趙 魁

廣東省化工地質(zhì)勘查院，廣東 廣州 518000

高州市地處廣東省西南部，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育，雨量充沛，人類工程活動強烈，致使崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害頻發(fā)，是廣東省地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。截止2017年9 月，全市共發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點439 處，其中，地質(zhì)災(zāi)害點103 處，不穩(wěn)定斜坡點336 處，直接經(jīng)濟損失總額達1498.51 萬元，潛在經(jīng)濟損失為66667 萬元。地質(zhì)災(zāi)害的分布的空間差異性，為便于分區(qū)防治，需對地質(zhì)災(zāi)害開展危險性分區(qū)評價。地質(zhì)災(zāi)害的危險性分區(qū)是通過將地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性及危害性疊加來實現(xiàn)的，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性及危害性分區(qū)方法的科學(xué)性直接決定著地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)的合理性。目前，國內(nèi)外對地質(zhì)災(zāi)害的分區(qū)研究多集中在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)的方法上，而對地質(zhì)災(zāi)害危害性分區(qū)方法的研究較少[1-4]；且已有研究多是根據(jù)調(diào)查到的局部地災(zāi)隱患點的威脅人員及財產(chǎn)進行危害性評價，而忽略了區(qū)域人口及財產(chǎn)的分布特征對危害性的影響[5-6]。本文在高州市地質(zhì)環(huán)境條件及地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查的基礎(chǔ)上，選取地災(zāi)隱患點威脅的人口、地質(zhì)災(zāi)害點威脅的財產(chǎn)2個因子代表局部地災(zāi)隱患點威脅到的人口及財產(chǎn)數(shù)量；選取人口密度及土地利用新現(xiàn)狀2 個因子代表區(qū)域人員損失及社會經(jīng)濟損失數(shù)量，對高州市地質(zhì)災(zāi)害危害性進行了分區(qū)劃定，以期進一步提高地質(zhì)災(zāi)害危害性評價精度，為高州市地質(zhì)災(zāi)害的防治工作提供更為可靠的技術(shù)依據(jù)。

1 分區(qū)評價方法

地質(zhì)災(zāi)害的分區(qū)方法可分為定性分析和定量分析[7]。定性分析根據(jù)評價人經(jīng)驗對地質(zhì)災(zāi)害進行定性描述，有很大的個人主觀性；定量分析則是選取地質(zhì)災(zāi)害的主要影響因子進行量化分級，然后賦權(quán)重進行疊加分析，其很大程度上消除了定性方法的主觀性，得到較為廣泛的應(yīng)用。目前常用的定量分析的方法主要有：統(tǒng)計分析法、層次分析法、模糊綜合評判法、綜合指數(shù)法等，其中，綜合指數(shù)法能夠很好地體現(xiàn)各種因素對地質(zhì)災(zāi)害的影響，提高地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)的精度和準確性，特別是近年來，基于GIS 平臺的綜合指數(shù)法為地質(zhì)災(zāi)害的研究提供了強有力的解決方案和獨特的研究方法。

本文采用基于ArcGIS 的綜合指數(shù)法對高州市地質(zhì)災(zāi)害危害程度進行分區(qū)研究。首先選取地質(zhì)災(zāi)害危害程度分區(qū)的評價因子，在ArcGIS 平臺上建立所選評價因子的空間數(shù)據(jù)庫，再利用ArcGIS的空間分析功能對各評價因子分別進行分級賦值量化，歸一化處理后進行空間疊加，得到高州市地質(zhì)災(zāi)害危害性分級計算圖，最后經(jīng)綜合分析概化，得到高州市地質(zhì)災(zāi)害危害程度分區(qū)圖。

2 評價因子的選取

3 評價因子量化分級

地質(zhì)災(zāi)害的危害程度主要從社會經(jīng)濟損失和人員傷亡損失兩個方面考慮[8]。為對危害程度做出更加符合實際的、有針對性和指導(dǎo)性的評價和分區(qū)，社會經(jīng)濟損失程度選取土地利用現(xiàn)狀及地災(zāi)隱患點潛在威脅財產(chǎn)作為評價因子，分別代表區(qū)域及局部社會經(jīng)濟損失；人員傷亡損失程度選取各鎮(zhèn)人口密度及地災(zāi)隱患點潛在威脅人口作為評價因子，分別代表區(qū)域及局部人員傷亡。其中，土地利用現(xiàn)狀圖及人口分布數(shù)據(jù)來自于原高州市國土資源局，地質(zhì)災(zāi)害隱患點潛在威脅財產(chǎn)及人口數(shù)據(jù)來自于1:5 萬地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查數(shù)據(jù)。

評價因子分為定性指標和定量指標，其中如人口密度、地災(zāi)隱患點威脅的人口及財產(chǎn)數(shù)量均為定量指標，可取其原始值，并作適當?shù)臄?shù)值變換即可；土地利用現(xiàn)狀則屬定性指標，需要建立一個評價指標的分級劃分標準，根據(jù)各項指標對不同級別的相對貢獻來取值。各評價因子的量化及歸一化方法見表1。

