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浙江泰顺县地质灾害易发区划分方法探讨

2012-05-16禇先尧冯立新

中国地质灾害与防治学报 2012年1期
关键词:泰顺县界线易发

吴 涛,禇先尧,冯立新

(1.浙江省泰顺县国土资源局,浙江 泰顺 325500;2.浙江省地质调查院,浙江 杭州 311203)

0 引言

地质灾害易发区是指具备地质灾害发生的地质构造、地形地貌和气候条件,容易或者可能发生地质灾害的区域[1]。地质灾害易发区主要依据地质环境条件,参考地质灾害现状和人类工程活动划定。地质灾害易发区分为高易发区、中易发区、低易发区三类。地质灾害易发区划分结果,是制定地质灾害防治规划的重要依据,也可作为土地利用总体规划编制、气象地质灾害预警预报的基础资料[2],对开展地质灾害防治工作具有重要意义。本文以泰顺县为例,探讨1:1万地质灾害易发区划分方法,以及在实际应用中的体会,供大家参考。

1 泰顺县地质灾害概况

泰顺县位于浙江省东南部,多山近海,雨量充沛,属中低山及丘陵地貌、亚热带海洋型季风气候区,境内溪流纵横交错,且均属山涧型溪流,素有“九山半水半分田”之称[3]。该县地处浙南中低山地滑坡、泥石流地质灾害防治区,是浙江省地质灾害防治重点县之一[4]。汛期受梅雨、台风暴雨影响,频发滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。现已查明地质灾害点220处,其中滑坡点123处、崩塌点65处、泥石流点32处,威胁1300户6550人1750间房屋的安全[5]。目前未发现地面沉降、地面塌陷、地裂缝等地质灾害。

泰顺县境内中生代燕山晚期构造运动、岩浆活动十分强烈,褶皱构造不明显,脆性断裂构造发育,其中主要发育北东向、北西向、东西向等几组断裂带。出露地层为上侏罗统和下白垩统火山沉积岩系和第四系,表浅部以风化残坡积为主,残坡积物是地质灾害体的主要物质组成来源。

为划定地质灾害易发区,泰顺县于2008年4月编制了1:1万乡镇地质灾害易发区图图册,2009年5月完成第二轮地质灾害调查与区划,分别进行1:1万、1:10万比例尺的地质灾害易发区划分。根据项目成果显示,地质灾害易发区面积占全县总面积的比例很高,其中1:1万地质灾害易发区图图册显示,易发区面积占95.2%,地质灾害调查与区划成果显示,易发区面积占71.4%。

2 地质灾害易发区评价方法

2.1 地质灾害易发区划分原则

根据国土资源部《县(市)地质灾害调查与区划基本要求实施细则》(修订稿)的规定,无论采用何种方法,进行地质灾害易发区划分,都应当做到易发区的内涵清晰,评价单元选择合理,指标选取和赋值依据充分,划分结果层次分明,体现地质环境条件对于地质灾害形成和发展的控制规律和地质灾害发育的基本特点[1]。为达到以上目的,进行地质灾害区划应当遵循以下原则:(1)种类和区划指标要反映地质灾害的基本属性特征和主要灾害特点;(2)划分的级次数量和不同级次的差幅适当,要能恰如其分的反映泰顺县地质灾害情况;(3)等级指标明确,划分方法简明,便于操作使用[6]。

在我国近年开展的县(市)地质灾害调查与区划实践中,提出了两种介于定性和定量方法之间,具有很好操作性的区域地质灾害易发程度评价方法,即袭扰系数法和信息量法,本文所提出的地质灾害危险性综合指数法即是这两种方法的综合[2]。以地质灾害危险性综合指数作为划分易发区的依据,综合指数越大,说明地质灾害易发程度越高。泰顺县1:1万地质灾害易发区图编制方法基本满足以上的原则和要求。

2.2 地质灾害易发区划分步骤

2.2.1 网格单元划分

地质灾害危险性指数划分采用全县整体划分,调整核查易发区界线后再按乡镇分割制图,对全县36个乡镇都编制了地质灾害易发区图。网格单元选取200m×200m,全县共划分为45119个网格单元[7]。

2.2.2 综合危险性指数计算公式

根据泰顺县地质灾害发育特征,同时考虑地质灾害现状与地质灾害形成条件两个方面的因素,确定地质灾害现状强度和影响地质灾害的因子,通过单元网格统计的方法获得各要素的空间分布特征值,并确定各要素对地质灾害的贡献值(权值),计算其地质灾害综合危险性指数,计算公式如下:

Zw=D·AD+X·AX+Q·AQ+R·AR+Z·AZ

式中D、X、Q、R、Z分别为地质条件、地形地貌条件、气候植被条件、人类活动和现状地质灾害充分程度的标准分值(一级因子),AD、AX、AQ、AR、AZ分别是各评价要素的权值[2]。

