利用三度空间分析法开展河南省地质灾害易发程度评价研究

2012-11-17戚赏

中国科技信息 2012年17期

关键词：潜势危险度易发

戚赏

河南省地质环境监测院，河南郑州 450008

利用三度空间分析法开展河南省地质灾害易发程度评价研究

戚赏

河南省地质环境监测院，河南郑州 450008

河南省山地丘陵面积7.4万平方公里，地质条件和地理条件复杂，不同地区人类工程活动的性质和强度也各不相同，地质灾害发育程度也差异甚大。本文采用地质灾害发育度、潜势度、危险度的概念，首次对河南省地质灾害易发程度开展了定量评价，为职能部门有效开展地质灾害防治管理及相关研究人员开展全省地质灾害研究提供参考。

河南省；地质灾害；三度空间分析；易发程度；定量评价

引言

河南省山地丘陵面积7.4×104km2，地理、地质及构造条件复杂，为我国中部地区地质灾害多发的省份。随着中原经济区建设的开展，人类工程经济活动不断增强，河南省地质灾害发生频度和密度有增加的趋势。

河南省已经完成了全部山地丘陵区66个县（市）地质灾害调查与区划工作，并积累了相当数量的地质灾害危险性评估、调查、巡查、监测、勘查和治理资料，在此基础上开展地质灾害易发程度评价研究，可以从整体上提高我省地质灾害的防治工作水平，控制和减少地质灾害的发生，确保人民群众的生命财产安全，更好地保障我省社会经济可持续发展。

1 研究方法与手段

本次研究依托各县市地质灾害空间数据库系统，完成了省级地质灾害数据库系统建设，据此开展地质灾害分布规律研究，通过地质灾害发育度、潜势度、危险度三度空间指标分析方法，以定量手段开展河南省地质灾害易发程度分区。

2 评价研究体系

地质灾害易发程度综合评价体系是在单灾种评价基础上建立起来的，其前提是在地质环境调查数据分析的基础上，利用全省地质灾害数据库、图形库，建立地质灾害与地质环境图层因子分析系统，完成各单元单灾种地质灾害发育度、潜势度、危险度的计算，而后开展单灾种地质灾害易发程度分区，最后通过叠合计算完成地质灾害易发程度综合分区评价。

3 网格剖分

采用栅格处理方法，对河南省行政区范围进行单元网格剖分。以5km×5km作为一个单元，对河南省行政区域进行网格剖分，全省共划分为6680个单元格，以单元格为最小单位进行信息提取及量化。

4 数学模型的建立

4.1 地质灾害发育度

“发育度（F）”是一个描述地质灾害现状的概念，是代表区域地质灾害频率（f）、面积（S）和体积（V）等地质灾害发育因子特征的函数，公式为:

式中:Fi- 第i单元的灾害发育度；

Rfi- 第i单元的灾害频数比；

Rsi- 第i单元的灾害面积模数比；

Rvi- 第i单元的灾害体积模数比；

r - 修正指数。

① 地质灾害频数比（Rfi）

计算公式为:

式中:

ρfi为第i单元灾害点数与单元面积的比值，跨单元的灾害点可重复统计；

ρf为河南省灾害总数与省面积的比值，取0.0358（表1）。

表1 河南省各灾种地质灾害数量与省行政区面积比值（ρf）计算表

② 地质灾害面积模数比（Rsi）

地质灾害面积模数比Rsi计算公式为:

式中:

ρsi为第i单元灾害体分布面积与单元面积的比值；

ρs为灾害点总面积与河南省总面积的比值，取0.04516，其计算源数据（各地质灾害类型总面积）从河南省地质灾害数据库中提取汇总（表2）。

表2 河南省各灾种地质灾害发育面积与总面积比值计算表

③ 地质灾害体积模数比（Rvi）

地质灾害体积模数比Rvi的计算公式为:

式中:ρvi为第i单元内灾害点总体积（m3）与单元面积（25km2）的比值；

ρv为调查区内灾害点总体积（m3）与调查区面积（167000km2）的比值，取22926.3（表3）。

表3 河南省各灾种地质灾害点体积与行政区面积比值（Rvi）计算表

（公式1）适用于滑坡、崩塌、泥石流等三维空间展布的地质灾害类型，对于地面塌陷、地面沉降、地裂缝灾害等二维灾害类型，其体积计算中，我们分别以各单元中塌陷陷坑（沉降区）平均深度（总沉降量）、地裂缝平均深度代替三维计算中的高度，以完成其体积计算。

④ 修正值（r）

因河南省县（市）地质调查原则之一是“以人为本”，无人居住山区可能有地质灾害点遗漏，为客观反映整个调查区内灾害发育程度，根据河南省各地貌分区特点，对（公式1）采用修正指数r，一般取0～2.0，平原区取值为0，丘陵区取1.25，中低山区取1.75。

4.2 地质灾害潜势度

地质灾害潜势度是指某一地区在没有任何降雨、地震和人类工程经济活动等诱发因素影响下地质环境孕育地质灾害的潜在能力，公式为:

i=1，2，…m；j=1，2，…n；

式中:Qi - 第i单元的潜势度指数。

i - 评价单元数

j - 评价因子数

ai- 第j评价因子在第i单元中的赋值

bj- 第j评价因子的权重

m - 最多评价单元数，取6680

n - 最多评价因子数，取10

潜势度评价选取的地质灾害基础因子取值标准见（表3）。

表3 地质灾害基础因子取值表

4.3 地质灾害危险度

以表征地质环境脆弱程度的地质灾害潜势度计算为基础，加入地质灾害诱发因素，来完成“危险度”指标体系的建立。危险度的判别因子选取原则是:既考虑地质灾害形成的内在基本因素（即潜势度），又兼顾诱发地质灾害发生的外部因素，即诱发因子，根据河南省地质灾害现状，我们选取人工切坡、降雨、水利工程建设、矿山开采活动、地震等因素为危险度计算中的诱发因子（表4）。