基于方格網法對區域性地質災害評估方法研究
——以珠海市萬山島評估為例

吳舒天

（廣東省地質局第一地質大隊，廣東珠海519002）

基于方格網法對區域性地質災害評估方法研究
——以珠海市萬山島評估為例

吳舒天*

（廣東省地質局第一地質大隊，廣東珠海519002）

萬山島屬地質災害易發區，為保障萬山島區域建設及經濟發展與環境的協調性，對萬山島展開地質災害危險性評估工作十分必要。傳統地質災害危險性評估多以定性評估為主要方法。以詳盡的地質調查為基礎，將整個萬山島作為研究區，綜合確定地質災害危險性影響因子，采用方格網統計法對評估區地質災害危險性進行半定量的綜合評估，并得到評估結果。最終劃分出各危險性等級區域。

方格網法；易發性；易損性；危險性；地質災害；綜合評估

萬山島隸屬珠海市萬山海洋開發試驗區。近年來該區人類工程建設頻繁，受海島地形的影響，該區工程活動主要集中在邊坡區域。邊坡類地質災害時有發生，為查明該區地質災害分布情況，合理部署防治減災工作。萬山區國土資源局委托我隊完成該區地質災害調查與評估工作。根據本次工作特點擬采用如圖1所示工作流程組織開展本次評估任務。

圖1　地質災害危險性評估工作流程組織圖

1　地質環境條件

1.1自然地理概況［5］

評估位于廣東省珠海市萬山區大萬山島；該區屬亞熱帶海洋季風性氣候；場區海蝕、風蝕作用較強，屬剝蝕丘陵地貌單元；原始山體自然斜坡較陡，在長期風蝕作用下覆蓋層較薄，一般0.5～5.0m，以下為基巖。

1.2地層與巖石

場區地層簡單，主要為第四紀地層，巖（土）性以坡殘積土為主，山間谷地分布稍厚，其他地區厚度較小；第四紀以下為燕山三期中—細礫黑云母花崗巖。

1.3地質構造

評估區未見大型構造，受蓮花山斷裂影響，研究區附近以北東向次級小斷裂為主，基巖節理較為發育，調查產狀以：①275°∠20°、②185°∠80°、③280°∠85°為主，均為硬性結構面，延展性較好，多呈閉合狀。

1.4水文、工程、環境地質特征

評估區地下水類型以基巖裂隙水為主，參考區域地質資料，地下水賦水貧乏；第四紀覆蓋層以坡殘積土為主，厚度薄，工程地質條件良好；場區人類活動以漁業為主，自然生態環境良好。

2　地質災害調查對象［1-2］

根據粵國土資地環發【2014】16號文精神，廣東省地災類型主要為6種。通過踏勘發現評估區地質災害及潛在地質災害均為崩塌、滑坡。因此本著“全面調查、重點梳理、以人本位”的準則，以有明確的直接威脅對象（如人員、建筑物、交通線、其他設施或場所等）的邊坡為主，制定本次調查對象的標準。