2.2.3 综合危险性指数因子评分标准及权值确定

根据浙江省国土资源厅《乡镇地质灾害分布与易发区图编制要求》,综合危险性指数法考虑的因子:地质(权值0.2)、地形地貌(权值0.25)、气候植被(权值0.15)、人类活动(权值0.1)和现状地质灾害发育程度(权值0.3)[10],上述因子确定为一级因子。二级因子是一级因子的细化,使之成为地质灾害相关的具体因子,将各因子按不同量值进行分级,每一区间值尽量采用实际调查数据进行定量取值,对难以定量的因子采用定性的方法进行判定[8]。

参与综合危险性指数计算的二级因子有10个,具体为:断裂密度、工程地质岩组(岩性与岩土结构)、地貌类型、地形坡度、多年平均降雨量、植被覆盖率、人口密度、公路密度、地质灾害点的面积密度和体积密度[7]。泰顺县只有滑坡、崩塌、泥石流等3种地质灾害,参照以下评分标准是可行的(表1)。

表1 泰顺县地质灾害综合危险性指数计算因子评分标准表Table1 ThegradingtableaboutcomprehensiveriskindexofgeologicalhazardsofcalculationfactorinTaishunCounty

2.2.4 综合危险性指数因子评分标准的调整

泰顺县地质灾害综合危险性指数计算因子是按照浙江省国土资源厅《乡镇地质灾害分布与易发区图编制要求》中的因子评分标准表(参考)选取的[10],同时充分考虑泰顺县地质灾害发育特征,分别对3个二级因子进行调整,其他7个二级因子未作调整。调整情况如下:

(1)岩性与岩土结构因子更改为工程地质岩组。岩性与岩土结构体现的是微观层面的地质现象。区域性宏观层面的地质灾害调查区划工作,往往难以进行准确评判,采用工程地质岩组进行评判,比较简便且可进行定量分析。具体方法:根据评分标准人为赋值,利用评价系统对泰顺县1:5万工程地质岩组图进行栅格化,以获得各个评价单元的得分,若同一评价单元中出现2种或2种以上岩性组合时,取最差岩组得分[7]。

(2)相对高差因子更改为地形坡度。对于泰顺这样的山区县来说,地形坡度是影响地质灾害生成的重要因素,地形坡度比相对高差更具有实际意义。具体方法:利用MapInfo软件,对全县1:1万地形图等高线(包括计曲线、首曲线和陡崖、陡坎)进行矢量化,然后利用DEM地形分析系统,将相对高差因素转换为坡度因素,精确地计算其坡度,并根据坡度数据划分其各个单元的得分[7]。

(3)对全年降水量因子的取值标准进行调整。泰顺县1956~2006年平均降雨量为2008.8mm,明显高于浙江省年均降水量1600mm,根据泰顺县1956-2003年年均降水量等值线图,各地年均降水量一般在1650~2250mm[11],因此采用表1中的评分标准更符合当地实际。

2.2.5 易发区划分标准的确定

根据浙江省国土资源厅《乡镇地质灾害分布与易发区图编制要求》中的易发区划分标准(参考),对比易发程度不同分级标准的各个评价结果[12],结合当地实际,对高易发区、不易发区的划分标准进行适当调整(表2)。

表2 泰顺县地质灾害易发区划分标准表Table2 Theclassificationstandardstableofgeological hazard-proneareasinTaishunCounty

2.2.6 易发区界线的核查与调整

各评价单元的因子得分加权之后,获得该单元的地质灾害综合危险性指数,同时利用地理信息系统生成综合危险性指数等值线图。其结果显示,泰顺县综合危险性指数一般在1~6.5,主要集中在3~4.5,最高值为7。但它生成的是易发区的初步界线,只能相对准确地反映易发程度的总体趋势,会出现界线不光滑、拐点多,局部存在小图块、图斑等现象,需要结合地形、地貌、岩性特征、现状地质灾害发育状况等进行适当的调整修饰[7]。

2.2.6.1 易发区界线核查调整的对象

(1)易发区与不易发区的界线;

(2)跨不同易发区的村庄;

(3)室内调整有疑问的易发区界线、易发区拐点;

(4)部分与地形地貌、地质环境不吻合的易发区界线。

2.2.6.2 易发区界线核查调整的方法

(1)对地质环境复杂、人类工程活动强烈,评价为地质灾害不易发区或低易发区的,一般调整为高级别的地质灾害易发区;

(2)对于地势平缓、人类工程活动程度不强烈的沟谷平地评价为地质灾害易发区的,则调整为低级别的地质灾害易发区;

