基于GIS的中等比例尺地质灾害易发性评价

陈伟 许强 李为乐

1 概述

随着人口的增长、社会经济的逐渐发展、人类工程活动的不断增强,加剧了对地质环境的破坏,大量的滑坡、崩塌以及泥石流等地质灾害屡屡发生,给人类的财产、生命安全以及工程建设造成了很大的危害。开展地质灾害易发性研究,进行地质灾害易发程度分区,可以为国土城镇建设规划、地质灾害防灾减灾、规避地质灾害风险以及政府决策等提供可靠的科学依据。

本文依托中国地质调查局项目《西南山区城镇建设地质灾害风险管制方法及示范(1212010814015)》,通过对示范区四川省丹巴县地质环境条件、地质灾害发育状况的分析研究,以GIS为平台,开展中等比例尺下地质灾害易发性评价工作。

2 地质灾害易发性评价尺度

本文参考澳大利亚地质力学学会2007年提出的滑坡风险区划指南[15],提出地质灾害易发性分析的比例尺层次(见表1)。

表1 地质灾害易发性分析的比例尺层次

3 地质灾害易发性评价指标体系

针对中等比例尺范围内的地质灾害易发性评价,主要综合考虑崩塌、滑坡、泥石流各种地质灾害,而不单列各种地质灾害各自的指标体系。在上述指标体系建立原则的基础上,从地质环境的角度尽可能全面考虑各种地质灾害发生的各种因素,将该指标体系划分为三类:灾害历史因素、基本环境因素和诱发因素,见图1。

4 研究区概况

丹巴县位于四川省西部高山峡谷区,甘孜藏族自治州东部,大渡河的上游。东邻阿坝州小金县,东南与南部连康定县,西靠道孚县,北面与东北面接金川县。

丹巴县地形破碎、河流切割严重、地质环境脆弱,并且开矿、修理、工程建设等人为活动强烈,崩塌、滑坡以及泥石流等地质灾害频发,给当地人民的财产及生命安全带来了严重的威胁。

根据相关资料,丹巴县境内有各类地质灾害276处,其中特大型9处、大型76处、中型96处、小型95处,其中泥石流112处,占40%;滑坡90处,占 33%;崩塌 45处,占 16%;潜在不稳定斜坡29处,占11%。按规模统计,以中小型为主,按规模划分,特大型9处,占 3%;大型 76处,占 28%;中型 96处,占 35%;小型 95处,占34%。

5 地质灾害易发性评价模型及方法

模型建立如下[16]:

1)首先分别计算各因素Xi对地质灾害事件H提供的信息量I(Xi,H),并以此确定各影响因素对地质灾害事件的贡献值(权重值):

其中,p(Xi|H)为研究区地质灾害发生条件下出现影响因素Xi的概率;p(Xi)为研究区内出现影响因素Xi的概率。

计算各影响因素的信息量值:

其中,S为研究区评价单元总面积;N为研究区含有地质灾害单元的面积;Si为研究区内含有影响因素Xi的面积;Ni为分布在因素Xi内特定类别内的地质灾害面积。

2)计算单个评价单元内总的信息量:

其中,Ii为评价单元总的信息量值;n为参评因子数,其他参数同前。

3)根据计算得到的总信息Ii作为该单元影响地质灾害发生的综合评定分值,其值越大对地质灾害的发生越有利。

6 地质灾害易发性评价结果

采用信息量法并利用GIS进行叠加分析,最终得到了丹巴县地质灾害易发性评价结果(见表2)。

表2 丹巴县地质灾害易发性分区结果 %

1)地质灾害高易发性区。高易发性区位于丹巴县城及其东南部,主要包括章谷镇(丹巴县城)、梭坡乡和聂呷乡的大渡河两岸斜坡地带,沿大渡河呈带状分布;北部,主要包括聂呷乡的大金河两岸斜坡地带,沿大金河呈带状分布;东北部中路乡、岳扎乡、半扇门乡的小金河两岸斜坡地带,沿小金河呈带状分布;西南部,主要包括水子乡、东谷乡的东谷河两岸斜坡地带,沿东谷河呈带状分布,面积157 km2,占总面积3.38%。2)地质灾害中等易发性区。中等易发性区位于丹巴县西南部,主要为东谷河中上游两岸斜坡地带,沿东谷河呈带状分布;西北部,主要为边耳沟两岸斜坡地带,沿边耳沟呈带状分布,面积680.77 km2,占总面积14.66%。3)地质灾害低易发性区。低易发性区分布于离丹巴县五大水系(大渡河、大金河、小金河、东谷河、革什扎河)较远、海拔较高的高山区,海拔高度在3 000 m以上,包含丹巴县各乡的部分地区,面积2 675.2 km2,占总面积57.62%。4)地质灾害极低易发性区。极低易发性区分布于离丹巴县各支沟源头及海拔较高的高山区,海拔高度在3 000 m以上,包含丹巴县各乡的部分地区,面积1 130.2 km2,占总面积24.34%。

[1]http://baike.baidu.com/view/1157855.htm.

[2]陈自生,孔纪名.1991年9月23日云南省昭通市头寨沟特大滑坡[J].山地学报,1991(4):4.

[3]http://www.weather.com.cn/static/html/article/20080910/13114.shtml.

[4]中华人民共和国国土资源部.中国地质环境公报.2001.

[5]中华人民共和国国土资源部.中国地质环境公报.2002.

[6]中华人民共和国国土资源部.中国地质环境公报.2003.

[7]Aldo Clerici.A GRASS GIS based Shell script for Landslide Susceptibilityzonation by the Conditional Analysis method[J].Proceedings of the Open source GIS-GRASS users conference,2002(5):38-40.

[8]S.LEE.Probabilistic landslide hazard mapping using GIS and remote sensing data at Boun[J].REMOTE SENSING,2004,25(11):2037-2052.

[9]Hans-Balder Havenith.Analysis of landslide susceptibility in the Suusamyr region,Tien Shan:statistical and geotechnical approach,Landslides,2006(3):39-50.

[10]Fausto Guzzetti.Probabilistic landslide hazard assessment at the asin scale,Geomorphology,2005(72):272-299.

[11]J.G.Liu.Landslide hazard assessment in the Three Gorges area of the Yangtze river using ASTER imagery:Zigui-Badong,Geomorphology,2004:7.

[12]Jose I.Barredol.Comparing heuristic landslide hazard assessment techniques using GIS in the Tirajana basin,Gran Canaria,JAG l Volume 2-Issue 1-2000.

[13]R.NAGARAJAN.Temporal remote sensing data and GIS application in landslide hazard zonation of part of Western ghat[J].India,remote sensing,1998,19(4):573-585.

[14]Mehmet Lu“tfi Su”zen.Data driven bivariate landslide susceptibility assessment using geographical information systems:a method and application to Asarsuyu catchment[J].Turkey,Engineering Geology,2004(71):303-321.

[15]Australian Geomechanics Society.Landslide risk management[M].Australian Geomechanics,2007:13-36.

[16]邓清禄.斜坡变形构造[M].北京:中国地质大学出版社,2000:100-105.