吳 濤,禇先堯,馮立新
(1.浙江省泰順縣國土資源局,浙江 泰順 325500;2.浙江省地質調查院,浙江 杭州 311203)
地質災害易發區是指具備地質災害發生的地質構造、地形地貌和氣候條件,容易或者可能發生地質災害的區域[1]。地質災害易發區主要依據地質環境條件,參考地質災害現狀和人類工程活動劃定。地質災害易發區分為高易發區、中易發區、低易發區三類。地質災害易發區劃分結果,是制定地質災害防治規劃的重要依據,也可作為土地利用總體規劃編制、氣象地質災害預警預報的基礎資料[2],對開展地質災害防治工作具有重要意義。本文以泰順縣為例,探討1:1萬地質災害易發區劃分方法,以及在實際應用中的體會,供大家參考。
泰順縣位于浙江省東南部,多山近海,雨量充沛,屬中低山及丘陵地貌、亞熱帶海洋型季風氣候區,境內溪流縱橫交錯,且均屬山澗型溪流,素有“九山半水半分田”之稱[3]。該縣地處浙南中低山地滑坡、泥石流地質災害防治區,是浙江省地質災害防治重點縣之一[4]。汛期受梅雨、臺風暴雨影響,頻發滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。現已查明地質災害點220處,其中滑坡點123處、崩塌點65處、泥石流點32處,威脅1300戶6550人1750間房屋的安全[5]。目前未發現地面沉降、地面塌陷、地裂縫等地質災害。
泰順縣境內中生代燕山晚期構造運動、巖漿活動十分強烈,褶皺構造不明顯,脆性斷裂構造發育,其中主要發育北東向、北西向、東西向等幾組斷裂帶。出露地層為上侏羅統和下白堊統火山沉積巖系和第四系,表淺部以風化殘坡積為主,殘坡積物是地質災害體的主要物質組成來源。
為劃定地質災害易發區,泰順縣于2008年4月編制了1:1萬鄉鎮地質災害易發區圖圖冊,2009年5月完成第二輪地質災害調查與區劃,分別進行1:1萬、1:10萬比例尺的地質災害易發區劃分。根據項目成果顯示,地質災害易發區面積占全縣總面積的比例很高,其中1:1萬地質災害易發區圖圖冊顯示,易發區面積占95.2%,地質災害調查與區劃成果顯示,易發區面積占71.4%。
根據國土資源部《縣(市)地質災害調查與區劃基本要求實施細則》(修訂稿)的規定,無論采用何種方法,進行地質災害易發區劃分,都應當做到易發區的內涵清晰,評價單元選擇合理,指標選取和賦值依據充分,劃分結果層次分明,體現地質環境條件對于地質災害形成和發展的控制規律和地質災害發育的基本特點[1]。為達到以上目的,進行地質災害區劃應當遵循以下原則:(1)種類和區劃指標要反映地質災害的基本屬性特征和主要災害特點;(2)劃分的級次數量和不同級次的差幅適當,要能恰如其分的反映泰順縣地質災害情況;(3)等級指標明確,劃分方法簡明,便于操作使用[6]。
在我國近年開展的縣(市)地質災害調查與區劃實踐中,提出了兩種介于定性和定量方法之間,具有很好操作性的區域地質災害易發程度評價方法,即襲擾系數法和信息量法,本文所提出的地質災害危險性綜合指數法即是這兩種方法的綜合[2]。以地質災害危險性綜合指數作為劃分易發區的依據,綜合指數越大,說明地質災害易發程度越高。泰順縣1:1萬地質災害易發區圖編制方法基本滿足以上的原則和要求。
2.2.1 網格單元劃分
地質災害危險性指數劃分采用全縣整體劃分,調整核查易發區界線后再按鄉鎮分割制圖,對全縣36個鄉鎮都編制了地質災害易發區圖。網格單元選取200m×200m,全縣共劃分為45119個網格單元[7]。
2.2.2 綜合危險性指數計算公式
根據泰順縣地質災害發育特征,同時考慮地質災害現狀與地質災害形成條件兩個方面的因素,確定地質災害現狀強度和影響地質災害的因子,通過單元網格統計的方法獲得各要素的空間分布特征值,并確定各要素對地質災害的貢獻值(權值),計算其地質災害綜合危險性指數,計算公式如下:
Zw=D·AD+X·AX+Q·AQ+R·AR+Z·AZ
式中D、X、Q、R、Z分別為地質條件、地形地貌條件、氣候植被條件、人類活動和現狀地質災害充分程度的標準分值(一級因子),AD、AX、AQ、AR、AZ分別是各評價要素的權值[2]。
2.2.3 綜合危險性指數因子評分標準及權值確定