（1）因建房、修路或采石取土活動形成的人工邊坡，且坡高和坡度應滿足：①坡高≥8.0m，坡度≥45°的巖質邊坡；②坡高≥3.0m，坡度≥39°的土質邊坡。

（2）曾經發生過地質災害（崩塌、滑坡）且目前尚未治理的地質災害點。

（3）潛在危害程度大、危險性大的自然斜坡。該類自然斜坡特點：①位于人口密集區；②斜坡覆蓋層厚度一較大；③斜坡覆蓋層下部為順層結構面；④斜坡具有較大的匯水面積。

3　地質災害易發性分區

首先對評估區的全面調查，然后將評估區劃分為若干等面積網格，對各網格內地質災害易發性影響因素綜合評價，最終得到各網格的易發性指標。

3.1評估區方格網劃分［4］

方格網法即單元劃分信息量統計法。是將研究整體劃分為有限個網格單元，然后對各網格單元影響地質災害發生的信息（因素）逐一研究，最終得到整體的概率統計。

為綜合研究評估區不同區域地質災害易發性，本文采用1∶1萬調查區地質災害分布圖進行單元劃分，網格單元面積為0.01km2。則可將整個調查區可劃分為887個網格。

3.2指標的選擇及權重確定

根據本區地質災害特點，結合類似工程經驗。選取與邊坡地質災害關聯性強的指標，各指標應具有相互獨立性，指標權重由專家打分確定，綜合確定如下指標體系（表1）。

表1　易發性判別指標表

3.3易發性分區計算模型

式中：I——研究區內某單元信息量值，即為地質災害易發性系數；

ai——某地質災害影響因子的權重；

M0i——因影響因子在單元中發生的次生；

Mi——某地質災害影響因子在各網格中分布總個數；

N0——已經發生地質災害的單元總數；

N——單元總數，即887。

信息量值Ii越大，表示該因素相對而言越有利于事件的發生；Ii越小，則不利于事件的發生［4］。將各影響因素的信息量值進行綜合疊加，得到預測區信息量值分布圖，按信息量從大到小，且參照對預測區域的經驗分析，可以將預測區劃分為高易發區、中易發區和低易發區。

圖2　調查區信息量累計頻率圖

根據上述模型計算調查區各小方格的易發性系數，計算結果如表2和圖2所示。從計算結果及易發性系數分布圖中可以看出，易發性系數曲線在二處出現斜率的較大突變，即易發信息量為-0.15和-0.20。通過對該結果的分析，結合調查區野外邊坡穩定性判斷情況，將調查區劃分為2級易發區，分別對應的穩定性指數區間見表3。

表2　易發性系數計算結果表

表3　易發性分區標準表

4　地質災害易損性分區

易損性是指地質災害對威脅對象造成的破壞程度。根據易發性分區，評估區劃分為887個網格，綜合權重網格內易損因子（易損性評價指標），綜合評定各網格的易損性，計算得到易損性分區。

4.1易損性評價指標的選擇及權重確定

地質災害的威脅對象種類繁多，歸結來說主要為人員、建（構）筑物及公路設施；采用定性與半定量相結合的方法進行易損性評價，即選取與易損性密切相關的指標，對指標進行定性評價，然后根據各指標與易損性的相關程度建立數學模型進行半定量的計算，最后根據計算結果評價易損性。易損性指標體系根據工程經驗咨詢專家確定，指標權重由專家打分確定（表4）。

4.2易損性計算

表4　易損性評價指標量值及權重

計算公式參考公式（1），計算結果分布見表5，結果分布曲線見圖3。易損性指數在≤-0.15、-0.15～0.10、＞0.10所對應的區間發生變化。通過對該結果的分析，結合調查區邊坡與威脅對象空間位置關系綜合分布情況，將全區劃分為3級易損性分區，分別對應的易損性指數區間見表6。

5　地質災害危險性評價

地質災害危險性是地質災“易發性”性與“易損性”的綜合體現，根據上文對“易發性”性與“易損性”的計算，本文采用如下方法半定量方法計算評估區的危險性。

5.1計算模型

“危險性”單元評價模型一般寫成：

式中：Ri——單元“危險性”系數；

Ii——單元“易發性”系數；

Qi——單元承災體“易損性”系數；

i——第i個計算網格單元（與易發性分區網格一致）。

圖3　調查區易損性系數分布圖

5.2危險性計算

根據上述模型計算各小方格的危險性系數結果如圖4所示。

從計算結果及危險性系數分布圖中可以看出，危險性系數曲線在0.15處出現斜率突變，即在0.15點處有躍變，即危險性指數為-0.01和0.13。通過對該結果的分析，結合普查區實際情況，將全區劃分為2級危險區，分別對應的危險性指數區間見表7。

