周学铖,廖黎明
(四川省核工业地质调查院,四川 成都 610052)
萨迦县是西藏自治区地质灾害易发县,受“4·25”尼泊尔地震影响,加之原本恶劣地质环境条件,致使境内地质灾害活动频繁,不仅威胁萨迦县人民生命财产安全,全县的经济发展也因此受到了制约。
萨迦县北部及西部沿江一带海拔较低,山势较缓,南部、东部山势高峻,平均海拔4 500 m,属喜马拉雅山温凉半干旱季风气候区,年平均气温0 ℃,年降水量210 mm,多集中在7~9月。
萨迦县境内岩石单元复杂,出露面较广的主要为第四系更新统洪冲积,白垩系页岩、砂岩、泥岩等,三叠系砂岩、板岩。区内构造活动强烈,自南到北可划分为昂仁—日喀则构造带和北喜马拉雅山两个构造带。境内新构造活动较为强烈,是雅鲁藏布江板块结合带碰撞和关闭之后于陆内调整阶段形成并发展的。
根据前人资料收集与现场查证综合分析,萨迦县地质灾害以泥石流灾害数量最多且规模最大,崩塌灾害较少且规模均为小型,暂未发现滑坡灾害。根据GF-1影像对萨迦县地质灾害建立了解译标志并进行全县地质灾害解译(表1),其中重点场镇采用GF-2影像进行解译标志建立及地质灾害解译。解译完成后针对性的验证了部分灾害点(图1、图2),并相应修改完善了遥感解译标志及解译图。
表1 地质灾害遥感解译标志
图1 泥石流遥感影像图及实地照片Fig.1 Image interpretation of debris flow and the field photos
图2 崩塌点遥感影像图及实地照片Fig.2 Image interpretation of collapseand the field photos
引发地质灾害的因子有很多,可分为两类:基础因子和诱发因子,其中基础因子主要由岩土体岩性、地形地貌(坡度)、区域构造、水文条件等构成;诱发因子主要由地震、降水及人类工程活动构成[4-6],研究区范围较小,诱发因子对区内地质灾害影响相对平衡,因此本文仅以基础因子作为影响因子论述,各因子权重依据萨迦县地质灾害现状经层次分析法建模计算而确定[7]。
(1)坡度:坡度是引发地质灾害的条件之一。本文利用1∶5万地形图建立单元大小为25 m×25 m的DEM,并根据DEM制作了坡度图,通过地质灾害和坡度的关系统计分析,建立地质灾害的坡度评价指标[7](表2)。
(2)岩性:地质灾害发育程度与岩土体性质关系极大。从已有资料分析,地质灾害大多发育在第四系的残积、坡积、崩积、冰债等不同成因的黏土、碎石堆积物及岩石硬度较低的泥岩、页岩、片岩中。根据工作区的岩性强度特征建立的地质灾害岩性评价指标如表2所示。
表2 坡度及岩性评价指标
(3)构造:萨迦县断裂构造发育,断裂活动致使岩石破碎,加重了区域地质灾害发生的概率。在建立数据库时,在断层两侧建立与断层规模对应的缓冲区,并根据不同规模构造对缓冲区赋评价指标值(表3)。
(4)水文:由于萨迦县地处深切割山区,主干河流两侧羽状、树枝状冲沟发育,加之岩石破碎度大、松散堆积物发育,受强降雨或地震等自然因素极易引发地质灾害,而河流两岸的缓冲地带是一个非常重要的潜在成灾区。因此在地质灾害危险性评价中河流是重要的评价指标之一[7](表3)。
表3 断层及水文条件评价指标
本文选取了4个基础因素作为危险性评价因子,结合前人经验与区域实际情况利用层次分析法计算确定(表4)。
表4 地质灾害影响因子权重
在本次遥感解译及野外调查的基础上,结合萨迦县的特点,对区内地质灾害危险性划分四级进行评价:危险度较高区、危险度中等区、危险度一般区、无危险区(表5)。
表5 地质灾害危险性评价标准
对萨迦县地质灾害危险程度按500 m×500 m的评价单元赋值,其指数计算表达式为:
Wi=fFi+yYi+sSi+pPi
(1)
式中:Wi——第i单元的危险程度值;
Fi——第i单元地质构造贡献值;
Yi——第i单元岩土体性质贡献值;
Si——第i单元水文条件贡献值;
Pi——第i单元坡度贡献值。
小写符号为各单位相对应的权重。
经过式(1)计算得出了研究区地质灾害危险单元值,在赋值的基础上基于ArcGIS软件,应用克里金插值法插值并绘制区域危险程度图(图3)。
图3 萨迦县地质灾害危险性评价图Fig.3 Risk assessment mapof geological hazard of Sakya County
受高海拔、深切割影响,萨迦县沟壑纵横,以泥石流为主的地质灾害以水系沟谷为依托,在岩性、坡度、构造等因子辅助下发育较频繁(图4)。本次评估结果与实际结果吻合度高,具有对萨迦县地质灾害防治的指示意义。
(1)应用国产GF-1、GF-2遥感数据,完全可以实现地质灾害解译工作。
(2)基于RS和GIS的地质灾害危险性评估能有效判断出地质灾害频发区、严重区范围,对地质灾害监测与防治有较好的指导意义。
鉴于地质灾害危险性评估的时效性并非永恒不变,且本次评估未涉及地质灾害诱发因子(地震、降水、人类工程)参评,因此本结论具有不确定性。
图4 萨迦县地质灾害危险性分析图Fig.4 The risk of geological disaster analysis of Sakya County