根據浙江省國土資源廳《鄉鎮地質災害分布與易發區圖編制要求》,綜合危險性指數法考慮的因子:地質(權值0.2)、地形地貌(權值0.25)、氣候植被(權值0.15)、人類活動(權值0.1)和現狀地質災害發育程度(權值0.3)[10],上述因子確定為一級因子。二級因子是一級因子的細化,使之成為地質災害相關的具體因子,將各因子按不同量值進行分級,每一區間值盡量采用實際調查數據進行定量取值,對難以定量的因子采用定性的方法進行判定[8]。
參與綜合危險性指數計算的二級因子有10個,具體為:斷裂密度、工程地質巖組(巖性與巖土結構)、地貌類型、地形坡度、多年平均降雨量、植被覆蓋率、人口密度、公路密度、地質災害點的面積密度和體積密度[7]。泰順縣只有滑坡、崩塌、泥石流等3種地質災害,參照以下評分標準是可行的(表1)。

表1 泰順縣地質災害綜合危險性指數計算因子評分標準表Table1 ThegradingtableaboutcomprehensiveriskindexofgeologicalhazardsofcalculationfactorinTaishunCounty
2.2.4 綜合危險性指數因子評分標準的調整
泰順縣地質災害綜合危險性指數計算因子是按照浙江省國土資源廳《鄉鎮地質災害分布與易發區圖編制要求》中的因子評分標準表(參考)選取的[10],同時充分考慮泰順縣地質災害發育特征,分別對3個二級因子進行調整,其他7個二級因子未作調整。調整情況如下:
(1)巖性與巖土結構因子更改為工程地質巖組。巖性與巖土結構體現的是微觀層面的地質現象。區域性宏觀層面的地質災害調查區劃工作,往往難以進行準確評判,采用工程地質巖組進行評判,比較簡便且可進行定量分析。具體方法:根據評分標準人為賦值,利用評價系統對泰順縣1:5萬工程地質巖組圖進行柵格化,以獲得各個評價單元的得分,若同一評價單元中出現2種或2種以上巖性組合時,取最差巖組得分[7]。
(2)相對高差因子更改為地形坡度。對于泰順這樣的山區縣來說,地形坡度是影響地質災害生成的重要因素,地形坡度比相對高差更具有實際意義。具體方法:利用MapInfo軟件,對全縣1:1萬地形圖等高線(包括計曲線、首曲線和陡崖、陡坎)進行矢量化,然后利用DEM地形分析系統,將相對高差因素轉換為坡度因素,精確地計算其坡度,并根據坡度數據劃分其各個單元的得分[7]。
(3)對全年降水量因子的取值標準進行調整。泰順縣1956~2006年平均降雨量為2008.8mm,明顯高于浙江省年均降水量1600mm,根據泰順縣1956-2003年年均降水量等值線圖,各地年均降水量一般在1650~2250mm[11],因此采用表1中的評分標準更符合當地實際。
2.2.5 易發區劃分標準的確定
根據浙江省國土資源廳《鄉鎮地質災害分布與易發區圖編制要求》中的易發區劃分標準(參考),對比易發程度不同分級標準的各個評價結果[12],結合當地實際,對高易發區、不易發區的劃分標準進行適當調整(表2)。

表2 泰順縣地質災害易發區劃分標準表Table2 Theclassificationstandardstableofgeological hazard-proneareasinTaishunCounty
2.2.6 易發區界線的核查與調整
各評價單元的因子得分加權之后,獲得該單元的地質災害綜合危險性指數,同時利用地理信息系統生成綜合危險性指數等值線圖。其結果顯示,泰順縣綜合危險性指數一般在1~6.5,主要集中在3~4.5,最高值為7。但它生成的是易發區的初步界線,只能相對準確地反映易發程度的總體趨勢,會出現界線不光滑、拐點多,局部存在小圖塊、圖斑等現象,需要結合地形、地貌、巖性特征、現狀地質災害發育狀況等進行適當的調整修飾[7]。
2.2.6.1 易發區界線核查調整的對象
(1)易發區與不易發區的界線;
(2)跨不同易發區的村莊;
(3)室內調整有疑問的易發區界線、易發區拐點;
(4)部分與地形地貌、地質環境不吻合的易發區界線。
2.2.6.2 易發區界線核查調整的方法
(1)對地質環境復雜、人類工程活動強烈,評價為地質災害不易發區或低易發區的,一般調整為高級別的地質災害易發區;
(2)對于地勢平緩、人類工程活動程度不強烈的溝谷平地評價為地質災害易發區的,則調整為低級別的地質災害易發區;
(3)由于城鎮建設發展,易發區與不易發區交界處的地形地貌已有所改變,在交界處存在大量切坡建筑,不易發區界線一般以切坡建筑物外推10m左右;
