張 巖

研究區(qū)位于秦嶺-昆侖緯向構(gòu)造帶，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜多變，境內(nèi)以泥石流數(shù)量居多，滑坡、崩塌次之。其中滑坡均為碎石土滑坡，主要易滑地層為第四系松散巖類堆積層；崩塌地層巖性均由變質(zhì)砂巖、片巖、大理巖等巖體構(gòu)成，節(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化強烈，完整性差，受內(nèi)外動力地質(zhì)作用后極易使其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，致使斜坡失穩(wěn)變形發(fā)生崩塌。因此對該區(qū)地災(zāi)地質(zhì)環(huán)境條件開展風(fēng)險評價，提出風(fēng)險管控防治措施，對促進地方經(jīng)濟發(fā)展、保障人民生命財產(chǎn)安全極為重要。

中國橫跨東西經(jīng)度、南北維度廣，地域分布范圍東起黑龍江至烏蘇里江主航道中心線相交處，西至帕米爾高原，南至南沙群島曾母暗沙，北至漠河以北黑龍江江心，陸域面積約960萬平方公里。海陸位置東臨太平洋，西接亞歐大陸東部，陸地包含高原、山地、丘陵、平原、峽谷等多種地形地貌。復(fù)雜的地形地貌和地質(zhì)結(jié)構(gòu)決定了中國存在較高的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。且地質(zhì)災(zāi)害具有范圍廣、面積大、類型多、發(fā)生比例高、預(yù)測難度大、損失嚴(yán)重、發(fā)生次數(shù)和人員傷亡多的特點。就全國各地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)而言，甘肅、湖南、四川、浙江等地地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)較多，主要以滑坡、崩塌、泥石流、塌陷地質(zhì)災(zāi)害類型為主。所造成的直接經(jīng)濟損失金額較大，近幾年整體呈波動性趨勢。因此當(dāng)下中國地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價管控及預(yù)警防范工作迫在眉睫。研究地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價管控及其展望對提升地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警水平有著重要意義。

1 夏河縣地質(zhì)災(zāi)害形成機理及成災(zāi)模式

研究區(qū)的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害主要有泥石流、滑坡、崩塌共計132處,其中滑坡8處，占總數(shù)的6.06%；崩塌25處，占總數(shù)的18.94%；泥石流99條，占總數(shù)的75.00%。

境內(nèi)滑坡崩塌形成機理主要受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造（斷裂破碎帶）、自然因素（地震、地下水）、人為因素（基建開挖邊坡、礦山開采亂采濫挖）等因素影響。其中境內(nèi)的8處滑坡成災(zāi)模式主要屬于滑移型中的軟弱基底順層滑移型、淺表部滑移型、古（老）滑坡復(fù)活型三種，成災(zāi)模式較單一，尤其在汛期7月～9月，受短時間內(nèi)較為豐沛的降雨影響，境內(nèi)滑坡發(fā)生局部初始變形至蠕滑變形，嚴(yán)重影響威脅區(qū)內(nèi)居民生命財產(chǎn)安全，如夏河縣唐尕昂鄉(xiāng)者會滑坡、夏河縣達(dá)麥鄉(xiāng)黃茨滑坡、夏河縣唐尕昂鄉(xiāng)唐尕昂鄉(xiāng)政府后山滑坡等。

境內(nèi)發(fā)育的崩塌共25處，多沿洮河兩岸，集中于主要交通干線G213線道路及S312線道路沿線，主要成災(zāi)模式為風(fēng)化卸荷型，如夏河縣甘加鎮(zhèn)許烏崩塌、夏河縣甘加鎮(zhèn)八角城崩塌、夏河縣?？奇?zhèn)格合格囊崩塌、夏河縣?？奇?zhèn)指木日崩塌、夏河縣博拉鎮(zhèn)牙日卡崩塌等。

境內(nèi)泥石流共有99處，主要集中分布洮河、大夏河兩岸，其形成機理主要受地形地貌、松散固體物源、水源等因素影響，成災(zāi)模式主要為淤埋、沖毀、撞擊和爬高，如佛爺溝泥石流、尕寺溝泥石流、門乃何溝泥石流、塘乃合溝泥石流、灑索瑪溝泥石流等。

