宜昌市旅游景區地質災害發育規律及風險管控對策

胡勝華， 黃 維， 許匯源， 艾 東*， 孫小凡，寇 磊， 肖春錦， 袁晶晶， 徐子一， 孫新月

(1.湖北省地質局 第七地質大隊，湖北 宜昌 443000; 2.宜昌市自然資源和規劃局，湖北 宜昌 443000)

宜昌市位于湖北省西部，地處長江中上游交界處，被譽為“世界水電之都”。市域風光秀麗，地質景觀奇特，旅游資源富集，是中國11個重點旅游城市之一，每年吸引游客8 900萬人次，為宜昌市經濟發展作出巨大貢獻[1]。然而近年來極端氣候頻發，宜昌市旅游景區地質災害造成游客傷亡事件時有發生，例如2017年10月15日，宜昌某景區突發落石災害，落石規模約3 m3，落石下落高度約5 m，造成多人傷亡；2019年7月5日，宜昌某景區步道突發落石，導致1人死亡。為進一步查清宜昌市旅游景區地質災害規模及發育規律，保障景區旅游安全，宜昌市自然資源和規劃局、文化和旅游局聯合制定了《宜昌市旅游景區地質災害風險防控工作方案》，委托湖北省地質局第七地質大隊開展了宜昌市37家3A級以上旅游景區地質災害風險調查及評價工作，對旅游景區地質災害進行風險管控。

在旅游景區地質災害調查評價方面，劉浩龍等[2]總結了旅游資源災害風險評價的內涵及工作程序，從致災因子危險性、旅游資源易損性、風險防治能力3個方面評價了內蒙古某縣旅游資源的災害風險。陳天合等[3]通過野外調查、綜合分析等手段，研究了云南省小草壩旅游景區地質災害分布規律，并對景區內地質災害危險性進行了綜合評估。劉旋[4]通過野外調查,查清了山西省青龍峽景區69處地質災害隱患點，基于二元Logistic回歸模型，繪制了景區地質災害風險圖。在地質災害風險管控方面，石元帥[5]以貴州省鬃嶺鎮崩塌帶為例，針對地質災害發生的不同響應階段提出了不同的管控措施，在地質災害發生之前采用防災減災措施，在地質災害發生之后采用應急響應措施。武中鵬[6]研究了貴州省拖海小流域崩塌地質災害，提出了搬遷避讓、監測預警、宣傳培訓等風險管控措施。Huggel et al.[7]通過野外調查及監測，總結氣候變化導致的意大利阿爾卑斯旅游區高山斜坡地質災害發育特征。Smith et al.[8]通過野外調查等手段，評價了美國黃石公園旅游區火山活動、地震地質災害風險，為政府提供決策建議。目前，針對旅游景區等重點區域，開展地質災害特征研究和風險評價已逐漸成為政府和社會層面的共識，具有重要的防災減災意義。

然而，針對鄂西山區特有地質環境背景及旅游資源，開展的旅游景區地質災害風險評價及管控工作相對較少，缺乏系統性風險管控體系建設。因此有必要研究宜昌市旅游景區地質災害分布規律，并提出有針對性的風險管控措施，減輕宜昌市旅游景區地質災害風險，保障游客安全。

1 宜昌市旅游資源及地質環境概況

1.1 宜昌市旅游資源概況

宜昌市旅游資源豐富，具有“山水相依、天人合璧”的特性。宜昌市擁有各類旅游資源747處，其中國家5A級景區3家，4A級景區19家，3A級景區15家；國家森林公園6處，國家地質公園3處，國家自然保護區3處，地質文化村1處(圖1)，景區數量及質量在湖北省乃至全國同等城市中位居前列。宜昌市擁有長江三峽、清江民俗風情、三國文化、地質遺跡、溶洞探險、漂流休閑、冰雪運動等特色精品旅游項目，著名景點有長江三峽、三峽大壩、三峽人家、清江畫廊、玉泉寺、百里荒、落星地質文化村等，具有自然景觀奇險、地質遺跡豐富、人文氣息濃厚的特點[9-11]。

