冷洋洋，向喜瓊，陶小郎，鄒鳳釵，嚴(yán)浩元，李洪濤，孫俊

(1.貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，貴陽(yáng) 550081；2.成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，成都 610059；3.貴州大學(xué)喀斯特地質(zhì)資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽(yáng) 550025；4.貴州地礦基礎(chǔ)工程有限公司，貴陽(yáng) 550081)

貴州是中國(guó)唯一沒(méi)有平原支撐的省份，全省17.62×104km2的國(guó)土面積，山間平地僅占7.5%。山高坡陡，河谷深切，碳酸鹽巖和陸源碎屑巖交替分布，巖體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性較差，是中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的省份之一。近五年來(lái)，貴州深入推進(jìn)地質(zhì)災(zāi)害綜合防治體系建設(shè)，通過(guò)開(kāi)展調(diào)查評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)預(yù)警、避險(xiǎn)搬遷、工程治理及宣傳培訓(xùn)工作，加之百姓防災(zāi)避災(zāi)意識(shí)明顯提高，歷年來(lái)突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害總體呈下降趨勢(shì)，為最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失做出了重要努力。盡管如此，作為防治體系建設(shè)中最關(guān)鍵環(huán)節(jié)的調(diào)查評(píng)價(jià)，其識(shí)別水平還不夠高，導(dǎo)致“隱患在哪里？”的問(wèn)題仍比較突出，“汛期忙應(yīng)急”“下雨全出動(dòng)”的情況頻繁出現(xiàn)。根據(jù)貴州省歷年災(zāi)情數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，每年發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，只有30%被前期識(shí)別和管控。因此，山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工應(yīng)從“源頭”抓起，就是要首先把握好滑坡和崩塌等斜坡地質(zhì)災(zāi)害的重要載體——“斜坡”的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)價(jià)及其災(zāi)變趨勢(shì)管控[1]。

圍繞“地質(zhì)災(zāi)害在哪里？”“結(jié)構(gòu)是什么?”，2020年起，中國(guó)陸續(xù)開(kāi)展了1∶50 000及1∶10 000地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)工作，但也面臨著亟待解決的問(wèn)題，如根據(jù)目前各省地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果看，不管是縣域1∶50 000還是重點(diǎn)區(qū)1∶10 000的評(píng)價(jià)結(jié)果都存在精準(zhǔn)度不夠的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在一些風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積過(guò)大，或風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)有明顯不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的平緩地形、區(qū)內(nèi)無(wú)明顯變形災(zāi)害點(diǎn)等情況，地方政府在開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)管控時(shí)難以有針對(duì)性得采取管控措施[2]。

圍繞上述問(wèn)題，提出了基于地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)斜坡的“點(diǎn)面雙控”調(diào)查評(píng)價(jià)工作。將“風(fēng)險(xiǎn)斜坡”定義為在人口和財(cái)產(chǎn)分布區(qū)域，無(wú)變形破壞特征，但可能發(fā)展成地質(zhì)災(zāi)害趨勢(shì)的自然斜坡，即“無(wú)癥狀”地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)源。因此，要識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)斜坡的前提就必須精準(zhǔn)劃定斜坡單元，并通過(guò)科學(xué)方法對(duì)斜坡單元開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。其次是如何對(duì)斜坡單元的危險(xiǎn)性進(jìn)行快速有效的評(píng)價(jià)，從而滿足大規(guī)模、大面積的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作的時(shí)效性。

