宜昌市旅游景区地质灾害发育规律及风险管控对策

胡胜华， 黄 维， 许汇源， 艾 东*， 孙小凡，寇 磊， 肖春锦， 袁晶晶， 徐子一， 孙新月

(1.湖北省地质局 第七地质大队，湖北 宜昌 443000; 2.宜昌市自然资源和规划局，湖北 宜昌 443000)

宜昌市位于湖北省西部，地处长江中上游交界处，被誉为“世界水电之都”。市域风光秀丽，地质景观奇特，旅游资源富集，是中国11个重点旅游城市之一，每年吸引游客8 900万人次，为宜昌市经济发展作出巨大贡献[1]。然而近年来极端气候频发，宜昌市旅游景区地质灾害造成游客伤亡事件时有发生，例如2017年10月15日，宜昌某景区突发落石灾害，落石规模约3 m3，落石下落高度约5 m，造成多人伤亡；2019年7月5日，宜昌某景区步道突发落石，导致1人死亡。为进一步查清宜昌市旅游景区地质灾害规模及发育规律，保障景区旅游安全，宜昌市自然资源和规划局、文化和旅游局联合制定了《宜昌市旅游景区地质灾害风险防控工作方案》，委托湖北省地质局第七地质大队开展了宜昌市37家3A级以上旅游景区地质灾害风险调查及评价工作，对旅游景区地质灾害进行风险管控。

在旅游景区地质灾害调查评价方面，刘浩龙等[2]总结了旅游资源灾害风险评价的内涵及工作程序，从致灾因子危险性、旅游资源易损性、风险防治能力3个方面评价了内蒙古某县旅游资源的灾害风险。陈天合等[3]通过野外调查、综合分析等手段，研究了云南省小草坝旅游景区地质灾害分布规律，并对景区内地质灾害危险性进行了综合评估。刘旋[4]通过野外调查,查清了山西省青龙峡景区69处地质灾害隐患点，基于二元Logistic回归模型，绘制了景区地质灾害风险图。在地质灾害风险管控方面，石元帅[5]以贵州省鬃岭镇崩塌带为例，针对地质灾害发生的不同响应阶段提出了不同的管控措施，在地质灾害发生之前采用防灾减灾措施，在地质灾害发生之后采用应急响应措施。武中鹏[6]研究了贵州省拖海小流域崩塌地质灾害，提出了搬迁避让、监测预警、宣传培训等风险管控措施。Huggel et al.[7]通过野外调查及监测，总结气候变化导致的意大利阿尔卑斯旅游区高山斜坡地质灾害发育特征。Smith et al.[8]通过野外调查等手段，评价了美国黄石公园旅游区火山活动、地震地质灾害风险，为政府提供决策建议。目前，针对旅游景区等重点区域，开展地质灾害特征研究和风险评价已逐渐成为政府和社会层面的共识，具有重要的防灾减灾意义。

然而，针对鄂西山区特有地质环境背景及旅游资源，开展的旅游景区地质灾害风险评价及管控工作相对较少，缺乏系统性风险管控体系建设。因此有必要研究宜昌市旅游景区地质灾害分布规律，并提出有针对性的风险管控措施，减轻宜昌市旅游景区地质灾害风险，保障游客安全。

1 宜昌市旅游资源及地质环境概况

1.1 宜昌市旅游资源概况

宜昌市旅游资源丰富，具有“山水相依、天人合璧”的特性。宜昌市拥有各类旅游资源747处，其中国家5A级景区3家，4A级景区19家，3A级景区15家；国家森林公园6处，国家地质公园3处，国家自然保护区3处，地质文化村1处(图1)，景区数量及质量在湖北省乃至全国同等城市中位居前列。宜昌市拥有长江三峡、清江民俗风情、三国文化、地质遗迹、溶洞探险、漂流休闲、冰雪运动等特色精品旅游项目，著名景点有长江三峡、三峡大坝、三峡人家、清江画廊、玉泉寺、百里荒、落星地质文化村等，具有自然景观奇险、地质遗迹丰富、人文气息浓厚的特点[9-11]。

