普洱市思茅區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)與防治對(duì)策

王冬冬，范柱國，范立偉，范昆琨，劉成

(昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650093)

1 自然地理概況

普洱市思茅區(qū)地處云貴高原西南緣、橫斷山脈無量山南部，地勢向北西、南西、南東傾斜，地貌類型主要有構(gòu)造侵蝕中山地貌、構(gòu)造侵蝕溶蝕低中山地貌和巖溶地貌三大類，大地構(gòu)造位置位于印支塊體南部、蘭坪—思茅中生代坳陷南部［1］，構(gòu)造展布總體呈北西向、近南北向，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺、斷裂發(fā)育。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育較為齊全，從古生界至新生界第四紀(jì)幾乎均有出露，以砂巖、泥巖和碳酸巖為主，局部夾有煤線和石膏。該區(qū)屬低緯高原南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候濕潤多雨，垂直梯度明顯，每年5—10月為雨季，降雨量占年降雨量的86.4%，暴雨或強(qiáng)降雨多集中在汛期(6—9月)，為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了有利條件。該區(qū)處于思茅—萊州地震帶上，＞5級(jí)的地震時(shí)有發(fā)生，地震多集中在思茅—普洱之間以及震東、云仙區(qū)內(nèi)［1］，地質(zhì)環(huán)境總體較脆弱，成災(zāi)條件復(fù)雜。

2 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及誘因

據(jù)調(diào)查，截至2010年年末思茅區(qū)共有現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)131個(gè)，其中滑坡96個(gè)、不穩(wěn)定斜坡30個(gè)、泥石流溝2條、地面塌陷2處、崩塌1處。從地質(zhì)災(zāi)害空間分布看，該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多形成在平均坡度＞25°的山區(qū)斜坡地帶，受地形控制明顯，具有順溝、河兩岸谷坡發(fā)育的特點(diǎn);從發(fā)生時(shí)間看，滑坡、泥石流和不穩(wěn)定斜坡發(fā)生活動(dòng)及變形跡象幾乎全部在雨季［2］。

思茅區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響不斷加大，地質(zhì)災(zāi)害誘因日趨多樣，主要有降雨、地震、環(huán)境退化、村鎮(zhèn)建設(shè)、農(nóng)業(yè)活動(dòng)以及道路、礦業(yè)、水利工程建設(shè)等，尤其降雨是最重要的誘發(fā)因素，主要表現(xiàn)為地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)區(qū)一般與強(qiáng)降雨的分布區(qū)域相一致;地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生時(shí)間多集中在雨季，發(fā)生數(shù)量與年降雨量成正比;地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的周期性與降雨周期在較大程度上相吻合，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生多與降雨同步或略滯后。地災(zāi)頻次與降雨量的關(guān)系見圖1。

圖1 地災(zāi)頻次與降雨量的關(guān)系

3 地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)

以思茅區(qū)為研究區(qū)，采取定性分析與定量分析相結(jié)合的方法進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分［3］。

3.1 定性分析

依據(jù)思茅區(qū)地質(zhì)災(zāi)害野外調(diào)查結(jié)果，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境、地形地貌、氣候、植被、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀和時(shí)空分布特征以及人類活動(dòng)等，將地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域劃分為高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)。其中，高易發(fā)區(qū)主要分布在人類工程活動(dòng)頻繁、人口密度大的區(qū)域;低易發(fā)區(qū)主要分布在不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)接壤部位或全區(qū)與其他州、縣接壤部位，人口密度較小，人類活動(dòng)相對(duì)較少，植被覆蓋較好。

3.2 定量分析

采用綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法，配合現(xiàn)狀調(diào)查，對(duì)主要災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行影響因素分析，選擇地形坡度、地質(zhì)構(gòu)造、公路分布、降雨量、現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間分布等作為評(píng)價(jià)因子，對(duì)各評(píng)價(jià)因子進(jìn)行空間疊加運(yùn)算，參考定性分析標(biāo)準(zhǔn)，得到思茅區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)。

3.2.1 單元網(wǎng)格劃分

運(yùn)用柵格數(shù)據(jù)處理方法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行剖分，每個(gè)單元面積為1 km×1 km～3 km×3 km，考慮到思茅區(qū)內(nèi)地形地貌、地質(zhì)條件變化較大，單元面積取其下限，即1 km×1 km。全區(qū)共劃分為4 002個(gè)單元網(wǎng)格。