圖1 宜昌市主要旅游資源分布圖Fig.1 Distribution map of main tourism resources in Yichang City

1.2 宜昌市地質環境概況

1.2.1地層巖性

宜昌市隸屬揚子地層大區的鄂西南—湘西北地層區，區域出露地層為中國南方標準地層之一，元古界—新生界之間的各個地質時代的地層均有分布(圖2)，發育完整，出露齊全，堪稱“世界地質博物館”[12]，擁有宜昌黃花場和王家灣兩枚“金釘子”，在世界上十分罕見。宜昌市旅游景區主要位于震旦系、寒武系、奧陶系地層出露區域，景區內主要發育厚—巨厚層狀碳酸鹽巖，形成時代較早，地形切割強烈，地勢險峻，溶洞發育，造就了獨特的地質景觀。

圖2 宜昌市地質簡圖Fig.2 Geological map of Yichang City

1.2.2地質構造

按湖北省大地構造單元劃分，宜昌地區處于揚子準地臺，主要包括黃陵斷穹、遠安臺褶束等大地構造單元(圖3)。在漫長的地質構造歷史演變過程中，由于內外力的地質作用，宜昌地區形成了鬼斧神工、千姿百態的地質景觀，如牛肝馬肺峽、長生洞、三游洞、車溪等。

1.2.3巖土體工程地質特征

巖土體工程地質特征作為地質災害發生、發展的物質基礎，控制著地質災害的發生。宜昌市景區地質災害與巖土體工程地質特征緊密相關，碳酸鹽巖類較脆，溶蝕作用強烈，在后期地質構造作用下，易發育結構面而切割巖體，形成崩塌地質災害；碎屑巖中存在頁巖層，易發育泥化軟弱夾層，形成順層滑坡地質災害；花崗巖等巖漿巖發育強度較高，一般不易形成地質災害。宜昌地區主要出露沉積巖、巖漿巖，宜昌市旅游景區主要分布在沉積巖出露區域。

圖3 宜昌市構造綱要圖Fig.3 Structural outline map of Yichang City

1.2.4水文地質條件

受地形、地貌、地層巖性、地質構造的控制，宜昌市水文地質條件較為復雜。根據含水介質的巖性特征、地下水的賦存條件及水動力特征，將區域內地下水劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類巖溶水三類。松散巖類孔隙水主要賦存于第四系各種成因的堆積層中，分布于區域內地表水系(長江、漁洋河、清江及其支流)兩岸階地和斜坡一帶；基巖裂隙水主要賦存于震旦系下統、泥盆系中—上統、石炭系下統及二疊系等構造帶及風化裂隙中；碳酸鹽巖類巖溶水是宜昌市境內主要的地下水類型，大規模分布于興山縣、秭歸縣、五峰縣、夷陵區山區。

1.2.5人類工程活動

宜昌市出臺了旅游服務提質升級工作方案，對鳴翠谷、車溪、三峽人家等旅游景區進行升級改造，增加游覽路線，新建游覽配套設施。景區建設擴建對自然環境造成一定影響，誘發了地質災害。例如2018年9月，五峰縣后河景區由于修建景區公路，形成小型崩塌，規模約70 m3，造成景區道路中斷，所幸未造成人員傷亡。

2 宜昌市旅游景區地質災害發育特征

2.1 地質災害類型及規模特征

2.1.1地質災害類型

根據宜昌市3A級以上旅游景區地質災害詳細調查統計，37家3A級以上旅游景區共計發育地質災害隱患點185處，其中，崩塌166處，占地質災害隱患點總數的89.7%；滑坡19處，占地質災害隱患點總數的10.3%(圖4)。地質災害類型以崩塌(危巖、落石)占絕對主導，崩塌地質災害給宜昌市旅游景區帶來一定的安全隱患。

圖4 宜昌市3A級以上旅游景區地質災害類型圖Fig.4 Geological disaster type of tourist attractions above 3A level in Yichang City

2.1.2地質災害規模

宜昌市3A級以上旅游景區內的地質災害規模以小型為主，規模一般為10～300 m3。其中，小型地質災害隱患點181處，占比97.8%；中型地質災害隱患點3處，占比1.6%；大型地質災害隱患點1處，占比0.6%，具體統計見表1。

