多因素打分滑坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法

盧亞婷,蔣金豆,何曉東,顏英軍

（1.西京學(xué)院,陜西 西安 710123；2.中國電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,陜西 西安 710065）

工程概況

白河水電站位于秦嶺山脈與大巴山的結(jié)合部位、漢江上游河段,區(qū)域?qū)偾匕蛿鄩K山區(qū)。區(qū)內(nèi)主要出露寒武系地層,以千枚巖為主,次為奧陶～志留系地層,以碎屑巖類和碳酸鹽巖類為主。區(qū)內(nèi)現(xiàn)階段的人類工程活動(dòng)主要表現(xiàn)為水電工程建設(shè)、修路、建房和農(nóng)民耕種等方面。

1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布

庫區(qū)滑坡發(fā)育,共計(jì)42 處,局部為松動(dòng)巖體,崩塌體零星分布于沿岸坡坡腳或陡崖下。壩區(qū)滑坡共計(jì)7 處,局部為松動(dòng)巖體。

引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的因素主要有地形坡度、地層巖性、滑坡類型等[1]。地層巖[2-3]性是滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率及生成時(shí)間長短的影響因素,由圖1 可知Type A地層巖性更易滑坡；由圖2 可知順層坡發(fā)生滑坡居多；發(fā)育密度[4]指一定距壩距離范圍內(nèi)發(fā)生災(zāi)害的數(shù)量,如圖3 所示在距壩0～2 km 內(nèi)及7～8 km 內(nèi)易發(fā)生滑坡；如圖4 所示體積方量為10～30 萬m3巖體更易發(fā)生滑坡；前緣高程較正常蓄水位低時(shí)處于飽水狀態(tài)易失穩(wěn)滑動(dòng),由圖5 可知高程在180 m～193.73 m 時(shí)易發(fā)生滑坡。

圖1 各地層巖性滑坡地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量

圖2 各滑坡類型發(fā)生頻率

圖3 發(fā)育密度統(tǒng)計(jì)

圖4 滑坡方量統(tǒng)計(jì)

圖5 不同高程滑坡數(shù)量統(tǒng)計(jì)

2 滑坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性劃分

根據(jù)滑坡發(fā)育的影響因素,本研究選取了地形地貌、地層巖性、岸坡類型、發(fā)育密度、方量、前緣高程、穩(wěn)定性及受災(zāi)對(duì)象等8 個(gè)影響因子進(jìn)行量化,對(duì)滑坡發(fā)生的影響因子進(jìn)行賦值并分級(jí)打分。

2.1 影響因子賦值

按照各影響因子對(duì)評(píng)估區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害影響大小進(jìn)行分級(jí),其中,地形坡度越大發(fā)生滑坡的概率越大則危險(xiǎn)系數(shù)越大；地層巖性為絹云母石英千枚巖、石英絹云母片巖的巖體抗水流沖刷能力較差易滑坡；岸坡類型為順層坡較易產(chǎn)生滑移,易發(fā)生滑坡即危險(xiǎn)性較大；發(fā)育密度較大的區(qū)域滑坡后土體結(jié)構(gòu)改變?cè)斐上噜復(fù)馏w的變化使得發(fā)育密度大的區(qū)域危險(xiǎn)性較大；方量越大則結(jié)構(gòu)體型越大,自重越大危險(xiǎn)性越大；前緣高程在正常蓄水位以下的區(qū)域,高程越低受到水侵蝕的范圍越多危險(xiǎn)性越大；穩(wěn)定性評(píng)價(jià)越好則危險(xiǎn)性越??；潛在受災(zāi)對(duì)象的范圍越大則危險(xiǎn)性越大。根據(jù)各因素的潛在危險(xiǎn)程度,確定各級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)分值,其賦值見表1。

表1 影響因子打分

2.2 危險(xiǎn)性權(quán)重調(diào)查

滑坡災(zāi)害危險(xiǎn)性權(quán)重是指評(píng)價(jià)單元區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害危險(xiǎn)度時(shí),各種類型各孕災(zāi)環(huán)境因子對(duì)滑坡災(zāi)害發(fā)生與否及影響大小的比較權(quán)重值。將地形坡度、地層巖性、岸坡類型歸為自然因素[5]進(jìn)行打分,權(quán)重的專家調(diào)查結(jié)果見圖6。

圖6 權(quán)重調(diào)查結(jié)果

2.3 危險(xiǎn)性判斷

按照公式（1）的打分方式對(duì)所有分值進(jìn)行求和,判斷其危險(xiǎn)性等級(jí),其中自然因素中的三個(gè)影響因子得分取最大值。

式中：S 為滑坡地質(zhì)災(zāi)害得分；S1為自然因素得分（三個(gè)影響因子得分取最大值）；S2為發(fā)育密度得分；S3為方量得分；S4為前緣高程得分；S5為穩(wěn)定性得分；S6為受災(zāi)對(duì)象得分。