因各地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件不同，地質(zhì)災(zāi)害特征差異較大，對(duì)于指標(biāo)權(quán)重的確定方法，不能再簡(jiǎn)單地使用單一的易發(fā)性評(píng)價(jià)方法確定區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指標(biāo)。采用多方法耦合已成為區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的主要思路。羅路廣等[3]采用加權(quán)確定系數(shù)法(weighted coefficient of determination，CF)與Logistic回歸模型耦合的方法對(duì)九寨溝景區(qū)進(jìn)行了滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)；王念秦等[4]使用粒子群優(yōu)化-支持向量機(jī)(particle swarm optimization-support vector machine，PSO-SVM)模型開(kāi)展了縣域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)；韓用順等[5]基于證據(jù)權(quán)-投影尋蹤模型開(kāi)展了藏東南地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)；郭子正等[6]提出了基于滑坡分類和加權(quán)頻率比模型的三峽庫(kù)區(qū)滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)方法。以上研究均通過(guò)兩種模型的耦合并結(jié)合地理信息系統(tǒng)(geographic information system，GIS)軟件進(jìn)行了滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)，進(jìn)一步優(yōu)化了評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況的一致性，但對(duì)于西南山區(qū)滑坡、崩塌災(zāi)害較為頻發(fā)的貴州，點(diǎn)多面廣，指標(biāo)的確定不能過(guò)多依賴于計(jì)算機(jī)的處理，應(yīng)結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)綜合考慮各指標(biāo)的權(quán)重，而層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)中的重要性指標(biāo)能實(shí)現(xiàn)這一目的。以貴州省現(xiàn)有而詳實(shí)的地質(zhì)災(zāi)害隱患數(shù)據(jù)作為支撐，對(duì)滑坡和崩塌這兩類歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在CF法分類研究其敏感性的基礎(chǔ)上，AHP確定其權(quán)重，制定出一套符合區(qū)域特征的打分評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行潛在隱患風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，查明風(fēng)險(xiǎn)斜坡并納入管控，以期解決“臺(tái)賬外”的情況。

1 研究基礎(chǔ)

1.1 貴州地質(zhì)災(zāi)害特征

由圖1可知，貴州省地質(zhì)災(zāi)害類型以滑坡和崩塌為主。其中滑坡是貴州省最主要的地質(zhì)災(zāi)害類型，共計(jì)5 380 處，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的59%，其次是崩塌2 936 處，占地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)總數(shù)的32%。全省10個(gè)市(州)地質(zhì)環(huán)境條件差異顯著，轄區(qū)國(guó)土面積、人口數(shù)量不同，同時(shí)各市州人為工程活動(dòng)方式和強(qiáng)度也不同，各市(州)發(fā)育分布的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量、類型具有各自的特點(diǎn)(圖2)。

圖1 貴州省歷年突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量統(tǒng)計(jì)

圖2 貴州省地質(zhì)災(zāi)害分布

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

采用的數(shù)據(jù)主要包括：截至2019年6月貴州省現(xiàn)有5 380處滑坡隱患點(diǎn)及2 936處崩塌隱患點(diǎn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)信息、單點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查成果數(shù)據(jù)、高分二號(hào)遙感影像(地理空間數(shù)據(jù)云)、根據(jù)巖層傾向與坡向的夾角關(guān)系計(jì)算得到的斜坡結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等。

1.3 指標(biāo)因子選取

地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生是孕災(zāi)因子和致災(zāi)因子共同作用的結(jié)果。相對(duì)致災(zāi)因子的時(shí)變性，孕災(zāi)因子的變化相對(duì)遲緩，地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境研究是進(jìn)行相關(guān)研究的基礎(chǔ)。選取坡度、坡高、坡型、覆蓋層厚度、巖性與巖體結(jié)構(gòu)、土質(zhì)斜坡結(jié)構(gòu)、巖質(zhì)斜坡結(jié)構(gòu)7項(xiàng)主要因素作為風(fēng)險(xiǎn)斜坡孕災(zāi)因子進(jìn)行敏感性分析。

1.4 敏感性分析

確定性系數(shù)法是一種分析影響某一事件各因素敏感性的方法，在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用十分廣泛利用。利用Certainty Factors模型中CF函數(shù)計(jì)算每類數(shù)據(jù)的確定性因子CF。CF的變化區(qū)間為[-1，1]。CF為正值時(shí)，表示地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)，CF值越接近1，地質(zhì)災(zāi)害確定性越高；當(dāng)CF值接近0時(shí)，表示不能確定地質(zhì)環(huán)境的優(yōu)劣；CF為負(fù)值時(shí)，表示地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)，越接近-1，確定性越低[7]。

