惠水县九龙禅寺和燕子洞景区地质灾害危险性评价

潘网生 符 连

（黔南民族师范学院旅游与资源环境学院，贵州 都匀558000）

1 概述

惠水县隶属贵州省黔南州，位于省会贵阳正南30km 处。近年来，随着惠水县旅游基础设施不断完善，旅游经济也取得较好发展，但景区地质灾害隐患问题依然突出，成为旅游主管部门、景区及公众关注的热点。因此，开展旅游景区地质灾害安全评价具有紧迫性和必要性。当前，地质灾害评价方法主要有层次分析法[1]、权重指数法[2]、信息量模型[3]、模糊评价法[4]、概率比率模型[5]、敏感指数主成分分析法[6]等。其中，信息量模型、概率比率模型和敏感指数主成分分析法在本质上是一致的，均为基于概率的评价法，但该方法需要大量的灾害点信息作为评价依据；模糊综合评价法则是基于模糊数学的隶属度计算各评价指标对地质灾害的贡献，但隶属度的确定具有一定的主观性，且要求充分掌握各分级指标对地质灾害的贡献度；权重指数法和层次分析法在本质上也是一致的，层次分析法相对简单。结合生产实践认识，我们认为基于GIS 技术的模型融合可以达到、甚至超过其他单一方法评价效果，因此本文以惠水县九龙禅寺和燕子洞景区的滑坡和崩塌地质灾害为研究对象，通过基于GIS技术的模糊层次模型开展地质灾害危险评价研究，为景区的规划建设与地质灾害防治提供参考意见。

2 研究区域概况

九龙禅寺位于贵州省惠水县城西北8 公里处（图1），始建于清朝康熙二十一年（公园1682 年），毁于解放前，复建于2007年。每年农历的“三月三”、“四月八”、“六月六”等少数民族节日，当地的苗族都会聚集在九龙禅寺一起欢度节日。九龙禅寺景区地处亚热带季风气候区，年降水量在1100mm 左右，海拔1070m-1205.4m，景区核心区域由左山、右山及后山三座山体组成，九龙禅寺院被围于其中。内部山体受风化、侵蚀等影响，岩石裂隙发育，岩层整体性较差，但由于岩层近乎水平状，故其稳定性较好。因寺院的修建与扩建，周围山体受人类工程活动影响较大。

燕子洞景区位于该县羡塘镇东北方向2km 处（图1）。燕子洞洞高约215m，宽约50 米。洞中为上百万只白腰雨燕的栖息地，是全国最大的候鸟栖息洞穴。

图1 九龙禅寺、燕子洞景区位置图

白腰雨燕是我国国家三级保护动物，为了保护白腰雨燕的栖息地，燕子洞景区并未得到开发，但仍有很多游客慕名而来，逢年过节时附近村民也欢聚于此。燕子洞地处属亚热带季风气候区，年降水量1200mm 以上，以山地为主，海拔在808～1170m之间，属喀斯特地貌区的溶蚀地貌，溶洞、地下暗河及河流等发育较好。燕子洞洞室、河流沿岸发现崩塌碎屑堆积物，外部道路沿线也有多处危岩隐患。

3 研究方法与数据来源

本文研究方法参考文献[7]，分别针对地质灾害类型选取评价指标，构建评价指标体系（本文所有指标均设定为同一级），基于0.1-0.9 标度确定模糊判断矩阵，计算指标权重并通过相容性指标S 对模糊判断矩阵做一致性检验。通过构建模糊评价的评语集Vi，经由专家打分法分别确定各分级指标隶属度，由此构建模糊评价矩阵P=（Pij）n×n，Pij即表示某分级指标隶属于评语集Vi的程度大小，Vi分别对应i 危险等级。运用GIS 技术提取各指标图层，做栅格化处理后，计算并输出各空间单元的危险性评价结果。本文基础研究数据来源于实地调研和文献资料，遥感影像数据和数字高程数据来源于Bigmap 地图下载器，地质数据来源于中国区域地质志/贵州志（2017 版）[9]。

4 地质灾害危险性评价

4.1 评价因子分析

图2 九龙禅寺景区数字高程模型

图3 燕子洞景区数字高程模型

地形地貌因子。坡度对地质灾害的形成和发展起着重大的作用。九龙禅寺、燕子洞均属于喀斯特地貌区，地形均以山地为主，前者海拔在1070-1205.4m，坡度在0.17 °-51.86 °（图2）；后者海拔在880-1170m，坡度在0 °-58.44 °（图3）。坡度、地形起伏度因子经由数字高程模型提取。

岩层岩性因子。地层岩性岩组是喀斯特地质灾害重要评价指标，岩层中岩石的岩性以及岩层之间的组合状况对山体稳定决定性影响。九龙禅寺主要有C2+3（黄龙群、马坪组）、C2hn（黄龙群）、C1d+b（大塘组、摆佐组）这三类地层（图4），各地层的岩层产状大致为92 °∠3 °。其中黄龙群为厚层块状灰岩,岩层裂隙发育，岩石硬度大，但整体性较差；马坪组为含白云质厚层致密灰岩，夹砾状灰岩、泥页岩和粉砂岩，岩石硬度小，整体性稍好；大塘组为厚层泥晶灰岩、钙质泥岩或泥灰岩夹少量砂岩，岩石硬度小，整体性稍好；摆佐组为灰白色块状白云岩，夹灰白色块状致密灰岩，岩石硬度大，但整体性差。因此，九龙禅寺景区岩石的硬度从大到小分别为C2hn、C2+3、C1d+b；燕子洞岩层主要是C2hn（黄龙群），岩层产状118 °∠10 °，为一套灰白色中厚层灰岩，岩组结构整体性较好。由于燕子洞景区岩性一致，故考虑采用岩层倾角与坡度关系（顺层、反倾）参与地质灾害危险性评价（图6）。