各滑坡地質(zhì)災(zāi)害根據(jù)上述賦值與權(quán)重,按照打分規(guī)則進(jìn)行打分,結(jié)果見表2。根據(jù)得分結(jié)果按照得分小于3.8 的區(qū)域劃分為危險(xiǎn)性小區(qū)；得分在3.8 到5.5 的區(qū)域劃分為危險(xiǎn)性中區(qū)；得分大于5.5 分的區(qū)域劃分為危險(xiǎn)性大區(qū)。

表2 各滑坡地質(zhì)災(zāi)害得分

各滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)危險(xiǎn)性等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果與專家評(píng)判結(jié)果對(duì)比見圖7,與專家評(píng)判結(jié)果相比較,庫區(qū)滑坡數(shù)量判定相差較小,吻合率達(dá)89%；壩區(qū)滑坡數(shù)量判定與專家判定一致,吻合率達(dá)100%。本評(píng)價(jià)方法具有評(píng)價(jià)方法簡單,結(jié)果準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)。

圖7 評(píng)判結(jié)果對(duì)比

3 危險(xiǎn)性分區(qū)評(píng)價(jià)

3.1 分區(qū)方法

危險(xiǎn)性小區(qū)（A 區(qū)）：地質(zhì)環(huán)境條件較簡單,工程建設(shè)遭受滑坡地質(zhì)災(zāi)害危害的可能性小,可能造成的損失和危害程度小。巖土體穩(wěn)定性總體較好,局部地段可能產(chǎn)生崩塌及小規(guī)模的滑坡現(xiàn)象,易于治理。對(duì)建筑物危害小的地區(qū),均為建設(shè)用地適宜區(qū)。

危險(xiǎn)性中等區(qū)（B 區(qū)）：滑坡地質(zhì)環(huán)境條件較復(fù)雜,不良地質(zhì)作用相對(duì)較發(fā)育,工程建設(shè)中人工切坡形成高陡邊坡,可能誘發(fā)崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,遭受滑坡地質(zhì)災(zāi)害危害的可能性中等,可能造成的損失和危害程度中等,危險(xiǎn)性中等,但可采取工程措施進(jìn)行處理。均為建設(shè)用地基本適宜區(qū)。

危險(xiǎn)性大區(qū)（C 區(qū)）：地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜,不良地質(zhì)作用發(fā)育,工程建設(shè)中人工切坡形成高陡邊坡,可能誘發(fā)崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,遭受滑坡地質(zhì)災(zāi)害危害的可能性大,可能造成的損失和危害程度大,危險(xiǎn)性大,采取工程措施進(jìn)行處理難度大。均為建設(shè)用地適宜性差區(qū)。

3.2 分區(qū)評(píng)估

評(píng)估區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)劃分為危險(xiǎn)性小區(qū)（A 區(qū)）、危險(xiǎn)性中等區(qū)（B 區(qū)）與危險(xiǎn)性大區(qū)（C區(qū)）。對(duì)評(píng)估區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害綜合評(píng)估結(jié)果：危險(xiǎn)性大區(qū)0.02 km2；危險(xiǎn)性中等區(qū)2.62 km2；危險(xiǎn)性小區(qū)99.96 km2。

4 結(jié)論

本研究按地形地貌、地層巖性、岸坡類型、發(fā)育密度、方量、前緣高程、穩(wěn)定性及受災(zāi)對(duì)象等8 個(gè)影響因子,提出了滑坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性多因素打分綜合分析方法。根據(jù)各因素生的潛在危險(xiǎn)程度,確定各級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)分值進(jìn)行賦值,再根據(jù)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算分值,其他影響因子分別賦值后根據(jù)其權(quán)重對(duì)所有分值進(jìn)行求和,根據(jù)得分結(jié)果按照得分小于3.8 的區(qū)域劃分為危險(xiǎn)性小區(qū)、得分在3.8 到5.5 的區(qū)域劃分為危險(xiǎn)性中區(qū)、得分大于5.5 分的區(qū)域劃分為危險(xiǎn)性大區(qū),得到危險(xiǎn)性大區(qū)0.02 km2、危險(xiǎn)性中等區(qū)2.62 km2、危險(xiǎn)性小區(qū)99.96 km2。將該方法應(yīng)用于白河水電站庫壩區(qū)滑坡進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū),所得結(jié)論與專家調(diào)查定性判定結(jié)論相吻合,表明該評(píng)估方法合理高效,可為類似滑坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和分區(qū)提供參考。