图1 宜昌市主要旅游资源分布图Fig.1 Distribution map of main tourism resources in Yichang City

1.2 宜昌市地质环境概况

1.2.1地层岩性

宜昌市隶属扬子地层大区的鄂西南—湘西北地层区，区域出露地层为中国南方标准地层之一，元古界—新生界之间的各个地质时代的地层均有分布(图2)，发育完整，出露齐全，堪称“世界地质博物馆”[12]，拥有宜昌黄花场和王家湾两枚“金钉子”，在世界上十分罕见。宜昌市旅游景区主要位于震旦系、寒武系、奥陶系地层出露区域，景区内主要发育厚—巨厚层状碳酸盐岩，形成时代较早，地形切割强烈，地势险峻，溶洞发育，造就了独特的地质景观。

图2 宜昌市地质简图Fig.2 Geological map of Yichang City

1.2.2地质构造

按湖北省大地构造单元划分，宜昌地区处于扬子准地台，主要包括黄陵断穹、远安台褶束等大地构造单元(图3)。在漫长的地质构造历史演变过程中，由于内外力的地质作用，宜昌地区形成了鬼斧神工、千姿百态的地质景观，如牛肝马肺峡、长生洞、三游洞、车溪等。

1.2.3岩土体工程地质特征

岩土体工程地质特征作为地质灾害发生、发展的物质基础，控制着地质灾害的发生。宜昌市景区地质灾害与岩土体工程地质特征紧密相关，碳酸盐岩类较脆，溶蚀作用强烈，在后期地质构造作用下，易发育结构面而切割岩体，形成崩塌地质灾害；碎屑岩中存在页岩层，易发育泥化软弱夹层，形成顺层滑坡地质灾害；花岗岩等岩浆岩发育强度较高，一般不易形成地质灾害。宜昌地区主要出露沉积岩、岩浆岩，宜昌市旅游景区主要分布在沉积岩出露区域。

图3 宜昌市构造纲要图Fig.3 Structural outline map of Yichang City

1.2.4水文地质条件

受地形、地貌、地层岩性、地质构造的控制，宜昌市水文地质条件较为复杂。根据含水介质的岩性特征、地下水的赋存条件及水动力特征，将区域内地下水划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩类岩溶水三类。松散岩类孔隙水主要赋存于第四系各种成因的堆积层中，分布于区域内地表水系(长江、渔洋河、清江及其支流)两岸阶地和斜坡一带；基岩裂隙水主要赋存于震旦系下统、泥盆系中—上统、石炭系下统及二叠系等构造带及风化裂隙中；碳酸盐岩类岩溶水是宜昌市境内主要的地下水类型，大规模分布于兴山县、秭归县、五峰县、夷陵区山区。

1.2.5人类工程活动

宜昌市出台了旅游服务提质升级工作方案，对鸣翠谷、车溪、三峡人家等旅游景区进行升级改造，增加游览路线，新建游览配套设施。景区建设扩建对自然环境造成一定影响，诱发了地质灾害。例如2018年9月，五峰县后河景区由于修建景区公路，形成小型崩塌，规模约70 m3，造成景区道路中断，所幸未造成人员伤亡。

2 宜昌市旅游景区地质灾害发育特征

2.1 地质灾害类型及规模特征

2.1.1地质灾害类型

根据宜昌市3A级以上旅游景区地质灾害详细调查统计，37家3A级以上旅游景区共计发育地质灾害隐患点185处，其中，崩塌166处，占地质灾害隐患点总数的89.7%；滑坡19处，占地质灾害隐患点总数的10.3%(图4)。地质灾害类型以崩塌(危岩、落石)占绝对主导，崩塌地质灾害给宜昌市旅游景区带来一定的安全隐患。

图4 宜昌市3A级以上旅游景区地质灾害类型图Fig.4 Geological disaster type of tourist attractions above 3A level in Yichang City

2.1.2地质灾害规模

宜昌市3A级以上旅游景区内的地质灾害规模以小型为主，规模一般为10～300 m3。其中，小型地质灾害隐患点181处，占比97.8%；中型地质灾害隐患点3处，占比1.6%；大型地质灾害隐患点1处，占比0.6%，具体统计见表1。

