壹、易發程度區劃的原則
地質災害易發程度是指在壹定的地質環境條件和人類工程活動影響條件下,地質災害發生的可能性的難易程度。
1)地質災害易發區劃分結合地質災害形成的地質環境條件、誘發因素(人類工程活動、降雨等)和災害發育現狀,以定性評價為基礎,通過信息系統空間分析定量計算來確定。
2)評價單元的劃分按照“區內相似和區際相異”的原則來確定,以地質災害發育的地質環境條件差異確定評價單元。采用人工方法計算時,以鄉鎮行政區或村級行政區為基本單元。采用計算機網格剖分時,單元面積采用500m×500m。
3)地質災害發育程度劃分為四級:高易發區(Ⅰ)、中易發區(Ⅱ)、低易發區(Ⅲ)和不易發區(Ⅳ)四級。在劃分過程中,根據實際調查情況,具體問題具體分析,盡可能便於鄉鎮政府開展防治工作。
二、工作思路和技術路線
地質災害易發程度區劃是地質災害詳細調查中的重要環節,地質災害易發性區劃圖是地質災害調查研究中最基礎、最重要的圖件之壹。地質災害的易發性區劃研究主要是對地質災害形成的內因進行分析,綜合考慮工程地質條件、植被、長期的綜合降雨等影響因素在地質災害形成過程中的作用,基於GIS平臺對其影響因素進行量化分析,同時考慮各個影響因素所占的權重,遵循壹定的原則設計開發程序,從而生成最終的地質災害易發性區劃圖。
在地質災害野外調查資料及整理生成的地質災害分布圖、地質災害調查測繪圖、地質災害詳細調查實際材料圖的基礎上,通過對靈臺縣地質災害詳細調查數據綜合分析,對研究區進行了剖分,對每個剖分網格中地質災害的點密度、面密度和體密度進行了分級,確定其分級指數,調用開發軟件確定每個網格的災害性影響指數,采用襲擾系數法生成初步地質災害易發性區劃圖,並利用地理信息系統軟件ArcGIS和MapGIS6.7空間分析功能將地質災害的各個影響因素圖疊加到初步地質災害易發性區劃分級圖中,繪制出該縣的地質災害易發性分區圖。靈臺縣地質災害易發性區劃研究系統流程圖如圖6-1所示。
具體步驟為:首先將靈臺縣地質災害分布圖進行500m×500m網格剖分。其次對每個網格內地質災害的個數、體密度、面密度采取不同的原則將每個網格的災害易發性程度分為四級,生成初步的地質災害易發性等值線圖。然後對該縣的地形地貌圖、地層巖性圖、降雨量分布圖、地形坡度圖、植被覆蓋圖分別采取相應標準分為四級,采取專家打分的方法確定其權重。最後疊加各個圖層從而生成靈臺縣地質災害易發性分區圖,為靈臺縣地質災害詳細調查危險性區劃和靈臺縣地質災害防治區劃等提供可靠的數據,同時為政府部門采取有效的措施進行統籌規劃減災防災以及災害治理提供了可靠的依據。
圖6-1 地質災害易發性區劃研究系統流程圖
三、基於GIS的地質災害區劃研究
首先在MapGIS6.7平臺上,以靈臺縣地質災害分布圖為底圖采用襲擾系數法生成初步的地質災害易發性區劃圖,然後把該地區地質災害的主要影響因素地貌類型、地層巖性、降雨量分布、地形坡度及植被分布的各個圖件按照不同的標準進行分級,采用專家打分的方法確定各個影響因素的權重,最後在MapGIS6.7中將初步地質災害易發性區劃圖與各個影響因素圖進行疊加生成最終的靈臺縣地質災害易發性區劃圖。
1.生成基於襲擾系數法的初步地質災害易發性區劃分級圖
經典襲擾系數法是以反映地質災害發育密度和規模的襲擾系數R值為依據,對調查區地質災害易發程度進行定量分析與評價的壹種方法。R值這個指標綜合考慮了單位面積內(每個剖分網格)災害點的個數、面積和體積。
采用襲擾系數法對地質災害易發性區劃的具體方法如下:
1)首先在1:50000靈臺縣地質災害測繪圖上進行網格剖分,***剖分8084個網格,每個網格單元代表的實地面積為500m×500m(圖6-2)。
