基于AHP- FCJ 的三都縣產(chǎn)蛋崖旅游景區(qū)滑坡危險性評價

梁興蓉 宋華艷 潘網(wǎng)生

(黔南民族師范學(xué)院旅游與資源環(huán)境學(xué)院，貴州 都勻558000)

由于地質(zhì)體和地質(zhì)環(huán)境在演化過程中，自然、人為因素或者是兩者共同作用，從而給人類和社會環(huán)境造成一定的危害或產(chǎn)生威脅，這一地質(zhì)現(xiàn)象稱為地質(zhì)災(zāi)害[1]。近年來，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、監(jiān)測、評估及防治理論得到空前發(fā)展，其中部分學(xué)者關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害危險性評價也取得豐碩成果[2]-[6]，逐步完善了地質(zhì)災(zāi)害危險性評價體系。然而，專門針對旅游景區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害危險性評價工作開展得較少，關(guān)于貴州旅游景區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害危險性評價研究成果更少。貴州的旅游景區(qū)多位于高山深谷之中，極易受到地質(zhì)災(zāi)害的威脅，影響當(dāng)?shù)厝嗣裆敭a(chǎn)安全。本文擬以貴州省三都縣產(chǎn)蛋崖景區(qū)為研究對象，以地理信息系統(tǒng)（GIS）為基礎(chǔ)依托，采用層次分析法（AHP）和模糊綜合評判（FCJ）相融合的方法開展滑坡危險性評價研究，以期為旅游景區(qū)的規(guī)劃及地質(zhì)災(zāi)害防治提供理論指導(dǎo)。

1 研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 區(qū)域概況

三都水族自治縣位于貴州省黔南州。該縣以低中山峽谷、低丘陵緩坡地貌為主，海拔在400-1000m 之間，山地面積占94%，是典型的山地縣。其地理位置處于東經(jīng)107°40′-108°14′，北緯25°30′-26°10′之間，位于雷公山和月亮山腹地，地勢自西北向東南傾斜。該區(qū)域全年氣候溫暖多雨，且年平均氣溫為18.1℃。產(chǎn)蛋崖位于三都縣姑魯寨登趕山上，在它的山腰上裸露出一塊崖壁，其長達20 多米，高為6 米。崖壁表面不平整，在高處，有幾塊巨大而又尖利的巖石橫貫著；近百枚“石蛋”錯落有致地鑲嵌在崖壁上，“石蛋”的直徑約30-60cm，最重的甚至達300 多kg[7]。

圖1 產(chǎn)蛋崖景區(qū)衛(wèi)星影像圖

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文關(guān)于產(chǎn)蛋崖景區(qū)災(zāi)害點數(shù)據(jù)來源于實地考察，數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)來源于Bigmap 地圖下載器；遙感影像圖數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云（http:www.gscloud.cn），地質(zhì)數(shù)據(jù)來源于貴州區(qū)域地質(zhì)志1987 版。

2 研究方法

本文基于GIS 技術(shù)平臺，優(yōu)選符合研究區(qū)特點的13 個評價指標(biāo)，利用層次法計算指標(biāo)權(quán)重，運用模糊數(shù)學(xué)方法確定評價指標(biāo)的隸屬度，充分發(fā)揮層次分析法與模糊數(shù)學(xué)綜合評價法的綜合優(yōu)勢，有針對性性開展小區(qū)域喀斯特山區(qū)的滑坡危險性評價研究，獲得基于GIS 空間分析功能的滑坡危險性等級區(qū)劃結(jié)果。具體操作方法詳見參考文獻[8]-[9]。

層次分析法的判斷矩陣采用1-9 標(biāo)度構(gòu)建。一致性指標(biāo)CI計算參考文獻[10]。

模糊綜合評判側(cè)重于指標(biāo)分級和指標(biāo)重要性程度的評價，由此賦予不同指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，則可構(gòu)建評判指標(biāo)集、評語集與權(quán)重集。根據(jù)產(chǎn)蛋崖的評價因素實際取值，基于模糊理論確定評價因素V 對評價集U 的隸屬度，構(gòu)建模糊評判矩陣R。其中，隸屬度函數(shù)基于梯形分布模型設(shè)計[11]，公式如下：

式中：X 為各因子實際值；V 為評價集的上下界限。

3 滑坡危險性評價

3.1 評價指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)圖層處理

地質(zhì)災(zāi)害作為復(fù)雜存在的系統(tǒng)，常受控于地理、地質(zhì)、水文、人類工程活動等多種要素。結(jié)合研究區(qū)實際及前人研究成果，本文選取坡度、坡向、巖性、傾角、距河流距離、距山間沖溝、景觀臺、距道路切坡、植被覆蓋度、斷層距離、巖組結(jié)構(gòu)、距災(zāi)害點距離、災(zāi)害點治理情況等13 個因子建立評價指標(biāo)體系。

