基于方格網(wǎng)法對(duì)區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估方法研究
——以珠海市萬(wàn)山島評(píng)估為例

吳舒天

（廣東省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì)，廣東珠海519002）

基于方格網(wǎng)法對(duì)區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估方法研究
——以珠海市萬(wàn)山島評(píng)估為例

吳舒天*

（廣東省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì)，廣東珠海519002）

萬(wàn)山島屬地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，為保障萬(wàn)山島區(qū)域建設(shè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，對(duì)萬(wàn)山島展開(kāi)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作十分必要。傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估多以定性評(píng)估為主要方法。以詳盡的地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ)，將整個(gè)萬(wàn)山島作為研究區(qū)，綜合確定地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性影響因子，采用方格網(wǎng)統(tǒng)計(jì)法對(duì)評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行半定量的綜合評(píng)估，并得到評(píng)估結(jié)果。最終劃分出各危險(xiǎn)性等級(jí)區(qū)域。

方格網(wǎng)法；易發(fā)性；易損性；危險(xiǎn)性；地質(zhì)災(zāi)害；綜合評(píng)估

萬(wàn)山島隸屬珠海市萬(wàn)山海洋開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū)。近年來(lái)該區(qū)人類工程建設(shè)頻繁，受海島地形的影響，該區(qū)工程活動(dòng)主要集中在邊坡區(qū)域。邊坡類地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，為查明該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布情況，合理部署防治減災(zāi)工作。萬(wàn)山區(qū)國(guó)土資源局委托我隊(duì)完成該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評(píng)估工作。根據(jù)本次工作特點(diǎn)擬采用如圖1所示工作流程組織開(kāi)展本次評(píng)估任務(wù)。

圖1　地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作流程組織圖

1　地質(zhì)環(huán)境條件

1.1自然地理概況［5］

評(píng)估位于廣東省珠海市萬(wàn)山區(qū)大萬(wàn)山島；該區(qū)屬亞熱帶海洋季風(fēng)性氣候；場(chǎng)區(qū)海蝕、風(fēng)蝕作用較強(qiáng)，屬剝蝕丘陵地貌單元；原始山體自然斜坡較陡，在長(zhǎng)期風(fēng)蝕作用下覆蓋層較薄，一般0.5～5.0m，以下為基巖。

1.2地層與巖石

場(chǎng)區(qū)地層簡(jiǎn)單，主要為第四紀(jì)地層，巖（土）性以坡殘積土為主，山間谷地分布稍厚，其他地區(qū)厚度較??；第四紀(jì)以下為燕山三期中—細(xì)礫黑云母花崗巖。

1.3地質(zhì)構(gòu)造

評(píng)估區(qū)未見(jiàn)大型構(gòu)造，受蓮花山斷裂影響，研究區(qū)附近以北東向次級(jí)小斷裂為主，基巖節(jié)理較為發(fā)育，調(diào)查產(chǎn)狀以：①275°∠20°、②185°∠80°、③280°∠85°為主，均為硬性結(jié)構(gòu)面，延展性較好，多呈閉合狀。

1.4水文、工程、環(huán)境地質(zhì)特征

評(píng)估區(qū)地下水類型以基巖裂隙水為主，參考區(qū)域地質(zhì)資料，地下水賦水貧乏；第四紀(jì)覆蓋層以坡殘積土為主，厚度薄，工程地質(zhì)條件良好；場(chǎng)區(qū)人類活動(dòng)以漁業(yè)為主，自然生態(tài)環(huán)境良好。

2　地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查對(duì)象［1-2］

根據(jù)粵國(guó)土資地環(huán)發(fā)【2014】16號(hào)文精神，廣東省地災(zāi)類型主要為6種。通過(guò)踏勘發(fā)現(xiàn)評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害及潛在地質(zhì)災(zāi)害均為崩塌、滑坡。因此本著“全面調(diào)查、重點(diǎn)梳理、以人本位”的準(zhǔn)則，以有明確的直接威脅對(duì)象（如人員、建筑物、交通線、其他設(shè)施或場(chǎng)所等）的邊坡為主，制定本次調(diào)查對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)。

（1）因建房、修路或采石取土活動(dòng)形成的人工邊坡，且坡高和坡度應(yīng)滿足：①坡高≥8.0m，坡度≥45°的巖質(zhì)邊坡；②坡高≥3.0m，坡度≥39°的土質(zhì)邊坡。

