广西浦北县滑坡灾害易发性评价

温泳心

（广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004）

浦北县是广西地质灾害高发区，每年地质灾害发生频繁，给当地群众的生命及财产造成了重大损失。滑坡是浦北县较易发生且构成威胁较大的主要地质灾害类型之一，县内现已查明有滑坡灾害198 处，绝大多数分布在六万山山脉及勾头嶂山脉一带，共造成20 人死亡220.04 万元直接经济损失，其中还有120 处存在灾害隐患，共威胁3133 人生命安全及1829 万元经济财产。由于滑坡灾害成因复杂，加上人类工程活动的增强，灾害仍呈现加剧趋势，严重危害人民群众生命财产安全和影响经济社会的可持续发展。因此，对浦北县滑坡灾害进行易发性评价，为建立监测预警系统、健全群测群防网络、建立地质灾害信息系统等工作提供可靠依据，具有深远的意义[1]。

用于滑坡灾害易发性评价的方法有很多，通常可以分为定性和定量两大类。在早期研究中，由于技术上的限制以及对滑坡灾害评价认识不准确，研究者们经常使用定性方法来评价，随着3S 技术的快速发展，定量分析方法逐渐成为滑坡灾害评价重要方法[2]。本次研究采用层次分析模型[3，4]结合信息量模型[5，6]对浦北县滑坡灾害进行评价，将历史灾害数据的客观分析结果与专家的经验判断直接而有效地结合起来，使评价结果更具有合理性[7]。

1 研究方法

1.1 层次结构模型

层次分析法是定性和定量相结合的、系统化、层次化的多目标决策方法[8]，层次分析模型可以把一个复杂问题分解成组成因素，并按支配关系形成层次结构，然后应用比较的方法确定决策方案的相对重要性，再加以综合以确定相对重要性顺序。

首先，根据层次分析法原理，结合研究区的滑坡灾害情况与地质环境条件，把复杂问题按特定的目标，准则和约束等分解成为因素的各个组成部分，构建层次结构模型，模型分为：目标层、准则层、方案层[9]。其次按照T.L.Satty 提出的1～9标度[10]，综合各个评价指标重要性的分析，构造两两比较的判别矩阵[11]。由判别矩阵计算各层次评价因子的相对权重，即求解判断矩阵的最大特征向量，并对向量 进行归一化处理，得到W=(w1,w2,…,wn)，为所求的特征向量的近似值，即为各指标的权重。

采用和积法计算各矩阵的最大特征根λmax，进行随机一致性检验，检验公式为：

式中：CI 为一致性指标；λmax 为最大特征根；n 为矩阵阶数；RI 为平均随机一致性指标；CR 为随机一致性比率。只有当CR ＜0.1 时，判断矩阵才通过一致性检验，即此时所获取的权值是合理的。

1.2 信息量模型

运用信息量模型进行地质灾害评价，即在选取了评价指标的基础上，在ArcGIS 的平台上构建模型，把影响区域稳定性的各个因素的实测值转变为能够直观地反映出区域稳定性的信息量值，再利用ArcGIS 叠加计算出全部区域的总信息量值，用总信息量值来衡量地质灾害发生概率的大小。地质灾害事件 (Y)是由影响因子(x1,x2,x3…xn)共同作用下发生的，由此建立信息量模型，可采用下式计算单因素影响下的信息量值。

式中，I(xi,Y)指的是评价因子xi对地质灾害事件Y的发生提供的信息量；Ni为分布在因素xi特定类别中发生地质灾害的单元格数；N为研究区内地质灾害发生的单元格总数；Si为评价因子xi特定类别所占的单元格数；s 为研究区内单元格总数。

2 研究区概况

浦北县位于广西南部，太阳辐射强，日光充足，气候温暖，热量丰富，雨量充沛，冬短夏长，属南亚热带季风气候区。年平均气温21.5℃，出现极端最高气温为38.6℃，极端最低气温为-1.9℃。县境年平均降雨量1725mm，年内降雨量分布不均匀，干湿季明显，雨季为4～9 月，雨量集中期为6～8 月，大多数的暴雨洪涝出现在这三个月里。县境内主要河流分属南流江和西江两水系，总流域面积为2521km2，其中南流江流域面积1774.8 km2，占总流域面积的70.5%；西江流域面积为742.65 km2，占总流域面积的28.5%。