3.1.1 坡度。坡度是影響滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成的主控因子，高陡的凸形坡易產(chǎn)生滑坡。本文將坡度分為0～5°，5～15°，15～30°，30～45°四個等級，依次對應(yīng)無危險、低危險、中危險及高危險（圖2a)。

3.1.2 坡向。坡向?qū)ι降氐刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)育也存在影響，主要表現(xiàn)為陽坡風(fēng)化程度更高，坡面巖石更為破碎，且陽坡含水量和植被覆蓋度均較低，影響土體承壓力和地下水空隙壓力，往往更容易失穩(wěn)發(fā)生滑坡。本文將坡向分為0～90°，270～360°,180～270°，90～180°四個區(qū)段，依次對應(yīng)無危險、低危險、中危險及高危險（圖2b)。

3.1.3 巖性。地層巖性的不同也是導(dǎo)致滑坡這一地質(zhì)災(zāi)害形成條件的重要因子。區(qū)內(nèi)主要出露地層有晚寒武系下三都組的黃灰、青灰和灰色泥灰?guī)r（圖2c）。本文根據(jù)定性分類法，從堅硬程度方面對研究區(qū)域分為硬巖、較硬巖、較軟巖及軟巖，依次對應(yīng)無危險、低危險、中危險及高危險。

3.1.4 傾角。由貴州區(qū)域地質(zhì)志1987 版地質(zhì)圖矢量化斷層圖層及傾角圖層可得知該區(qū)域傾角在30-65 之間。因此將其傾角分為0°,0～10°,10～20°,20～90°四個等級，依次對應(yīng)無危險、低危險、中危險及高危險（圖2d）。

3.1.5 距河流距離。本文依距離河流遠近建立0～100 m.100～200 m.200～1000 m 及>1000 m 四級緩沖，但是由于研究區(qū)域較小，故只有前三環(huán)緩沖區(qū)，依次對應(yīng)高危險、中危險及低危險（圖2e）。

3.1.6 距山間沖溝。存在一定坡度的斜坡，或者是切割較深的溝谷都為滑坡的發(fā)育提供了有利的地形條件及臨空面。因此依距山間沖溝距離分別做0～50 m、50～100 m、100～200 m 及>200 m 四級緩沖，依次對應(yīng)高危險、中危險、低危險及無危險。

3.1.7 植被覆蓋度。植被的根系可以穩(wěn)固土層，故植被覆蓋度的高低也與滑坡發(fā)生的危險性密切相關(guān)。本文依據(jù)植被覆蓋度做重分類處理，設(shè)置低、較低、較高、高四個級別，依次對應(yīng)高危險、中危險、低危險及無危險（圖2g）。

3.1.8 斷層距離。本文考慮斷層對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育的重要影響，按距離斷層遠近做半徑為500 m 的兩級緩沖（圖2h）。

3.1.9 巖組結(jié)構(gòu)。研究區(qū)屬于寒武系三都組，本文將巖組結(jié)構(gòu)劃分為整體性好、整體性稍好、部分破碎及松散破碎四個類別，依次對應(yīng)無危險、低危險、中危險及高危險。（圖2i）。

3.1.10 景觀臺。結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H情況，環(huán)景觀臺分別構(gòu)建0～30 m、30～60 m、60～100 m 及>100 m 四級緩沖，依次對應(yīng)高危險、中危險、低危險及無危險（圖2j）。

3.1.11 距道路切坡。受地形的限制，山區(qū)旅游道路工程建設(shè)常常需要對山體做切坡處理。此時切坡在卸荷、風(fēng)化、降雨誘發(fā)以及車輛振動的作用下極易誘發(fā)滑坡或是其他類型的地質(zhì)災(zāi)害，本文按50 m 的影響半徑做四級緩沖處理（圖2k）。

圖2 評價指標(biāo)圖層數(shù)據(jù)及處理

3.1.12 距災(zāi)害點距離。參考相關(guān)文獻，結(jié)合實際情況，將距災(zāi) 害 點 距 離 以0-30 m、30-60 m、60-100 m 及>100 m 距離做緩沖區(qū)，依次對應(yīng)高危險、中危險、低危險及無危險（圖2l）。

3.1.13 災(zāi)害點治理情況。在道路工程建設(shè)活動中，形成了一定數(shù)量的人工邊坡，而且這些邊坡基本沒有進行工程防護措施，甚至有些邊坡上掉落的危石都未進行清除（圖2m-1,2m-2）。

