梅州市地质灾害易发性评价方法研究

姚 勇，税长军

(1.嘉应学院土木工程学院，广东梅州514015;

2.中国石油股份有限公司长庆分公司第二采油厂，甘肃庆阳 745000)

梅州市是个“八山一水一分田”的典型山区丘陵城市，地质环境脆弱，花岗岩、变质岩、强风化岩分布范围广，属亚热带气候区，灾害性天气较多，年降雨日数150 d左右，年均降水量1 483～1 798 mm。在这种特殊的地质地貌和气候条件下，梅州市崩塌、滑坡、地面塌陷、泥石流、地裂缝等地质灾害发生频繁，有约6 993个山体滑坡、崩塌等灾害隐患点，受威胁人口、财产超过10万人、5亿元。据不完全统计，近20年来梅州市地质灾害共造成171人死亡、166人受伤，直接经济损失6亿元。鉴于这种情况，对梅州市的地质灾害易发性进行系统研究是非常必要和有意义的。

地质灾害易发性是指地质灾害发生活动的可能性，是地质灾害危险性预测与防治的重要依据。由于地质灾害是一个复杂的系统，其发生的时间、地点、规模和方式具有很大的不确定性，要诠释地质灾害本身的发生、发展规律十分困难，因此地质灾害易发性的科学评价难度较大［1－3］。本研究以环境因素控制论为理论基础，建立地质灾害易发性评价模型，与MapGIS平台相结合，对梅州市地质灾害进行易发性评价。

1 评价方法

1.1 评价因子

控制和影响地质灾害形成的因素有很多，概括起来主要包括地质灾害的内在条件和诱发条件两个方面。本研究以环境因素控制论为理论核心。环境因素控制论［4］包含两层涵义：一是一切地质灾害都是环境因素综合作用严格控制的结果;二是人类可以通过调节各种环境因素来控制灾害的发生或减少灾害损失。第一层涵义为研究地质灾害提供了理论依据，可以作为地质灾害易发性评价的基本原理;第二层涵义为地质灾害防治提供了可能性。本研究选取岩土性质、地质构造、地形地貌、地下水特征、地表水活动、植被覆盖度、气候气象和人类活动等［5］环境因素，作为地质灾害易发性的评价因子，并将各评价因子按照对地质灾害易发性的影响程度分为4级，分别赋予评分值 1、2、3、4，见表 1。

表1 梅州市地质灾害易发性评价因子分级

1.2 评价模型

在咨询专家和参考相关研究成果的基础上，确定地质灾害易发性评价模型的计算公式为

式中：M为综合评分值;pi为第i个评价因子评分值;wi为第i个评价因子权值;n为评价因子个数，n=8。

综合评分值M是反映该单元地质灾害易发程度的综合指标，其值越大，地质灾害越容易发生，即地质灾害发生的危险性越高。为确定各评价单元所属的地质灾害易发区，根据评价结果将研究区分为4个等级，即M≥3.2为地质灾害高易发区，2.4≤M ＜3.2为地质灾害中易发区，1.6≤M ＜2.4为地质灾害低易发区，M＜1.6为不易发区。

1.3 权值确定

采用A.T.W.Chu提出的权的最小平方法确定权值wi。该方法克服了传统层次分析法的不足，避免了一致性检验，简化了计算过程，提高了效率［5］。根据各评价因子的重要性，将其进行两两比较，由比较结果确定判断矩阵A为

权向量的解析表达式为

式中：

求解得 wi=(0.13，0.13，0.25，0.07，0.06，0.05，0.06，0.25)T，即岩土性质、地质构造、地形地貌、地下水特征、地表水活动、地表植被、气候气象和人类活动对应的权值分别为0.13、0.13、0.25、0.07、0.06、0.05、0.06、0.25。权值的分布情况反映了内在因素在地质灾害易发性方面的控制作用，也说明人类活动已成为诱发地质灾害的主要因素。

2 地质灾害易发性分区

2.1 地质灾害特征

实地调查结果表明，梅州市地质灾害具有灾害点数量多、个体规模小、稳定性差、危害程度较小等特点，地质灾害以崩塌、滑坡为主，分布规律呈现明显的地域性，且多发生在雨季，同时地质灾害的发生与人类工程活动关系密切。

