惠水縣九龍禪寺和燕子洞景區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價

潘網(wǎng)生 符 連

（黔南民族師范學院旅游與資源環(huán)境學院，貴州 都勻558000）

1 概述

惠水縣隸屬貴州省黔南州，位于省會貴陽正南30km 處。近年來，隨著惠水縣旅游基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，旅游經(jīng)濟也取得較好發(fā)展，但景區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患問題依然突出，成為旅游主管部門、景區(qū)及公眾關(guān)注的熱點。因此，開展旅游景區(qū)地質(zhì)災(zāi)害安全評價具有緊迫性和必要性。當前，地質(zhì)災(zāi)害評價方法主要有層次分析法[1]、權(quán)重指數(shù)法[2]、信息量模型[3]、模糊評價法[4]、概率比率模型[5]、敏感指數(shù)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數(shù)主成分分析法在本質(zhì)上是一致的，均為基于概率的評價法，但該方法需要大量的災(zāi)害點信息作為評價依據(jù)；模糊綜合評價法則是基于模糊數(shù)學的隸屬度計算各評價指標對地質(zhì)災(zāi)害的貢獻，但隸屬度的確定具有一定的主觀性，且要求充分掌握各分級指標對地質(zhì)災(zāi)害的貢獻度；權(quán)重指數(shù)法和層次分析法在本質(zhì)上也是一致的，層次分析法相對簡單。結(jié)合生產(chǎn)實踐認識，我們認為基于GIS 技術(shù)的模型融合可以達到、甚至超過其他單一方法評價效果，因此本文以惠水縣九龍禪寺和燕子洞景區(qū)的滑坡和崩塌地質(zhì)災(zāi)害為研究對象，通過基于GIS技術(shù)的模糊層次模型開展地質(zhì)災(zāi)害危險評價研究，為景區(qū)的規(guī)劃建設(shè)與地質(zhì)災(zāi)害防治提供參考意見。

2 研究區(qū)域概況

九龍禪寺位于貴州省惠水縣城西北8 公里處（圖1），始建于清朝康熙二十一年（公園1682 年），毀于解放前，復建于2007年。每年農(nóng)歷的“三月三”、“四月八”、“六月六”等少數(shù)民族節(jié)日，當?shù)氐拿缱宥紩奂诰琵埗U寺一起歡度節(jié)日。九龍禪寺景區(qū)地處亞熱帶季風氣候區(qū)，年降水量在1100mm 左右，海拔1070m-1205.4m，景區(qū)核心區(qū)域由左山、右山及后山三座山體組成，九龍禪寺院被圍于其中。內(nèi)部山體受風化、侵蝕等影響，巖石裂隙發(fā)育，巖層整體性較差，但由于巖層近乎水平狀，故其穩(wěn)定性較好。因寺院的修建與擴建，周圍山體受人類工程活動影響較大。

燕子洞景區(qū)位于該縣羨塘鎮(zhèn)東北方向2km 處（圖1）。燕子洞洞高約215m，寬約50 米。洞中為上百萬只白腰雨燕的棲息地，是全國最大的候鳥棲息洞穴。

圖1 九龍禪寺、燕子洞景區(qū)位置圖

白腰雨燕是我國國家三級保護動物，為了保護白腰雨燕的棲息地，燕子洞景區(qū)并未得到開發(fā)，但仍有很多游客慕名而來，逢年過節(jié)時附近村民也歡聚于此。燕子洞地處屬亞熱帶季風氣候區(qū)，年降水量1200mm 以上，以山地為主，海拔在808～1170m之間，屬喀斯特地貌區(qū)的溶蝕地貌，溶洞、地下暗河及河流等發(fā)育較好。燕子洞洞室、河流沿岸發(fā)現(xiàn)崩塌碎屑堆積物，外部道路沿線也有多處危巖隱患。

3 研究方法與數(shù)據(jù)來源

本文研究方法參考文獻[7]，分別針對地質(zhì)災(zāi)害類型選取評價指標，構(gòu)建評價指標體系（本文所有指標均設(shè)定為同一級），基于0.1-0.9 標度確定模糊判斷矩陣，計算指標權(quán)重并通過相容性指標S 對模糊判斷矩陣做一致性檢驗。通過構(gòu)建模糊評價的評語集Vi，經(jīng)由專家打分法分別確定各分級指標隸屬度，由此構(gòu)建模糊評價矩陣P=（Pij）n×n，Pij即表示某分級指標隸屬于評語集Vi的程度大小，Vi分別對應(yīng)i 危險等級。運用GIS 技術(shù)提取各指標圖層，做柵格化處理后，計算并輸出各空間單元的危險性評價結(jié)果。本文基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)來源于實地調(diào)研和文獻資料，遙感影像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程數(shù)據(jù)來源于Bigmap 地圖下載器，地質(zhì)數(shù)據(jù)來源于中國區(qū)域地質(zhì)志/貴州志（2017 版）[9]。