（2）曾經(jīng)發(fā)生過(guò)地質(zhì)災(zāi)害（崩塌、滑坡）且目前尚未治理的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)。

（3）潛在危害程度大、危險(xiǎn)性大的自然斜坡。該類自然斜坡特點(diǎn)：①位于人口密集區(qū)；②斜坡覆蓋層厚度一較大；③斜坡覆蓋層下部為順層結(jié)構(gòu)面；④斜坡具有較大的匯水面積。

3　地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)

首先對(duì)評(píng)估區(qū)的全面調(diào)查，然后將評(píng)估區(qū)劃分為若干等面積網(wǎng)格，對(duì)各網(wǎng)格內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性影響因素綜合評(píng)價(jià)，最終得到各網(wǎng)格的易發(fā)性指標(biāo)。

3.1評(píng)估區(qū)方格網(wǎng)劃分［4］

方格網(wǎng)法即單元?jiǎng)澐中畔⒘拷y(tǒng)計(jì)法。是將研究整體劃分為有限個(gè)網(wǎng)格單元，然后對(duì)各網(wǎng)格單元影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的信息（因素）逐一研究，最終得到整體的概率統(tǒng)計(jì)。

為綜合研究評(píng)估區(qū)不同區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性，本文采用1∶1萬(wàn)調(diào)查區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布圖進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，網(wǎng)格單元面積為0.01km2。則可將整個(gè)調(diào)查區(qū)可劃分為887個(gè)網(wǎng)格。

3.2指標(biāo)的選擇及權(quán)重確定

根據(jù)本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)，結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)。選取與邊坡地質(zhì)災(zāi)害關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的指標(biāo)，各指標(biāo)應(yīng)具有相互獨(dú)立性，指標(biāo)權(quán)重由專家打分確定，綜合確定如下指標(biāo)體系（表1）。

表1　易發(fā)性判別指標(biāo)表

3.3易發(fā)性分區(qū)計(jì)算模型

式中：I——研究區(qū)內(nèi)某單元信息量值，即為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性系數(shù)；

ai——某地質(zhì)災(zāi)害影響因子的權(quán)重；

M0i——因影響因子在單元中發(fā)生的次生；

Mi——某地質(zhì)災(zāi)害影響因子在各網(wǎng)格中分布總個(gè)數(shù)；

N0——已經(jīng)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的單元總數(shù)；

N——單元總數(shù)，即887。

信息量值Ii越大，表示該因素相對(duì)而言越有利于事件的發(fā)生；Ii越小，則不利于事件的發(fā)生［4］。將各影響因素的信息量值進(jìn)行綜合疊加，得到預(yù)測(cè)區(qū)信息量值分布圖，按信息量從大到小，且參照對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)域的經(jīng)驗(yàn)分析，可以將預(yù)測(cè)區(qū)劃分為高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)。

圖2　調(diào)查區(qū)信息量累計(jì)頻率圖

根據(jù)上述模型計(jì)算調(diào)查區(qū)各小方格的易發(fā)性系數(shù)，計(jì)算結(jié)果如表2和圖2所示。從計(jì)算結(jié)果及易發(fā)性系數(shù)分布圖中可以看出，易發(fā)性系數(shù)曲線在二處出現(xiàn)斜率的較大突變，即易發(fā)信息量為-0.15和-0.20。通過(guò)對(duì)該結(jié)果的分析，結(jié)合調(diào)查區(qū)野外邊坡穩(wěn)定性判斷情況，將調(diào)查區(qū)劃分為2級(jí)易發(fā)區(qū)，分別對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定性指數(shù)區(qū)間見(jiàn)表3。

表2　易發(fā)性系數(shù)計(jì)算結(jié)果表

表3　易發(fā)性分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)表

4　地質(zhì)災(zāi)害易損性分區(qū)

易損性是指地質(zhì)災(zāi)害對(duì)威脅對(duì)象造成的破壞程度。根據(jù)易發(fā)性分區(qū)，評(píng)估區(qū)劃分為887個(gè)網(wǎng)格，綜合權(quán)重網(wǎng)格內(nèi)易損因子（易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)），綜合評(píng)定各網(wǎng)格的易損性，計(jì)算得到易損性分區(qū)。