3.2 構(gòu)造判斷矩陣

首先，分析準(zhǔn)則層B（基礎(chǔ)因子（B1）和誘發(fā)因子（B2））對目標(biāo)層A 的相對重要性判斷矩陣G（見表1）。

然后，分析方案層C 中的C1-C9（坡度、坡向、巖性、傾角、距河流距離、距山間沖溝、植被覆蓋度、斷層距離、巖組結(jié)構(gòu)）對準(zhǔn)則層B1（基礎(chǔ)因子）的重要性并構(gòu)造判斷矩陣G1（見表2）。

最后，分析方案層C 中的C10-C13（景觀臺、距道路切坡、災(zāi)害點治理情況、距災(zāi)害點距離）對準(zhǔn)則層B2（誘發(fā)因子）的重要性并構(gòu)造判斷矩陣G2（見表3）。

經(jīng)計算，G 矩陣、G1 矩陣和G2 矩陣的最大特征值分別為2、10.0832 和4.2128，其一致化率CR均小于0.1，一致性檢驗合格。各因子權(quán)重值見表4。

3.3 計算因子的綜合權(quán)重值

在滿足一致性條件的基礎(chǔ)上，計算各個評價指標(biāo)所占的綜合權(quán)重值（見表5）。

3.4 模糊綜合評判

滑坡危險性程度可以采用4 等級制，即：無危險、低危險、中危險、高危險，建立滑坡的危險度評價集，即U=(U1,U2,U3,U4)=(無危險，低危險，中危險，高危險)。由此，建立滑坡危險指標(biāo)等級及其賦值表（表6）。

根據(jù)產(chǎn)蛋崖的評價因子實際取值，求得評價因子V 對評價集U 的隸屬度，從而建立模糊矩陣R。

表1 因子重要性標(biāo)度

表2 產(chǎn)蛋崖滑坡危險性評價因子的判斷矩陣G1 及相關(guān)重要性標(biāo)度

表3 產(chǎn)蛋崖滑坡危險性評價因子的判斷矩陣G2 及相關(guān)重要性標(biāo)度

表4 相對權(quán)重結(jié)果表

表5 綜合權(quán)重值結(jié)果表

表6 滑坡危險指標(biāo)等級及其賦值表

基于GIS 技術(shù)的產(chǎn)蛋崖景區(qū)滑坡危險性等級區(qū)劃圖如圖3。

根據(jù)O=W×R (O 表示模糊綜合評判集）對產(chǎn)蛋崖景區(qū)內(nèi)一處典型滑坡災(zāi)害點的危險性做模糊綜合評判，取得如下結(jié)果：

OG中最高值為0.777，即該災(zāi)害點仍屬高危險等級。

3.5 結(jié)果分析與討論

景區(qū)內(nèi)高危險區(qū)面積占比11%，主要分布在景區(qū)西部及南部；中危險區(qū)面積占比44%，在景區(qū)內(nèi)占比最大；低危險區(qū)面積占比為32%，主要環(huán)繞在中危險區(qū)的周圍；無危險區(qū)面積占比12%，主要分布在該旅游景區(qū)的西北及東南部。景區(qū)內(nèi)一處典型滑坡災(zāi)害點仍屬于高危險等級狀態(tài)。上述評價結(jié)果與實地情況基本相符。

圖3 產(chǎn)蛋崖景區(qū)滑坡危險性等級區(qū)劃圖

3.6 防治對策

在滑坡危險性評價的基礎(chǔ)上，結(jié)合景區(qū)實際，進行分區(qū)預(yù)防與重點治理。具體防治措施如下：（1）在條件允許的情況下，在隱患點或者是災(zāi)害點處設(shè)置自動化監(jiān)測設(shè)備，確保對滑坡體任何情況下實時狀況的監(jiān)測預(yù)警；(2）在滑坡體后緣設(shè)置截排水溝，防止滑坡體后緣的雨水進入滑坡區(qū)，減少雨水對山體的入滲和沖刷；(3）將人工邊坡落石清理掉，再使用防護欄將隱患隔離，并設(shè)置警示標(biāo)牌，以提醒游客及時避險。

4 結(jié)論

4.1 研究區(qū)滑坡以中危險等級為主，景區(qū)內(nèi)一處典型滑坡災(zāi)害點仍處于高危險狀態(tài)。景區(qū)管理部門應(yīng)加強監(jiān)測，完善預(yù)警預(yù)報制度建設(shè)。若深度開發(fā)，建議謹慎評估。

4.2 基于GIS 技術(shù)的層次- 模糊綜合評判模型具有明顯技術(shù)優(yōu)勢。無論是景區(qū)內(nèi)單體滑坡危險性評價，還是景區(qū)小區(qū)域滑坡危險性評價，評價結(jié)果均與實地勘察情況基本相符，證實該方法可以在類似喀斯特區(qū)域做推廣應(yīng)用。