將4 個評價因子分級量化及歸一化后，再進行10×10m 柵格化處理，可得到各評價因子的分級歸一化分布圖，見圖1～圖4。

表1 評價因子量化及歸一化方法表Table1.Quantification and normalization methods table of evaluation factors

圖1 社會財產(chǎn)分級歸一化圖Fig.1 Grading and normalization of social property

圖2 地災(zāi)隱患點潛在威脅財產(chǎn)分級歸一化圖Fig.2 Grading and normalization of potential Threat property at hidden disaster point

圖3 人口密度分級歸一化圖Fig.3 Grading normalization of population density

4 地質(zhì)災(zāi)害危害程度分區(qū)

利用ArcGIS 的柵格計算工具，按公式（1）將四個評價因子的分級歸一化圖進行加權(quán)疊加計算，形成高州市地質(zhì)災(zāi)害危害程度指數(shù)柵格圖，再利用ArcGIS 提供的自然間斷法，將地質(zhì)災(zāi)害危害程度分為3 級，數(shù)值越高表示該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危害程度越高，3 個分級分別表示地質(zhì)災(zāi)害危害性大區(qū)、危害性中等區(qū)及危害性小區(qū)（圖5）。各評價因子權(quán)重參考廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站擬定的《1:5 萬地災(zāi)詳查地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)、危險區(qū)劃分方法(試行)》提供的權(quán)重值，同時結(jié)合高州市社會經(jīng)濟及人口分布特性，本文4 個評價因子權(quán)重均取0.25。

式中，SI為地質(zhì)災(zāi)害危害性綜合指數(shù)；Wi為各評價因子權(quán)重；IFi為各評價因子歸一化值。

經(jīng)綜合考慮各種因素的影響，可概化出高州市地質(zhì)災(zāi)害危害程度分區(qū)圖（圖6）。

圖4 地災(zāi)隱患點潛在威脅人口分級歸一化圖Fig.4 Grading normalization of potential threat population at hidden disaster point

圖5 高州市地質(zhì)災(zāi)害危害程度分級計算圖Fig.5 Grading calculation map of geological dangerous levels in Gaozhou

圖6 高州市地質(zhì)災(zāi)害危害程度分區(qū)圖Fig.6 Partition map of dangerous levels of geological disasters in Gaozhou

危害性大區(qū)Ⅰ有兩個亞區(qū)，第一亞區(qū)Ⅰ1位于高州市市區(qū)周邊，總面積174.2km2，占全市總面積的5.3%，該區(qū)社會財產(chǎn)集中，人口密集；大第二亞區(qū)Ⅰ2位于馬貴鎮(zhèn)東部，總面積20.7km2，占全市總面積的0.6%，該區(qū)人口密度中等，但地災(zāi)隱患較集中，受地災(zāi)隱患點威脅的人口及財產(chǎn)較多。

危害性中等區(qū)Ⅱ位于高州市各鎮(zhèn)周邊區(qū)域，總面積2544.2km2，占全市總面積的77.8%，該區(qū)人口及財產(chǎn)分布比較均勻，地災(zāi)隱患點威脅人口數(shù)量及財產(chǎn)額度中等。

危害性小區(qū)Ⅲ主要分布于高州市邊界附近以及水庫區(qū)域，共有五個亞區(qū)Ⅲ1～Ⅲ5，總面積531.7km2，占全市總面積的16.3%，該區(qū)人口密度小，社會財產(chǎn)分布少，調(diào)查發(fā)現(xiàn)的地災(zāi)隱患點數(shù)量較少，受地災(zāi)隱患威脅的人口及財產(chǎn)少。

5 結(jié)論

（1）本文在ArcGIS 平臺建立了土地利用現(xiàn)狀、人口密度、受地災(zāi)隱患點威脅的人口及財產(chǎn)4 個評價因子的空間數(shù)據(jù)庫，利用其強度大的空間分析功能對高州市地質(zhì)災(zāi)害危害程度進行了危害程度分區(qū)，分區(qū)結(jié)果較好的反映了高州市地質(zhì)災(zāi)害危害程度分布情況。

（2）以往對地質(zhì)災(zāi)害危害程度分區(qū)的工作中，多是選取受地災(zāi)隱患點威脅的人口及財產(chǎn)兩個要素作為評價因子，而忽略了潛在但未調(diào)查到的地災(zāi)隱患點的威脅，其分區(qū)結(jié)果準確性受調(diào)查精度的影響較大，本文選取土地利用現(xiàn)狀、人口密度、以及受地災(zāi)隱患點威脅的人口及財產(chǎn)4 個要素作為評價因子，很大程度上降低了調(diào)查精度對分區(qū)精度的限制，為地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)及分區(qū)防治提供了更為可靠的技術(shù)保證。