基于邏輯信息法的珠海市金灣區(qū)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)

趙風(fēng)順，賴 波，江金進(jìn)，李俊生

（廣東省珠海工程勘察院，廣東 珠海 519000）

金灣區(qū)隸屬廣東省珠海市轄區(qū)，位于珠海市的西南部，地處珠江出海口磨刀門與崖門之間的南海之濱。近年來，隨著珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)“西拓”發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，金灣區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)化及經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化，隨之而來是區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成了較大的不良影響，主要表現(xiàn)為削坡建房、工程建設(shè)以及修建公路等工程活動(dòng)對(duì)山體進(jìn)行了不同程度的開挖，形成了較多不同成因的不穩(wěn)定邊坡，嚴(yán)重影響區(qū)內(nèi)居民生命及財(cái)產(chǎn)安全。因此，本文通過選取區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要致災(zāi)因素，采用邏輯信息法對(duì)區(qū)內(nèi)斜坡類（崩塌、滑坡）地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)，旨在為區(qū)內(nèi)城市發(fā)展建設(shè)及運(yùn)營中防災(zāi)減災(zāi)、國土空間規(guī)劃及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等工作提供技術(shù)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

珠海市金灣區(qū)面積約498.89km2，區(qū)內(nèi)地形地貌主要以三角洲平原為主，次為低山丘陵地貌。區(qū)內(nèi)出露地層較為簡(jiǎn)單，主要有寒武系（淺變質(zhì)雜砂巖、粉砂巖、泥巖）、泥盆系（砂礫巖、含礫砂巖、粉砂巖等）及第四系（淤泥、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、礫砂）；區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入體十分發(fā)育，巖性主要以燕山期花崗巖類為主；區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要有北西、北東和近東西—北東東向3組，其中以北東向最明顯，北西向次之[1]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，從2013～2021 年期間，金灣區(qū)共有斜坡類地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)123處（崩塌95處，滑坡27處），共威脅人數(shù)約613 人，威脅財(cái)產(chǎn)約8123 萬元。隨著區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)化速度的加快，人類建設(shè)活動(dòng)將對(duì)沿山體一帶進(jìn)一步開發(fā)利用，可能引發(fā)及遭受更多斜坡類地質(zhì)災(zāi)害。為了保障人民群眾生命及財(cái)產(chǎn)安全，為自然資源部門決策提供技術(shù)依據(jù)，急需對(duì)區(qū)內(nèi)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

崩塌、滑坡同屬于斜坡類地質(zhì)災(zāi)害，成因機(jī)制相近，因此本次將其合并一起進(jìn)行斜坡類地質(zhì)災(zāi)害綜合評(píng)價(jià)。通過綜合分析地質(zhì)環(huán)境條件及人類工程活動(dòng)因素與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布空間位置關(guān)系，本次選取地形地貌（坡度、坡形、起伏度）、植被覆蓋、巖土體類型、地質(zhì)構(gòu)造、土地利用類型等7 個(gè)地質(zhì)災(zāi)害影響因子作為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分級(jí)（見圖1）。

圖1 斜坡類地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)因子分級(jí)圖

2.1 地形地貌

地形地貌是地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的重要因素，本次選擇坡度、坡形和起伏度三個(gè)因子，利用ArcGIS 中3DAnalyst 工具的坡度、曲率工具以本次收集的數(shù)字高程模型（DEM）生成坡度和曲率圖，分別對(duì)調(diào)查區(qū)坡度、坡形、起伏度進(jìn)行劃分。

坡度：根據(jù)地形坡度，可以分0°～20°、20°～45°、45°～60°和60°～90°，共4類；坡形：曲率大于零為凸形坡，小于零的為凹形坡。分為凹型坡、凸型坡和直線型坡，共3 類；起伏度：分為小于10m、10～20m、20～30m和大于30m，共4類。

2.2 植被覆蓋

植被覆蓋主要是利用長時(shí)間序列的遙感數(shù)據(jù)，建立項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)NDVI隨時(shí)間的變化曲線，并通過比較各種變化檢測(cè)指標(biāo)的年際曲線或生長期曲線的差異獲取覆蓋變化信息。分為小于0、0～0.2、0.2～0.4 和大于0.4，共4類。

2.3 巖土體類型

根據(jù)調(diào)查區(qū)巖石根據(jù)巖性、結(jié)構(gòu)和巖石物理性質(zhì)等，將調(diào)查區(qū)內(nèi)巖土體劃分為四種類型的巖土體類型，分別為侵入巖（Ⅰ）、變質(zhì)巖（Ⅱ）、砂頁巖（Ⅲ）、沖洪積層（Ⅳ），共4類。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造

利用研究區(qū)地質(zhì)圖提取斷層單線，通過ArcGIS 中MultipleRingBuffer工具建立多環(huán)緩沖區(qū)，得到距斷裂距離因子圖。