表1 宜昌市3A級以上旅游景區地質災害規模統計表Table 1 Geological disaster scale statistics table of tourist attractions above 3A level in Yichang City

2.2 地質災害發育特性

2.2.1時間發育規律

根據近年來宜昌市旅游景區已發生地質災害不完全統計，3A級以上旅游景區地質災害多發生于汛期(5—9月)。據有記載的25次地質災害中，5月份發生地質災害為4次，占比16%；6月份發生地質災害為8次，占比32%；7月份發生地質災害為5次，占比20%；8月份發生地質災害為3次，占比12%；9、10月份各發生2次，分別占比8%；1月份發生地質災害為1次，占比4%(圖5)。宜昌市每年降雨主要集中在5—9月(圖6)，期間月平均降雨量>300 mm，達全年總降雨量的60%。對于崩塌類地質災害，降雨的作用主要表現為靜水壓力和軟化作用兩個方面。對于碳酸鹽巖類等

圖5 宜昌市3A級以上旅游景區地質災害發生月份分布圖Fig.5 Geological disaster occurrence time of tourist attractions above 3A level in Yichang City

圖6 宜昌市月平均降雨量圖Fig.6 Average monthly rainfall in Yichang City

硬質巖石，由于巖性硬脆、力學強度高，降雨沿裂隙入滲，裂隙內充水形成靜水壓力，加速崩塌的發展變形；對于碎屑巖類巖石，由于多為軟巖或極軟巖，遇水長期浸泡易軟化，力學強度降低，也加速其崩塌發展變形。

2.2.2空間發育規律

宜昌市3A級以上旅游景區內185處地質災害隱患點在空間分布上具有一定規律性，本文將從地形地貌、地層巖性、坡度等角度闡述地質災害隱患點空間分布特征。

(1) 地形地貌。宜昌市地形整體較為復雜，地形高差較大，景區多分布在長江三峽及其主要干流附近，地形起伏較大。根據宜昌市高程及地形起伏程度，將景區劃分為丘陵(海拔0～200 m)、低山峽谷(海拔200～1 000 m)及中山峽谷(海拔1 000～2 500 m)等地貌單元，地質災害隱患點多分布在丘陵和低山峽谷地貌單元，且沿水系呈帶狀分布。據統計分析(圖7)，75處地質災害隱患點分布在丘陵地貌單元，占比40.5%；68處地質災害隱患點分布在低山峽谷地貌單元，占比36.8%；42處地質災害隱患點分布在中山峽谷地貌單元，占比22.7%。

圖7 宜昌市3A級以上旅游景區地質災害地貌分布圖Fig.7 Geological disaster landform distribution of tourist attractions above 3A level in Yichang City

宜昌市旅游景區多位于高山峽谷地貌區及丘陵向平原過渡地貌區，水系眾多，地形高差大，河流侵蝕主要以下切為主，由此形成了大量高陡斜坡，為崩塌、滑坡的發生提供了地形條件(圖8)。通常情況下，地形高差越大，地形切割越劇烈，斜坡重力應力也越強，形成地質災害的動力條件也越好[13]。

(2) 坡度。將斜坡按坡度劃分為緩坡(坡度8°～25°)、陡坡(坡度25°～60°)、陡崖(坡度≥60°)。從坡度角度來看，宜昌市3A級以上旅游景區內185處地質災害隱患點主要分布在陡崖(圖9)。據統計，陡崖地貌環境發育的地質災害隱患點有151處，占比81.6%；陡坡地貌環境發育的地質災害隱患點有28處，占比15.1%；緩坡地貌環境發育的地質災害隱患點有6處，占比3.3%。崩塌滑坡受坡度影響較大，坡度越大，應力越集中，也越容易發生變形失穩。鏈子崖崩塌、青龍峽崩塌等均發育在深切峽谷地貌區(圖10)。

圖8 峽谷地貌崩塌點Fig.8 Collapse point of canyon topography

圖9 宜昌市3A級以上旅游景區地質災害坡度分布圖Fig.9 Slope distribution of geological disasters tourist attractions above 3A level in Yichang City