4 地質(zhì)災(zāi)害危險性評價

4.1 評價因子分析

圖2 九龍禪寺景區(qū)數(shù)字高程模型

圖3 燕子洞景區(qū)數(shù)字高程模型

地形地貌因子。坡度對地質(zhì)災(zāi)害的形成和發(fā)展起著重大的作用。九龍禪寺、燕子洞均屬于喀斯特地貌區(qū)，地形均以山地為主，前者海拔在1070-1205.4m，坡度在0.17 °-51.86 °（圖2）；后者海拔在880-1170m，坡度在0 °-58.44 °（圖3）。坡度、地形起伏度因子經(jīng)由數(shù)字高程模型提取。

巖層巖性因子。地層巖性巖組是喀斯特地質(zhì)災(zāi)害重要評價指標，巖層中巖石的巖性以及巖層之間的組合狀況對山體穩(wěn)定決定性影響。九龍禪寺主要有C2+3（黃龍群、馬坪組）、C2hn（黃龍群）、C1d+b（大塘組、擺佐組）這三類地層（圖4），各地層的巖層產(chǎn)狀大致為92 °∠3 °。其中黃龍群為厚層塊狀灰?guī)r,巖層裂隙發(fā)育，巖石硬度大，但整體性較差；馬坪組為含白云質(zhì)厚層致密灰?guī)r，夾礫狀灰?guī)r、泥頁巖和粉砂巖，巖石硬度小，整體性稍好；大塘組為厚層泥晶灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖或泥灰?guī)r夾少量砂巖，巖石硬度小，整體性稍好；擺佐組為灰白色塊狀白云巖，夾灰白色塊狀致密灰?guī)r，巖石硬度大，但整體性差。因此，九龍禪寺景區(qū)巖石的硬度從大到小分別為C2hn、C2+3、C1d+b；燕子洞巖層主要是C2hn（黃龍群），巖層產(chǎn)狀118 °∠10 °，為一套灰白色中厚層灰?guī)r，巖組結(jié)構(gòu)整體性較好。由于燕子洞景區(qū)巖性一致，故考慮采用巖層傾角與坡度關(guān)系（順層、反傾）參與地質(zhì)災(zāi)害危險性評價（圖6）。

斷層因子。斷層對地質(zhì)災(zāi)害有較大的影響，距斷層越近受斷層的影響就越大。九龍禪寺景區(qū)的東南面有一條斷層，距離較近，本文以500m 為緩沖半徑來量化斷層對研究區(qū)的影響大小（圖5）。燕子洞景區(qū)周邊無斷層。

圖4 九龍禪寺景區(qū)地層分布

圖5 九龍禪寺景區(qū)斷層緩沖區(qū)

植被覆蓋率因子。盡管植被覆蓋率也是影響地質(zhì)災(zāi)害形成和發(fā)展的重要因素，但兩個景區(qū)的植被覆蓋率均較高（圖6，7），且景區(qū)范圍較小，植被覆蓋的差異對地質(zhì)災(zāi)害的影響難以量化。因此本文不考慮植被指標。

圖6 九龍禪寺景區(qū)植被、人類工程活動

水系因子。在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育過程中，河流對滑坡、泥石流等災(zāi)害有著較大的影響。九龍禪寺景區(qū)及附近沒有河流發(fā)育；燕子洞景區(qū)有河流發(fā)育，由于地處亞熱帶季風氣候區(qū)，河流的流量受降水的影響，季節(jié)變化較大（圖7）。

圖7 燕子洞景區(qū)植被、人類工程活動與水系

人類工程活動（建筑，道路）因子。九龍禪寺的人類工程活動比燕子洞要強烈一些，對地質(zhì)災(zāi)害的形成和發(fā)展有較大影響（圖6）；在燕子洞景區(qū)中，有大量的白腰雨燕棲息在此，為了保護白腰雨燕的棲息地，景區(qū)周圍的人類工程活動受到很大的限制，人類工程活動在景區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害形成和發(fā)展的過程中影響較?。▓D7）。

降水量因子。景區(qū)均地處亞熱帶季風氣候區(qū)，九龍禪寺年降水量約1100mm，燕子洞年降水量1200mm 以上，降水的季節(jié)變化較大，且降水主要集中在5-8 月，在此期間多發(fā)暴雨和連續(xù)性降水，易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

降水是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要因子，但由于本文研究區(qū)域范圍較小，降水量和降水強度在這一范圍內(nèi)的差異難以量化，因此本文不考慮降水因子。