表5　易損性系數計算結果表

表6　易損性分區標準表

圖4　調查區危險性系數累計頻率圖

5.3地質災害危險性分區

（1）地質災害危險性大區。該區地貌類型為剝蝕殘丘，山體坡度20°～30°，人工開挖邊坡坡度為50°～75°，植被欠發育。區內人為削坡建房、削坡修路等活動強烈。在本次調查中區內共分布地質災害（隱患）點13處，已發地質災害點1處，地質災害（隱患）點12處。在13處邊坡類地質災害（隱患）點中，危害程度中等3處，危害程度小10處；危險性中等5處，危險性小8處；預測威脅人口99人，威脅資產1255萬元。

表7　易發性分區標準表

（2）地質災害危險性中等區。該區地貌類型為丘陵，山頂高程達450.1m，自然山體坡度20°～30°，植被發育一般。該區人類工程活動一般—較強烈。該區共發現地質災害（隱患）點5處，均分布于大萬山島環島公路的上方。在5處邊坡類地質災害（隱患）點中，危害程度和危險性均為小；預測威脅人口10人，威脅資產30萬元。

6　地質災害防治分區

防治分區充分考慮：①地質災害危險性分布；②城市發展規劃；③人類工程活動，綜合制定地質災害防治分區綜合指標（表8），在劃分地質災害防治分區時，首先考慮地質災害易發程度分區以及城市總體規劃和建設用地分布，其次綜合分析其他因素。

7　地質災害分區防治辦法

7.1重點防治區

重點防治區為地質災害危險性大區，位于大萬山島居民區及其周邊地帶，面積為2.40km2。共分布地質災害（隱患）點13處，滑坡1處，潛在滑坡5處，潛在崩塌7處；受威脅人口99人，受威脅資產1255萬元。

該區的具體防治任務如下：

（1）對區內重要地質災害（隱患）點建立群專結合監測網絡，并與地質災害預警預報相結合，形成地質災害應急反應機制；

（2）對重要工程建設和居民集中點附近的重要邊坡點制定汛期巡回檢查制度，并對監測人員進行必要的邊坡防治知識培訓；

（3）開展重大危險源的專業監測；

（4）對區內部分災害點根據“輕重緩急，分期防治”的規劃原則進行分期治理；

（5）加強邊坡科普宣傳，通過各種方式普及地質災害防治和減災知識，加強政府主管部門的監管和提高居民對地質災害的防范意識。

7.2次重點防治區

該次重點防治區為地質災害危險性中等區位于重點防治區之外的區域，面積為6.15km2。共分布地質災害（隱患）點5處，崩塌1處，潛在崩塌4處；受威脅人口10人，受威脅資產30萬元。

防治的具體任務如下：

表8　地質災害防治分區劃分綜合指標表

（1）落實重要邊坡點監測人，建立邊坡群測群防網絡；

（2）對區內部分邊坡點根據“輕重緩急，分期防治”的規劃原則進行分期治理。

8　結論

采用方格網法展開萬山島地質災害危險性評估工作，通過全方位調查綜合評估各區域地質災害“易發性”及“易損性”，最終確定萬山島區域地質災害危險性分區。該方法降低了傳統地質災害評估中定性判斷的主觀性帶來的誤差。根據危險性分區最終確定萬山島重點防治區與次重點防治區，為萬山區工程建設地質災害防治重點，及國土部門對地質災害防治工作的規劃部署提供參考。需要說明的是，不同地區可能有不同的評價指標體系，但是方格網應用地質災害評估的方法與本文相似。

［1］國土資源部.國土資發［1999］392號［S］.1999：15-20.

［2］中國地質環境監測院.縣（市）地質災害調查與區劃基本要求實施細則》［S］.2000：150-200.

［3］ 珠海市國土資源局.廣東省珠海市地質災害防治規劃［S］.2006：75-80.

［4］廣東省珠海工程勘察院.珠海市萬山海洋開發試驗區地質災害（隱患）點專項調查報告［R］.2013：15-32.

［5］廣東省珠海工程勘察院.珠海市地質災害防治“十二五”規劃［R］.2013：45-62.

P694

A

1004-5716（2016）05-0181-05

2016-01-27

2016-01-27

吳舒天（1982-），男（漢族），吉林吉林人，工程師，現從事工程地質、水文地質工程技術工作。