2 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價方法

在充分收集前人及已有資料的基礎(chǔ)上，以遙感調(diào)查、野外地面調(diào)查等工作手段，查明夏河縣地質(zhì)災(zāi)害隱患分布特征、發(fā)育規(guī)律和成因特點，進行風(fēng)險評價，為地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險管控、防治和經(jīng)濟社會發(fā)展提供基礎(chǔ)資料依據(jù)。

夏河縣境內(nèi)地形地貌復(fù)雜多樣，本次風(fēng)險評價采用層次分析法、數(shù)據(jù)疊加法進行定量、定性分析，并應(yīng)用水桶效應(yīng)和地理信息系統(tǒng)空間運算功能進行計算。研究過程采取空間分區(qū)管控的方式進行數(shù)據(jù)采集處理、評價及制定管控措施。步驟如下：①建立層次結(jié)構(gòu)模型；②分析地層及巖土體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、斜坡結(jié)構(gòu)等內(nèi)在條件；③層次單排序及一致性檢驗；④層次總排序及一致性檢驗；⑤獲取評價因子權(quán)重。數(shù)據(jù)疊加分析對評價因子權(quán)重進行疊加計算，并分析地質(zhì)災(zāi)害形成評價結(jié)果。根據(jù)水桶效應(yīng)，短板表示該區(qū)域發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性越大。并按照水桶短板的長度由短到長進行分級，采用地理信息系統(tǒng)運算功能進行計算，即可表示出夏河縣綜合地質(zhì)災(zāi)害分布情況。

3 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價

本次風(fēng)險評價建模步驟為：①建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型；②構(gòu)造判斷矩陣；③計算權(quán)向量及一致性檢驗。

3.1 建立遞進層次模型

夏河縣地形地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地表高低起伏較大，主要地貌分為三部分區(qū)域。各分區(qū)均受河流、雨水沖刷形成強烈的地表侵蝕。地表侵蝕在空間分布上具有規(guī)律性。以高程、坡度、坡型、土壤類型、河流分布作為評價因素，根據(jù)地形地貌的凹凸高度，將自然地貌分為7個級別。取第一、第七級歸為一類；第二、第六級歸為一類；第三、第五級歸為一類；第四級為一類。坡度＞25°是，判定為存在較高山體滑坡風(fēng)險。按照坡度＞25°、15°～25°、10°～15°、0°～10°劃分為四個風(fēng)險等級。設(shè)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性評價為目標(biāo)層（A），災(zāi)害發(fā)育因素、災(zāi)害形成因素為準(zhǔn)則層（B），各單因子則為方案層（C），排序見表1。采用1～9標(biāo)度方法對準(zhǔn)則層（B）、方案層（C）的各個因素對比，并賦予對應(yīng)的分值，構(gòu)造判斷矩陣。其中A對B判斷矩陣用式3表示，B對C判斷矩陣為B1=1，B2用式4表示。采用層次分析法向量計算公式計算出矩陣A、矩陣B2最大的特征值、置信區(qū)間、臨界比值。

本次結(jié)合夏河縣境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征選取相匹配的評價因子。主要選取人類工程活動、地層巖性、斜坡結(jié)構(gòu)類型、坡度和斜坡變形特征5個方面為措施層。

3.2 構(gòu)造判斷矩陣

在構(gòu)造符合夏河縣境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害特征的判斷矩陣時，需對附屬于或影響上一層的每個因素的同一層內(nèi)各個因素進行對比分析，判斷其對于準(zhǔn)則層的權(quán)重值，從而構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)。

3.3 計算組合權(quán)向量及一致性檢驗

通過線性代數(shù)相關(guān)公式進行計算所得最大特征根對應(yīng)的特征向量作為各個評價因子的重要性排序，再進行歸一化處理，即同一層次相應(yīng)因素對上一層次某因素相對重要性的排序權(quán)值。采用和積法進行求解，計算權(quán)重并檢驗一致性。

檢驗一致性：

為提高判斷矩陣的準(zhǔn)確性，需進行一致性檢驗。若無法通過檢驗，則說明判斷矩陣在邏輯上不合理，后續(xù)結(jié)果將難以進行分析。對其進行一致性檢驗，根據(jù)區(qū)內(nèi)不同程度的人類工程活動、地層巖性、斜坡結(jié)構(gòu)類型、坡度、斜坡變形特征對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的影響程度分級進行賦值后柵格化和歸一化處理。

