基于方格网法对区域性地质灾害评估方法研究——以珠海市万山岛评估为例

吴舒天

（广东省地质局第一地质大队，广东珠海519002）

基于方格网法对区域性地质灾害评估方法研究
——以珠海市万山岛评估为例

吴舒天*

（广东省地质局第一地质大队，广东珠海519002）

万山岛属地质灾害易发区，为保障万山岛区域建设及经济发展与环境的协调性，对万山岛展开地质灾害危险性评估工作十分必要。传统地质灾害危险性评估多以定性评估为主要方法。以详尽的地质调查为基础，将整个万山岛作为研究区，综合确定地质灾害危险性影响因子，采用方格网统计法对评估区地质灾害危险性进行半定量的综合评估，并得到评估结果。最终划分出各危险性等级区域。

方格网法；易发性；易损性；危险性；地质灾害；综合评估

万山岛隶属珠海市万山海洋开发试验区。近年来该区人类工程建设频繁，受海岛地形的影响，该区工程活动主要集中在边坡区域。边坡类地质灾害时有发生，为查明该区地质灾害分布情况，合理部署防治减灾工作。万山区国土资源局委托我队完成该区地质灾害调查与评估工作。根据本次工作特点拟采用如图1所示工作流程组织开展本次评估任务。

图1　地质灾害危险性评估工作流程组织图

1　地质环境条件

1.1自然地理概况［5］

评估位于广东省珠海市万山区大万山岛；该区属亚热带海洋季风性气候；场区海蚀、风蚀作用较强，属剥蚀丘陵地貌单元；原始山体自然斜坡较陡，在长期风蚀作用下覆盖层较薄，一般0.5～5.0m，以下为基岩。

1.2地层与岩石

场区地层简单，主要为第四纪地层，岩（土）性以坡残积土为主，山间谷地分布稍厚，其他地区厚度较小；第四纪以下为燕山三期中—细砾黑云母花岗岩。

1.3地质构造

评估区未见大型构造，受莲花山断裂影响，研究区附近以北东向次级小断裂为主，基岩节理较为发育，调查产状以：①275°∠20°、②185°∠80°、③280°∠85°为主，均为硬性结构面，延展性较好，多呈闭合状。

1.4水文、工程、环境地质特征

评估区地下水类型以基岩裂隙水为主，参考区域地质资料，地下水赋水贫乏；第四纪覆盖层以坡残积土为主，厚度薄，工程地质条件良好；场区人类活动以渔业为主，自然生态环境良好。

2　地质灾害调查对象［1-2］

根据粤国土资地环发【2014】16号文精神，广东省地灾类型主要为6种。通过踏勘发现评估区地质灾害及潜在地质灾害均为崩塌、滑坡。因此本着“全面调查、重点梳理、以人本位”的准则，以有明确的直接威胁对象（如人员、建筑物、交通线、其他设施或场所等）的边坡为主，制定本次调查对象的标准。