表1 宜昌市3A级以上旅游景区地质灾害规模统计表Table 1 Geological disaster scale statistics table of tourist attractions above 3A level in Yichang City

2.2 地质灾害发育特性

2.2.1时间发育规律

根据近年来宜昌市旅游景区已发生地质灾害不完全统计，3A级以上旅游景区地质灾害多发生于汛期(5—9月)。据有记载的25次地质灾害中，5月份发生地质灾害为4次，占比16%；6月份发生地质灾害为8次，占比32%；7月份发生地质灾害为5次，占比20%；8月份发生地质灾害为3次，占比12%；9、10月份各发生2次，分别占比8%；1月份发生地质灾害为1次，占比4%(图5)。宜昌市每年降雨主要集中在5—9月(图6)，期间月平均降雨量>300 mm，达全年总降雨量的60%。对于崩塌类地质灾害，降雨的作用主要表现为静水压力和软化作用两个方面。对于碳酸盐岩类等

图5 宜昌市3A级以上旅游景区地质灾害发生月份分布图Fig.5 Geological disaster occurrence time of tourist attractions above 3A level in Yichang City

图6 宜昌市月平均降雨量图Fig.6 Average monthly rainfall in Yichang City

硬质岩石，由于岩性硬脆、力学强度高，降雨沿裂隙入渗，裂隙内充水形成静水压力，加速崩塌的发展变形；对于碎屑岩类岩石，由于多为软岩或极软岩，遇水长期浸泡易软化，力学强度降低，也加速其崩塌发展变形。

2.2.2空间发育规律

宜昌市3A级以上旅游景区内185处地质灾害隐患点在空间分布上具有一定规律性，本文将从地形地貌、地层岩性、坡度等角度阐述地质灾害隐患点空间分布特征。

(1) 地形地貌。宜昌市地形整体较为复杂，地形高差较大，景区多分布在长江三峡及其主要干流附近，地形起伏较大。根据宜昌市高程及地形起伏程度，将景区划分为丘陵(海拔0～200 m)、低山峡谷(海拔200～1 000 m)及中山峡谷(海拔1 000～2 500 m)等地貌单元，地质灾害隐患点多分布在丘陵和低山峡谷地貌单元，且沿水系呈带状分布。据统计分析(图7)，75处地质灾害隐患点分布在丘陵地貌单元，占比40.5%；68处地质灾害隐患点分布在低山峡谷地貌单元，占比36.8%；42处地质灾害隐患点分布在中山峡谷地貌单元，占比22.7%。

图7 宜昌市3A级以上旅游景区地质灾害地貌分布图Fig.7 Geological disaster landform distribution of tourist attractions above 3A level in Yichang City

宜昌市旅游景区多位于高山峡谷地貌区及丘陵向平原过渡地貌区，水系众多，地形高差大，河流侵蚀主要以下切为主，由此形成了大量高陡斜坡，为崩塌、滑坡的发生提供了地形条件(图8)。通常情况下，地形高差越大，地形切割越剧烈，斜坡重力应力也越强，形成地质灾害的动力条件也越好[13]。

(2) 坡度。将斜坡按坡度划分为缓坡(坡度8°～25°)、陡坡(坡度25°～60°)、陡崖(坡度≥60°)。从坡度角度来看，宜昌市3A级以上旅游景区内185处地质灾害隐患点主要分布在陡崖(图9)。据统计，陡崖地貌环境发育的地质灾害隐患点有151处，占比81.6%；陡坡地貌环境发育的地质灾害隐患点有28处，占比15.1%；缓坡地貌环境发育的地质灾害隐患点有6处，占比3.3%。崩塌滑坡受坡度影响较大，坡度越大，应力越集中，也越容易发生变形失稳。链子崖崩塌、青龙峡崩塌等均发育在深切峡谷地貌区(图10)。

图8 峡谷地貌崩塌点Fig.8 Collapse point of canyon topography

图9 宜昌市3A级以上旅游景区地质灾害坡度分布图Fig.9 Slope distribution of geological disasters tourist attractions above 3A level in Yichang City