3.2.2 地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)

地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算公式為

式中：Z為地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù);Zq為潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù);Zx為現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)。

潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)評(píng)價(jià)因子的選取要綜合考慮地質(zhì)環(huán)境條件和人類工程—經(jīng)濟(jì)活動(dòng)情況。本研究選取的潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)評(píng)價(jià)因子主要包括評(píng)價(jià)單元內(nèi)控制地質(zhì)災(zāi)害形成的地形坡度、地質(zhì)構(gòu)造、公路分布、降雨量、現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間分布的量化處理分值，各評(píng)價(jià)因子的選取與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定依具體情況而定。在現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)評(píng)價(jià)因子處理過程中，應(yīng)充分考慮現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的空間分布特征，同時(shí)考慮具有相似地質(zhì)環(huán)境條件、自然環(huán)境條件及人為影響作用的相鄰地區(qū)，通過對(duì)各地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行不同緩沖區(qū)構(gòu)建，用于確定易發(fā)區(qū)界線。每個(gè)評(píng)價(jià)因子分級(jí)均按3級(jí)(Ⅰ—Ⅲ級(jí))處理，分值根據(jù)其對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響程度確定，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)的基本分值分別對(duì)應(yīng)3、2、1。各評(píng)價(jià)因子權(quán)重采用專家打分與現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)實(shí)際情況分析相結(jié)合的方法確定。

3.2.3 潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)

潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)(Zq)計(jì)算公式為

式中：S、G、R、J、D 分別為評(píng)價(jià)單元內(nèi)控制地質(zhì)災(zāi)害形成的地形坡度、地質(zhì)構(gòu)造、公路分布、降雨量以及現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間分布的評(píng)價(jià)因子基本分值，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)分別對(duì)應(yīng) 3、2、1;AS、AG、AR、AJ、AD分別為各評(píng)價(jià)因子權(quán)值，根據(jù)專家打分和地區(qū)實(shí)際，各評(píng)價(jià)因子權(quán)值依次為 0.275、0.175、0.175、0.100、0.275。

①地形坡度。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多分布在坡度8°～88°的范圍內(nèi)，其中坡度25°以上的現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)共99個(gè)，占總數(shù)的76%;8°～25°的共29個(gè)，占總數(shù)的22.1%。基于災(zāi)害調(diào)查和專家經(jīng)驗(yàn)，在考慮地形坡度因素時(shí)，將其級(jí)別確定為25°以上為Ⅰ級(jí)、8°～25°為Ⅱ級(jí)、0 ～8°為Ⅲ級(jí)。②地質(zhì)構(gòu)造。區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的空間分布隨著各活動(dòng)斷裂的延伸呈現(xiàn)出較為明顯的帶狀分布特征，因此在考慮地質(zhì)構(gòu)造因素時(shí)，按災(zāi)害點(diǎn)距活動(dòng)斷裂的距離，將其級(jí)別確定為0～2.5 km為Ⅰ級(jí)、2.5～5 km為Ⅱ級(jí)、5 km以上為Ⅲ級(jí)，地質(zhì)構(gòu)造因子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)的現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分別占總數(shù)的68.8%、13.6%、17.6%。③公路分布。區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)隨公路延伸呈現(xiàn)出明顯的帶狀分布特征。在考慮公路分布因子時(shí)，將其級(jí)別確定為0～2.5 m為Ⅰ級(jí)、2.5～5 m為Ⅱ級(jí)、5 m以上為Ⅲ級(jí)，公路分布因子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)的現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分別占總數(shù)的71.2%、24.0%、4.8%。④降雨量。區(qū)內(nèi)降雨充沛，年降雨量1 200～2 000 mm，但由于缺少對(duì)日最大、時(shí)最大降雨量的統(tǒng)計(jì)，因此將降雨量因子的權(quán)重確定為0.1，并根據(jù)降雨量等值線圖，將其級(jí)別確定為1 800～2 000 mm為Ⅰ級(jí)、1 600～1 800 mm為Ⅱ級(jí)、1 200～16 00 mm為Ⅲ級(jí)。⑤現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間分布。區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多分布在人類工程活動(dòng)頻繁、人口密集的地區(qū)，因此在考慮地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布因子時(shí)，依據(jù)人口數(shù)量，將其級(jí)別確定為1 000人以上為Ⅰ級(jí)、500～1 000人為Ⅱ級(jí)、500人以下為Ⅲ級(jí)。