2.2 地质灾害分区

基于MapGIS平台，采用前文确定的地质灾害易发性评价模型对梅州市地质灾害易发性进行评价和分区。

单元剖分的形式及大小对易发性区划的结果影响较大［6］，因此本研究采用最常用的20 m×20 m矩形网格单元进行计算。首先以梅州市地质灾害分布图(1∶2万)为基图，将采集到的各个评价因子信息分别作为一个单独的图层，分别与基图在GIS中作空间叠加分析;然后根据综合评分值计算公式，对各评价因子的栅格图层进行重新分类叠加;最后利用GIS栅格计算功能完成各评价因子的综合评分值计算，生成以综合评分值大小衡量的地质灾害易发程度指数计算结果，即地质灾害易发性分区图(图1)。

图1 梅州市地质灾害易发性分区

据调查，梅州市地质灾害高易发区面积为6 008.52 km2，在各县皆有分布，占全市土地总面积的37.85%，有灾害点5 104处，占全市灾害点总数的83.22%，灾害点密度为0.85处/km2;中易发区面积为4 729.28 km2，占土地总面积的29.79%，有灾害点789处，占灾害点总数的12.86%，灾害点密度为0.17处/km2;低易发区面积为 4 384.57 km2，占土地总面积的27.62%，有灾害点224处，占灾害点总数的3.65%，灾害点密度为0.05处/km2;不易发区面积为753.68 km2，占土地总面积的4.75%，有灾害点16处，占灾害点总数的0.26%，灾害点密度为0.02 处/km2。

地质灾害易发性分区结果与地质灾害调查结果相符程度高，较好地反映了梅州市地质灾害的分布情况和易发程度，其中高易发区可划分为东南崩塌、滑坡高易发亚区和西北崩塌、滑坡、塌陷高易发亚区，并进一步划分为长治—青溪、大埔西河、大埔银河—三河、大埔大东—丰顺黄金、丰顺建桥—汤坑、丰顺八乡山、五华郭田—硝芳、五华周江—华阳、五华华城—小都—潭下、蕉岭长潭—五华双头、平远差干—仁居—八尺—中行及蕉岭南磜—梅县丙村等12个小区，是地质灾害防治重点。地质灾害易发性分区图可作为今后地质灾害防治、监测等工作的依据。

3 结语

对梅州市地质灾害高发的现状进行了初步分析，通过实地调查确定易发性主要影响因子，建立地质灾害易发性评价模型，并借助MapGIS软件生成地质灾害易发性分区图，得到如下结论：

(1)以环境因素控制论为理论基础，以岩土性质、地质构造、地形地貌、地下水特征、地表水活动、地表植被、气候气象和人类活动等8项指标为评价因子建立地质灾害易发性评价模型。

(2)采用A.T.W.Chu提出的权的最小平方法来确定权值，岩土性质、地质构造、地形地貌、地下水特征、地表水活动、地表植被、气候气象和人类活动对应的权值分别为0.13、0.13、0.25、0.07、0.06、0.05、0.06、0.25。权值的分布情况反映了内在因素在地质灾害易发性方面的控制作用，也充分考虑了人为因素的影响。该方法的优越性体现在避免了一致性检验，简化了计算过程，提高了工作效率。

(3)基于MapGIS，根据易发性评价方法对梅州市地质灾害易发性进行评价和分区，将各评价因子的图层与基图进行叠加得出综合评分值，生成易发性分区图(图1)，其中高易发、中易发、低易发和不易发4种类型在梅州市各地均有分布，其中高易发区可划分为东南崩塌、滑坡高易发亚区和西北崩塌、滑坡、塌陷高易发亚区，并进一步划分为12个小区。地质灾害易发性分区结果与地质灾害调查结果相符程度高，可作为今后地质灾害防治工作的重要参考。

［1］姚勇，高加成，姚文花.临潼大水沟泥石流特征分析及危险性评价［J］.铁道工程学报，2010(11)：5 －9.

［2］姚勇，高加成，姚文花.国道G212线鲁班崖滑坡特征分析及稳定性评价［J］.公路，2011(3)：67－70.

［3］姚玉增，李仁峰，温守钦，等.辽宁省凌源市山地地质灾害易发性评价研究［J］.地球学报，2010，31(1)：109 －116.

［4］居恢扬，顾仁杰.地质灾害研究的基础理论——环境因素控制论［J］.自然灾害学报，1994，3(4)：15 －22.

［5］王念秦，姚勇，罗东海.泥石流空间预判技术［J］.兰州大学学报：自然科学版，2009，45(1)：8 －11.

［6］霍艾迪，张骏，卢玉东，等.地质灾害易发性评价单元划分方法——以陕西省黄陵县为例［J］.吉林大学学报：地球科学版，2011，41(2)：523 －528.