（1）因建房、修路或采石取土活动形成的人工边坡，且坡高和坡度应满足：①坡高≥8.0m，坡度≥45°的岩质边坡；②坡高≥3.0m，坡度≥39°的土质边坡。

（2）曾经发生过地质灾害（崩塌、滑坡）且目前尚未治理的地质灾害点。

（3）潜在危害程度大、危险性大的自然斜坡。该类自然斜坡特点：①位于人口密集区；②斜坡覆盖层厚度一较大；③斜坡覆盖层下部为顺层结构面；④斜坡具有较大的汇水面积。

3　地质灾害易发性分区

首先对评估区的全面调查，然后将评估区划分为若干等面积网格，对各网格内地质灾害易发性影响因素综合评价，最终得到各网格的易发性指标。

3.1评估区方格网划分［4］

方格网法即单元划分信息量统计法。是将研究整体划分为有限个网格单元，然后对各网格单元影响地质灾害发生的信息（因素）逐一研究，最终得到整体的概率统计。

为综合研究评估区不同区域地质灾害易发性，本文采用1∶1万调查区地质灾害分布图进行单元划分，网格单元面积为0.01km2。则可将整个调查区可划分为887个网格。

3.2指标的选择及权重确定

根据本区地质灾害特点，结合类似工程经验。选取与边坡地质灾害关联性强的指标，各指标应具有相互独立性，指标权重由专家打分确定，综合确定如下指标体系（表1）。

表1　易发性判别指标表

3.3易发性分区计算模型

式中：I——研究区内某单元信息量值，即为地质灾害易发性系数；

ai——某地质灾害影响因子的权重；

M0i——因影响因子在单元中发生的次生；

Mi——某地质灾害影响因子在各网格中分布总个数；

N0——已经发生地质灾害的单元总数；

N——单元总数，即887。

信息量值Ii越大，表示该因素相对而言越有利于事件的发生；Ii越小，则不利于事件的发生［4］。将各影响因素的信息量值进行综合叠加，得到预测区信息量值分布图，按信息量从大到小，且参照对预测区域的经验分析，可以将预测区划分为高易发区、中易发区和低易发区。

图2　调查区信息量累计频率图

根据上述模型计算调查区各小方格的易发性系数，计算结果如表2和图2所示。从计算结果及易发性系数分布图中可以看出，易发性系数曲线在二处出现斜率的较大突变，即易发信息量为-0.15和-0.20。通过对该结果的分析，结合调查区野外边坡稳定性判断情况，将调查区划分为2级易发区，分别对应的稳定性指数区间见表3。

表2　易发性系数计算结果表

表3　易发性分区标准表

4　地质灾害易损性分区

易损性是指地质灾害对威胁对象造成的破坏程度。根据易发性分区，评估区划分为887个网格，综合权重网格内易损因子（易损性评价指标），综合评定各网格的易损性，计算得到易损性分区。

4.1易损性评价指标的选择及权重确定

地质灾害的威胁对象种类繁多，归结来说主要为人员、建（构）筑物及公路设施；采用定性与半定量相结合的方法进行易损性评价，即选取与易损性密切相关的指标，对指标进行定性评价，然后根据各指标与易损性的相关程度建立数学模型进行半定量的计算，最后根据计算结果评价易损性。易损性指标体系根据工程经验咨询专家确定，指标权重由专家打分确定（表4）。

4.2易损性计算

表4　易损性评价指标量值及权重

计算公式参考公式（1），计算结果分布见表5，结果分布曲线见图3。易损性指数在≤-0.15、-0.15～0.10、＞0.10所对应的区间发生变化。通过对该结果的分析，结合调查区边坡与威胁对象空间位置关系综合分布情况，将全区划分为3级易损性分区，分别对应的易损性指数区间见表6。

5　地质灾害危险性评价

地质灾害危险性是地质灾“易发性”性与“易损性”的综合体现，根据上文对“易发性”性与“易损性”的计算，本文采用如下方法半定量方法计算评估区的危险性。

5.1计算模型

“危险性”单元评价模型一般写成：

式中：Ri——单元“危险性”系数；

Ii——单元“易发性”系数；

Qi——单元承灾体“易损性”系数；

i——第i个计算网格单元（与易发性分区网格一致）。

图3　调查区易损性系数分布图

5.2危险性计算

根据上述模型计算各小方格的危险性系数结果如图4所示。

从计算结果及危险性系数分布图中可以看出，危险性系数曲线在0.15处出现斜率突变，即在0.15点处有跃变，即危险性指数为-0.01和0.13。通过对该结果的分析，结合普查区实际情况，将全区划分为2级危险区，分别对应的危险性指数区间见表7。