3.4 風(fēng)險性評價結(jié)果

結(jié)合遙感解譯及野外綜合調(diào)查結(jié)果將夏河縣劃分為孕災(zāi)地質(zhì)條件復(fù)雜、中等和簡單共3大區(qū)14個亞區(qū)。孕災(zāi)地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)主要分布在曲奧-王格爾塘泥石流崩塌斜坡帶亞區(qū)、拉卜楞-達(dá)麥泥石流亞區(qū)、甘加-麻當(dāng)泥石流崩塌斜坡帶亞區(qū)、唐尕昂-扎油泥石流滑坡亞區(qū)、博拉泥石流崩塌亞區(qū)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境脆弱，地質(zhì)災(zāi)害密集發(fā)育；孕災(zāi)地質(zhì)條件中等區(qū)主要分布吉倉泥石流亞區(qū)、羌克-拉古赫日泥石流亞區(qū)、格合囊崩塌亞區(qū)、吾合格直合瑪爾-哈西崩塌亞區(qū)，區(qū)內(nèi)單災(zāi)種均有發(fā)育；孕災(zāi)地質(zhì)條件簡單區(qū)主要分布于切割及淺切割的中高山、盆地、河谷地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)，如甘加盆地桑科盆地北部亞區(qū)、?？婆璧啬喜?科才北部亞區(qū)、阿木去乎-牙利吉亞區(qū)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件差，人口稀少。

本次風(fēng)險評價在上述孕災(zāi)地質(zhì)環(huán)境條件分析的基礎(chǔ)上，依次進行易發(fā)性、危險性、易損性評價，最后得出風(fēng)險性評價結(jié)果及數(shù)據(jù)。

3.4.1 易發(fā)性評價

以遙感解譯和野外綜合調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將夏河縣劃分出1140個評價單元，其中932個斜坡單元，208個溝谷單元。依次對每個評價單元采用單因子加權(quán)賦值進行定量計算，作為遙感解譯及野外調(diào)查結(jié)果定性評價的參考數(shù)據(jù)，最后綜合定性定量分析計算結(jié)果，得出夏河縣易發(fā)性分區(qū)圖及數(shù)據(jù)。

3.4.2 危險性評價

以易發(fā)程度分區(qū)數(shù)據(jù)及圖件為基礎(chǔ)，將降雨及地震工況下人類工程建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害等因素進行綜合考慮，分別計算暴雨、地震工況下評價單元斜坡體失穩(wěn)的覆蓋范圍并疊加后進行危險程度評價，結(jié)合易發(fā)性評價共劃分出1140個單元，危險性評價共劃分出1229個評價單元，綜合分析評價后得出夏河縣危險性分區(qū)圖及數(shù)據(jù)。其中極高危險評價單元共263個，面積1593.41km2，占25.17%；高危險評價單元共218個，面積1106.68km2，占17.48%；中危險評價單元共332個，面積1382.92km2，占21.84%；低危險評價單元共419個，面積2247.63km2，占35.5%。

3.4.3 易損性評價

依據(jù)夏河縣最新財產(chǎn)數(shù)值估價表對各單元內(nèi)的承災(zāi)體的人口與財產(chǎn)價值進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計定性分析，結(jié)合易發(fā)性與危險性評價數(shù)據(jù)，將人口、經(jīng)濟易損性指標(biāo)作為評價因子進行定量計算，最后綜合定性定量計算數(shù)據(jù)得出夏河縣地質(zhì)災(zāi)害易損程度圖件及數(shù)據(jù)。其中高易損區(qū)主要分布在拉卜楞鎮(zhèn)、達(dá)麥、王格爾塘、麻當(dāng)、曲奧、唐尕昂、扎油、博拉等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積約1036km2,占全區(qū)面積的16.5%。該區(qū)現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害隱患點96處，地質(zhì)災(zāi)害點面密度為0.093點/km2，受地質(zhì)災(zāi)害威脅人數(shù)17819人，密度為17人/km2；潛在經(jīng)濟損失預(yù)估180651萬元，威脅資產(chǎn)密度為174萬元/km2；中易損區(qū)主要分布在吉倉、阿木去乎、?？啤⒖撇诺揉l(xiāng)鎮(zhèn)的河谷區(qū)域邊遠(yuǎn)地帶，面積約77km2，占全區(qū)面積的1.2%，該區(qū)現(xiàn)有災(zāi)害隱患點4處，地質(zhì)災(zāi)害點面密度為0.052點/km2，受地質(zhì)災(zāi)害威脅人數(shù)82人，密度為1.1人/km2；潛在經(jīng)濟損失預(yù)估545萬元，密度為7萬元/km2；低易損區(qū)主要分布范圍極為廣泛，分散在中等切割及淺切割的中高山、盆地、河谷區(qū)域，總面積4045km2，占調(diào)查區(qū)總面積的64.5%，行政區(qū)劃上涉及夏河縣3鎮(zhèn)10鄉(xiāng)，該區(qū)人煙稀少地域較平坦開闊，歷史災(zāi)害輕微，現(xiàn)無隱患點；不易損區(qū)主要分布于甘加、?？萍鞍⒛救ズ跖璧氐鹊?，面積為1116km2，占總面積的17.8%，該區(qū)段地貌類型以盆地為主，地勢平坦開闊，山地較少，比高在200m以內(nèi)，植被覆蓋率高，人類工程活動主要以天然草場放牧為主，地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，現(xiàn)無地質(zhì)災(zāi)害隱患點。