图10 陡崖地貌崩塌点Fig.10 Collapse point of cliff landform

(3) 地层岩性。地层岩性是制约地质灾害分布的重要因素，宜昌市3A级以上旅游景区内出露的地层岩性主要为以白云岩、灰岩为主的碳酸盐岩；以砂质泥岩、砂岩、粉砂岩为主的碎屑岩；以花岗岩为主的岩浆岩；以碎块石土、粉质黏土为主的松散土类。

旅游景区内185处地质灾害隐患点主要分布于寒武系—奥陶系碳酸盐岩类地层分布区，易发岩组主要为灯影组、石龙洞组、三游洞组、南津关组和牯牛潭组(图11)。碳酸盐岩类地层分布区发育地质灾害隐患点153处，占比82.7%；砂岩地层(红花套组、纱帽组)分布区发育地质灾害隐患点8处，占比4.3%；泥岩地层(香溪群、龙马溪组)分布区发育地质灾害隐患点2处，占比1.1%；岩浆岩类分布区发育地质灾害隐患点3处，占比1.6%；松散土类分布区发育地质灾害隐患点19处，占比10.3%。

宜昌市旅游景区地质灾害隐患点多分布在碳酸盐岩及碎屑岩出露地区。碳酸盐岩岩性较脆，在后期地质构造作用下，结构面发育，岩体破碎(图12)，非常有利于地质灾害的发育[14]，例如车溪旅游景区等。砂岩、泥岩岩性软硬不同，软弱岩层首先发生变化，形成泥土状软弱夹层等，在长期外界因素作用下逐渐形成滑动面或滑动带。同时，由于差异风化岩体容易形成凹腔，导致岩体底部失去支撑，从而发生崩塌地质灾害，例如鸣凤山旅游景区等。

图11 宜昌市3A级以上旅游景区地质灾害地层岩性分布图Fig.11 Stratigraphic lithology distribution of geological disasters of tourist attractions above 3A level in Yichang City

图12 碳酸盐岩节理发育形成崩塌Fig.12 Collapse formed in joints developed carbonate rock

3 景区地质灾害风险评价

通过资料收集、无人机拍摄、野外调绘，获得宜昌市37家3A级以上旅游风景区地形、地质、植被覆盖程度、地质灾害规模及类型、发育特征、威胁对象等基础数据，制作出景区1∶1 000地形图,及精度优于2.5 m的DEM和精度优于2.5 m的无人机影像图，基于GIS平台，通过层次分析法(AHP)，最终获得宜昌市37家3A级以上旅游风景区风险分布图(由于篇幅限制，就不再一一列举了)。

根据风险评价结果，宜昌市旅游景区受地质灾害威胁情况不严重，基本处于地质灾害低风险区。低风险区占宜昌市旅游景区总面积的91%，对游客安全基本无威胁；中风险区面积占比约为7%；极个别景区(三峡富裕山、车溪民俗文化旅游区)存在高风险，高风险区面积占比约为2%。

3.1 地质灾害风险评价方法

地质灾害风险评价是对某一特定研究区域，在某种特定条件下发生地质灾害时，可能造成的人员、经济等损失的预测[15]。在地质灾害易发性、危险性和承灾体易损性评价以及承灾体经济价值分析等成果的基础上，地质灾害风险可利用下述公式计算：

R=H×V×E

(1)

式中：R表示地质灾害易发性;H表示地质灾害危险性;V表示承灾体易损性;E表示承灾体经济价值。

3.1.1地质灾害易发性评价

常规的地质灾害易发性评价方法主要为以下3类：①基于专家经验认知的定性评价方法，如专家打分法、模糊综合评判法等；②基于统计学的半定量评价方法，如信息量法、逻辑回归模型等；③基于物理模型的定量评价方法。通过调查工作，宜昌市景区内地质灾害规模及发育特征资料齐全，符合信息量法的使用条件，故本次地质灾害易发性评价采用基于GIS技术的信息量法(IVM)进行。

在进行地质灾害信息预测时，人为地判定某地质灾害的产生与否与在预测过程中所能获取信息的数量和质量有关，判定的标准是信息量，可通过下式计算：

(2)

