惠水縣九龍禪寺和燕子洞景區地質災害危險性評價

潘網生 符 連

（黔南民族師范學院旅游與資源環境學院，貴州 都勻558000）

1 概述

惠水縣隸屬貴州省黔南州，位于省會貴陽正南30km 處。近年來，隨著惠水縣旅游基礎設施不斷完善，旅游經濟也取得較好發展，但景區地質災害隱患問題依然突出，成為旅游主管部門、景區及公眾關注的熱點。因此，開展旅游景區地質災害安全評價具有緊迫性和必要性。當前，地質災害評價方法主要有層次分析法[1]、權重指數法[2]、信息量模型[3]、模糊評價法[4]、概率比率模型[5]、敏感指數主成分分析法[6]等。其中，信息量模型、概率比率模型和敏感指數主成分分析法在本質上是一致的，均為基于概率的評價法，但該方法需要大量的災害點信息作為評價依據；模糊綜合評價法則是基于模糊數學的隸屬度計算各評價指標對地質災害的貢獻，但隸屬度的確定具有一定的主觀性，且要求充分掌握各分級指標對地質災害的貢獻度；權重指數法和層次分析法在本質上也是一致的，層次分析法相對簡單。結合生產實踐認識，我們認為基于GIS 技術的模型融合可以達到、甚至超過其他單一方法評價效果，因此本文以惠水縣九龍禪寺和燕子洞景區的滑坡和崩塌地質災害為研究對象，通過基于GIS技術的模糊層次模型開展地質災害危險評價研究，為景區的規劃建設與地質災害防治提供參考意見。

2 研究區域概況

九龍禪寺位于貴州省惠水縣城西北8 公里處（圖1），始建于清朝康熙二十一年（公園1682 年），毀于解放前，復建于2007年。每年農歷的“三月三”、“四月八”、“六月六”等少數民族節日，當地的苗族都會聚集在九龍禪寺一起歡度節日。九龍禪寺景區地處亞熱帶季風氣候區，年降水量在1100mm 左右，海拔1070m-1205.4m，景區核心區域由左山、右山及后山三座山體組成，九龍禪寺院被圍于其中。內部山體受風化、侵蝕等影響，巖石裂隙發育，巖層整體性較差，但由于巖層近乎水平狀，故其穩定性較好。因寺院的修建與擴建，周圍山體受人類工程活動影響較大。

燕子洞景區位于該縣羨塘鎮東北方向2km 處（圖1）。燕子洞洞高約215m，寬約50 米。洞中為上百萬只白腰雨燕的棲息地，是全國最大的候鳥棲息洞穴。

圖1 九龍禪寺、燕子洞景區位置圖

白腰雨燕是我國國家三級保護動物，為了保護白腰雨燕的棲息地，燕子洞景區并未得到開發，但仍有很多游客慕名而來，逢年過節時附近村民也歡聚于此。燕子洞地處屬亞熱帶季風氣候區，年降水量1200mm 以上，以山地為主，海拔在808～1170m之間，屬喀斯特地貌區的溶蝕地貌，溶洞、地下暗河及河流等發育較好。燕子洞洞室、河流沿岸發現崩塌碎屑堆積物，外部道路沿線也有多處危巖隱患。

3 研究方法與數據來源

本文研究方法參考文獻[7]，分別針對地質災害類型選取評價指標，構建評價指標體系（本文所有指標均設定為同一級），基于0.1-0.9 標度確定模糊判斷矩陣，計算指標權重并通過相容性指標S 對模糊判斷矩陣做一致性檢驗。通過構建模糊評價的評語集Vi，經由專家打分法分別確定各分級指標隸屬度，由此構建模糊評價矩陣P=（Pij）n×n，Pij即表示某分級指標隸屬于評語集Vi的程度大小，Vi分別對應i 危險等級。運用GIS 技術提取各指標圖層，做柵格化處理后，計算并輸出各空間單元的危險性評價結果。本文基礎研究數據來源于實地調研和文獻資料，遙感影像數據和數字高程數據來源于Bigmap 地圖下載器，地質數據來源于中國區域地質志/貴州志（2017 版）[9]。