(1)

利用CF模型計(jì)算出各分級(jí)的CF值，結(jié)合不同因子與地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律的統(tǒng)計(jì)，開(kāi)展貴州省地質(zhì)災(zāi)害影響因子敏感性分析。

1.4.1 地形地貌

地形地貌因子按照坡度、高差和坡型分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)5 380處滑坡隱患點(diǎn)及2 936處崩塌隱患點(diǎn)詳查數(shù)據(jù)系統(tǒng)提取每個(gè)災(zāi)害點(diǎn)的因子。

坡度影響巖土體應(yīng)力分布和地質(zhì)災(zāi)害啟動(dòng)的動(dòng)力條件[8-9]。坡度的大小決定了地表松散物質(zhì)發(fā)生位移并形成地質(zhì)災(zāi)害的可能性，會(huì)間接地影響地表下各層之間的相對(duì)穩(wěn)定性，也在很大程度上確定了斜坡變形破壞的形式和機(jī)制[10]。通過(guò)對(duì)貴州省詳查數(shù)據(jù)系統(tǒng)每個(gè)災(zāi)害點(diǎn)的坡度數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)，將坡度分為0°～10°、10°～20°、20°～25°、>25°，最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示。滑坡主要發(fā)生在大于20°范圍內(nèi)，在坡度>25°，滑坡累計(jì)發(fā)生數(shù)量曲線斜率最大，此范圍內(nèi)滑坡的發(fā)生數(shù)量最多；同時(shí)，當(dāng)坡度<20°時(shí)，滑坡累計(jì)發(fā)生數(shù)量曲線斜率較小，曲線斜率較為平緩。崩塌的整體規(guī)律與滑坡相似，崩塌也主要發(fā)生在>20°范圍，在坡度>25°范圍，崩塌累計(jì)發(fā)生數(shù)量曲線斜率最大，此區(qū)間內(nèi)崩塌的發(fā)生數(shù)量最多。

圖3 滑坡、崩塌與坡度分級(jí)的關(guān)系

對(duì)滑坡與崩塌在不同坡度范圍內(nèi)的CF值可知(表1、表2)，滑坡與崩塌的CF值均是隨著坡度增加而增加，且在>25°范圍內(nèi)的CF值最大，最大值分別為0.084 3、0.194 5，說(shuō)明此范圍內(nèi)的災(zāi)害易發(fā)程度最高；同時(shí)，滑坡災(zāi)害在0°～10°、10°～20°范圍均為負(fù)值，在20°～25°與>25°范圍均為正值；崩塌災(zāi)害僅在>25°范圍為正值，其余范圍均為負(fù)值，說(shuō)明崩塌受坡度的影響大于滑坡。

表1 主要影響因子對(duì)滑坡的敏感性

表2 主要影響因子對(duì)崩塌的敏感性

坡高對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響主要體現(xiàn)在斜坡在不同高程處陽(yáng)光照射面積、匯水量、植被覆蓋率、巖土體勢(shì)能不同,不同高程之間人類工程活動(dòng)以及土壤特性皆存在差異，從而對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生及分布有著重要的影響[11]。通過(guò)對(duì)貴州省詳查數(shù)據(jù)系統(tǒng)每個(gè)災(zāi)害點(diǎn)的坡高數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)，將坡高分為<20 m、20～50 m、50～100 m、100～300 m、>300 m，最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖4所示。根據(jù)統(tǒng)計(jì)圖可知，滑坡與崩塌的累計(jì)發(fā)生數(shù)量曲線斜率均隨著高程增大而增大，對(duì)于滑坡而言，在50～100 m、100～300 m、>300 m范圍，滑坡的個(gè)數(shù)比大于分級(jí)面積比，說(shuō)明此范圍內(nèi)滑坡密度較高，其余范圍較低；對(duì)于崩塌而言，在100～300 m、>300 m范圍，崩塌的個(gè)數(shù)比大于分級(jí)面積比，說(shuō)明此范圍內(nèi)崩塌密度較高，其余范圍較低。