2.5 土地利用類型

根據(jù)調(diào)查區(qū)區(qū)域內(nèi)地表土地利用方式相同的土地資源單元?jiǎng)澐譃榱謽I(yè)用地（各種林地）與未利用地（裸地等）、農(nóng)業(yè)用地（耕地、水田、旱地、果園、經(jīng)濟(jì)作物用地）、水利水電—油氣管道—交通用地、城鎮(zhèn)建設(shè)用地和工礦建設(shè)用地及村村莊（農(nóng)村）建房用地，共4類。

3 評(píng)價(jià)方法

地質(zhì)災(zāi)害的形成受多種因素影響，信息量模型反映了一定地質(zhì)環(huán)境下最易致災(zāi)因素及其細(xì)分區(qū)間的組合，具體是通過特定評(píng)價(jià)單元內(nèi)某種因素作用下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率與區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率相比較實(shí)現(xiàn)的[3-4]。對(duì)應(yīng)某種因素特定狀態(tài)下的地質(zhì)災(zāi)害信息量公式可表示為：

式中：IAj→B——對(duì)應(yīng)因素A、j狀態(tài)（或區(qū)間）下地質(zhì)災(zāi)害B發(fā)生的信息量；

Nj——對(duì)應(yīng)因素A、j狀態(tài)（或區(qū)間）下地質(zhì)災(zāi)害分布的單元數(shù)；

N——調(diào)查區(qū)已知有地質(zhì)災(zāi)害分布的單元總數(shù)；

Sj——因素A、j狀態(tài)（或區(qū)間）分布的單元數(shù)；

S——調(diào)查區(qū)單元總數(shù)。

由于每個(gè)評(píng)價(jià)單元受眾多因素的綜合影響，各因素又存在若干狀態(tài)，各狀態(tài)因素組合條件下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的總信息量可用式（2）確定：

式中：I——對(duì)應(yīng)特定單元地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的總信息量，指示地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性，可作為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指數(shù)；

Ni——對(duì)應(yīng)特定因素、第i狀態(tài)（或區(qū)間）條件下的地質(zhì)災(zāi)害面積或地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)；

Si——對(duì)應(yīng)特定因素、第i狀態(tài)（或區(qū)間）的分布面積；

N——調(diào)查區(qū)地質(zhì)災(zāi)害總面積或總地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)；

S——調(diào)查區(qū)總面積。

本次選取研究區(qū)內(nèi)74 個(gè)較為典型的歷史崩塌、滑坡點(diǎn)作為研究對(duì)象，其邊坡組成要素及成災(zāi)機(jī)制研究程度較高，作為模型參與計(jì)算能較好地反映出各評(píng)價(jià)要素的信息量值。根據(jù)公式（1）及公式（2）得到的斜坡類地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)因子信息量結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 金灣區(qū)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)因子信息量表

4 分區(qū)結(jié)果

研究區(qū)總面積498.89km2，將調(diào)查區(qū)劃分為10m×10m柵格單元，通過GIS軟件將信息量值賦給相應(yīng)的各評(píng)價(jià)因子，利用Arcgis的空間分析功能對(duì)7個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)圖層進(jìn)行空間疊加分析，得到研究區(qū)內(nèi)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)的綜合指標(biāo)信息量值，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的自然斷點(diǎn)法將易發(fā)性區(qū)劃重新分級(jí)后，生成以信息量大小衡量的崩塌、滑坡斜坡類災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)圖，得出高、中、低、非易發(fā)區(qū)（圖2）。研究區(qū)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害高、中、低、非易發(fā)區(qū)面積（占比）分別為：0.31km2（0.06%）、19.11km2（3.83%）、92.99km2（18.64%）、386.47km2（77.47%）。其中斜坡類地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)主要分布在紅旗鎮(zhèn)大山及小林山部分區(qū)域及三灶鎮(zhèn)東部區(qū)域；中易發(fā)區(qū)在區(qū)內(nèi)山坡一帶分布廣泛；低、非易發(fā)區(qū)主要分布在區(qū)內(nèi)丘陵間的平原地帶。

圖2 金灣區(qū)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果圖

5 結(jié)論

（1）選取坡度、坡形、起伏度、植被覆蓋、巖土體類型、地質(zhì)構(gòu)造、土地利用類型等7個(gè)地質(zhì)災(zāi)害影響因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用邏輯信息法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行斜坡類地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)。

（2）研究區(qū)內(nèi)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性可分為高、中、低及非易發(fā)區(qū)四個(gè)等級(jí)，其面積（占比）分別為：0.31km2（0.06%）、19.11km2（3.83%）、92.99km2（18.64%）、386.47km2（77.47%）。

（3）本次評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)區(qū)內(nèi)城市發(fā)展建設(shè)及運(yùn)營中防災(zāi)減災(zāi)、國土空間規(guī)劃及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等工作具有較大的理論指導(dǎo)意義。