4 地質災害危險性評價

4.1 評價因子分析

圖2 九龍禪寺景區數字高程模型

圖3 燕子洞景區數字高程模型

地形地貌因子。坡度對地質災害的形成和發展起著重大的作用。九龍禪寺、燕子洞均屬于喀斯特地貌區，地形均以山地為主，前者海拔在1070-1205.4m，坡度在0.17 °-51.86 °（圖2）；后者海拔在880-1170m，坡度在0 °-58.44 °（圖3）。坡度、地形起伏度因子經由數字高程模型提取。

巖層巖性因子。地層巖性巖組是喀斯特地質災害重要評價指標，巖層中巖石的巖性以及巖層之間的組合狀況對山體穩定決定性影響。九龍禪寺主要有C2+3（黃龍群、馬坪組）、C2hn（黃龍群）、C1d+b（大塘組、擺佐組）這三類地層（圖4），各地層的巖層產狀大致為92 °∠3 °。其中黃龍群為厚層塊狀灰巖,巖層裂隙發育，巖石硬度大，但整體性較差；馬坪組為含白云質厚層致密灰巖，夾礫狀灰巖、泥頁巖和粉砂巖，巖石硬度小，整體性稍好；大塘組為厚層泥晶灰巖、鈣質泥巖或泥灰巖夾少量砂巖，巖石硬度小，整體性稍好；擺佐組為灰白色塊狀白云巖，夾灰白色塊狀致密灰巖，巖石硬度大，但整體性差。因此，九龍禪寺景區巖石的硬度從大到小分別為C2hn、C2+3、C1d+b；燕子洞巖層主要是C2hn（黃龍群），巖層產狀118 °∠10 °，為一套灰白色中厚層灰巖，巖組結構整體性較好。由于燕子洞景區巖性一致，故考慮采用巖層傾角與坡度關系（順層、反傾）參與地質災害危險性評價（圖6）。

斷層因子。斷層對地質災害有較大的影響，距斷層越近受斷層的影響就越大。九龍禪寺景區的東南面有一條斷層，距離較近，本文以500m 為緩沖半徑來量化斷層對研究區的影響大小（圖5）。燕子洞景區周邊無斷層。

圖4 九龍禪寺景區地層分布

圖5 九龍禪寺景區斷層緩沖區

植被覆蓋率因子。盡管植被覆蓋率也是影響地質災害形成和發展的重要因素，但兩個景區的植被覆蓋率均較高（圖6，7），且景區范圍較小，植被覆蓋的差異對地質災害的影響難以量化。因此本文不考慮植被指標。

圖6 九龍禪寺景區植被、人類工程活動

水系因子。在地質災害發育過程中，河流對滑坡、泥石流等災害有著較大的影響。九龍禪寺景區及附近沒有河流發育；燕子洞景區有河流發育，由于地處亞熱帶季風氣候區，河流的流量受降水的影響，季節變化較大（圖7）。

圖7 燕子洞景區植被、人類工程活動與水系

人類工程活動（建筑，道路）因子。九龍禪寺的人類工程活動比燕子洞要強烈一些，對地質災害的形成和發展有較大影響（圖6）；在燕子洞景區中，有大量的白腰雨燕棲息在此，為了保護白腰雨燕的棲息地，景區周圍的人類工程活動受到很大的限制，人類工程活動在景區的地質災害形成和發展的過程中影響較小（圖7）。

降水量因子。景區均地處亞熱帶季風氣候區，九龍禪寺年降水量約1100mm，燕子洞年降水量1200mm 以上，降水的季節變化較大，且降水主要集中在5-8 月，在此期間多發暴雨和連續性降水，易引發地質災害。

