廣西浦北縣滑坡災害易發性評價

溫泳心

（廣西大學 土木建筑工程學院，廣西 南寧 530004）

浦北縣是廣西地質災害高發區，每年地質災害發生頻繁，給當地群眾的生命及財產造成了重大損失。滑坡是浦北縣較易發生且構成威脅較大的主要地質災害類型之一，縣內現已查明有滑坡災害198 處，絕大多數分布在六萬山山脈及勾頭嶂山脈一帶，共造成20 人死亡220.04 萬元直接經濟損失，其中還有120 處存在災害隱患，共威脅3133 人生命安全及1829 萬元經濟財產。由于滑坡災害成因復雜，加上人類工程活動的增強，災害仍呈現加劇趨勢，嚴重危害人民群眾生命財產安全和影響經濟社會的可持續發展。因此，對浦北縣滑坡災害進行易發性評價，為建立監測預警系統、健全群測群防網絡、建立地質災害信息系統等工作提供可靠依據，具有深遠的意義[1]。

用于滑坡災害易發性評價的方法有很多，通常可以分為定性和定量兩大類。在早期研究中，由于技術上的限制以及對滑坡災害評價認識不準確，研究者們經常使用定性方法來評價，隨著3S 技術的快速發展，定量分析方法逐漸成為滑坡災害評價重要方法[2]。本次研究采用層次分析模型[3，4]結合信息量模型[5，6]對浦北縣滑坡災害進行評價，將歷史災害數據的客觀分析結果與專家的經驗判斷直接而有效地結合起來，使評價結果更具有合理性[7]。

1 研究方法

1.1 層次結構模型

層次分析法是定性和定量相結合的、系統化、層次化的多目標決策方法[8]，層次分析模型可以把一個復雜問題分解成組成因素，并按支配關系形成層次結構，然后應用比較的方法確定決策方案的相對重要性，再加以綜合以確定相對重要性順序。

首先，根據層次分析法原理，結合研究區的滑坡災害情況與地質環境條件，把復雜問題按特定的目標，準則和約束等分解成為因素的各個組成部分，構建層次結構模型，模型分為：目標層、準則層、方案層[9]。其次按照T.L.Satty 提出的1～9標度[10]，綜合各個評價指標重要性的分析，構造兩兩比較的判別矩陣[11]。由判別矩陣計算各層次評價因子的相對權重，即求解判斷矩陣的最大特征向量，并對向量 進行歸一化處理，得到W=(w1,w2,…,wn)，為所求的特征向量的近似值，即為各指標的權重。

采用和積法計算各矩陣的最大特征根λmax，進行隨機一致性檢驗，檢驗公式為：

式中：CI 為一致性指標；λmax 為最大特征根；n 為矩陣階數；RI 為平均隨機一致性指標；CR 為隨機一致性比率。只有當CR ＜0.1 時，判斷矩陣才通過一致性檢驗，即此時所獲取的權值是合理的。

1.2 信息量模型

運用信息量模型進行地質災害評價，即在選取了評價指標的基礎上，在ArcGIS 的平臺上構建模型，把影響區域穩定性的各個因素的實測值轉變為能夠直觀地反映出區域穩定性的信息量值，再利用ArcGIS 疊加計算出全部區域的總信息量值，用總信息量值來衡量地質災害發生概率的大小。地質災害事件 (Y)是由影響因子(x1,x2,x3…xn)共同作用下發生的，由此建立信息量模型，可采用下式計算單因素影響下的信息量值。

式中，I(xi,Y)指的是評價因子xi對地質災害事件Y的發生提供的信息量；Ni為分布在因素xi特定類別中發生地質災害的單元格數；N為研究區內地質災害發生的單元格總數；Si為評價因子xi特定類別所占的單元格數；s 為研究區內單元格總數。

2 研究區概況

浦北縣位于廣西南部，太陽輻射強，日光充足，氣候溫暖，熱量豐富，雨量充沛，冬短夏長，屬南亞熱帶季風氣候區。年平均氣溫21.5℃，出現極端最高氣溫為38.6℃，極端最低氣溫為-1.9℃。縣境年平均降雨量1725mm，年內降雨量分布不均勻，干濕季明顯，雨季為4～9 月，雨量集中期為6～8 月，大多數的暴雨洪澇出現在這三個月里。縣境內主要河流分屬南流江和西江兩水系，總流域面積為2521km2，其中南流江流域面積1774.8 km2，占總流域面積的70.5%；西江流域面積為742.65 km2，占總流域面積的28.5%。

