連云港市地質災害易發性分區評價研究

任金來 王玉喜 周潤生 顏乾坤

摘要：本文在全面調查分析連云港市區地質災害隱患點及分布狀況的基礎上，從誘發地質災害的地質條件、人類工程活動、地形地貌及氣候植被因素考慮，選取了地層巖性、地質構造、地形地貌、露天開采、降雨強度、植被覆蓋率等15個評價因子，建立了地質災害易發性評價指標體系，運用層次分析法計算各評價因子的權重值，并進行歸一化處理，然后利用模糊評判法對各隱患點的易發性指數進行計算、統計，將連云港市區劃分為地質災害高易發區、中易發區和低易發區，最后利用GIS空間分析功能生成了易發性分區圖，實現了地質災害易發防治分區的目的，為連云港市后期地質災害防治提供重要參考依據。

關鍵詞：地質災害;層次分析法;易發性;模糊評判

1.引言

地質災害易發防治區劃研究涉及影響因素有地形地貌、地質構造、植被覆蓋情況、降雨、人類工程活動等自然和社會因素，各因素之間的關系極為復雜，量化也較為困難，選擇合理的評價指標及恰當確定權重對地質災害區劃分區至關重要，層次分析法（AHP）是一種定性與定量相結合的多目標決策分析方法，可將復雜問題中的各種因素以某種相互聯系的有序層次使之條理化[1]。

本文利用層次分析法建立評價指標層次結構模型和計算權重[2]，并采用歸一化數值變換方法統一量綱，在權值確定和數據歸一化的基礎上，利用綜合評判法，綜合考慮各種因素，加入專家系統經驗計算各地質災害隱患點的易發指數并統計分類，確定易發防治程度分級指標數據，進行防治級別劃分，編制地質災害易發防治區劃圖[2-3]。

2.層次分析法的基本原理和計算步驟

2.1層次分析法的基本原理

層次分析法（簡稱AHP）是決策論中的一種常用方法，適用于那些難于定量分析的問題，其基本原理是把復雜的不好定量的系統分解成目標層、準則層、方案層等層次，在此基礎上進行定性和定量分析的決策。它把人的決策思維過程層次化、數量化，并用數學手段為分析決策提供定量依據，是一種對非定量事件進行定量分析的有效方法，特別是在目標因素結構復雜且缺少必要的數據的情況下，需要將決策者的經驗判斷定量化時該方法非常實用[3]。

2.2層次分析法的計算

層次分析法的計算過程主要有層次結構模型的建立、構造成對比較矩陣、計算權向量并做一致性檢驗[4-5]。為了快速精確計算出各指標的權重，并判斷矩陣的一致性，本文在判斷矩陣確定好以后，利用fortran語言編制了層次分析法單排序程序AHP.FOR。

3.層析分析法在連云市市區地質災害易發性評價中的應用

3.1連云市地質災害概況

根據連云港市18年地質災害排查結果，市區崩塌、滑坡和地面塌陷地質災害點81處，包括崩塌災害點53個，占65.4%;滑坡災害點24個，占29.6%;采空地面塌陷災害點4個，占4.9%。市區81處隱患點潛在威脅的總人數約1000人，受威脅財產總計約18514萬元。

依據受各災害點潛在威脅人數和財產，參照國土資源部《縣（市）地質災害調查與區劃基本要求》實施細則中“地質災害災情和險情分級標準”，將81處隱患點劃分為：大型1處、中型22處、小型58處。

3.2地質災害易發性評價層次結構模型的建立

地質災害易發性評價指標體系選取的評判指標因子應能全面反映區內誘發地質災害發生個各種因素，并遵循定性與定量、重要性與差異性、普遍性與可操作性相結合的原則，分三個層次建立：第一層目標層，依據地質災害易發程度確定;第二層次為因素層，為災害發生的誘發因素，第三層次為指標層，選取15個可量化評價的具體指標（圖3-1）。