圖4 滑坡、崩塌與坡高分級(jí)的關(guān)系

同時(shí)，滑坡與崩塌的CF值均是隨著坡高增加而增加，且在大于300 m范圍內(nèi)的CF值最大，最大值分別為0.108 9、0.159 4，說(shuō)明此范圍內(nèi)的災(zāi)害易發(fā)程度最高；同時(shí)，滑坡災(zāi)害在<20 m、20～50 m范圍均為負(fù)值，其余范圍均為正值；崩塌災(zāi)害在<20 m、20～50 m、50～100 m范圍為負(fù)值，其余范圍均為正值，但在20～50 m、50～100 m范圍崩塌的CF值明顯大于滑坡，說(shuō)明坡高在小于100 m時(shí)，對(duì)滑坡影響較大，在大于100 m時(shí)，對(duì)崩塌影響較大。

坡形對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響主要體現(xiàn)在斜坡在不同坡形下斜坡的應(yīng)力分布存在差異。通過(guò)對(duì)貴州省詳查數(shù)據(jù)系統(tǒng)每個(gè)災(zāi)害點(diǎn)的坡形數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)，將坡形分為凸形、凹形折線形、直線形。根據(jù)圖5可知，滑坡與崩塌的累計(jì)發(fā)生數(shù)量曲線斜率均呈現(xiàn)逐漸降低，且當(dāng)坡形為凸形坡、凹形折線形時(shí)，滑坡與崩塌的個(gè)數(shù)比大于分級(jí)面積比，說(shuō)明此范圍內(nèi)滑坡與崩塌的密度較高，其余坡形較低。

圖5 滑坡、崩塌與坡形分級(jí)的關(guān)系

按坡形進(jìn)行分析，滑坡與崩塌的CF值均是在凸形坡、凹形折線形時(shí)CF呈現(xiàn)正值，在直線形時(shí)為負(fù)值，且凸形坡的CF值最大，最大值分別為0.025 6、0.018 9，說(shuō)明此坡形下的災(zāi)害易發(fā)程度最高。

1.4.2 覆蓋層厚度

覆蓋層厚度為滑坡災(zāi)害產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，一般而言，各類巖土都有可能構(gòu)成滑坡體，其中結(jié)構(gòu)松散，抗剪強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力較低，在水的作用下其性質(zhì)能發(fā)生變化及軟硬相間的巖層所構(gòu)成的斜坡易發(fā)生滑坡。

通過(guò)對(duì)貴州省詳查數(shù)據(jù)系統(tǒng)滑坡災(zāi)害點(diǎn)的覆蓋層厚度數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)，將覆蓋層厚度分為<3 m、3～5 m、5～8 m、8～15 m、15～25 m、>25 m，最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖6所示?？梢钥闯?，滑坡的累計(jì)發(fā)生數(shù)量曲線斜率不斷起伏變化，在覆蓋層厚度為3～5 m、5～8 m、8～15 m、15～25 m時(shí)，滑坡個(gè)數(shù)比大于分級(jí)面積比，且在5～8 m尤為明顯，說(shuō)明此范圍內(nèi)滑坡密度較高，其余范圍較低。

圖6 滑坡與覆蓋層分級(jí)的關(guān)系

對(duì)滑坡在不同覆蓋層厚度范圍內(nèi)的CF值可知(表1)，滑坡的CF值呈現(xiàn)不均勻變化，在<3 m、>25 m范圍均為負(fù)值，其余范圍為正值，且在5～8 m范圍的CF值最大，最大值分別為0.038 9，說(shuō)明此范圍內(nèi)的滑坡災(zāi)害易發(fā)程度最高。

1.4.3 斜坡結(jié)構(gòu)

