基于ArcGis的珠海市地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)劃分

江 山，江 寧，江金進(jìn)，劉 佳，李俊生，趙風(fēng)順，廖海斌

（1.廣東省珠海工程勘察院，廣東珠海519002；2.廣東省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì)，廣東珠海 519002）

1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

珠海市位于廣東省南部，珠江出?？谖靼?，北接中山市，南連澳門，西鄰江門市，東隔珠江口、伶仃洋與香港相望，下轄香洲、斗門、金灣3個行政區(qū)，設(shè)有橫琴、高新、保稅、萬山、高欄5 個經(jīng)濟(jì)功能區(qū)，總面積1736.46 km2[1]，戶籍人口118.87 萬人。由于受氣候因素、地理地勢以及人為因素的多重影響，在汛期期間，珠海市近年來地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)多發(fā)頻繁態(tài)勢，受降雨和地質(zhì)環(huán)境條件的制約，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害多為坡面局部淺表層發(fā)生巖土體滑塌或滾落，造成的損失一般較小，地質(zhì)災(zāi)害類型較簡單，規(guī)模一般為小型，但由于坡腳人員居住、行人或車輛過往比較密集，因此，其危害性往往較大，同時具備突發(fā)性特征。截止2019年4月，崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)135處，其中崩塌109處、滑坡26處，共威脅975人和近6955萬元財(cái)產(chǎn)安全。

2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)分區(qū)及計(jì)算

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)是指明顯可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害且可能造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的地區(qū)[2]，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)分區(qū)是在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)（圖1）的基礎(chǔ)上，疊加地質(zhì)災(zāi)害危害程度的綜合計(jì)算分析來進(jìn)行的。根據(jù)一般規(guī)定，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)劃分為危險(xiǎn)性大區(qū)、危險(xiǎn)性中等區(qū)和危險(xiǎn)性小區(qū)三個等級區(qū)。

2.1 單元網(wǎng)格劃分

利用ArcGIS 軟件建立空間分析數(shù)據(jù)庫，使用“創(chuàng)建漁網(wǎng)工具”對研究區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格剖分，為保證評價(jià)結(jié)果的精度，本次剖分單元面積為200m×200m，共劃分出45220個計(jì)算單元。

2.2 評價(jià)因子的量化與計(jì)算

地質(zhì)災(zāi)害的危害程度主要從社會經(jīng)濟(jì)損失程度和人員傷亡損失程度兩個方面考慮[4]。社會經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失程度主要根據(jù)土地利用現(xiàn)狀來確定，即根據(jù)不同的土地利用類型，賦予其不同的損失強(qiáng)度等級。人員傷亡損失程度使用鎮(zhèn)級人口數(shù)據(jù)并求出相對于該行政區(qū)面積的平均人口密度值，根據(jù)不同的人口密度賦予其不同的強(qiáng)度等級。

2.2.1 社會經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失程度指數(shù)

收集自然資源部門的現(xiàn)狀土地利用數(shù)據(jù)，根據(jù)各類土地利用類型的經(jīng)濟(jì)價(jià)值劃分為不同的受危害程度等級，并賦予其相對大小的數(shù)值（表1），利用ArcGIS在各評價(jià)單元格內(nèi)根據(jù)用地屬性進(jìn)行賦值，得到社會經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失程度指數(shù)分布圖（圖2）。

表1 用地類型與危害程度指數(shù)對應(yīng)表

2.2.2 人員傷亡損失程度指數(shù)

收集鎮(zhèn)級人口數(shù)據(jù)（2017年）（表2），將其按照對應(yīng)的行政區(qū)劃面積（去除高海拔山頂區(qū)域面積）分別計(jì)算其人口密度，并劃分為四個密度等級，即受危害程度等級，賦予其相對大小數(shù)值（表3）。

表2 各鎮(zhèn)戶籍人口及人口密度

表3 人口密度與危害程度指數(shù)對應(yīng)表

利用ArcGIS 在各評價(jià)單元格內(nèi)根據(jù)人口密度進(jìn)行賦值，得到人員傷亡損失程度指數(shù)分布圖（圖3）。

2.2.3 各個單元格的地質(zhì)災(zāi)害危害程度綜合指數(shù)的基本計(jì)算方法

式中：Zc、Ac——社會經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失程度指數(shù)及其權(quán)重；

Zr、Ar——人員傷亡損失程度指數(shù)及其權(quán)重。

財(cái)產(chǎn)損失權(quán)重Ac=0.6，人員損失權(quán)重Ar=0.4。

將社會經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失程度指數(shù)和人員傷亡損失程度指數(shù)疊加計(jì)算，得到各個評價(jià)單元格的綜合的地質(zhì)災(zāi)害危害程度指數(shù)數(shù)值（圖4）。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)及評價(jià)

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性與地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度和危害程度均相關(guān)，可以認(rèn)為劃分危險(xiǎn)分區(qū)時，先判斷該區(qū)是否易發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，如果易發(fā)，再判斷地質(zhì)災(zāi)害危害程度多大。因此地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)指數(shù)可以將地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖與地質(zhì)災(zāi)害危害程度分區(qū)圖的各個單元格的數(shù)值相乘，通過Arcgis 的柵格計(jì)算器功能得出各個單元格的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度指數(shù)。然后使用Arc-GIS 軟件生成全區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度指數(shù)等值線圖；最后，根據(jù)等值線并參考地質(zhì)地貌、地質(zhì)災(zāi)害、社會經(jīng)濟(jì)等狀況，按照一定的原則將其劃分出三級危險(xiǎn)分區(qū)（大、中等、和?。?。

各個單元格的危險(xiǎn)性指數(shù)的基本計(jì)算方法為：

式中：Zw——地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度指數(shù)；

Zf——地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度指數(shù)；

Zh——地質(zhì)災(zāi)害危害程度指數(shù)。

最終通過地質(zhì)災(zāi)害危害程度綜合指數(shù)分布圖與地質(zhì)災(zāi)害（崩塌滑坡）易發(fā)分區(qū)圖疊加分析計(jì)算，得到珠海市地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)分區(qū)圖（圖5）。

珠海市地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性劃分為高危險(xiǎn)區(qū)、中危險(xiǎn)區(qū)、低危險(xiǎn)區(qū)3 個級別的區(qū)域，123 個亞區(qū)。其中地質(zhì)災(zāi)害高危險(xiǎn)區(qū)有60 個亞區(qū)，總面積為343.65km2，占全區(qū)陸域總面積的19.79%；地質(zhì)災(zāi)害中危險(xiǎn)區(qū)有28個亞區(qū)，面積為472.05km2，占全區(qū)陸域總面積的27.18%；地質(zhì)災(zāi)害低危險(xiǎn)區(qū)有35 個亞區(qū)，面積為920.76km2，占全區(qū)陸域總面積的53.03%。

3 結(jié)論

本文基于ArcGIS 軟件平臺建立了空間分析數(shù)據(jù)庫，綜合考慮采取了珠海地區(qū)人口密度及土地利用現(xiàn)狀作為評價(jià)因子，同時疊加了地質(zhì)災(zāi)害（崩塌滑坡）易發(fā)分區(qū)圖參與分析計(jì)算。最終的分區(qū)結(jié)果很好地反映了珠海市地質(zhì)災(zāi)害危害程度的分布情況，為各級政府開展地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)防治提供基礎(chǔ)依據(jù)。