圖10 陡崖地貌崩塌點Fig.10 Collapse point of cliff landform

(3) 地層巖性。地層巖性是制約地質災害分布的重要因素，宜昌市3A級以上旅游景區內出露的地層巖性主要為以白云巖、灰巖為主的碳酸鹽巖；以砂質泥巖、砂巖、粉砂巖為主的碎屑巖；以花崗巖為主的巖漿巖；以碎塊石土、粉質黏土為主的松散土類。

旅游景區內185處地質災害隱患點主要分布于寒武系—奧陶系碳酸鹽巖類地層分布區，易發巖組主要為燈影組、石龍洞組、三游洞組、南津關組和牯牛潭組(圖11)。碳酸鹽巖類地層分布區發育地質災害隱患點153處，占比82.7%；砂巖地層(紅花套組、紗帽組)分布區發育地質災害隱患點8處，占比4.3%；泥巖地層(香溪群、龍馬溪組)分布區發育地質災害隱患點2處，占比1.1%；巖漿巖類分布區發育地質災害隱患點3處，占比1.6%；松散土類分布區發育地質災害隱患點19處，占比10.3%。

宜昌市旅游景區地質災害隱患點多分布在碳酸鹽巖及碎屑巖出露地區。碳酸鹽巖巖性較脆，在后期地質構造作用下，結構面發育，巖體破碎(圖12)，非常有利于地質災害的發育[14]，例如車溪旅游景區等。砂巖、泥巖巖性軟硬不同，軟弱巖層首先發生變化，形成泥土狀軟弱夾層等，在長期外界因素作用下逐漸形成滑動面或滑動帶。同時，由于差異風化巖體容易形成凹腔，導致巖體底部失去支撐，從而發生崩塌地質災害，例如鳴鳳山旅游景區等。

圖11 宜昌市3A級以上旅游景區地質災害地層巖性分布圖Fig.11 Stratigraphic lithology distribution of geological disasters of tourist attractions above 3A level in Yichang City

圖12 碳酸鹽巖節理發育形成崩塌Fig.12 Collapse formed in joints developed carbonate rock

3 景區地質災害風險評價

通過資料收集、無人機拍攝、野外調繪，獲得宜昌市37家3A級以上旅游風景區地形、地質、植被覆蓋程度、地質災害規模及類型、發育特征、威脅對象等基礎數據，制作出景區1∶1 000地形圖,及精度優于2.5 m的DEM和精度優于2.5 m的無人機影像圖，基于GIS平臺，通過層次分析法(AHP)，最終獲得宜昌市37家3A級以上旅游風景區風險分布圖(由于篇幅限制，就不再一一列舉了)。

根據風險評價結果，宜昌市旅游景區受地質災害威脅情況不嚴重，基本處于地質災害低風險區。低風險區占宜昌市旅游景區總面積的91%，對游客安全基本無威脅；中風險區面積占比約為7%；極個別景區(三峽富裕山、車溪民俗文化旅游區)存在高風險，高風險區面積占比約為2%。

3.1 地質災害風險評價方法

地質災害風險評價是對某一特定研究區域，在某種特定條件下發生地質災害時，可能造成的人員、經濟等損失的預測[15]。在地質災害易發性、危險性和承災體易損性評價以及承災體經濟價值分析等成果的基礎上，地質災害風險可利用下述公式計算：

R=H×V×E

(1)

式中：R表示地質災害易發性;H表示地質災害危險性;V表示承災體易損性;E表示承災體經濟價值。

3.1.1地質災害易發性評價

常規的地質災害易發性評價方法主要為以下3類：①基于專家經驗認知的定性評價方法，如專家打分法、模糊綜合評判法等；②基于統計學的半定量評價方法，如信息量法、邏輯回歸模型等；③基于物理模型的定量評價方法。通過調查工作，宜昌市景區內地質災害規模及發育特征資料齊全，符合信息量法的使用條件，故本次地質災害易發性評價采用基于GIS技術的信息量法(IVM)進行。

在進行地質災害信息預測時，人為地判定某地質災害的產生與否與在預測過程中所能獲取信息的數量和質量有關，判定的標準是信息量，可通過下式計算：

(2)