(3)由于城镇建设发展,易发区与不易发区交界处的地形地貌已有所改变,在交界处存在大量切坡建筑,不易发区界线一般以切坡建筑物外推10m左右;

(4)面状河流和水库等水域由于不具备发生崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害的条件,因此,水体面积归于不易发区面积;

(5)依据野外调查,考虑到地质灾害的影响范围,山体的相对高差、地形坡度等因素,地质灾害易发区界线一般向不易发区外推20~30m左右,对于落差大、边坡陡的山体和较大的冲沟沟口,特别是有泥石流灾害隐患的水系沟口,界线外推距离一般适当地增加。

2.2.6.3 易发区界线核查调整实例分析

(1)竹里乡、大安乡等地的一些沟谷两侧地势较平缓,相对高差一般小于15m的低丘岗地,评价为地质灾害低易发区的,经野外核查后,相应地调整为地质灾害不易发区[7]。

(2)对于罗阳镇城区部分山体已经开挖平整改建成居民小区或其他建筑、地形已变化的区域,评价为地质灾害低易发或中易发区的,经实地核查并对照航片,调整为不易发区[7]。

经过易发区界线的核查调整,使地质灾害易发区的划分更合理、更趋实际。在工程建设地质灾害危险性评估监管实践中,地方国土部门及时出具地质灾害不易发区证明,建设工程地质灾害安全均有保障,社会效果良好。

3 地质灾害易发区评价结果分析

3.1 1:1万地质灾害易发区评价结果

按照前述划分标准和评价方法得出的结果为:地质灾害高易发区块有7个,总面积4.57km2,占全县总面积的0.3%;地质灾害中易发区块有60个,总面积147.05km2,占全县总面积的8.3%;地质灾害低易发区块有9个,总面积1531.83km2,占全县总面积的86.6%;地质灾害不易发区块有 371个,总面积84.61km2(包括水域面积29.72km2),占全县总面积的4.8%(图1)。

图1 泰顺县1:1万地质灾害分布与易发区图Fig.1 The1:10000mapofdistributionandgeologicalhazards-proneareasinTaishunCounty

3.2 与1:10万地质灾害区划结果对比分析

地质灾害高易发区面积比区划减少40.52km2;中易发区面积减少331.34km2,低易发区面积增加793.35km2,不易发区面积减少421.49km2。不易发区的减少主要是因为两次评价的方法和使用的技术标准不同所造成,1:10万不易发区主要分布于南北两端和东西两侧县界处的中山区,部分属无人区域,地形切割强烈,山体坡度较陡,植被覆盖率高,台风暴雨期间区域内经常发生小型的滑坡、崩塌等地质灾害,但由于区域内人口稀小,基本上是有灾无害[13](图2)。而1:1万所评价出的不易发区主要分布于乡镇和行政村所在的沟谷地带或山顶山脊平、缓坡地带,区内地势较平坦。不易发区界线与易发区界线(山脚)有一定的缓冲,区域内未发现地质灾害及其隐患。

通过与1:10万地质灾害区划结果的对比分析,1:1万易发区图编制,较好地解决了地质灾害区划精度不够、准确性较差、实用性欠缺等问题,可为地质灾害防治工作提供更为可靠的依据。

4 结论

(1)泰顺县1:1万地质灾害易发区划分评价,是根据地质灾害发育特征,以200m×200m网格单元予以划分,适当调整计算因子的评分标准,进行了综合危险性指数计算和易发区初步划分,最后经易发区界线核查调整,形成成果图件。实践证明,泰顺县地质灾害易发区划分结果比较合理,评价方法合适,可为其他县市的易发区划分工作提供借鉴经验。

(2)结合当地实际,适当调整综合危险性指数计算因子,提高了综合危险指数计算结果的准确度。开展易发区界线实地核查与室内调整工作,提高了易发区图的精度和使用效果。因此,做好综合危险性指数计算因子的选取、易发区界线的核查调整工作,是进行易发区划分评价的关键环节。

图2 泰顺县1:10万区划地质灾害易发区分布图Fig.2 Zoning1:100000geologicalmaphazard-proneareasofTaishunCounty

(3)我国目前使用的各种易发程度评价数学模型,都具有一定的局限性,其结果比较机械,一般只是近似的模拟,只能相对准确地反映易发程度的总体趋势。因此,地质灾害易发性归根到底是一个地学问题,在进行区域性评价时,始终都不能丢掉地质分析和研究这一基本武器[14]。在优化数学模型的同时,要加强灾害体的地质条件及机理分析,尽量做到定性分析与定量分析的有机结合。

致谢:本文构思成文得益于2008年4月完成的“浙江省泰顺县1:1万乡镇地质灾害分布与易发区图图册”编制项目,感谢项目组成员的支持。

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