吳 濤,禇先堯,馮立新
(1.浙江省泰順縣國土資源局,浙江 泰順 325500;2.浙江省地質(zhì)調(diào)查院,浙江 杭州 311203)
地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)是指具備地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和氣候條件,容易或者可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域[1]。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)主要依據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件,參考地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀和人類工程活動(dòng)劃定。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)分為高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)三類。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分結(jié)果,是制定地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃的重要依據(jù),也可作為土地利用總體規(guī)劃編制、氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)資料[2],對開展地質(zhì)災(zāi)害防治工作具有重要意義。本文以泰順縣為例,探討1:1萬地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分方法,以及在實(shí)際應(yīng)用中的體會(huì),供大家參考。
泰順縣位于浙江省東南部,多山近海,雨量充沛,屬中低山及丘陵地貌、亞熱帶海洋型季風(fēng)氣候區(qū),境內(nèi)溪流縱橫交錯(cuò),且均屬山澗型溪流,素有“九山半水半分田”之稱[3]。該縣地處浙南中低山地滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū),是浙江省地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)縣之一[4]。汛期受梅雨、臺(tái)風(fēng)暴雨影響,頻發(fā)滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害?,F(xiàn)已查明地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)220處,其中滑坡點(diǎn)123處、崩塌點(diǎn)65處、泥石流點(diǎn)32處,威脅1300戶6550人1750間房屋的安全[5]。目前未發(fā)現(xiàn)地面沉降、地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害。
泰順縣境內(nèi)中生代燕山晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈,褶皺構(gòu)造不明顯,脆性斷裂構(gòu)造發(fā)育,其中主要發(fā)育北東向、北西向、東西向等幾組斷裂帶。出露地層為上侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)火山沉積巖系和第四系,表淺部以風(fēng)化殘坡積為主,殘坡積物是地質(zhì)災(zāi)害體的主要物質(zhì)組成來源。
為劃定地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū),泰順縣于2008年4月編制了1:1萬鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)圖圖冊,2009年5月完成第二輪地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃,分別進(jìn)行1:1萬、1:10萬比例尺的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分。根據(jù)項(xiàng)目成果顯示,地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)面積占全縣總面積的比例很高,其中1:1萬地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)圖圖冊顯示,易發(fā)區(qū)面積占95.2%,地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃成果顯示,易發(fā)區(qū)面積占71.4%。
根據(jù)國土資源部《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求實(shí)施細(xì)則》(修訂稿)的規(guī)定,無論采用何種方法,進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分,都應(yīng)當(dāng)做到易發(fā)區(qū)的內(nèi)涵清晰,評價(jià)單元選擇合理,指標(biāo)選取和賦值依據(jù)充分,劃分結(jié)果層次分明,體現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境條件對于地質(zhì)災(zāi)害形成和發(fā)展的控制規(guī)律和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的基本特點(diǎn)[1]。為達(dá)到以上目的,進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃應(yīng)當(dāng)遵循以下原則:(1)種類和區(qū)劃指標(biāo)要反映地質(zhì)災(zāi)害的基本屬性特征和主要災(zāi)害特點(diǎn);(2)劃分的級次數(shù)量和不同級次的差幅適當(dāng),要能恰如其分的反映泰順縣地質(zhì)災(zāi)害情況;(3)等級指標(biāo)明確,劃分方法簡明,便于操作使用[6]。
在我國近年開展的縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃實(shí)踐中,提出了兩種介于定性和定量方法之間,具有很好操作性的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度評價(jià)方法,即襲擾系數(shù)法和信息量法,本文所提出的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合指數(shù)法即是這兩種方法的綜合[2]。以地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合指數(shù)作為劃分易發(fā)區(qū)的依據(jù),綜合指數(shù)越大,說明地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度越高。泰順縣1:1萬地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)圖編制方法基本滿足以上的原則和要求。