降水是引發地質災害的重要因子，但由于本文研究區域范圍較小，降水量和降水強度在這一范圍內的差異難以量化，因此本文不考慮降水因子。

4.2 構建模糊判斷矩陣

根據0.1-0.9 標度法確定景區滑坡和崩塌地質災害的模糊判斷矩陣（表1，2）：

表1 九龍禪寺景區模糊判斷矩陣

表2 燕子洞景區模糊判斷矩陣

通過計算得到各評價指標權重W 如下：

其中，九龍禪寺景區滑坡模糊判斷矩陣相容性指標S=0.95>0.8，其一致性可接受；九龍禪寺景區崩塌模糊判斷矩陣相容性指標S=0.96>0.8，其一致性可接受。燕子洞景區滑坡模糊判斷矩陣相容性指標S=0.96>0.8，其一致性可接受；燕子洞景區崩塌模糊判斷矩陣相容性指標S=0.94>0.8，其一致性可接受。

表3 評價指標分級

4.3 危險性等級區劃

根據景區實際情況，將各分級指標劃歸不同的評語集{V1，V2，V3}，分別對應地質災害的高危險、中危險和低危險（表3）。

根據指標對滑坡和崩塌的危險性貢獻度，設各評價指標的分級量化之和為1，由此構建九龍禪寺和燕子洞景區的滑坡、崩塌模糊評價矩陣P。模糊評價矩陣各評價因子排序同模糊判斷矩陣。

基于GIS 技術求解J=WT·P，獲得各評價指標被評定為Vi的隸屬度；再通過求解K=J·V*（V*=（30，60，90）T，得到任一空間柵格單元的滑坡和崩塌的危險性評價結果，歸一化處理后以[0，0.35），[0.35，0.7)，[0.7，1]為區段做重分類，最后輸出滑坡和崩塌危險性等級區劃圖（圖8-11）。

4.4 結果分析

九龍禪寺景區滑坡高危險區面積占比10.35%，滑坡中危險區面積占比41.41%，滑坡低危險區面積占比48.24%，高危險區主要分布于公路沿線和部分山體上，九龍禪寺左前方的部分民房處于高危險區，風險隱患不容忽視；九龍禪寺景區崩塌高危險區面積占比23.95%，崩塌中危險發區面積占比48.89%，崩塌低危險區面積占比27.16%，崩塌高危險區主要分布于居民區附近，距離寺院較遠。

圖8 九龍禪寺景區滑坡危險等級區劃圖

圖9 九龍禪寺景區崩塌危險等級區劃圖

圖10 燕子洞景區滑坡危險等級區劃圖

圖11 燕子洞景區崩塌危險等級區劃圖

燕子洞景區滑坡高危險區面積占比15.38%，滑坡中危險區面積占比60.51%，滑坡低危險區面積占比24.11%，滑坡高危險區主要分布于河流兩側和公路沿線。

燕子洞景區崩塌高危險區面積占比7.41%，崩塌中危險區面積占比53.64%，崩塌低危險區面積占比38.95%，崩塌高危險區主要分布于景區北端的道路沿線及地下暗河兩側，景區南側河流東岸也有分布。

5 結論

5.1 九龍禪寺、燕子洞景區的滑坡和崩塌危險性評價結果與實地調查情況基本相符，表明GIS 空間分析功能與模糊層次模型的結合在小區域地質災害危險性評價研究中具有明顯技術優勢，且方法簡單，結論可靠。

5.2 九龍禪寺景區的寺院相對安全，但周邊居民區存在較大安全隱患。燕子洞景區的滑坡隱患集中分布于河谷地帶，崩塌隱患則集中于地下暗河附近及道路沿線。

6 防治對策

鑒于九龍禪寺景區節假日人流密集，建議加強景區的日常安全管理工作，探索和研究群防和技防相結合的地質災害監測、預警預報機制；燕子洞景區開發程度較低，建議對較為突出的小型災害隱患做清除處理，針對大型危巖體隱患，應設置醒目警示標牌，提示游人及時避險。