式(2)可寫成：

I(y,x1x2…xn)=I(y,x1)+Ix1(y,x2)+…+Ix1x2…xn-1(y,xn)

(3)

式中：I(y,x1x2…xn)表示具體因素組合x1x2…xn對地質災害的發生所提供的信息量，bit；P(y|x1x2…xn)表示在因素組合x1x2…xn條件下地質災害發生的概率；P(y)表示地質災害發生的概率；Ix1(y,x2)表示在因素x1存在的條件下，因素x2對地質災害的發生所提供的信息量,bit。

根據車溪旅游景區地質環境背景條件以及景區內地質災害發育情況，本次地質災害易發性評價選擇地形坡度、高程、節理裂隙發育密度、斜坡體結構類型、地質災害發育密度、植被類型和覆蓋率6個評價因子，計算各評價因子對地質災害發育的信息量值。

3.1.2地質災害危險性評價

本次采用ArcGIS平臺和Flow-R軟件對車溪景區的崩塌影響范圍進行分析。基于DEM、坡度等數據，模擬計算崩塌發生后的運動方向、運動最遠距離、最終停止位置。計算崩塌落石的到達概率和影響范圍，到達概率數值越大表明越容易受到崩塌的影響，危險性越大。最終結合野外調查結果確定其危險性分區。

3.1.3承災體易損性評價

對于旅游景區來說，人口的流動性很強，進行地質災害易損性評價時，主要選擇建筑、交通線作為其評價指標。具體根據地質災害強度和建筑物及交通線的屬性進行定性分析，確定各承災體的易損性值。采用公式計算評價單元的綜合易損性值，用自然斷點法進行易損性分區，綜合易損性值計算公式如下：

(4)

式中:V為評價單元的綜合易損性值；S為評價單元面積；Vij為第i類承災體遭受第j次地質災害的損失程度，即分項易損性；Sij為第i類承災體遭受第j次地質災害的平面分布面積；Pij為第i類承災體遭受第j次地質災害損失程度的概率。

3.2 地質災害風險評價(以車溪旅游景區為例)

車溪民俗文化旅游區位于宜昌市點軍區土城鄉境內，是國家4A級旅游景區，其自然景觀奇特秀麗，至今還保存有自第四紀冰川時期遺存下來的屬世界罕見的2 km2古生臘梅群落，被譽為“三峽植物奇觀”。景區地形較為復雜，地貌類型屬構造剝蝕低山丘陵地貌。景區出露地層主要為南津關組—牯牛潭組，巖性為深灰色中層狀灰巖，巖層產狀130°～148°∠5°～12°，巖性脆硬。景區人類工程活動主要為修路切坡及建(構)筑物修建。景區發育10處地質災害隱患點，均為崩塌點，其中規模等級為中型(1處)，其余均為小型(9處)。

根據地質災害危險性評價和承災體易損性評價結果，給不同危險性和易損性等級賦值，建立風險評價矩陣，利用ArcGIS空間疊加分析工具，繪制出車溪景區地質災害風險評價分區圖(圖13)，景區地質災害隱患點風險管控措施見表2。調查景區總面積1.77 km2，其中低風險區1.33 km2，占調查總面積的75.1%;中風險區0.34 km2，占比19.2%;高風險區0.10 km2，占比5.7%。

圖13 車溪景區地質災害風險評價分區圖Fig.13 Geological hazard risk assessment map of Chexi scenic spot

表2 車溪景區地質災害隱患點風險管控措施表Table 2 Control measures for geological hazards of Chexi tourism area

4 景區地質災害風險管控分析

宜昌市3A級以上旅游景區內185處地質災害發育規模一般較小，以小型崩塌為主，地質災害風險管控整體較為容易，可通過機構設置、宣傳培訓、監測預警、工程治理、應急演練等有針對性的措施降低甚至消除地質災害對游客的威脅，完全可以保障游客游覽安全。

4.1 地質災害風險管控思路

旅游景區地質災害風險管控的目標是以人為本，最大限度地減輕或降低地質災害的威脅，維護景區內游客及工作人員生命財產安全，并促進景區可持續發展[16]。管控思路主要包含以下2點：