2.2.1 網(wǎng)格單元?jiǎng)澐?/p>
地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)劃分采用全縣整體劃分,調(diào)整核查易發(fā)區(qū)界線后再按鄉(xiāng)鎮(zhèn)分割制圖,對全縣36個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)都編制了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)圖。網(wǎng)格單元選取200m×200m,全縣共劃分為45119個(gè)網(wǎng)格單元[7]。
2.2.2 綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算公式
根據(jù)泰順縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征,同時(shí)考慮地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀與地質(zhì)災(zāi)害形成條件兩個(gè)方面的因素,確定地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀強(qiáng)度和影響地質(zhì)災(zāi)害的因子,通過單元網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)的方法獲得各要素的空間分布特征值,并確定各要素對地質(zhì)災(zāi)害的貢獻(xiàn)值(權(quán)值),計(jì)算其地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù),計(jì)算公式如下:
Zw=D·AD+X·AX+Q·AQ+R·AR+Z·AZ
式中D、X、Q、R、Z分別為地質(zhì)條件、地形地貌條件、氣候植被條件、人類活動(dòng)和現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害充分程度的標(biāo)準(zhǔn)分值(一級因子),AD、AX、AQ、AR、AZ分別是各評價(jià)要素的權(quán)值[2]。
2.2.3 綜合危險(xiǎn)性指數(shù)因子評分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)值確定
根據(jù)浙江省國土資源廳《鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害分布與易發(fā)區(qū)圖編制要求》,綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法考慮的因子:地質(zhì)(權(quán)值0.2)、地形地貌(權(quán)值0.25)、氣候植被(權(quán)值0.15)、人類活動(dòng)(權(quán)值0.1)和現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度(權(quán)值0.3)[10],上述因子確定為一級因子。二級因子是一級因子的細(xì)化,使之成為地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的具體因子,將各因子按不同量值進(jìn)行分級,每一區(qū)間值盡量采用實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行定量取值,對難以定量的因子采用定性的方法進(jìn)行判定[8]。
參與綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算的二級因子有10個(gè),具體為:斷裂密度、工程地質(zhì)巖組(巖性與巖土結(jié)構(gòu))、地貌類型、地形坡度、多年平均降雨量、植被覆蓋率、人口密度、公路密度、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的面積密度和體積密度[7]。泰順縣只有滑坡、崩塌、泥石流等3種地質(zhì)災(zāi)害,參照以下評分標(biāo)準(zhǔn)是可行的(表1)。
表1 泰順縣地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算因子評分標(biāo)準(zhǔn)表Table1 ThegradingtableaboutcomprehensiveriskindexofgeologicalhazardsofcalculationfactorinTaishunCounty
2.2.4 綜合危險(xiǎn)性指數(shù)因子評分標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整
泰順縣地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算因子是按照浙江省國土資源廳《鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害分布與易發(fā)區(qū)圖編制要求》中的因子評分標(biāo)準(zhǔn)表(參考)選取的[10],同時(shí)充分考慮泰順縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征,分別對3個(gè)二級因子進(jìn)行調(diào)整,其他7個(gè)二級因子未作調(diào)整。調(diào)整情況如下:
(1)巖性與巖土結(jié)構(gòu)因子更改為工程地質(zhì)巖組。巖性與巖土結(jié)構(gòu)體現(xiàn)的是微觀層面的地質(zhì)現(xiàn)象。區(qū)域性宏觀層面的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查區(qū)劃工作,往往難以進(jìn)行準(zhǔn)確評判,采用工程地質(zhì)巖組進(jìn)行評判,比較簡便且可進(jìn)行定量分析。具體方法:根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)人為賦值,利用評價(jià)系統(tǒng)對泰順縣1:5萬工程地質(zhì)巖組圖進(jìn)行柵格化,以獲得各個(gè)評價(jià)單元的得分,若同一評價(jià)單元中出現(xiàn)2種或2種以上巖性組合時(shí),取最差巖組得分[7]。
(2)相對高差因子更改為地形坡度。對于泰順這樣的山區(qū)縣來說,地形坡度是影響地質(zhì)災(zāi)害生成的重要因素,地形坡度比相對高差更具有實(shí)際意義。具體方法:利用MapInfo軟件,對全縣1:1萬地形圖等高線(包括計(jì)曲線、首曲線和陡崖、陡坎)進(jìn)行矢量化,然后利用DEM地形分析系統(tǒng),將相對高差因素轉(zhuǎn)換為坡度因素,精確地計(jì)算其坡度,并根據(jù)坡度數(shù)據(jù)劃分其各個(gè)單元的得分[7]。