研究區處于六萬山隆起和廣西地槽交接帶，受印支晚期構造運動的影響，大量巖漿巖入侵，形成了典型的花崗巖分布區。縣區東北部屬中低山地區，六萬山及其余脈自東北走向西南，地形外貌雄偉，在六萬山、官垌境內海拔高度為600m～700m；中部為低山丘陵地帶，山頭呈饅頭狀，海拔在200m～500m 之間；南部多為低丘陵地貌區，海拔在150m 以下。研究區內一系列的主壓結構面呈北東向展布為主，總體屬于華夏-新華夏系，中部并與東西向構造斜接，華力西-印支-燕山期復合迭加的北東向擠壓褶皺斷裂帶和張扭結構面促成了巖漿活動，造成中、新生代斷陷盆地。由于浦北縣山多地少，隨著社會經濟的發展，人類對山坡開發利用等工程活動逐漸增強，形成的滑坡災害的潛在威脅和造成的損失也將越來越大。

3 評價指標體系的建立

3.1 評價單元劃分

評價單元的劃分形式及其大小對區劃的結果影響較大，常用的評價單元有規則的柵格單元、自然斜坡或地貌單元以及行政單元等[12]。本文所采用的數字高程DEM 的分辨率為30m，故采用30m×30m 的柵格單元對研究區進行劃分，并通過ArcGIS的重采樣功能將每個圖層柵格分辨率都重采樣為同一分辨率。

3.2 采用層次分析法確定權重

根據對浦北縣自然地理概況以及滑坡災害情況進行了解分析后，決定本次從地形地貌因素、水文地質因素以及滑坡災害的誘發因素三個方面進行考慮，選取坡度、坡向、地貌類型、水系、構造、地層巖性、人類工程活動以及年平均降雨量8 個對地質災害易發性影響較為明顯的因素，作為易發性評價評價指標，以此構建層次結構模型，如圖1 所示。

圖1 浦北縣滑坡災害易發性層次結構模型

采用1～9 標度法，將評價指標兩兩比較，分別構造判別矩陣A-B、B1-C、B2-C、B3-C，如下：

分別對各個判斷矩陣進行隨機一致性檢驗，得到的CR 值依次為：0.0176，0，0.0176，0，CR 值均小于0.1，通過一致性檢驗，得出各評價指標的權重iω，如表1。

3.3 各評價指標分級及信息量值計算

根據浦北縣滑坡災害的發生情況以及對評價指標進行合理的分級，并運用Arcgis 的柵格計算器，將浦北縣滑坡災害點分布圖與各個評價指標分類柵格圖進行疊加分析，得到每個評價因子下各級指標的災害點分布數量，采用信息量公式計算出各個評價指標的信息量值。評價指標分級情況及信息量值如表2 所示。

4 地質災害易發性評價

圖2 浦北縣滑坡災害易發性分區

表1 滑坡災害易發性評價指標權重

浦北縣滑坡災害易發評價分區圖顯示浦北縣滑坡災害主要分布在浦北縣東北部，面積占比為13.8%，北部、中部、西南部主要為高易發區、中易發區和低易發區，分布較廣，面積占比依次為：39.6%、24.2%、18.5%。極低易發區面積極小且集中分布在東南部，面積占比僅為3.9%。

5 結論

（1）廣西浦北縣是滑坡災害頻發的地區之一，縣內共發生滑坡198 處，本次研究從地形地貌因素、水文地質因素以及滑坡災害的誘發因素三個方面進行考慮，選取坡度、坡向、地貌類型、距水系距離、距構造距離、地層巖性、人類工程活動以及年平均降雨量作為易發性評價指標，采用AHP-信息量模型進行滑坡易發性評價。

（2）基于Arcgis 軟件采用信息量法計算了各評價指標分級的信息量值，得出浦北縣滑坡災害點的在各級指標分區下的實際分布情況，在坡度20～30°之間、坡向西北向、侵蝕-剝蝕緩坡低山丘陵區、距水系500m 內、距斷層1000m 內、花崗巖類廣泛分布、人類工程活動強度中等、年平均降雨量>1800mm 的區域內，滑坡災害最易發生。

（3）從易發等級分區看，滑坡災害的極高易發區主要分布在浦北縣東北部，面積占比較小，北部、中部、西南部主要為高易發區、中易發區和低易發區，面積分布較廣，極低易發區面積極小且集中分布在東南部。