斜坡結(jié)構(gòu)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的分布起著重要作用，主要體現(xiàn)在不同坡形下斜坡的應(yīng)力分布存在差異?；轮饕譃橥临|(zhì)斜坡和巖質(zhì)斜坡，崩塌主要是按結(jié)構(gòu)面的間距進(jìn)行分類，通過(guò)對(duì)貴州省詳查數(shù)據(jù)系統(tǒng)滑坡災(zāi)害點(diǎn)的斜坡結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)，將土質(zhì)滑坡分為黏性土類斜坡、碎石土斜坡、雜填土斜坡3種斜坡結(jié)構(gòu)，將巖質(zhì)滑坡分為順向坡、斜向坡、橫向坡、逆向坡、近水平層狀斜坡、塊狀結(jié)構(gòu)斜坡6種斜坡結(jié)構(gòu)，將崩塌按結(jié)構(gòu)面間距分為破碎結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)面間距<20 cm)、較破碎結(jié)構(gòu)(20 cm<結(jié)構(gòu)面間距<40 cm)、較完整結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)面間距>40 cm)3種斜坡結(jié)構(gòu)，最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖7所示?？梢钥闯觯轮饕酝临|(zhì)斜坡為主，在其3種土質(zhì)斜坡結(jié)構(gòu)累計(jì)發(fā)生數(shù)量曲線斜率均較大；在巖質(zhì)斜坡中，順向坡最為發(fā)育，但都明顯低于土質(zhì)斜坡。在黏性土類斜坡、碎石土斜坡、雜填土斜坡、順向坡4種斜坡結(jié)構(gòu)中，滑坡個(gè)數(shù)比大于分級(jí)面積比，且在碎石土斜坡尤為明顯，說(shuō)明此范圍內(nèi)滑坡密度較高，其余范圍較低。

圖7 滑坡、崩塌與斜坡結(jié)構(gòu)的關(guān)系

對(duì)滑坡與崩塌在不同斜坡結(jié)構(gòu)下的CF值可知(表1、表2)，滑坡的CF值受斜坡結(jié)構(gòu)影響較大，黏性土類斜坡、碎石土斜坡、雜填土斜坡、順向坡結(jié)構(gòu)的CF值為正值，最大值為0.047 5，其余斜坡結(jié)構(gòu)均為負(fù)值；對(duì)于崩塌而言，崩塌的CF值受斜坡結(jié)構(gòu)影響也較大，在破碎結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)面間距<20 cm)、較破碎結(jié)構(gòu)(20 cm<結(jié)構(gòu)面間距<40 cm)為正值，最大值為0.012 3，而較完整結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)面間距>40 cm)為負(fù)值。

1.5 指標(biāo)權(quán)重及評(píng)判模型

1.5.1 指標(biāo)權(quán)重

按照災(zāi)害類型將CF值按閾值劃分4個(gè)區(qū)間，對(duì)于滑坡，將CF值大于0.02的因子確定為100分，CF值在0.003～0.02的因子確定為80分，CF值在-0.02～0.003的因子確定為60分，其余因子為30分。將崩塌CF值大于0.02的因子確定為100分，CF值在-0.01～0.02的因子確定為80分，CF值在-0.2～-0.01的因子確定為60分，其余因子為30分。

將影響全省地質(zhì)災(zāi)害的坡度、坡高、坡形、覆蓋層厚度、斜坡結(jié)構(gòu)、工程活動(dòng)、地下水特征等7項(xiàng)主要孕災(zāi)條件按照專家經(jīng)驗(yàn)賦值，并結(jié)合判斷矩陣標(biāo)度定義[12](表3)，得出重要性矩陣W為

表3 重要性標(biāo)度值

(2)

求解矩陣W的特征值，得出最大特征值λmax=7.244，λmax>n，為保證判定矩陣W的準(zhǔn)確性，需要檢驗(yàn)“一致性”[13]。

一致性指標(biāo)CI的表達(dá)式為

(3)

式(3)中：n=7，表示坡度、坡高、坡形、覆蓋層厚度、斜坡結(jié)構(gòu)、工程活動(dòng)、地下水特征7項(xiàng)主要指標(biāo)。

一致性率CR的表達(dá)式為

(4)