3.4.4 風(fēng)險性評價

以危險性評價和易損性評價圖件及數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合危險性指數(shù)和易損性指數(shù)得出風(fēng)險評價圖件及數(shù)據(jù)進行風(fēng)險評價。其中極高風(fēng)險區(qū)主要分布于大夏河沿岸的拉卜楞鎮(zhèn)、達(dá)麥鄉(xiāng)、王格爾塘鎮(zhèn)、曲奧鄉(xiāng)、麻當(dāng)鄉(xiāng)、唐尕昂鄉(xiāng)、扎油鄉(xiāng)、博拉等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積共480km2，占調(diào)查區(qū)總面積的7.65%；高風(fēng)險區(qū)位于夏河縣東南、西南及中部區(qū)域，行政區(qū)劃涉及吉倉、阿木去乎、科才、?？?、牙利吉、博拉鄉(xiāng)的部分區(qū)域，面積共112km2，占調(diào)查區(qū)總面積的1.8%；中低風(fēng)險區(qū)主要分布在中等切割及淺切割的中高山、盆地、河谷區(qū)域，分布范圍極為廣泛，行政區(qū)劃上涉及夏河縣3鎮(zhèn)10鄉(xiāng)，面積共5682km2，占調(diào)查區(qū)總面積的90.6%。

3.4.5 常規(guī)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價結(jié)果

夏河縣地質(zhì)災(zāi)害類型主要以崩塌、泥石流為主。根據(jù)災(zāi)害點數(shù)量計算，滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率為78.2%，以大中型規(guī)模為主，空間分布上拉卜楞鎮(zhèn)、達(dá)麥鄉(xiāng)、王格爾塘鎮(zhèn)、曲奧鄉(xiāng)災(zāi)害點數(shù)量最多，占全縣地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的56.3%。全縣地質(zhì)災(zāi)害高危險區(qū)面積占29.6%，中危險區(qū)面積占32.9%，低危險區(qū)面積占37.5%。