式(2)可写成：

I(y,x1x2…xn)=I(y,x1)+Ix1(y,x2)+…+Ix1x2…xn-1(y,xn)

(3)

式中：I(y,x1x2…xn)表示具体因素组合x1x2…xn对地质灾害的发生所提供的信息量，bit；P(y|x1x2…xn)表示在因素组合x1x2…xn条件下地质灾害发生的概率；P(y)表示地质灾害发生的概率；Ix1(y,x2)表示在因素x1存在的条件下，因素x2对地质灾害的发生所提供的信息量,bit。

根据车溪旅游景区地质环境背景条件以及景区内地质灾害发育情况，本次地质灾害易发性评价选择地形坡度、高程、节理裂隙发育密度、斜坡体结构类型、地质灾害发育密度、植被类型和覆盖率6个评价因子，计算各评价因子对地质灾害发育的信息量值。

3.1.2地质灾害危险性评价

本次采用ArcGIS平台和Flow-R软件对车溪景区的崩塌影响范围进行分析。基于DEM、坡度等数据，模拟计算崩塌发生后的运动方向、运动最远距离、最终停止位置。计算崩塌落石的到达概率和影响范围，到达概率数值越大表明越容易受到崩塌的影响，危险性越大。最终结合野外调查结果确定其危险性分区。

3.1.3承灾体易损性评价

对于旅游景区来说，人口的流动性很强，进行地质灾害易损性评价时，主要选择建筑、交通线作为其评价指标。具体根据地质灾害强度和建筑物及交通线的属性进行定性分析，确定各承灾体的易损性值。采用公式计算评价单元的综合易损性值，用自然断点法进行易损性分区，综合易损性值计算公式如下：

(4)

式中:V为评价单元的综合易损性值；S为评价单元面积；Vij为第i类承灾体遭受第j次地质灾害的损失程度，即分项易损性；Sij为第i类承灾体遭受第j次地质灾害的平面分布面积；Pij为第i类承灾体遭受第j次地质灾害损失程度的概率。

3.2 地质灾害风险评价(以车溪旅游景区为例)

车溪民俗文化旅游区位于宜昌市点军区土城乡境内，是国家4A级旅游景区，其自然景观奇特秀丽，至今还保存有自第四纪冰川时期遗存下来的属世界罕见的2 km2古生腊梅群落，被誉为“三峡植物奇观”。景区地形较为复杂，地貌类型属构造剥蚀低山丘陵地貌。景区出露地层主要为南津关组—牯牛潭组，岩性为深灰色中层状灰岩，岩层产状130°～148°∠5°～12°，岩性脆硬。景区人类工程活动主要为修路切坡及建(构)筑物修建。景区发育10处地质灾害隐患点，均为崩塌点，其中规模等级为中型(1处)，其余均为小型(9处)。

根据地质灾害危险性评价和承灾体易损性评价结果，给不同危险性和易损性等级赋值，建立风险评价矩阵，利用ArcGIS空间叠加分析工具，绘制出车溪景区地质灾害风险评价分区图(图13)，景区地质灾害隐患点风险管控措施见表2。调查景区总面积1.77 km2，其中低风险区1.33 km2，占调查总面积的75.1%;中风险区0.34 km2，占比19.2%;高风险区0.10 km2，占比5.7%。

图13 车溪景区地质灾害风险评价分区图Fig.13 Geological hazard risk assessment map of Chexi scenic spot

表2 车溪景区地质灾害隐患点风险管控措施表Table 2 Control measures for geological hazards of Chexi tourism area

4 景区地质灾害风险管控分析

宜昌市3A级以上旅游景区内185处地质灾害发育规模一般较小，以小型崩塌为主，地质灾害风险管控整体较为容易，可通过机构设置、宣传培训、监测预警、工程治理、应急演练等有针对性的措施降低甚至消除地质灾害对游客的威胁，完全可以保障游客游览安全。

4.1 地质灾害风险管控思路

旅游景区地质灾害风险管控的目标是以人为本，最大限度地减轻或降低地质灾害的威胁，维护景区内游客及工作人员生命财产安全，并促进景区可持续发展[16]。管控思路主要包含以下2点：