3.3構造判斷矩陣并計算權向量和一致性檢驗

利用1-9標度法來構造判斷矩陣，從層次結構模型的第二層開始，一一構造判斷矩陣，并用前面編制計算程序計算各指標權重并進行一致性檢驗，最終的計算結果見表3-1。

由CR=

計算得出，總排序CR=0.0042<0.1，滿足總排序一致性要求，說明本文建立的地質災害易發性層次結構評價模型是可行的。

3.4地質災害易發性分級指標計算

在前面構建的地質災害易發性層次結構分析模型的基礎上，應用模∑糊綜合評判計算每個地質災害隱患點的易發性指數：

經計算市區境內所有隱患點的易發指數PI介于0.1～0.75之間，依據各隱患點易發性指數的大小分布規律，結合隱患點所處的地質環境條件、危害程度及分布規律，并參考相關地質災害排查規范的基礎上，將市轄區劃為分地質災害高易發、中易發、低易發，各易發區PI值取值范圍見表3-2。

4.地質災害易發性分區

4.1利用mapgis繪制害易發性分區圖

由前文確定的地質災害分級標準，根據各地質災害隱患點易發性指數，將市區境內的每個隱患點進行易發性定性分級，結合各隱患點的中心位置坐標，整理形成grd柵格文件，利用Mapgis空間分析模塊下DTM分析功能中的grd模型等值線功能生成地質災害易發性等值線圖，然后與市區地形圖進行套合，在地形地貌、地質界線、山脊、分水嶺等地形地質要素的基礎上，對地質災害易發性等直線圖進行微調，最終的生成連云港市地質災害易發性分區圖。

4.2連云市地質災害易發性分區簡述

（1）地質災害高易發區。高易發區主要分布在市區前云臺山東坡、南坡和西北坡，后云臺山東南坡及錦屏山、鳳凰東山、北固山南坡及錦屏磷礦和大浦磷礦采空區及周邊，總面積約93.63km2。（2）地質災害中易發區。市區錦屏山、前云臺山西北坡、中云臺山、后云臺山西北坡、東西連島、北固山北坡，總面積約68.51km2。（3）地質災害低易發區。主要分布于市區境內的平原區（不包含大浦磷礦及錦屏磷礦塌陷區），面積約640.67km2。

5.結論

（1）將層次分析法應用在地質易發性評價工作中，建立了相應的結構模型，將定性分析與定量計算相結合，降低了個人主觀因素的影響，評價分析結果更為客觀、準確，對當地地質災害區劃與防治工作具有一定的指導意義。（2）基于連云港市地質災害隱患排查成果，從誘發地質災害的地質條件、人類工程活動、地形地貌及氣候植被條件出發，建立了由1個目標層、4個約束層、15個指標層組成的連云港市地質災害易發性評價層次結構模型。（3）在地質災害易發性層次結構分析模型權重計算的基礎上，應用模糊綜合評判法對各地質災害隱患點的易發性指數進行計算和統計分類，并利用map-gis軟件繪制了易發性分區圖，高易發區面積為93.63km2，中易發區面積為68.51km2，低易發區面積為640.67km2。

參考文獻：

[1]張麗，黃敬軍，武健強，等.江蘇省地質災害區劃評價[J].中國地質災害與防治學報，2015，26（02）：81-86.

[2]褚洪斌，母海東，王金哲.層次分析法在太行山區地質災害危險性分區中的應用[J].中國地質災害與防治學報，2003，14（03）：125-129.

[3]魯得方，董輝.層次分析法在永登縣地質災害易發性評價中的應用[J].甘肅科技縱橫，2013，42（12）：10-13.

[4]王哲，易發成.基于層次分析法的綿陽市地質災害易發性評價[J].自然災害學報，2009.18（01）：14-23.

[5]李愛軍，閆成云.層次分析法結合MAPGIS在地質災害易發性評價的應用[J].甘肅地質，2013.22（04）：78-83.