(3)對全年降水量因子的取值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。泰順縣1956~2006年平均降雨量為2008.8mm,明顯高于浙江省年均降水量1600mm,根據(jù)泰順縣1956-2003年年均降水量等值線圖,各地年均降水量一般在1650~2250mm[11],因此采用表1中的評分標(biāo)準(zhǔn)更符合當(dāng)?shù)貙?shí)際。
2.2.5 易發(fā)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)的確定
根據(jù)浙江省國土資源廳《鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害分布與易發(fā)區(qū)圖編制要求》中的易發(fā)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)(參考),對比易發(fā)程度不同分級標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)評價(jià)結(jié)果[12],結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際,對高易發(fā)區(qū)、不易發(fā)區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整(表2)。
表2 泰順縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)表Table2 Theclassificationstandardstableofgeological hazard-proneareasinTaishunCounty
2.2.6 易發(fā)區(qū)界線的核查與調(diào)整
各評價(jià)單元的因子得分加權(quán)之后,獲得該單元的地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù),同時(shí)利用地理信息系統(tǒng)生成綜合危險(xiǎn)性指數(shù)等值線圖。其結(jié)果顯示,泰順縣綜合危險(xiǎn)性指數(shù)一般在1~6.5,主要集中在3~4.5,最高值為7。但它生成的是易發(fā)區(qū)的初步界線,只能相對準(zhǔn)確地反映易發(fā)程度的總體趨勢,會(huì)出現(xiàn)界線不光滑、拐點(diǎn)多,局部存在小圖塊、圖斑等現(xiàn)象,需要結(jié)合地形、地貌、巖性特征、現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育狀況等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整修飾[7]。
2.2.6.1 易發(fā)區(qū)界線核查調(diào)整的對象
(1)易發(fā)區(qū)與不易發(fā)區(qū)的界線;
(2)跨不同易發(fā)區(qū)的村莊;
(3)室內(nèi)調(diào)整有疑問的易發(fā)區(qū)界線、易發(fā)區(qū)拐點(diǎn);
(4)部分與地形地貌、地質(zhì)環(huán)境不吻合的易發(fā)區(qū)界線。
2.2.6.2 易發(fā)區(qū)界線核查調(diào)整的方法
(1)對地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈,評價(jià)為地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)或低易發(fā)區(qū)的,一般調(diào)整為高級別的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū);
(2)對于地勢平緩、人類工程活動(dòng)程度不強(qiáng)烈的溝谷平地評價(jià)為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的,則調(diào)整為低級別的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū);
(3)由于城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展,易發(fā)區(qū)與不易發(fā)區(qū)交界處的地形地貌已有所改變,在交界處存在大量切坡建筑,不易發(fā)區(qū)界線一般以切坡建筑物外推10m左右;
(4)面狀河流和水庫等水域由于不具備發(fā)生崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的條件,因此,水體面積歸于不易發(fā)區(qū)面積;
(5)依據(jù)野外調(diào)查,考慮到地質(zhì)災(zāi)害的影響范圍,山體的相對高差、地形坡度等因素,地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)界線一般向不易發(fā)區(qū)外推20~30m左右,對于落差大、邊坡陡的山體和較大的沖溝溝口,特別是有泥石流災(zāi)害隱患的水系溝口,界線外推距離一般適當(dāng)?shù)卦黾印?/p>
2.2.6.3 易發(fā)區(qū)界線核查調(diào)整實(shí)例分析
(1)竹里鄉(xiāng)、大安鄉(xiāng)等地的一些溝谷兩側(cè)地勢較平緩,相對高差一般小于15m的低丘崗地,評價(jià)為地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)的,經(jīng)野外核查后,相應(yīng)地調(diào)整為地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)[7]。
(2)對于羅陽鎮(zhèn)城區(qū)部分山體已經(jīng)開挖平整改建成居民小區(qū)或其他建筑、地形已變化的區(qū)域,評價(jià)為地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)或中易發(fā)區(qū)的,經(jīng)實(shí)地核查并對照航片,調(diào)整為不易發(fā)區(qū)[7]。
經(jīng)過易發(fā)區(qū)界線的核查調(diào)整,使地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的劃分更合理、更趨實(shí)際。在工程建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估監(jiān)管實(shí)踐中,地方國土部門及時(shí)出具地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)證明,建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害安全均有保障,社會(huì)效果良好。