(1) 把握一條主線和一個關系。一條主線是圍繞宜昌市旅游景區地質災害風險，認識風險、評價風險、管理風險、消除風險。一個關系是指天、地、人的關系，地質災害風險是地質災害內因、外因和人類活動綜合作用的結果。地質災害風險的管控實際上也是對以上三者之間關系的管控。

(2) 樹立一個系統觀念和兩個基本觀點。樹立一個系統觀念，即從整體和全局角度出發，抓住宜昌市旅游景區地質災害風險管理中的主要矛盾，科學揭示和闡明地質災害風險管理的內在問題。地質災害風險管理是一個系統工程，系統思想和觀點貫穿于地質災害風險管理的全過程。堅持兩個基本觀點：一是從系統、動態觀點去分析認識宜昌市旅游景區地質災害風險過程；二是從聯系、耦合觀點分析和辨識地質災害風險的形成機理和防治機制。

4.2 地質災害風險管控方法(以車溪旅游景區為例)

(1) 機構設置。車溪旅游景區設立了專門的地質災害巡查部門，配備了專門巡查員，建立了地質災害隱患點巡查制度，明確了地質災害隱患點和易發地段監測預警責任人和監測人員，同時規定了日常及極端天氣巡查頻率和路線，加強極端降雨天氣應急值守值班和信息報送。

(2) 宣傳培訓。防災減災宣傳培訓是地質災害風險管理體系中的重要環節，車溪旅游景區加強地質災害宣傳，在景區入口處發放游覽路線導圖及安全路線圖，告知游客安全游覽路線及應急路線。同時通過日常的教育與宣傳，不斷提高景區工作人員及當地群眾的危機意識，樹立正確的地質災害風險觀念。

(3) 工程治理。車溪旅游景區自行組織對崩塌點局部坡段進行了治理，主要采用坡面浮石清理以及主動、被動防護網。主動防護網和被動防護網可有效攔截坡面小型落石，減輕突發小型落石對景區游客及工作人員的威脅。

(4) 監測預警。監測預警是地質災害風險管控的重要前提工作。車溪旅游景區主要采用的是氣象預警，與自然資源、地震、氣象、防汛等災害發布機構建立長效聯系，及時掌握當地的氣象、地質災害變化，同時接收自然資源部門發布的地質災害氣象預警信息。設置日常巡查點并設立地質災害警示牌，開展日常巡查監測。當氣象預警等級達到黃色時，加強地質災害隱患點巡查排查；當氣象預警等級達到橙色時，景區關閉中風險區域，限制游客數量，禁止游客、工作人員及車輛進入，安排專人開展24 h巡排查，提醒游客不要在地質災害隱患點附近逗留；當氣象預警等級達到紅色時，景區暫時關閉，安全有序撤離景區游客及工作人員。

(5) 應急演練。車溪旅游景區結合景區崩塌落石發育的特點，編制了操作性和針對性強的應急預案。預案中對單體地質災害有明確的管控方案，對高易發地質災害區有明確的管控措施和撤離路線等。在每年汛期前景區開展一次應急演練，包括綜合防災、緊急通訊、避險演練，以提高工作人員及游客避險自救的能力。

5 結論

(1) 宜昌市37家3A級以上旅游景區發育有185處地質災害隱患點，類型以崩塌為主(崩塌166處，滑坡19處)，規模絕大多數為小型(一般為10～300 m3)，時間多發生于汛期(5—9月)。

(2) 宜昌市3A級以上旅游景區的地質災害主要分布在丘陵及低山峽谷地貌單元，沿水系呈帶狀分布，坡度較陡；主要發育于寒武系—奧陶系碳酸鹽巖類地層分布區，易發巖組主要為燈影組、石龍洞組、三游洞組、南津關組和牯牛潭組。

(3) 結合野外調查及地質災害風險評價，宜昌市旅游景區地質災害風險管控總體較為容易，整體為地質災害低風險區，占宜昌市旅游景區總面積的91%。結合景區地質災害特點，通過機構設置、宣傳培訓、工程治理、監測預警、應急演練等有針對性的手段進行風險管控，可降低甚至消除地質災害對游客及工作人員的威脅，保障游客游覽安全。