多因素打分滑坡地質災害危險性評估方法

盧亞婷,蔣金豆,何曉東,顏英軍

（1.西京學院,陜西 西安 710123；2.中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司,陜西 西安 710065）

工程概況

白河水電站位于秦嶺山脈與大巴山的結合部位、漢江上游河段,區域屬秦巴斷塊山區。區內主要出露寒武系地層,以千枚巖為主,次為奧陶～志留系地層,以碎屑巖類和碳酸鹽巖類為主。區內現階段的人類工程活動主要表現為水電工程建設、修路、建房和農民耕種等方面。

1 地質災害發育分布

庫區滑坡發育,共計42 處,局部為松動巖體,崩塌體零星分布于沿岸坡坡腳或陡崖下。壩區滑坡共計7 處,局部為松動巖體。

引發地質災害的因素主要有地形坡度、地層巖性、滑坡類型等[1]。地層巖[2-3]性是滑坡地質災害發生概率及生成時間長短的影響因素,由圖1 可知Type A地層巖性更易滑坡；由圖2 可知順層坡發生滑坡居多；發育密度[4]指一定距壩距離范圍內發生災害的數量,如圖3 所示在距壩0～2 km 內及7～8 km 內易發生滑坡；如圖4 所示體積方量為10～30 萬m3巖體更易發生滑坡；前緣高程較正常蓄水位低時處于飽水狀態易失穩滑動,由圖5 可知高程在180 m～193.73 m 時易發生滑坡。

圖1 各地層巖性滑坡地質災害數量

圖2 各滑坡類型發生頻率

圖3 發育密度統計

圖4 滑坡方量統計

圖5 不同高程滑坡數量統計

2 滑坡地質災害危險性劃分

根據滑坡發育的影響因素,本研究選取了地形地貌、地層巖性、岸坡類型、發育密度、方量、前緣高程、穩定性及受災對象等8 個影響因子進行量化,對滑坡發生的影響因子進行賦值并分級打分。

2.1 影響因子賦值

按照各影響因子對評估區滑坡地質災害影響大小進行分級,其中,地形坡度越大發生滑坡的概率越大則危險系數越大；地層巖性為絹云母石英千枚巖、石英絹云母片巖的巖體抗水流沖刷能力較差易滑坡；岸坡類型為順層坡較易產生滑移,易發生滑坡即危險性較大；發育密度較大的區域滑坡后土體結構改變造成相鄰土體的變化使得發育密度大的區域危險性較大；方量越大則結構體型越大,自重越大危險性越大；前緣高程在正常蓄水位以下的區域,高程越低受到水侵蝕的范圍越多危險性越大；穩定性評價越好則危險性越小；潛在受災對象的范圍越大則危險性越大。根據各因素的潛在危險程度,確定各級指標的評價分值,其賦值見表1。

表1 影響因子打分

2.2 危險性權重調查

滑坡災害危險性權重是指評價單元區內滑坡災害危險度時,各種類型各孕災環境因子對滑坡災害發生與否及影響大小的比較權重值。將地形坡度、地層巖性、岸坡類型歸為自然因素[5]進行打分,權重的專家調查結果見圖6。

圖6 權重調查結果

2.3 危險性判斷

按照公式（1）的打分方式對所有分值進行求和,判斷其危險性等級,其中自然因素中的三個影響因子得分取最大值。

式中：S 為滑坡地質災害得分；S1為自然因素得分（三個影響因子得分取最大值）；S2為發育密度得分；S3為方量得分；S4為前緣高程得分；S5為穩定性得分；S6為受災對象得分。

各滑坡地質災害根據上述賦值與權重,按照打分規則進行打分,結果見表2。根據得分結果按照得分小于3.8 的區域劃分為危險性小區；得分在3.8 到5.5 的區域劃分為危險性中區；得分大于5.5 分的區域劃分為危險性大區。

表2 各滑坡地質災害得分

各滑坡地質災害點危險性等級評價結果與專家評判結果對比見圖7,與專家評判結果相比較,庫區滑坡數量判定相差較小,吻合率達89%；壩區滑坡數量判定與專家判定一致,吻合率達100%。本評價方法具有評價方法簡單,結果準確率高等優點。

圖7 評判結果對比

3 危險性分區評價

3.1 分區方法

危險性小區（A 區）：地質環境條件較簡單,工程建設遭受滑坡地質災害危害的可能性小,可能造成的損失和危害程度小。巖土體穩定性總體較好,局部地段可能產生崩塌及小規模的滑坡現象,易于治理。對建筑物危害小的地區,均為建設用地適宜區。

危險性中等區（B 區）：滑坡地質環境條件較復雜,不良地質作用相對較發育,工程建設中人工切坡形成高陡邊坡,可能誘發崩塌等地質災害,遭受滑坡地質災害危害的可能性中等,可能造成的損失和危害程度中等,危險性中等,但可采取工程措施進行處理。均為建設用地基本適宜區。

危險性大區（C 區）：地質環境條件復雜,不良地質作用發育,工程建設中人工切坡形成高陡邊坡,可能誘發崩塌等地質災害,遭受滑坡地質災害危害的可能性大,可能造成的損失和危害程度大,危險性大,采取工程措施進行處理難度大。均為建設用地適宜性差區。

3.2 分區評估

評估區滑坡地質災害危險性等級劃分為危險性小區（A 區）、危險性中等區（B 區）與危險性大區（C區）。對評估區滑坡地質災害綜合評估結果：危險性大區0.02 km2；危險性中等區2.62 km2；危險性小區99.96 km2。

4 結論

本研究按地形地貌、地層巖性、岸坡類型、發育密度、方量、前緣高程、穩定性及受災對象等8 個影響因子,提出了滑坡地質災害危險性多因素打分綜合分析方法。根據各因素生的潛在危險程度,確定各級指標的評價分值進行賦值,再根據權重進行計算分值,其他影響因子分別賦值后根據其權重對所有分值進行求和,根據得分結果按照得分小于3.8 的區域劃分為危險性小區、得分在3.8 到5.5 的區域劃分為危險性中區、得分大于5.5 分的區域劃分為危險性大區,得到危險性大區0.02 km2、危險性中等區2.62 km2、危險性小區99.96 km2。將該方法應用于白河水電站庫壩區滑坡進行地質災害危險性分區,所得結論與專家調查定性判定結論相吻合,表明該評估方法合理高效,可為類似滑坡地質災害危險性評價和分區提供參考。