基于逻辑信息法的珠海市金湾区斜坡类地质灾害易发性评价

2023-11-20赵风顺江金进李俊生

西部探矿工程 2023年11期

赵风顺，赖波，江金进，李俊生

（广东省珠海工程勘察院，广东珠海 519000）

金湾区隶属广东省珠海市辖区，位于珠海市的西南部，地处珠江出海口磨刀门与崖门之间的南海之滨。近年来，随着珠海经济特区“西拓”发展战略的实施，金湾区内城镇化及经济发展速度发生了突飞猛进的变化，随之而来是区内人类工程活动对地质环境造成了较大的不良影响，主要表现为削坡建房、工程建设以及修建公路等工程活动对山体进行了不同程度的开挖，形成了较多不同成因的不稳定边坡，严重影响区内居民生命及财产安全。因此，本文通过选取区内地质灾害发生的主要致灾因素，采用逻辑信息法对区内斜坡类（崩塌、滑坡）地质灾害进行易发性评价，旨在为区内城市发展建设及运营中防灾减灾、国土空间规划及地质灾害预警等工作提供技术依据。

1 研究区概况

珠海市金湾区面积约498.89km2，区内地形地貌主要以三角洲平原为主，次为低山丘陵地貌。区内出露地层较为简单，主要有寒武系（浅变质杂砂岩、粉砂岩、泥岩）、泥盆系（砂砾岩、含砾砂岩、粉砂岩等）及第四系（淤泥、淤泥质土、粉质粘土、砾砂）；区内岩浆活动强烈，侵入体十分发育，岩性主要以燕山期花岗岩类为主；区内断裂构造较为发育，主要有北西、北东和近东西—北东东向3组，其中以北东向最明显，北西向次之[1]。

据统计[2]，从2013～2021 年期间，金湾区共有斜坡类地质灾害（隐患）点123处（崩塌95处，滑坡27处），共威胁人数约613 人，威胁财产约8123 万元。随着区内城镇化速度的加快，人类建设活动将对沿山体一带进一步开发利用，可能引发及遭受更多斜坡类地质灾害。为了保障人民群众生命及财产安全，为自然资源部门决策提供技术依据，急需对区内斜坡类地质灾害易发性分区进行评价。

2 评价指标

崩塌、滑坡同属于斜坡类地质灾害，成因机制相近，因此本次将其合并一起进行斜坡类地质灾害综合评价。通过综合分析地质环境条件及人类工程活动因素与地质灾害点分布空间位置关系，本次选取地形地貌（坡度、坡形、起伏度）、植被覆盖、岩土体类型、地质构造、土地利用类型等7 个地质灾害影响因子作为地质灾害易发性评价指标，并对其进行详细分级（见图1）。

图1 斜坡类地质灾害易发性评价因子分级图

2.1 地形地貌

地形地貌是地质灾害危险性评价的重要因素，本次选择坡度、坡形和起伏度三个因子，利用ArcGIS 中3DAnalyst 工具的坡度、曲率工具以本次收集的数字高程模型（DEM）生成坡度和曲率图，分别对调查区坡度、坡形、起伏度进行划分。

坡度：根据地形坡度，可以分0°～20°、20°～45°、45°～60°和60°～90°，共4类；坡形：曲率大于零为凸形坡，小于零的为凹形坡。分为凹型坡、凸型坡和直线型坡，共3 类；起伏度：分为小于10m、10～20m、20～30m和大于30m，共4类。

2.2 植被覆盖

植被覆盖主要是利用长时间序列的遥感数据，建立项目区域内NDVI随时间的变化曲线，并通过比较各种变化检测指标的年际曲线或生长期曲线的差异获取覆盖变化信息。分为小于0、0～0.2、0.2～0.4 和大于0.4，共4类。

2.3 岩土体类型

根据调查区岩石根据岩性、结构和岩石物理性质等，将调查区内岩土体划分为四种类型的岩土体类型，分别为侵入岩（Ⅰ）、变质岩（Ⅱ）、砂页岩（Ⅲ）、冲洪积层（Ⅳ），共4类。

2.4 地质构造

利用研究区地质图提取断层单线，通过ArcGIS 中MultipleRingBuffer工具建立多环缓冲区，得到距断裂距离因子图。

2.5 土地利用类型

根据调查区区域内地表土地利用方式相同的土地资源单元划分为林业用地（各种林地）与未利用地（裸地等）、农业用地（耕地、水田、旱地、果园、经济作物用地）、水利水电—油气管道—交通用地、城镇建设用地和工矿建设用地及村村庄（农村）建房用地，共4类。

3 评价方法

地质灾害的形成受多种因素影响，信息量模型反映了一定地质环境下最易致灾因素及其细分区间的组合，具体是通过特定评价单元内某种因素作用下地质灾害发生频率与区域地质灾害发生频率相比较实现的[3-4]。对应某种因素特定状态下的地质灾害信息量公式可表示为：

式中：IAj→B——对应因素A、j状态（或区间）下地质灾害B发生的信息量；

Nj——对应因素A、j状态（或区间）下地质灾害分布的单元数；

N——调查区已知有地质灾害分布的单元总数；

Sj——因素A、j状态（或区间）分布的单元数；

S——调查区单元总数。

由于每个评价单元受众多因素的综合影响，各因素又存在若干状态，各状态因素组合条件下地质灾害发生的总信息量可用式（2）确定：

式中：I——对应特定单元地质灾害发生的总信息量，指示地质灾害发生的可能性，可作为地质灾害易发性指数；

Ni——对应特定因素、第i状态（或区间）条件下的地质灾害面积或地质灾害点数；

Si——对应特定因素、第i状态（或区间）的分布面积；

N——调查区地质灾害总面积或总地质灾害点数；

S——调查区总面积。

本次选取研究区内74 个较为典型的历史崩塌、滑坡点作为研究对象，其边坡组成要素及成灾机制研究程度较高，作为模型参与计算能较好地反映出各评价要素的信息量值。根据公式（1）及公式（2）得到的斜坡类地质灾害易发性评价因子信息量结果统计如表1所示。

表1 金湾区斜坡类地质灾害易发性评价因子信息量表

4 分区结果

研究区总面积498.89km2，将调查区划分为10m×10m栅格单元，通过GIS软件将信息量值赋给相应的各评价因子，利用Arcgis的空间分析功能对7个评价指标图层进行空间叠加分析，得到研究区内斜坡类地质灾害易发性评价的综合指标信息量值，利用统计学中的自然断点法将易发性区划重新分级后，生成以信息量大小衡量的崩塌、滑坡斜坡类灾害易发性评价图，得出高、中、低、非易发区（图2）。研究区斜坡类地质灾害高、中、低、非易发区面积（占比）分别为：0.31km2（0.06%）、19.11km2（3.83%）、92.99km2（18.64%）、386.47km2（77.47%）。其中斜坡类地质灾害高易发区主要分布在红旗镇大山及小林山部分区域及三灶镇东部区域；中易发区在区内山坡一带分布广泛；低、非易发区主要分布在区内丘陵间的平原地带。