4 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險管控研究成果

本次研究在空間上采用了分區(qū)評價和分區(qū)管控的方式。根據(jù)夏河縣地形地貌形態(tài)分布和地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級，在地理空間上劃分為三級區(qū)域進行管控研究，并針對不同區(qū)域地形地貌形態(tài)特點提出針對性的城市開發(fā)建設(shè)保護策略。將空間管控共分為三個區(qū)域，其中空間管控一區(qū)指不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害或地質(zhì)災(zāi)害影響較低的區(qū)域，適合開發(fā)城市基礎(chǔ)設(shè)施、居民房屋建筑及生活活動區(qū)?？臻g管控二區(qū)為地勢起伏相對較大，高差相對較大，坡度相對較陡，開發(fā)難度相對較大，且開發(fā)時可能伴隨中低地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險限制的建設(shè)區(qū)域。這部分區(qū)域可用于城市建設(shè)用地。在城市建設(shè)開發(fā)過程中，應(yīng)與生態(tài)環(huán)境保護和水土保持工作同步進行，加強用地規(guī)?？刂疲玫匦再|(zhì)限制，同時種植林草地，強化地表水土保持功能?？臻g三區(qū)指坡度陡峭，且存在河流侵蝕、溝谷侵蝕等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級較高的區(qū)域。這部分區(qū)域為滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)或高發(fā)區(qū)，應(yīng)該禁止大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，可開辟為自然環(huán)境生態(tài)保護用地。在進行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險管控上，應(yīng)嚴(yán)格按照分區(qū)采取措施，合理布局城鎮(zhèn)建設(shè)用地結(jié)構(gòu)，采取開發(fā)與生態(tài)保護同步進行的方式，加強對空間三區(qū)生態(tài)的修復(fù)與保護，重視對空間二區(qū)的生態(tài)保護性開發(fā)，對空間一區(qū)進行高效集約化開發(fā)與建設(shè)，合理的在空間一區(qū)、空間二區(qū)安排城鎮(zhèn)建設(shè)，對散落分布有村莊民居民點的山體，加強坡體護坡建設(shè)及生態(tài)修復(fù)。同時，還應(yīng)24h全天候加強監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害中高風(fēng)險區(qū)的天氣情況，做好地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警和應(yīng)急預(yù)案，以提早采取有效措施預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生所造成的直接經(jīng)濟損失。

5 展望

隨著空間化管理遙感光譜和空間特征分析、GIS、GPS、航測技術(shù)等在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測體系中的應(yīng)用與發(fā)展，為全面調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、多因素信息模型構(gòu)建及評價提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，豐富了風(fēng)險評價管控理論及方法。使地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查評價趨向于電子化、數(shù)字化、自動化方向發(fā)展，進一步提升了多因素信息模型化評價的效率。為定量化、綜合化及管理空間化的評價與管控更為準(zhǔn)確，使得人類對地質(zhì)活動范圍、頻率、密度等有了更清晰的認(rèn)識和掌握。同時可與城市建設(shè)及防災(zāi)減災(zāi)管理相結(jié)合，意味著防治水平及體系建設(shè)將進一步提升，防治效果將越來越精準(zhǔn)。

6 結(jié)語

通過此次風(fēng)險調(diào)查評價，結(jié)合區(qū)內(nèi)實際情況，編制了地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險管控防治規(guī)劃表，風(fēng)險管控區(qū)詳細(xì)說明了各區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，風(fēng)險管控防治規(guī)劃建議，主要有曲奧—王格爾塘泥石流、崩塌（潛在崩塌）重點防治風(fēng)險管控亞區(qū)、拉卜楞—達(dá)麥泥石流重點防風(fēng)險管控治亞區(qū)、甘加—麻當(dāng)泥石流重點防治風(fēng)險管控亞區(qū)、唐尕昂—扎油泥石流、滑坡重點防治風(fēng)險管控亞區(qū)、博拉泥石流、崩塌（潛在崩塌）重點防治風(fēng)險管控亞區(qū)、吉倉泥石流次重點防治風(fēng)險管控亞區(qū)、羌克—拉古赫日泥石流次重點防治風(fēng)險管控亞區(qū)、?？聘窈夏摇娔翀霰浪沃攸c防治風(fēng)險管控亞區(qū)；同時對132處地質(zhì)災(zāi)害隱患點提出了不同的風(fēng)險防控措施、防治分級、防治分期等。

綜上所述，地質(zhì)災(zāi)害的危害程度與城市發(fā)展有著緊密的聯(lián)系，其危害程度與人類活動呈正相關(guān)。在礦山建設(shè)完善、人口密集地區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生往往伴隨著慘重的人員傷亡及經(jīng)濟損失。相反，地區(qū)開發(fā)程度越低、人口越稀疏，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的危害程度越低。本文研究了地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價及管控的實施，通過對一定區(qū)域范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害進行風(fēng)險分級評價，確定地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險高、中、低發(fā)生區(qū)，并根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度實施城市開發(fā)建設(shè)與保護，針對性的分區(qū)管控，可有效的降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生導(dǎo)致的危害及經(jīng)濟損失。本文研究指出在風(fēng)險評價管控方面，應(yīng)該基于全域地質(zhì)地貌分析確定地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級，實施針對性的風(fēng)險管控，才能更好的利用水桶效應(yīng)預(yù)防和降低地質(zhì)災(zāi)害給人類造成的損失。