對(duì)矩陣W的準(zhǔn)確性進(jìn)行判定，一致性指標(biāo)CI=0.041，通過(guò)查表得出平均隨機(jī)一次性指標(biāo)RI=1.36，一致性率CR=0.03<0.1，于是判別矩陣W通過(guò)了一致性檢驗(yàn)。

利用方根法開(kāi)展權(quán)重計(jì)算，計(jì)算公式為

(5)

式(5)中：aij為式(2)矩陣中第i個(gè)因素相對(duì)第j因素的重要性。

通過(guò)計(jì)算，7項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重向量C7=(0.146,0.029,0.042,0.096,0.217,0.408,0.063)。其影響因子重要性排序依次為人類工程活動(dòng)、斜坡結(jié)構(gòu)、坡度、地下水特征、坡形、坡高。

1.5.2 評(píng)判模型

在形成原因分析的基礎(chǔ)上，引入斜坡單元危險(xiǎn)程度G[14-17]，其表達(dá)式為

(6)

式(6)中：xi為滑坡影響因素的第i個(gè)指標(biāo)；ci為第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

通過(guò)以上分析，將坡度、坡高、坡形、覆蓋層厚度、斜坡結(jié)構(gòu)、工程活動(dòng)、地下水特征這7項(xiàng)因子按照CF值進(jìn)行等級(jí)劃分，并賦予權(quán)重，其評(píng)判劃分如表4所示。其中工程活動(dòng)及地下水特征通過(guò)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合考慮確定分值，該表適用于斜坡體危險(xiǎn)性現(xiàn)場(chǎng)快速評(píng)判。通過(guò)隨機(jī)選取全省50處低易發(fā)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行斜坡危險(xiǎn)程度G反算，得出最低分為55分。將評(píng)價(jià)結(jié)果為55分作為風(fēng)險(xiǎn)斜坡臨界分值，其中55～70分為低危險(xiǎn)性，70～85分為中度危險(xiǎn)性，85～100分為高危險(xiǎn)性。

表4 斜坡危險(xiǎn)性評(píng)分

2 風(fēng)險(xiǎn)斜坡驗(yàn)證與判定

2.1 斜坡單元?jiǎng)澐旨罢{(diào)查結(jié)果

斜坡是滑坡發(fā)生的基本地形地貌單元，因此斜坡單元是進(jìn)行滑坡危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的理想單元，能更好地體現(xiàn)滑坡發(fā)生前的現(xiàn)場(chǎng)基本特征[18]。以斜坡為單元開(kāi)展山區(qū)城鎮(zhèn)大比例尺滑坡危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)滑坡發(fā)生的具體空間位置[19]。

利用縣域1∶10 000數(shù)字高程模型(digital elevation model，DEM)數(shù)據(jù)和區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，通過(guò)GIS軟件處理生成無(wú)洼地DEM，并確定其正集水域從而獲得貴州山區(qū)的山脊線。然后反轉(zhuǎn)DEM，再經(jīng)過(guò)以上相同步驟提取集水流域，實(shí)際就是提取了山谷線。將兩次分析生成的山脊線與山谷線進(jìn)行合并融合得到斜坡單元[20]。結(jié)合實(shí)際，將無(wú)人居住區(qū)域、緩坡地帶的斜坡單元進(jìn)行剔除，最終將全省劃分為78 622個(gè)斜坡單元。將表3運(yùn)用到貴州省縣域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查工作中，按照打分表中影響因子，按照“山到頂、坡到腳”逐坡完成斜坡工程地質(zhì)測(cè)繪，利用一般觀測(cè)點(diǎn)和地質(zhì)環(huán)境點(diǎn)進(jìn)行精度控制。孕災(zāi)條件中的覆蓋層厚度、軟弱夾層等則通過(guò)開(kāi)展工程地質(zhì)鉆探和山地工程進(jìn)行輔助調(diào)查。對(duì)全省88個(gè)縣域中已調(diào)查的78 622個(gè)斜坡單元進(jìn)行打分，共計(jì)查出18 196個(gè)風(fēng)險(xiǎn)斜坡。