断层因子。断层对地质灾害有较大的影响，距断层越近受断层的影响就越大。九龙禅寺景区的东南面有一条断层，距离较近，本文以500m 为缓冲半径来量化断层对研究区的影响大小（图5）。燕子洞景区周边无断层。

图4 九龙禅寺景区地层分布

图5 九龙禅寺景区断层缓冲区

植被覆盖率因子。尽管植被覆盖率也是影响地质灾害形成和发展的重要因素，但两个景区的植被覆盖率均较高（图6，7），且景区范围较小，植被覆盖的差异对地质灾害的影响难以量化。因此本文不考虑植被指标。

图6 九龙禅寺景区植被、人类工程活动

水系因子。在地质灾害发育过程中，河流对滑坡、泥石流等灾害有着较大的影响。九龙禅寺景区及附近没有河流发育；燕子洞景区有河流发育，由于地处亚热带季风气候区，河流的流量受降水的影响，季节变化较大（图7）。

图7 燕子洞景区植被、人类工程活动与水系

人类工程活动（建筑，道路）因子。九龙禅寺的人类工程活动比燕子洞要强烈一些，对地质灾害的形成和发展有较大影响（图6）；在燕子洞景区中，有大量的白腰雨燕栖息在此，为了保护白腰雨燕的栖息地，景区周围的人类工程活动受到很大的限制，人类工程活动在景区的地质灾害形成和发展的过程中影响较小（图7）。

降水量因子。景区均地处亚热带季风气候区，九龙禅寺年降水量约1100mm，燕子洞年降水量1200mm 以上，降水的季节变化较大，且降水主要集中在5-8 月，在此期间多发暴雨和连续性降水，易引发地质灾害。

降水是引发地质灾害的重要因子，但由于本文研究区域范围较小，降水量和降水强度在这一范围内的差异难以量化，因此本文不考虑降水因子。

4.2 构建模糊判断矩阵

根据0.1-0.9 标度法确定景区滑坡和崩塌地质灾害的模糊判断矩阵（表1，2）：

表1 九龙禅寺景区模糊判断矩阵

表2 燕子洞景区模糊判断矩阵

通过计算得到各评价指标权重W 如下：

其中，九龙禅寺景区滑坡模糊判断矩阵相容性指标S=0.95>0.8，其一致性可接受；九龙禅寺景区崩塌模糊判断矩阵相容性指标S=0.96>0.8，其一致性可接受。燕子洞景区滑坡模糊判断矩阵相容性指标S=0.96>0.8，其一致性可接受；燕子洞景区崩塌模糊判断矩阵相容性指标S=0.94>0.8，其一致性可接受。

表3 评价指标分级

4.3 危险性等级区划

根据景区实际情况，将各分级指标划归不同的评语集{V1，V2，V3}，分别对应地质灾害的高危险、中危险和低危险（表3）。

根据指标对滑坡和崩塌的危险性贡献度，设各评价指标的分级量化之和为1，由此构建九龙禅寺和燕子洞景区的滑坡、崩塌模糊评价矩阵P。模糊评价矩阵各评价因子排序同模糊判断矩阵。

基于GIS 技术求解J=WT·P，获得各评价指标被评定为Vi的隶属度；再通过求解K=J·V*（V*=（30，60，90）T，得到任一空间栅格单元的滑坡和崩塌的危险性评价结果，归一化处理后以[0，0.35），[0.35，0.7)，[0.7，1]为区段做重分类，最后输出滑坡和崩塌危险性等级区划图（图8-11）。

4.4 结果分析

九龙禅寺景区滑坡高危险区面积占比10.35%，滑坡中危险区面积占比41.41%，滑坡低危险区面积占比48.24%，高危险区主要分布于公路沿线和部分山体上，九龙禅寺左前方的部分民房处于高危险区，风险隐患不容忽视；九龙禅寺景区崩塌高危险区面积占比23.95%，崩塌中危险发区面积占比48.89%，崩塌低危险区面积占比27.16%，崩塌高危险区主要分布于居民区附近，距离寺院较远。

图8 九龙禅寺景区滑坡危险等级区划图

图9 九龙禅寺景区崩塌危险等级区划图

图10 燕子洞景区滑坡危险等级区划图

图11 燕子洞景区崩塌危险等级区划图

燕子洞景区滑坡高危险区面积占比15.38%，滑坡中危险区面积占比60.51%，滑坡低危险区面积占比24.11%，滑坡高危险区主要分布于河流两侧和公路沿线。

燕子洞景区崩塌高危险区面积占比7.41%，崩塌中危险区面积占比53.64%，崩塌低危险区面积占比38.95%，崩塌高危险区主要分布于景区北端的道路沿线及地下暗河两侧，景区南侧河流东岸也有分布。

5 结论

5.1 九龙禅寺、燕子洞景区的滑坡和崩塌危险性评价结果与实地调查情况基本相符，表明GIS 空间分析功能与模糊层次模型的结合在小区域地质灾害危险性评价研究中具有明显技术优势，且方法简单，结论可靠。

5.2 九龙禅寺景区的寺院相对安全，但周边居民区存在较大安全隐患。燕子洞景区的滑坡隐患集中分布于河谷地带，崩塌隐患则集中于地下暗河附近及道路沿线。

6 防治对策

鉴于九龙禅寺景区节假日人流密集，建议加强景区的日常安全管理工作，探索和研究群防和技防相结合的地质灾害监测、预警预报机制；燕子洞景区开发程度较低，建议对较为突出的小型灾害隐患做清除处理，针对大型危岩体隐患，应设置醒目警示标牌，提示游人及时避险。