连云港市地质灾害易发性分区评价研究

任金来 王玉喜 周润生 颜乾坤

摘要：本文在全面调查分析连云港市区地质灾害隐患点及分布状况的基础上，从诱发地质灾害的地质条件、人类工程活动、地形地貌及气候植被因素考虑，选取了地层岩性、地质构造、地形地貌、露天开采、降雨强度、植被覆盖率等15个评价因子，建立了地质灾害易发性评价指标体系，运用层次分析法计算各评价因子的权重值，并进行归一化处理，然后利用模糊评判法对各隐患点的易发性指数进行计算、统计，将连云港市区划分为地质灾害高易发区、中易发区和低易发区，最后利用GIS空间分析功能生成了易发性分区图，实现了地质灾害易发防治分区的目的，为连云港市后期地质灾害防治提供重要参考依据。

关键词：地质灾害;层次分析法;易发性;模糊评判

1.引言

地质灾害易发防治区划研究涉及影响因素有地形地貌、地质构造、植被覆盖情况、降雨、人类工程活動等自然和社会因素，各因素之间的关系极为复杂，量化也较为困难，选择合理的评价指标及恰当确定权重对地质灾害区划分区至关重要，层次分析法（AHP）是一种定性与定量相结合的多目标决策分析方法，可将复杂问题中的各种因素以某种相互联系的有序层次使之条理化[1]。

本文利用层次分析法建立评价指标层次结构模型和计算权重[2]，并采用归一化数值变换方法统一量纲，在权值确定和数据归一化的基础上，利用综合评判法，综合考虑各种因素，加入专家系统经验计算各地质灾害隐患点的易发指数并统计分类，确定易发防治程度分级指标数据，进行防治级别划分，编制地质灾害易发防治区划图[2-3]。

2.层次分析法的基本原理和计算步骤

2.1层次分析法的基本原理

层次分析法（简称AHP）是决策论中的一种常用方法，适用于那些难于定量分析的问题，其基本原理是把复杂的不好定量的系统分解成目标层、准则层、方案层等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策。它把人的决策思维过程层次化、数量化，并用数学手段为分析决策提供定量依据，是一种对非定量事件进行定量分析的有效方法，特别是在目标因素结构复杂且缺少必要的数据的情况下，需要将决策者的经验判断定量化时该方法非常实用[3]。

2.2层次分析法的计算

层次分析法的计算过程主要有层次结构模型的建立、构造成对比较矩阵、计算权向量并做一致性检验[4-5]。为了快速精确计算出各指标的权重，并判断矩阵的一致性，本文在判断矩阵确定好以后，利用fortran语言编制了层次分析法单排序程序AHP.FOR。

3.层析分析法在连云市市区地质灾害易发性评价中的应用

3.1连云市地质灾害概况

根据连云港市18年地质灾害排查结果，市区崩塌、滑坡和地面塌陷地质灾害点81处，包括崩塌灾害点53个，占65.4%;滑坡灾害点24个，占29.6%;采空地面塌陷灾害点4个，占4.9%。市区81处隐患点潜在威胁的总人数约1000人，受威胁财产总计约18514万元。

依据受各灾害点潜在威胁人数和财产，参照国土资源部《县（市）地质灾害调查与区划基本要求》实施细则中“地质灾害灾情和险情分级标准”，将81处隐患点划分为：大型1处、中型22处、小型58处。

3.2地质灾害易发性评价层次结构模型的建立

地质灾害易发性评价指标体系选取的评判指标因子应能全面反映区内诱发地质灾害发生个各种因素，并遵循定性与定量、重要性与差异性、普遍性与可操作性相结合的原则，分三个层次建立：第一层目标层，依据地质灾害易发程度确定;第二层次为因素层，为灾害发生的诱发因素，第三层次为指标层，选取15个可量化评价的具体指标（图3-1）。

3.3构造判断矩阵并计算权向量和一致性检验

利用1-9标度法来构造判断矩阵，从层次结构模型的第二层开始，一一构造判断矩阵，并用前面编制计算程序计算各指标权重并进行一致性检验，最终的计算结果见表3-1。

由CR=

计算得出，总排序CR=0.0042<0.1，满足总排序一致性要求，说明本文建立的地质灾害易发性层次结构评价模型是可行的。

3.4地质灾害易发性分级指标计算

在前面构建的地质灾害易发性层次结构分析模型的基础上，应用模∑糊综合评判计算每个地质灾害隐患点的易发性指数：

经计算市区境内所有隐患点的易发指数PI介于0.1～0.75之间，依据各隐患点易发性指数的大小分布规律，结合隐患点所处的地质环境条件、危害程度及分布规律，并参考相关地质灾害排查规范的基础上，将市辖区划为分地质灾害高易发、中易发、低易发，各易发区PI值取值范围见表3-2。

4.地质灾害易发性分区

4.1利用mapgis绘制害易发性分区图

由前文确定的地质灾害分级标准，根据各地质灾害隐患点易发性指数，将市区境内的每个隐患点进行易发性定性分级，结合各隐患点的中心位置坐标，整理形成grd栅格文件，利用Mapgis空间分析模块下DTM分析功能中的grd模型等值线功能生成地质灾害易发性等值线图，然后与市区地形图进行套合，在地形地貌、地质界线、山脊、分水岭等地形地质要素的基础上，对地质灾害易发性等直线图进行微调，最终的生成连云港市地质灾害易发性分区图。

4.2连云市地质灾害易发性分区简述

（1）地质灾害高易发区。高易发区主要分布在市区前云台山东坡、南坡和西北坡，后云台山东南坡及锦屏山、凤凰东山、北固山南坡及锦屏磷矿和大浦磷矿采空区及周边，总面积约93.63km2。（2）地质灾害中易发区。市区锦屏山、前云台山西北坡、中云台山、后云台山西北坡、东西连岛、北固山北坡，总面积约68.51km2。（3）地质灾害低易发区。主要分布于市区境内的平原区（不包含大浦磷矿及锦屏磷矿塌陷区），面积约640.67km2。

5.结论

（1）将层次分析法应用在地质易发性评价工作中，建立了相应的结构模型，将定性分析与定量计算相结合，降低了个人主观因素的影响，评价分析结果更为客观、准确，对当地地质灾害区划与防治工作具有一定的指导意义。（2）基于连云港市地质灾害隐患排查成果，从诱发地质灾害的地质条件、人类工程活动、地形地貌及气候植被条件出发，建立了由1个目标层、4个约束层、15个指标层组成的连云港市地质灾害易发性评价层次结构模型。（3）在地质灾害易发性层次结构分析模型权重计算的基础上，应用模糊综合评判法对各地质灾害隐患点的易发性指数进行计算和统计分类，并利用map-gis软件绘制了易发性分区图，高易发区面积为93.63km2，中易发区面积为68.51km2，低易发区面积为640.67km2。

参考文献：

[1]张丽，黄敬军，武健强，等.江苏省地质灾害区划评价[J].中国地质灾害与防治学报，2015，26（02）：81-86.

[2]褚洪斌，母海东，王金哲.层次分析法在太行山区地质灾害危险性分区中的应用[J].中国地质灾害与防治学报，2003，14（03）：125-129.

[3]鲁得方，董辉.层次分析法在永登县地质灾害易发性评价中的应用[J].甘肃科技纵横，2013，42（12）：10-13.

[4]王哲，易发成.基于层次分析法的绵阳市地质灾害易发性评价[J].自然灾害学报，2009.18（01）：14-23.

[5]李爱军，闫成云.层次分析法结合MAPGIS在地质灾害易发性评价的应用[J].甘肃地质，2013.22（04）：78-83.