2.2 結(jié)果驗(yàn)證及斜坡判定

驗(yàn)證方法采取回溯法及比較法，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)斜坡調(diào)查前發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害采取歷史回溯，提取災(zāi)害數(shù)據(jù)，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行孕災(zāi)條件復(fù)盤(pán)，驗(yàn)證災(zāi)前斜坡危險(xiǎn)性；對(duì)調(diào)查后出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害事件進(jìn)行比較，確定災(zāi)害范圍是否在原有風(fēng)險(xiǎn)斜坡范圍內(nèi)。選取貴州典型8處歷史地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)和4處新發(fā)現(xiàn)的典型風(fēng)險(xiǎn)斜坡失穩(wěn)案例進(jìn)行佐證。按照發(fā)生時(shí)間進(jìn)行排序，對(duì)8處歷史災(zāi)害災(zāi)點(diǎn)的破壞特征進(jìn)行提取。獲取災(zāi)前孕災(zāi)地質(zhì)條件數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)斜坡影響因子及打分表進(jìn)行評(píng)判，各災(zāi)點(diǎn)打分結(jié)果如表5所示。結(jié)果顯示，85分以上的斜坡共計(jì)8處，其結(jié)果與災(zāi)害的規(guī)模及災(zāi)情呈線性關(guān)系，說(shuō)明打分結(jié)果滿足斜坡演變趨勢(shì)。凱里龍場(chǎng)崩塌點(diǎn)所處原始斜坡為82分，為中度危險(xiǎn)，其實(shí)際危險(xiǎn)性因未考慮危巖帶所處坡型為陡崖及巖體發(fā)育的溶蝕裂隙和溶溝的影響權(quán)重而有差異。

表5 典型重大地質(zhì)災(zāi)害原始斜坡打分

2020年7月—2022年5月，貴州省新發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害約35起，含風(fēng)險(xiǎn)斜坡7處，臺(tái)賬隱患點(diǎn)10處，“臺(tái)賬率”達(dá)48.6%，提高近19個(gè)百分點(diǎn)。選取4處典型的風(fēng)險(xiǎn)斜坡失穩(wěn)案例進(jìn)行分析，如圖8所示，三都縣拉攬村風(fēng)險(xiǎn)斜坡調(diào)查時(shí)間為2020年10月，土質(zhì)斜坡，坡度達(dá)45°，按表3評(píng)判后，危險(xiǎn)性分值為85分，滑坡位于風(fēng)險(xiǎn)斜坡范圍線內(nèi)，形成的高位碎屑流造成了房屋47棟損毀，由于巡查人員及時(shí)預(yù)警、及時(shí)疏散，未造成人員傷亡。

圖8 三都縣拉攬村風(fēng)險(xiǎn)斜坡與滑坡

如圖9所示，劍河縣打老村風(fēng)險(xiǎn)斜坡調(diào)查時(shí)間為2021年3月，碎石土類斜坡，坡度40°，斜坡下方存在建設(shè)工程，按表3評(píng)判后，危險(xiǎn)性分值為88分，滑坡位于風(fēng)險(xiǎn)斜坡范圍線內(nèi)，由于巡查人員及時(shí)預(yù)警、及時(shí)疏散，未造成人員傷亡。

圖9 劍河縣打老村風(fēng)險(xiǎn)斜坡與滑坡

冊(cè)亨縣秧壩鎮(zhèn)秧壩村風(fēng)險(xiǎn)斜坡調(diào)查時(shí)間為2021年3月(圖10)，粉質(zhì)黏土類斜坡，坡度40°，按表4評(píng)判后，危險(xiǎn)性分值為73分，滑坡位于風(fēng)險(xiǎn)斜坡范圍線內(nèi)，滑體擠入下方4棟房屋內(nèi)，由于采取的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備及時(shí)預(yù)警，未造成人員傷亡。