表5　易损性系数计算结果表

表6　易损性分区标准表

图4　调查区危险性系数累计频率图

5.3地质灾害危险性分区

（1）地质灾害危险性大区。该区地貌类型为剥蚀残丘，山体坡度20°～30°，人工开挖边坡坡度为50°～75°，植被欠发育。区内人为削坡建房、削坡修路等活动强烈。在本次调查中区内共分布地质灾害（隐患）点13处，已发地质灾害点1处，地质灾害（隐患）点12处。在13处边坡类地质灾害（隐患）点中，危害程度中等3处，危害程度小10处；危险性中等5处，危险性小8处；预测威胁人口99人，威胁资产1255万元。

表7　易发性分区标准表

（2）地质灾害危险性中等区。该区地貌类型为丘陵，山顶高程达450.1m，自然山体坡度20°～30°，植被发育一般。该区人类工程活动一般—较强烈。该区共发现地质灾害（隐患）点5处，均分布于大万山岛环岛公路的上方。在5处边坡类地质灾害（隐患）点中，危害程度和危险性均为小；预测威胁人口10人，威胁资产30万元。

6　地质灾害防治分区

防治分区充分考虑：①地质灾害危险性分布；②城市发展规划；③人类工程活动，综合制定地质灾害防治分区综合指标（表8），在划分地质灾害防治分区时，首先考虑地质灾害易发程度分区以及城市总体规划和建设用地分布，其次综合分析其他因素。

7　地质灾害分区防治办法

7.1重点防治区

重点防治区为地质灾害危险性大区，位于大万山岛居民区及其周边地带，面积为2.40km2。共分布地质灾害（隐患）点13处，滑坡1处，潜在滑坡5处，潜在崩塌7处；受威胁人口99人，受威胁资产1255万元。

该区的具体防治任务如下：

（1）对区内重要地质灾害（隐患）点建立群专结合监测网络，并与地质灾害预警预报相结合，形成地质灾害应急反应机制；

（2）对重要工程建设和居民集中点附近的重要边坡点制定汛期巡回检查制度，并对监测人员进行必要的边坡防治知识培训；

（3）开展重大危险源的专业监测；

（4）对区内部分灾害点根据“轻重缓急，分期防治”的规划原则进行分期治理；

（5）加强边坡科普宣传，通过各种方式普及地质灾害防治和减灾知识，加强政府主管部门的监管和提高居民对地质灾害的防范意识。

7.2次重点防治区

该次重点防治区为地质灾害危险性中等区位于重点防治区之外的区域，面积为6.15km2。共分布地质灾害（隐患）点5处，崩塌1处，潜在崩塌4处；受威胁人口10人，受威胁资产30万元。

防治的具体任务如下：

表8　地质灾害防治分区划分综合指标表

（1）落实重要边坡点监测人，建立边坡群测群防网络；

（2）对区内部分边坡点根据“轻重缓急，分期防治”的规划原则进行分期治理。

8　结论

采用方格网法展开万山岛地质灾害危险性评估工作，通过全方位调查综合评估各区域地质灾害“易发性”及“易损性”，最终确定万山岛区域地质灾害危险性分区。该方法降低了传统地质灾害评估中定性判断的主观性带来的误差。根据危险性分区最终确定万山岛重点防治区与次重点防治区，为万山区工程建设地质灾害防治重点，及国土部门对地质灾害防治工作的规划部署提供参考。需要说明的是，不同地区可能有不同的评价指标体系，但是方格网应用地质灾害评估的方法与本文相似。

［1］国土资源部.国土资发［1999］392号［S］.1999：15-20.

［2］中国地质环境监测院.县（市）地质灾害调查与区划基本要求实施细则》［S］.2000：150-200.

［3］ 珠海市国土资源局.广东省珠海市地质灾害防治规划［S］.2006：75-80.

［4］广东省珠海工程勘察院.珠海市万山海洋开发试验区地质灾害（隐患）点专项调查报告［R］.2013：15-32.

［5］广东省珠海工程勘察院.珠海市地质灾害防治“十二五”规划［R］.2013：45-62.

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A

1004-5716（2016）05-0181-05

2016-01-27

2016-01-27

吴舒天（1982-），男（汉族），吉林吉林人，工程师，现从事工程地质、水文地质工程技术工作。