基于AHP- FCJ 的三都縣產蛋崖旅游景區滑坡危險性評價

梁興蓉 宋華艷 潘網生

(黔南民族師范學院旅游與資源環境學院，貴州 都勻558000)

由于地質體和地質環境在演化過程中，自然、人為因素或者是兩者共同作用，從而給人類和社會環境造成一定的危害或產生威脅，這一地質現象稱為地質災害[1]。近年來，地質災害預警、監測、評估及防治理論得到空前發展，其中部分學者關于地質災害危險性評價也取得豐碩成果[2]-[6]，逐步完善了地質災害危險性評價體系。然而，專門針對旅游景區的地質災害危險性評價工作開展得較少，關于貴州旅游景區的地質災害危險性評價研究成果更少。貴州的旅游景區多位于高山深谷之中，極易受到地質災害的威脅，影響當地人民生命財產安全。本文擬以貴州省三都縣產蛋崖景區為研究對象，以地理信息系統（GIS）為基礎依托，采用層次分析法（AHP）和模糊綜合評判（FCJ）相融合的方法開展滑坡危險性評價研究，以期為旅游景區的規劃及地質災害防治提供理論指導。

1 研究區域概況及數據來源

1.1 區域概況

三都水族自治縣位于貴州省黔南州。該縣以低中山峽谷、低丘陵緩坡地貌為主，海拔在400-1000m 之間，山地面積占94%，是典型的山地縣。其地理位置處于東經107°40′-108°14′，北緯25°30′-26°10′之間，位于雷公山和月亮山腹地，地勢自西北向東南傾斜。該區域全年氣候溫暖多雨，且年平均氣溫為18.1℃。產蛋崖位于三都縣姑魯寨登趕山上，在它的山腰上裸露出一塊崖壁，其長達20 多米，高為6 米。崖壁表面不平整，在高處，有幾塊巨大而又尖利的巖石橫貫著；近百枚“石蛋”錯落有致地鑲嵌在崖壁上，“石蛋”的直徑約30-60cm，最重的甚至達300 多kg[7]。

圖1 產蛋崖景區衛星影像圖

1.2 數據來源

本文關于產蛋崖景區災害點數據來源于實地考察，數字地面模型數據來源于Bigmap 地圖下載器；遙感影像圖數據來源于地理空間數據云（http:www.gscloud.cn），地質數據來源于貴州區域地質志1987 版。

2 研究方法

本文基于GIS 技術平臺，優選符合研究區特點的13 個評價指標，利用層次法計算指標權重，運用模糊數學方法確定評價指標的隸屬度，充分發揮層次分析法與模糊數學綜合評價法的綜合優勢，有針對性性開展小區域喀斯特山區的滑坡危險性評價研究，獲得基于GIS 空間分析功能的滑坡危險性等級區劃結果。具體操作方法詳見參考文獻[8]-[9]。

層次分析法的判斷矩陣采用1-9 標度構建。一致性指標CI計算參考文獻[10]。

模糊綜合評判側重于指標分級和指標重要性程度的評價，由此賦予不同指標相應的權重系數，則可構建評判指標集、評語集與權重集。根據產蛋崖的評價因素實際取值，基于模糊理論確定評價因素V 對評價集U 的隸屬度，構建模糊評判矩陣R。其中，隸屬度函數基于梯形分布模型設計[11]，公式如下：

式中：X 為各因子實際值；V 為評價集的上下界限。

3 滑坡危險性評價

3.1 評價指標選取與數據圖層處理

地質災害作為復雜存在的系統，常受控于地理、地質、水文、人類工程活動等多種要素。結合研究區實際及前人研究成果，本文選取坡度、坡向、巖性、傾角、距河流距離、距山間沖溝、景觀臺、距道路切坡、植被覆蓋度、斷層距離、巖組結構、距災害點距離、災害點治理情況等13 個因子建立評價指標體系。

3.1.1 坡度。坡度是影響滑坡地質災害形成的主控因子，高陡的凸形坡易產生滑坡。本文將坡度分為0～5°，5～15°，15～30°，30～45°四個等級，依次對應無危險、低危險、中危險及高危險（圖2a)。

3.1.2 坡向。坡向對山地地質災害的發育也存在影響，主要表現為陽坡風化程度更高，坡面巖石更為破碎，且陽坡含水量和植被覆蓋度均較低，影響土體承壓力和地下水空隙壓力，往往更容易失穩發生滑坡。本文將坡向分為0～90°，270～360°,180～270°，90～180°四個區段，依次對應無危險、低危險、中危險及高危險（圖2b)。

3.1.3 巖性。地層巖性的不同也是導致滑坡這一地質災害形成條件的重要因子。區內主要出露地層有晚寒武系下三都組的黃灰、青灰和灰色泥灰巖（圖2c）。本文根據定性分類法，從堅硬程度方面對研究區域分為硬巖、較硬巖、較軟巖及軟巖，依次對應無危險、低危險、中危險及高危險。

3.1.4 傾角。由貴州區域地質志1987 版地質圖矢量化斷層圖層及傾角圖層可得知該區域傾角在30-65 之間。因此將其傾角分為0°,0～10°,10～20°,20～90°四個等級，依次對應無危險、低危險、中危險及高危險（圖2d）。

3.1.5 距河流距離。本文依距離河流遠近建立0～100 m.100～200 m.200～1000 m 及>1000 m 四級緩沖，但是由于研究區域較小，故只有前三環緩沖區，依次對應高危險、中危險及低危險（圖2e）。