3.2.4 現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)

現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)(Zx)以研究區(qū)內(nèi)的現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間分布現(xiàn)狀作為評(píng)價(jià)依據(jù)。考慮到相鄰區(qū)域可能具有相似的地質(zhì)環(huán)境條件、自然環(huán)境條件及人為影響作用，故假設(shè)相鄰區(qū)域內(nèi)具有相似的地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)條件，同類型的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)在不同緩沖區(qū)范圍內(nèi)具有相似的易發(fā)特征，對(duì)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)作緩沖區(qū)分析。依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)，將現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間分布現(xiàn)狀因子確定為緩沖區(qū)面積0～2.5 km2為Ⅰ級(jí)、2.5～5 km2為Ⅱ級(jí)、5 km2以上為Ⅲ級(jí)。

3.2.5 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分

根據(jù)研究區(qū)地形坡度、地質(zhì)構(gòu)造、公路分布、降雨量、現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間分布等資料，利用Arc-GIS軟件的空間分析功能，由公式(2)求得各評(píng)價(jià)單元的潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)，再由公式(1)加上現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)，分級(jí)賦值后進(jìn)行疊加，最終得到各評(píng)價(jià)單元的地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)。評(píng)價(jià)單元的地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)理論值介于1～3之間，研究區(qū)實(shí)際計(jì)算結(jié)果介于1～2.7之間，均值為1.828，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.395，為了突出相鄰像元數(shù)值間相對(duì)差異的最大值，對(duì)像元進(jìn)行分類時(shí)選擇了自然斷點(diǎn)的分類方法，對(duì)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)進(jìn)行分級(jí)，即1～1.498 047為低易發(fā)區(qū)、1.498 047～2.002 734為中易發(fā)區(qū)、2.002 734～2.7為高易發(fā)區(qū)。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果及地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將思茅區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性劃分為5個(gè)高易發(fā)區(qū)、1個(gè)中易發(fā)區(qū)、6個(gè)低易發(fā)區(qū)(圖2)，它們分別占到總面積的18.09%、60.29%、21.62%。

圖2 思茅區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)

據(jù)對(duì)思茅區(qū)131個(gè)現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的調(diào)查，災(zāi)害點(diǎn)在各區(qū)的數(shù)量及分布密度符合高易發(fā)區(qū)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)量多、密度大，低易發(fā)區(qū)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)量少、密度小的基本規(guī)律(表1)。高易發(fā)區(qū)內(nèi)共有78個(gè)災(zāi)害點(diǎn)，其分布密度均在5個(gè)/100 km2以上;中易發(fā)區(qū)分布廣泛，共有51個(gè)災(zāi)害點(diǎn)，其分布密度為2.15個(gè)/100 km2;低易發(fā)區(qū)分布較為分散，僅有災(zāi)害點(diǎn)2個(gè)。

4 地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策

針對(duì)思茅區(qū)地質(zhì)災(zāi)害形成、發(fā)育和分布的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)區(qū)內(nèi)的現(xiàn)狀和潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)采取搬遷避讓、工程治理、生物治理、監(jiān)測預(yù)警及植樹造林等措施;對(duì)于受地質(zhì)災(zāi)害威脅嚴(yán)重，治理難度大，且已基本喪失生產(chǎn)、生活條件的地區(qū)，應(yīng)實(shí)施搬遷避讓;對(duì)于發(fā)生在重要交通線、水利水電設(shè)施、工礦企業(yè)附近的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，應(yīng)實(shí)施工程治理，具體治理措施有地表排水、削坡減載以及建設(shè)攔擋工程、排導(dǎo)工程等;對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害危害程度為中—低易發(fā)、無搬遷避讓條件或采取工程措施治理成本過大的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)監(jiān)測預(yù)警［4-5］。值得注意的是，思茅區(qū)內(nèi)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害大多數(shù)跟人類不合理的工程活動(dòng)有關(guān)，人為的切坡建房、修路，盲目的毀林造田，無序的采礦活動(dòng)等都成為地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)的直接誘因，因此地質(zhì)災(zāi)害防治必須要先規(guī)范人類工程活動(dòng)，只有合理利用土地資源、禁止亂砍濫伐，才能從根本上控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

表1 思茅區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分結(jié)果

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