，滑坡隐患215处，崩塌隐患57处。地质灾害共造成3人死亡，损坏房间52间，损毁道路483 m，堵塞沟渠298 m，直接经济损失808.74万元，灾情等级均为小型。目前区内地质灾害隐患点330处，威胁房屋366间，威胁人口2 545人，威胁公路1 960.5 m，威胁水渠43 m，潜在经济损失21 161.13万元。其中险情中型4处，小型326处。

(2)地质灾害中易发区(B)：分布于灵溪镇北部，杨家山—牛头山一带，该区地质构造弱发育，岩土类型以岩浆岩为主，切坡建房等人类工程活动较强烈。区内地质灾害点共10处，其中滑坡4处，崩塌1处，滑坡隐患3处，崩塌隐患2处，直接经济损失0.2万元，灾情等级均为小型；
目前区内地质灾害隐患点共6处，威胁房屋2间，威胁人口13人，潜在经济损失122.3万元，险情等级均为小型。

(3)地质灾害低易发区(C1)：分布于茅家岭街道南部，周田村—塔水村一带，岩土类型主要为红色碎屑岩，人类工程活动一般。区内灾害点11处，其中滑坡隐患7处，崩塌隐患4处，规模等级均为小型。目前区内地质灾害隐患点9处，威胁房屋8间，威胁人口31人，威胁公路118 m，潜在经济损失399万元，险情等级均为小型。

(4)地质灾害低易发区(C2)：分布于秦峰镇以北，东塘村—老坞村一带，岩土类型主要为红色碎屑岩，人类工程活动一般。区内地质灾害点7处，其中滑坡隐患6处，崩塌隐患1处，规模等级均为小型。目前该分区内7处灾害点均为地质灾害隐患点，共威胁房屋8间，威胁人口39人，威胁公路12 m，潜在经济损失259.5万元，险情等级均为小型。

(5)地质灾害低易发区(C3)：分布于沙溪镇北东部，向阳村—何家村—油圩村—龙头村—铅岭村一带。岩土类型主要为红色碎屑岩、一般碎屑岩，人类工程活动一般。区内灾害点10处，其中滑坡1处，崩塌1处，滑坡隐患6处，崩塌隐患2处，规模等级均为小型，损毁道路15 m，堵塞沟渠10 m，直接经济损失0.38万。目前区内灾害隐患点有9处，威胁房屋9间，威胁人口56人，威胁公路55 m，潜在经济损失398.6万元。

(6)地质灾害不易发区(D)：主要分布在信江河流域两岸、信州城区以及沙溪镇北部沟谷平原地带，信江以北地段的城区原属于剥蚀堆积岗地地貌，由于人类工程活动，经过人为搬山填湖，大部分已经整平。但本次地质灾害调查仍有8个地灾点，其中滑坡隐患点5个崩塌隐患点3个。目前地质灾害隐患点有3个，威胁房屋2间，威胁人口8人，威胁公路40 m，潜在经济损失225万。总之，该区属于建成区，地质灾害基本不发育。区内地质灾害不易发区共划分2个亚区，即信江河流域两岸—信州区城区地质灾害不易发区(D1)，沙溪镇北部沟谷平原地质灾害不易发区(D2)。

本文在综合考虑影响地质灾害发育的各种因素(地质构造、地形地貌、坡度、工程地质岩类、降雨、人类工程活动等)和目前地质灾害发育特征及潜在发育特征的基础上，应用综合危险性指数法对信州区地质灾害易发性进行了定量评价，将信州区划分为地质灾害高易发区1个，中易发区1个，低易发区3个和不易发区2个，为信州区今后开展地质灾害预报和防治工作提供了依据，为地质灾害风险调查与区划提供了参考。

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