3.1.6 距山間沖溝。存在一定坡度的斜坡，或者是切割較深的溝谷都為滑坡的發育提供了有利的地形條件及臨空面。因此依距山間沖溝距離分別做0～50 m、50～100 m、100～200 m 及>200 m 四級緩沖，依次對應高危險、中危險、低危險及無危險。

3.1.7 植被覆蓋度。植被的根系可以穩固土層，故植被覆蓋度的高低也與滑坡發生的危險性密切相關。本文依據植被覆蓋度做重分類處理，設置低、較低、較高、高四個級別，依次對應高危險、中危險、低危險及無危險（圖2g）。

3.1.8 斷層距離。本文考慮斷層對地質災害的發育的重要影響，按距離斷層遠近做半徑為500 m 的兩級緩沖（圖2h）。

3.1.9 巖組結構。研究區屬于寒武系三都組，本文將巖組結構劃分為整體性好、整體性稍好、部分破碎及松散破碎四個類別，依次對應無危險、低危險、中危險及高危險。（圖2i）。

3.1.10 景觀臺。結合研究區域實際情況，環景觀臺分別構建0～30 m、30～60 m、60～100 m 及>100 m 四級緩沖，依次對應高危險、中危險、低危險及無危險（圖2j）。

3.1.11 距道路切坡。受地形的限制，山區旅游道路工程建設常常需要對山體做切坡處理。此時切坡在卸荷、風化、降雨誘發以及車輛振動的作用下極易誘發滑坡或是其他類型的地質災害，本文按50 m 的影響半徑做四級緩沖處理（圖2k）。

圖2 評價指標圖層數據及處理

3.1.12 距災害點距離。參考相關文獻，結合實際情況，將距災 害 點 距 離 以0-30 m、30-60 m、60-100 m 及>100 m 距離做緩沖區，依次對應高危險、中危險、低危險及無危險（圖2l）。

3.1.13 災害點治理情況。在道路工程建設活動中，形成了一定數量的人工邊坡，而且這些邊坡基本沒有進行工程防護措施，甚至有些邊坡上掉落的危石都未進行清除（圖2m-1,2m-2）。

3.2 構造判斷矩陣

首先，分析準則層B（基礎因子（B1）和誘發因子（B2））對目標層A 的相對重要性判斷矩陣G（見表1）。

然后，分析方案層C 中的C1-C9（坡度、坡向、巖性、傾角、距河流距離、距山間沖溝、植被覆蓋度、斷層距離、巖組結構）對準則層B1（基礎因子）的重要性并構造判斷矩陣G1（見表2）。

最后，分析方案層C 中的C10-C13（景觀臺、距道路切坡、災害點治理情況、距災害點距離）對準則層B2（誘發因子）的重要性并構造判斷矩陣G2（見表3）。

經計算，G 矩陣、G1 矩陣和G2 矩陣的最大特征值分別為2、10.0832 和4.2128，其一致化率CR均小于0.1，一致性檢驗合格。各因子權重值見表4。

3.3 計算因子的綜合權重值

在滿足一致性條件的基礎上，計算各個評價指標所占的綜合權重值（見表5）。

3.4 模糊綜合評判

滑坡危險性程度可以采用4 等級制，即：無危險、低危險、中危險、高危險，建立滑坡的危險度評價集，即U=(U1,U2,U3,U4)=(無危險，低危險，中危險，高危險)。由此，建立滑坡危險指標等級及其賦值表（表6）。

根據產蛋崖的評價因子實際取值，求得評價因子V 對評價集U 的隸屬度，從而建立模糊矩陣R。

表1 因子重要性標度

表2 產蛋崖滑坡危險性評價因子的判斷矩陣G1 及相關重要性標度

表3 產蛋崖滑坡危險性評價因子的判斷矩陣G2 及相關重要性標度

表4 相對權重結果表

表5 綜合權重值結果表

表6 滑坡危險指標等級及其賦值表

基于GIS 技術的產蛋崖景區滑坡危險性等級區劃圖如圖3。

根據O=W×R (O 表示模糊綜合評判集）對產蛋崖景區內一處典型滑坡災害點的危險性做模糊綜合評判，取得如下結果：

OG中最高值為0.777，即該災害點仍屬高危險等級。

3.5 結果分析與討論

景區內高危險區面積占比11%，主要分布在景區西部及南部；中危險區面積占比44%，在景區內占比最大；低危險區面積占比為32%，主要環繞在中危險區的周圍；無危險區面積占比12%，主要分布在該旅游景區的西北及東南部。景區內一處典型滑坡災害點仍屬于高危險等級狀態。上述評價結果與實地情況基本相符。

圖3 產蛋崖景區滑坡危險性等級區劃圖

3.6 防治對策

在滑坡危險性評價的基礎上，結合景區實際，進行分區預防與重點治理。具體防治措施如下：（1）在條件允許的情況下，在隱患點或者是災害點處設置自動化監測設備，確保對滑坡體任何情況下實時狀況的監測預警；(2）在滑坡體后緣設置截排水溝，防止滑坡體后緣的雨水進入滑坡區，減少雨水對山體的入滲和沖刷；(3）將人工邊坡落石清理掉，再使用防護欄將隱患隔離，并設置警示標牌，以提醒游客及時避險。

4 結論

4.1 研究區滑坡以中危險等級為主，景區內一處典型滑坡災害點仍處于高危險狀態。景區管理部門應加強監測，完善預警預報制度建設。若深度開發，建議謹慎評估。

4.2 基于GIS 技術的層次- 模糊綜合評判模型具有明顯技術優勢。無論是景區內單體滑坡危險性評價，還是景區小區域滑坡危險性評價，評價結果均與實地勘察情況基本相符，證實該方法可以在類似喀斯特區域做推廣應用。