(4)面狀河流和水庫等水域由于不具備發生崩塌、滑坡和泥石流等地質災害的條件,因此,水體面積歸于不易發區面積;
(5)依據野外調查,考慮到地質災害的影響范圍,山體的相對高差、地形坡度等因素,地質災害易發區界線一般向不易發區外推20~30m左右,對于落差大、邊坡陡的山體和較大的沖溝溝口,特別是有泥石流災害隱患的水系溝口,界線外推距離一般適當地增加。
2.2.6.3 易發區界線核查調整實例分析
(1)竹里鄉、大安鄉等地的一些溝谷兩側地勢較平緩,相對高差一般小于15m的低丘崗地,評價為地質災害低易發區的,經野外核查后,相應地調整為地質災害不易發區[7]。
(2)對于羅陽鎮城區部分山體已經開挖平整改建成居民小區或其他建筑、地形已變化的區域,評價為地質災害低易發或中易發區的,經實地核查并對照航片,調整為不易發區[7]。
經過易發區界線的核查調整,使地質災害易發區的劃分更合理、更趨實際。在工程建設地質災害危險性評估監管實踐中,地方國土部門及時出具地質災害不易發區證明,建設工程地質災害安全均有保障,社會效果良好。
按照前述劃分標準和評價方法得出的結果為:地質災害高易發區塊有7個,總面積4.57km2,占全縣總面積的0.3%;地質災害中易發區塊有60個,總面積147.05km2,占全縣總面積的8.3%;地質災害低易發區塊有9個,總面積1531.83km2,占全縣總面積的86.6%;地質災害不易發區塊有 371個,總面積84.61km2(包括水域面積29.72km2),占全縣總面積的4.8%(圖1)。

圖1 泰順縣1:1萬地質災害分布與易發區圖Fig.1 The1:10000mapofdistributionandgeologicalhazards-proneareasinTaishunCounty
地質災害高易發區面積比區劃減少40.52km2;中易發區面積減少331.34km2,低易發區面積增加793.35km2,不易發區面積減少421.49km2。不易發區的減少主要是因為兩次評價的方法和使用的技術標準不同所造成,1:10萬不易發區主要分布于南北兩端和東西兩側縣界處的中山區,部分屬無人區域,地形切割強烈,山體坡度較陡,植被覆蓋率高,臺風暴雨期間區域內經常發生小型的滑坡、崩塌等地質災害,但由于區域內人口稀小,基本上是有災無害[13](圖2)。而1:1萬所評價出的不易發區主要分布于鄉鎮和行政村所在的溝谷地帶或山頂山脊平、緩坡地帶,區內地勢較平坦。不易發區界線與易發區界線(山腳)有一定的緩沖,區域內未發現地質災害及其隱患。
通過與1:10萬地質災害區劃結果的對比分析,1:1萬易發區圖編制,較好地解決了地質災害區劃精度不夠、準確性較差、實用性欠缺等問題,可為地質災害防治工作提供更為可靠的依據。
(1)泰順縣1:1萬地質災害易發區劃分評價,是根據地質災害發育特征,以200m×200m網格單元予以劃分,適當調整計算因子的評分標準,進行了綜合危險性指數計算和易發區初步劃分,最后經易發區界線核查調整,形成成果圖件。實踐證明,泰順縣地質災害易發區劃分結果比較合理,評價方法合適,可為其他縣市的易發區劃分工作提供借鑒經驗。
(2)結合當地實際,適當調整綜合危險性指數計算因子,提高了綜合危險指數計算結果的準確度。開展易發區界線實地核查與室內調整工作,提高了易發區圖的精度和使用效果。因此,做好綜合危險性指數計算因子的選取、易發區界線的核查調整工作,是進行易發區劃分評價的關鍵環節。

圖2 泰順縣1:10萬區劃地質災害易發區分布圖Fig.2 Zoning1:100000geologicalmaphazard-proneareasofTaishunCounty
(3)我國目前使用的各種易發程度評價數學模型,都具有一定的局限性,其結果比較機械,一般只是近似的模擬,只能相對準確地反映易發程度的總體趨勢。因此,地質災害易發性歸根到底是一個地學問題,在進行區域性評價時,始終都不能丟掉地質分析和研究這一基本武器[14]。在優化數學模型的同時,要加強災害體的地質條件及機理分析,盡量做到定性分析與定量分析的有機結合。
致謝:本文構思成文得益于2008年4月完成的“浙江省泰順縣1:1萬鄉鎮地質災害分布與易發區圖圖冊”編制項目,感謝項目組成員的支持。
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