4.1易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇及權(quán)重確定

地質(zhì)災(zāi)害的威脅對(duì)象種類繁多，歸結(jié)來(lái)說(shuō)主要為人員、建（構(gòu)）筑物及公路設(shè)施；采用定性與半定量相結(jié)合的方法進(jìn)行易損性評(píng)價(jià)，即選取與易損性密切相關(guān)的指標(biāo)，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，然后根據(jù)各指標(biāo)與易損性的相關(guān)程度建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行半定量的計(jì)算，最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)易損性。易損性指標(biāo)體系根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)咨詢專家確定，指標(biāo)權(quán)重由專家打分確定（表4）。

4.2易損性計(jì)算

表4　易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)量值及權(quán)重

計(jì)算公式參考公式（1），計(jì)算結(jié)果分布見(jiàn)表5，結(jié)果分布曲線見(jiàn)圖3。易損性指數(shù)在≤-0.15、-0.15～0.10、＞0.10所對(duì)應(yīng)的區(qū)間發(fā)生變化。通過(guò)對(duì)該結(jié)果的分析，結(jié)合調(diào)查區(qū)邊坡與威脅對(duì)象空間位置關(guān)系綜合分布情況，將全區(qū)劃分為3級(jí)易損性分區(qū)，分別對(duì)應(yīng)的易損性指數(shù)區(qū)間見(jiàn)表6。

5　地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性是地質(zhì)災(zāi)“易發(fā)性”性與“易損性”的綜合體現(xiàn)，根據(jù)上文對(duì)“易發(fā)性”性與“易損性”的計(jì)算，本文采用如下方法半定量方法計(jì)算評(píng)估區(qū)的危險(xiǎn)性。

5.1計(jì)算模型

“危險(xiǎn)性”單元評(píng)價(jià)模型一般寫(xiě)成：

式中：Ri——單元“危險(xiǎn)性”系數(shù)；

Ii——單元“易發(fā)性”系數(shù)；

Qi——單元承災(zāi)體“易損性”系數(shù)；

i——第i個(gè)計(jì)算網(wǎng)格單元（與易發(fā)性分區(qū)網(wǎng)格一致）。

圖3　調(diào)查區(qū)易損性系數(shù)分布圖

5.2危險(xiǎn)性計(jì)算

根據(jù)上述模型計(jì)算各小方格的危險(xiǎn)性系數(shù)結(jié)果如圖4所示。

從計(jì)算結(jié)果及危險(xiǎn)性系數(shù)分布圖中可以看出，危險(xiǎn)性系數(shù)曲線在0.15處出現(xiàn)斜率突變，即在0.15點(diǎn)處有躍變，即危險(xiǎn)性指數(shù)為-0.01和0.13。通過(guò)對(duì)該結(jié)果的分析，結(jié)合普查區(qū)實(shí)際情況，將全區(qū)劃分為2級(jí)危險(xiǎn)區(qū)，分別對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)性指數(shù)區(qū)間見(jiàn)表7。

表5　易損性系數(shù)計(jì)算結(jié)果表

表6　易損性分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)表

圖4　調(diào)查區(qū)危險(xiǎn)性系數(shù)累計(jì)頻率圖

5.3地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)

（1）地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)。該區(qū)地貌類型為剝蝕殘丘，山體坡度20°～30°，人工開(kāi)挖邊坡坡度為50°～75°，植被欠發(fā)育。區(qū)內(nèi)人為削坡建房、削坡修路等活動(dòng)強(qiáng)烈。在本次調(diào)查中區(qū)內(nèi)共分布地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)13處，已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)1處，地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)12處。在13處邊坡類地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)中，危害程度中等3處，危害程度小10處；危險(xiǎn)性中等5處，危險(xiǎn)性小8處；預(yù)測(cè)威脅人口99人，威脅資產(chǎn)1255萬(wàn)元。

表7　易發(fā)性分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)表

（2）地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)。該區(qū)地貌類型為丘陵，山頂高程達(dá)450.1m，自然山體坡度20°～30°，植被發(fā)育一般。該區(qū)人類工程活動(dòng)一般—較強(qiáng)烈。該區(qū)共發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)5處，均分布于大萬(wàn)山島環(huán)島公路的上方。在5處邊坡類地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)中，危害程度和危險(xiǎn)性均為小；預(yù)測(cè)威脅人口10人，威脅資產(chǎn)30萬(wàn)元。