4.2 構(gòu)建模糊判斷矩陣

根據(jù)0.1-0.9 標度法確定景區(qū)滑坡和崩塌地質(zhì)災(zāi)害的模糊判斷矩陣（表1，2）：

表1 九龍禪寺景區(qū)模糊判斷矩陣

表2 燕子洞景區(qū)模糊判斷矩陣

通過計算得到各評價指標權(quán)重W 如下：

其中，九龍禪寺景區(qū)滑坡模糊判斷矩陣相容性指標S=0.95>0.8，其一致性可接受；九龍禪寺景區(qū)崩塌模糊判斷矩陣相容性指標S=0.96>0.8，其一致性可接受。燕子洞景區(qū)滑坡模糊判斷矩陣相容性指標S=0.96>0.8，其一致性可接受；燕子洞景區(qū)崩塌模糊判斷矩陣相容性指標S=0.94>0.8，其一致性可接受。

表3 評價指標分級

4.3 危險性等級區(qū)劃

根據(jù)景區(qū)實際情況，將各分級指標劃歸不同的評語集{V1，V2，V3}，分別對應(yīng)地質(zhì)災(zāi)害的高危險、中危險和低危險（表3）。

根據(jù)指標對滑坡和崩塌的危險性貢獻度，設(shè)各評價指標的分級量化之和為1，由此構(gòu)建九龍禪寺和燕子洞景區(qū)的滑坡、崩塌模糊評價矩陣P。模糊評價矩陣各評價因子排序同模糊判斷矩陣。

基于GIS 技術(shù)求解J=WT·P，獲得各評價指標被評定為Vi的隸屬度；再通過求解K=J·V*（V*=（30，60，90）T，得到任一空間柵格單元的滑坡和崩塌的危險性評價結(jié)果，歸一化處理后以[0，0.35），[0.35，0.7)，[0.7，1]為區(qū)段做重分類，最后輸出滑坡和崩塌危險性等級區(qū)劃圖（圖8-11）。

4.4 結(jié)果分析

九龍禪寺景區(qū)滑坡高危險區(qū)面積占比10.35%，滑坡中危險區(qū)面積占比41.41%，滑坡低危險區(qū)面積占比48.24%，高危險區(qū)主要分布于公路沿線和部分山體上，九龍禪寺左前方的部分民房處于高危險區(qū)，風險隱患不容忽視；九龍禪寺景區(qū)崩塌高危險區(qū)面積占比23.95%，崩塌中危險發(fā)區(qū)面積占比48.89%，崩塌低危險區(qū)面積占比27.16%，崩塌高危險區(qū)主要分布于居民區(qū)附近，距離寺院較遠。

圖8 九龍禪寺景區(qū)滑坡危險等級區(qū)劃圖

圖9 九龍禪寺景區(qū)崩塌危險等級區(qū)劃圖

圖10 燕子洞景區(qū)滑坡危險等級區(qū)劃圖

圖11 燕子洞景區(qū)崩塌危險等級區(qū)劃圖

燕子洞景區(qū)滑坡高危險區(qū)面積占比15.38%，滑坡中危險區(qū)面積占比60.51%，滑坡低危險區(qū)面積占比24.11%，滑坡高危險區(qū)主要分布于河流兩側(cè)和公路沿線。

燕子洞景區(qū)崩塌高危險區(qū)面積占比7.41%，崩塌中危險區(qū)面積占比53.64%，崩塌低危險區(qū)面積占比38.95%，崩塌高危險區(qū)主要分布于景區(qū)北端的道路沿線及地下暗河兩側(cè)，景區(qū)南側(cè)河流東岸也有分布。

5 結(jié)論

5.1 九龍禪寺、燕子洞景區(qū)的滑坡和崩塌危險性評價結(jié)果與實地調(diào)查情況基本相符，表明GIS 空間分析功能與模糊層次模型的結(jié)合在小區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險性評價研究中具有明顯技術(shù)優(yōu)勢，且方法簡單，結(jié)論可靠。

5.2 九龍禪寺景區(qū)的寺院相對安全，但周邊居民區(qū)存在較大安全隱患。燕子洞景區(qū)的滑坡隱患集中分布于河谷地帶，崩塌隱患則集中于地下暗河附近及道路沿線。

6 防治對策

鑒于九龍禪寺景區(qū)節(jié)假日人流密集，建議加強景區(qū)的日常安全管理工作，探索和研究群防和技防相結(jié)合的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、預警預報機制；燕子洞景區(qū)開發(fā)程度較低，建議對較為突出的小型災(zāi)害隱患做清除處理，針對大型危巖體隱患，應(yīng)設(shè)置醒目警示標牌，提示游人及時避險。