(1) 把握一条主线和一个关系。一条主线是围绕宜昌市旅游景区地质灾害风险，认识风险、评价风险、管理风险、消除风险。一个关系是指天、地、人的关系，地质灾害风险是地质灾害内因、外因和人类活动综合作用的结果。地质灾害风险的管控实际上也是对以上三者之间关系的管控。

(2) 树立一个系统观念和两个基本观点。树立一个系统观念，即从整体和全局角度出发，抓住宜昌市旅游景区地质灾害风险管理中的主要矛盾，科学揭示和阐明地质灾害风险管理的内在问题。地质灾害风险管理是一个系统工程，系统思想和观点贯穿于地质灾害风险管理的全过程。坚持两个基本观点：一是从系统、动态观点去分析认识宜昌市旅游景区地质灾害风险过程；二是从联系、耦合观点分析和辨识地质灾害风险的形成机理和防治机制。

4.2 地质灾害风险管控方法(以车溪旅游景区为例)

(1) 机构设置。车溪旅游景区设立了专门的地质灾害巡查部门，配备了专门巡查员，建立了地质灾害隐患点巡查制度，明确了地质灾害隐患点和易发地段监测预警责任人和监测人员，同时规定了日常及极端天气巡查频率和路线，加强极端降雨天气应急值守值班和信息报送。

(2) 宣传培训。防灾减灾宣传培训是地质灾害风险管理体系中的重要环节，车溪旅游景区加强地质灾害宣传，在景区入口处发放游览路线导图及安全路线图，告知游客安全游览路线及应急路线。同时通过日常的教育与宣传，不断提高景区工作人员及当地群众的危机意识，树立正确的地质灾害风险观念。

(3) 工程治理。车溪旅游景区自行组织对崩塌点局部坡段进行了治理，主要采用坡面浮石清理以及主动、被动防护网。主动防护网和被动防护网可有效拦截坡面小型落石，减轻突发小型落石对景区游客及工作人员的威胁。

(4) 监测预警。监测预警是地质灾害风险管控的重要前提工作。车溪旅游景区主要采用的是气象预警，与自然资源、地震、气象、防汛等灾害发布机构建立长效联系，及时掌握当地的气象、地质灾害变化，同时接收自然资源部门发布的地质灾害气象预警信息。设置日常巡查点并设立地质灾害警示牌，开展日常巡查监测。当气象预警等级达到黄色时，加强地质灾害隐患点巡查排查；当气象预警等级达到橙色时，景区关闭中风险区域，限制游客数量，禁止游客、工作人员及车辆进入，安排专人开展24 h巡排查，提醒游客不要在地质灾害隐患点附近逗留；当气象预警等级达到红色时，景区暂时关闭，安全有序撤离景区游客及工作人员。

(5) 应急演练。车溪旅游景区结合景区崩塌落石发育的特点，编制了操作性和针对性强的应急预案。预案中对单体地质灾害有明确的管控方案，对高易发地质灾害区有明确的管控措施和撤离路线等。在每年汛期前景区开展一次应急演练，包括综合防灾、紧急通讯、避险演练，以提高工作人员及游客避险自救的能力。

5 结论

(1) 宜昌市37家3A级以上旅游景区发育有185处地质灾害隐患点，类型以崩塌为主(崩塌166处，滑坡19处)，规模绝大多数为小型(一般为10～300 m3)，时间多发生于汛期(5—9月)。

(2) 宜昌市3A级以上旅游景区的地质灾害主要分布在丘陵及低山峡谷地貌单元，沿水系呈带状分布，坡度较陡；主要发育于寒武系—奥陶系碳酸盐岩类地层分布区，易发岩组主要为灯影组、石龙洞组、三游洞组、南津关组和牯牛潭组。

(3) 结合野外调查及地质灾害风险评价，宜昌市旅游景区地质灾害风险管控总体较为容易，整体为地质灾害低风险区，占宜昌市旅游景区总面积的91%。结合景区地质灾害特点，通过机构设置、宣传培训、工程治理、监测预警、应急演练等有针对性的手段进行风险管控，可降低甚至消除地质灾害对游客及工作人员的威胁，保障游客游览安全。