6　地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)

防治分區(qū)充分考慮：①地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分布；②城市發(fā)展規(guī)劃；③人類工程活動(dòng)，綜合制定地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)綜合指標(biāo)（表8），在劃分地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)時(shí)，首先考慮地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)以及城市總體規(guī)劃和建設(shè)用地分布，其次綜合分析其他因素。

7　地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)防治辦法

7.1重點(diǎn)防治區(qū)

重點(diǎn)防治區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)，位于大萬(wàn)山島居民區(qū)及其周邊地帶，面積為2.40km2。共分布地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)13處，滑坡1處，潛在滑坡5處，潛在崩塌7處；受威脅人口99人，受威脅資產(chǎn)1255萬(wàn)元。

該區(qū)的具體防治任務(wù)如下：

（1）對(duì)區(qū)內(nèi)重要地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)建立群專結(jié)合監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，并與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)相結(jié)合，形成地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制；

（2）對(duì)重要工程建設(shè)和居民集中點(diǎn)附近的重要邊坡點(diǎn)制定汛期巡回檢查制度，并對(duì)監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行必要的邊坡防治知識(shí)培訓(xùn)；

（3）開(kāi)展重大危險(xiǎn)源的專業(yè)監(jiān)測(cè)；

（4）對(duì)區(qū)內(nèi)部分災(zāi)害點(diǎn)根據(jù)“輕重緩急，分期防治”的規(guī)劃原則進(jìn)行分期治理；

（5）加強(qiáng)邊坡科普宣傳，通過(guò)各種方式普及地質(zhì)災(zāi)害防治和減災(zāi)知識(shí)，加強(qiáng)政府主管部門(mén)的監(jiān)管和提高居民對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防范意識(shí)。

7.2次重點(diǎn)防治區(qū)

該次重點(diǎn)防治區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等區(qū)位于重點(diǎn)防治區(qū)之外的區(qū)域，面積為6.15km2。共分布地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)5處，崩塌1處，潛在崩塌4處；受威脅人口10人，受威脅資產(chǎn)30萬(wàn)元。

防治的具體任務(wù)如下：

表8　地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)劃分綜合指標(biāo)表

（1）落實(shí)重要邊坡點(diǎn)監(jiān)測(cè)人，建立邊坡群測(cè)群防網(wǎng)絡(luò)；

（2）對(duì)區(qū)內(nèi)部分邊坡點(diǎn)根據(jù)“輕重緩急，分期防治”的規(guī)劃原則進(jìn)行分期治理。

8　結(jié)論

采用方格網(wǎng)法展開(kāi)萬(wàn)山島地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作，通過(guò)全方位調(diào)查綜合評(píng)估各區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害“易發(fā)性”及“易損性”，最終確定萬(wàn)山島區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)。該方法降低了傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估中定性判斷的主觀性帶來(lái)的誤差。根據(jù)危險(xiǎn)性分區(qū)最終確定萬(wàn)山島重點(diǎn)防治區(qū)與次重點(diǎn)防治區(qū)，為萬(wàn)山區(qū)工程建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)，及國(guó)土部門(mén)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治工作的規(guī)劃部署提供參考。需要說(shuō)明的是，不同地區(qū)可能有不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，但是方格網(wǎng)應(yīng)用地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的方法與本文相似。

［1］國(guó)土資源部.國(guó)土資發(fā)［1999］392號(hào)［S］.1999：15-20.

［2］中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院.縣（市）地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求實(shí)施細(xì)則》［S］.2000：150-200.

［3］ 珠海市國(guó)土資源局.廣東省珠海市地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃［S］.2006：75-80.

［4］廣東省珠海工程勘察院.珠海市萬(wàn)山海洋開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)專項(xiàng)調(diào)查報(bào)告［R］.2013：15-32.

［5］廣東省珠海工程勘察院.珠海市地質(zhì)災(zāi)害防治“十二五”規(guī)劃［R］.2013：45-62.

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A

1004-5716（2016）05-0181-05

2016-01-27

2016-01-27

吳舒天（1982-），男（漢族），吉林吉林人，工程師，現(xiàn)從事工程地質(zhì)、水文地質(zhì)工程技術(shù)工作。