按照前述劃分標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)方法得出的結(jié)果為:地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)塊有7個(gè),總面積4.57km2,占全縣總面積的0.3%;地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)塊有60個(gè),總面積147.05km2,占全縣總面積的8.3%;地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)塊有9個(gè),總面積1531.83km2,占全縣總面積的86.6%;地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)塊有 371個(gè),總面積84.61km2(包括水域面積29.72km2),占全縣總面積的4.8%(圖1)。
圖1 泰順縣1:1萬地質(zhì)災(zāi)害分布與易發(fā)區(qū)圖Fig.1 The1:10000mapofdistributionandgeologicalhazards-proneareasinTaishunCounty
地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)面積比區(qū)劃減少40.52km2;中易發(fā)區(qū)面積減少331.34km2,低易發(fā)區(qū)面積增加793.35km2,不易發(fā)區(qū)面積減少421.49km2。不易發(fā)區(qū)的減少主要是因?yàn)閮纱卧u價(jià)的方法和使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同所造成,1:10萬不易發(fā)區(qū)主要分布于南北兩端和東西兩側(cè)縣界處的中山區(qū),部分屬無人區(qū)域,地形切割強(qiáng)烈,山體坡度較陡,植被覆蓋率高,臺(tái)風(fēng)暴雨期間區(qū)域內(nèi)經(jīng)常發(fā)生小型的滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,但由于區(qū)域內(nèi)人口稀小,基本上是有災(zāi)無害[13](圖2)。而1:1萬所評價(jià)出的不易發(fā)區(qū)主要分布于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和行政村所在的溝谷地帶或山頂山脊平、緩坡地帶,區(qū)內(nèi)地勢較平坦。不易發(fā)區(qū)界線與易發(fā)區(qū)界線(山腳)有一定的緩沖,區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害及其隱患。
通過與1:10萬地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃結(jié)果的對比分析,1:1萬易發(fā)區(qū)圖編制,較好地解決了地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃精度不夠、準(zhǔn)確性較差、實(shí)用性欠缺等問題,可為地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供更為可靠的依據(jù)。
(1)泰順縣1:1萬地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分評價(jià),是根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征,以200m×200m網(wǎng)格單元予以劃分,適當(dāng)調(diào)整計(jì)算因子的評分標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行了綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算和易發(fā)區(qū)初步劃分,最后經(jīng)易發(fā)區(qū)界線核查調(diào)整,形成成果圖件。實(shí)踐證明,泰順縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分結(jié)果比較合理,評價(jià)方法合適,可為其他縣市的易發(fā)區(qū)劃分工作提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。
(2)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際,適當(dāng)調(diào)整綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算因子,提高了綜合危險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度。開展易發(fā)區(qū)界線實(shí)地核查與室內(nèi)調(diào)整工作,提高了易發(fā)區(qū)圖的精度和使用效果。因此,做好綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算因子的選取、易發(fā)區(qū)界線的核查調(diào)整工作,是進(jìn)行易發(fā)區(qū)劃分評價(jià)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
圖2 泰順縣1:10萬區(qū)劃地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)分布圖Fig.2 Zoning1:100000geologicalmaphazard-proneareasofTaishunCounty
(3)我國目前使用的各種易發(fā)程度評價(jià)數(shù)學(xué)模型,都具有一定的局限性,其結(jié)果比較機(jī)械,一般只是近似的模擬,只能相對準(zhǔn)確地反映易發(fā)程度的總體趨勢。因此,地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性歸根到底是一個(gè)地學(xué)問題,在進(jìn)行區(qū)域性評價(jià)時(shí),始終都不能丟掉地質(zhì)分析和研究這一基本武器[14]。在優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的同時(shí),要加強(qiáng)災(zāi)害體的地質(zhì)條件及機(jī)理分析,盡量做到定性分析與定量分析的有機(jī)結(jié)合。
致謝:本文構(gòu)思成文得益于2008年4月完成的“浙江省泰順縣1:1萬鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害分布與易發(fā)區(qū)圖圖冊”編制項(xiàng)目,感謝項(xiàng)目組成員的支持。
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