研究区处于六万山隆起和广西地槽交接带，受印支晚期构造运动的影响，大量岩浆岩入侵，形成了典型的花岗岩分布区。县区东北部属中低山地区，六万山及其余脉自东北走向西南，地形外貌雄伟，在六万山、官垌境内海拔高度为600m～700m；中部为低山丘陵地带，山头呈馒头状，海拔在200m～500m 之间；南部多为低丘陵地貌区，海拔在150m 以下。研究区内一系列的主压结构面呈北东向展布为主，总体属于华夏-新华夏系，中部并与东西向构造斜接，华力西-印支-燕山期复合迭加的北东向挤压褶皱断裂带和张扭结构面促成了岩浆活动，造成中、新生代断陷盆地。由于浦北县山多地少，随着社会经济的发展，人类对山坡开发利用等工程活动逐渐增强，形成的滑坡灾害的潜在威胁和造成的损失也将越来越大。

3 评价指标体系的建立

3.1 评价单元划分

评价单元的划分形式及其大小对区划的结果影响较大，常用的评价单元有规则的栅格单元、自然斜坡或地貌单元以及行政单元等[12]。本文所采用的数字高程DEM 的分辨率为30m，故采用30m×30m 的栅格单元对研究区进行划分，并通过ArcGIS的重采样功能将每个图层栅格分辨率都重采样为同一分辨率。

3.2 采用层次分析法确定权重

根据对浦北县自然地理概况以及滑坡灾害情况进行了解分析后，决定本次从地形地貌因素、水文地质因素以及滑坡灾害的诱发因素三个方面进行考虑，选取坡度、坡向、地貌类型、水系、构造、地层岩性、人类工程活动以及年平均降雨量8 个对地质灾害易发性影响较为明显的因素，作为易发性评价评价指标，以此构建层次结构模型，如图1 所示。

图1 浦北县滑坡灾害易发性层次结构模型

采用1～9 标度法，将评价指标两两比较，分别构造判别矩阵A-B、B1-C、B2-C、B3-C，如下：

分别对各个判断矩阵进行随机一致性检验，得到的CR 值依次为：0.0176，0，0.0176，0，CR 值均小于0.1，通过一致性检验，得出各评价指标的权重iω，如表1。

3.3 各评价指标分级及信息量值计算

根据浦北县滑坡灾害的发生情况以及对评价指标进行合理的分级，并运用Arcgis 的栅格计算器，将浦北县滑坡灾害点分布图与各个评价指标分类栅格图进行叠加分析，得到每个评价因子下各级指标的灾害点分布数量，采用信息量公式计算出各个评价指标的信息量值。评价指标分级情况及信息量值如表2 所示。

4 地质灾害易发性评价

图2 浦北县滑坡灾害易发性分区

表1 滑坡灾害易发性评价指标权重

浦北县滑坡灾害易发评价分区图显示浦北县滑坡灾害主要分布在浦北县东北部，面积占比为13.8%，北部、中部、西南部主要为高易发区、中易发区和低易发区，分布较广，面积占比依次为：39.6%、24.2%、18.5%。极低易发区面积极小且集中分布在东南部，面积占比仅为3.9%。

5 结论

（1）广西浦北县是滑坡灾害频发的地区之一，县内共发生滑坡198 处，本次研究从地形地貌因素、水文地质因素以及滑坡灾害的诱发因素三个方面进行考虑，选取坡度、坡向、地貌类型、距水系距离、距构造距离、地层岩性、人类工程活动以及年平均降雨量作为易发性评价指标，采用AHP-信息量模型进行滑坡易发性评价。

（2）基于Arcgis 软件采用信息量法计算了各评价指标分级的信息量值，得出浦北县滑坡灾害点的在各级指标分区下的实际分布情况，在坡度20～30°之间、坡向西北向、侵蚀-剥蚀缓坡低山丘陵区、距水系500m 内、距断层1000m 内、花岗岩类广泛分布、人类工程活动强度中等、年平均降雨量>1800mm 的区域内，滑坡灾害最易发生。

（3）从易发等级分区看，滑坡灾害的极高易发区主要分布在浦北县东北部，面积占比较小，北部、中部、西南部主要为高易发区、中易发区和低易发区，面积分布较广，极低易发区面积极小且集中分布在东南部。