冊(cè)亨縣秧壩鎮(zhèn)朝村風(fēng)險(xiǎn)斜坡調(diào)查時(shí)間為2021年3月(圖11)，粉質(zhì)黏土類斜坡，坡度25°，按表4評(píng)判后，危險(xiǎn)性分值為70分，滑坡位于風(fēng)險(xiǎn)斜坡范圍線內(nèi)，頂部及底部存在局部滑塌，未造成人員傷亡。

以上案例可以表明，基于CF-AHP法的風(fēng)險(xiǎn)斜坡識(shí)別方法對(duì)于斜坡危險(xiǎn)性判別結(jié)果與實(shí)際情況較為相符。

3 結(jié)論

(1)風(fēng)險(xiǎn)斜坡的權(quán)重及分值是在貴州地質(zhì)災(zāi)害隱患數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析的，采用的CF值確定系數(shù)法有效地證明了坡度、坡高、坡形、覆蓋層厚度、斜坡結(jié)構(gòu)類型對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響，各指標(biāo)得分按照CF系數(shù)值劃分出4個(gè)區(qū)間，在此基礎(chǔ)上通過(guò)AHP確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重大小。

(2)通過(guò)災(zāi)害回溯法，88%的歷史地質(zhì)災(zāi)害原有斜坡滿足風(fēng)險(xiǎn)斜坡條件，但對(duì)于巖溶地區(qū)危巖體斜坡的判定值較低，還需要在坡形中增加陡崖坡形，在巖體結(jié)構(gòu)中考慮控制性溶蝕裂隙的影響。通過(guò)新增地質(zhì)災(zāi)害比較法，4處典型風(fēng)險(xiǎn)斜坡中滑坡范圍線均位于風(fēng)險(xiǎn)范圍線內(nèi)，變形破壞特征與指標(biāo)敏感性和權(quán)重較為一致，判別結(jié)果與實(shí)際情況基本相符。

(3)利用此方法開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)斜坡調(diào)查，將識(shí)別出18 196處風(fēng)險(xiǎn)斜坡，及時(shí)納入管控后，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的“臺(tái)賬率”由過(guò)去的30%提高到54.3%，由于巡查到位，預(yù)警及時(shí)，防災(zāi)避災(zāi)效果較為明顯。

(4)風(fēng)險(xiǎn)斜坡的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別按照危險(xiǎn)性疊加人口財(cái)產(chǎn)分布。綜合其潛在危險(xiǎn)性、易損性等指標(biāo)，確定其風(fēng)險(xiǎn)類別。其風(fēng)險(xiǎn)管理應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行劃分。Ⅰ類風(fēng)險(xiǎn)斜坡，建議采用專業(yè)監(jiān)測(cè)、群測(cè)群防，有條件時(shí)優(yōu)先搬遷避讓，在其影響范圍內(nèi)限制新建工程；Ⅱ類風(fēng)險(xiǎn)斜坡，建議采用群測(cè)群防，有條件時(shí)可采用專業(yè)監(jiān)測(cè)、搬遷避讓，在其影響范圍內(nèi)新建工程需經(jīng)專門(mén)論證；Ⅲ類風(fēng)險(xiǎn)斜坡，建議采用群測(cè)群防等措施，在其影響范圍內(nèi)新建工程宜審慎。

(5)該識(shí)別方法對(duì)于大區(qū)域內(nèi)統(tǒng)籌開(kāi)展1∶10 000地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查具有實(shí)用價(jià)值，評(píng)價(jià)易操作，成果易管控。但山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征及孕災(zāi)條件存在一定的區(qū)域差異性，其識(shí)別的精細(xì)度還有待進(jìn)一步提高。下一步，將針對(duì)貴州山區(qū)碳酸鹽巖、碎屑巖和變質(zhì)巖地區(qū)分別開(kāi)展分析研究，按照各工程巖組特征及降雨條件的影響作用，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害特征，分別制定更為精細(xì)化的風(fēng)險(xiǎn)斜坡識(shí)別方法。