2)分別計算每壹個網格單元內滑坡、崩塌、泥石流和潛在不穩定斜坡等地質災害的個數、面密度、體積密度。采用專家評判方法,將高易發、中易發、低易發、不易發之間的界限值確定出來,每個網格中災害點個數、體密度、面密度按最高壹項確定其襲擾系數值,計算出每個網格的地質災害易發性襲擾系數,將評價區的易發性分為4級,即:高易發、中易發、低易發和不易發,其易發襲擾指數分別賦值4,3,2,1。
3)以R值為依據自動生成初步地質災害易發性等值線圖,然後根據R值的界限給不同級別賦上不同的顏色從而生成初步的地質災害易發性區劃分級圖。
圖6-2 靈臺縣地質災害易發性區劃剖分圖
圖6-3 靈臺縣初步滑坡崩塌泥石流易發程度區劃圖
表6-1 滑坡崩塌泥石流易發性襲擾系數值的取值原則
在表6-1所示的地質災害易發性襲擾系數值的取值原則基礎上,生成初步的滑坡崩塌泥石流易發程度區劃圖(圖6-3)。
2.地質災害影響因素的分級標準及權重確定
影響靈臺縣地質災害的主要因素有地貌類型、地層巖性、降雨量分布、地形坡度、植被覆蓋度,將這5個影響因素作為地質災害評價指標,把各個影響因素的地質災害易發程度分為高、中、低易發區和不發育區4個等級,其易發指數分別賦值4,3,2,1。滑坡崩塌泥石流影響因素易發程度分區評價體系如表6-2所示。
表6-2 滑坡崩塌泥石流影響因素易發程度分區評價標準
根據表6-2的評價標準,繪制出各個影響因素的地質災害影響程度分區圖(圖6-4、圖6-5、圖6-6、圖6-7、圖6-8),各個圖的剖分也按地質災害測繪圖上的同壹網格,各個影響因素圖也按照表6-2的評價標準,將各個區高、中、低易發區和不發育區分別賦予指數4,3,2,1。
采取專家打分的原則來確定各個影響因素的權重,本次***發出了80份專家打分表,收回60份,從收回的專家打分表中將各個影響因素的權重進行加權平均得出各個影響因素的最終權重,初步地質災害易發性分區圖權重為0.4,地貌類型權重為0.153,地層巖性權重0.104,降雨量權重為0.081,地形坡度權重為0.162,植被覆蓋權重為0.1。
3.滑坡崩塌泥石流易發程度區劃圖的生成及等級劃分
以靈臺縣初步地質災害易發性區劃圖為基圖,將各個影響因素對地質災害影響分區賦予的災害性指數乘以各自的權重,在ArcGIS中將各個影響因素疊加到基圖中,生成靈臺縣滑坡崩塌泥石流易發程度剖分網格災害性指數圖(圖6-9)。在地質災害易發性剖分網格災害性指數圖的基礎上在MapGIS中生成靈臺縣地質災害易發程度區劃分級圖(圖6-10)。
對靈臺縣易發性區劃分級圖進行整理,根據分區的原則進行整理和綜合規劃修改,得出最終的靈臺縣滑坡崩塌泥石流易發程度區劃圖(圖6-11)。
如圖6-11所示,將滑坡崩塌泥石流易發程度區劃圖分為高易發區(Ⅰ)、中易發區(Ⅱ)、低易發區(Ⅲ)、不易發區(Ⅳ)。
圖6-4 靈臺縣地貌類型對滑坡崩塌泥石流影響分區圖
圖6-5 靈臺縣地層巖性對滑坡崩塌泥石流影響分區圖
圖6-6 靈臺縣降雨量對滑坡崩塌泥石流影響分區圖
圖6-7 靈臺縣地形坡度對滑坡崩塌泥石流影響分區圖
圖6-8 靈臺縣植被覆蓋度對滑坡崩塌泥石流影響分區圖
圖6-9 滑坡崩塌泥石流易發程度剖分網格災害性指示圖
圖6-10 靈臺縣滑坡崩塌泥石流易發程度分級圖
圖6-11 靈臺縣滑坡崩塌泥石流易發程度區劃圖
4.易發區評價
依據地質災害易發程度分區結果,充分考慮下壹步防治規劃工作的開展,綜合靈臺縣地貌、地質構造等特點,將靈臺縣地質災害易發程度劃分為滑坡、崩塌、泥石流地質災害高易發區(Ⅰ)、中易發區(Ⅱ)、低易發區(Ⅲ)和不易發區(Ⅳ)四級19個區。滑坡崩塌泥石流易發程度區劃圖說明表如表6-3所示。
(1)地質災害高易發區(Ⅰ)
高易發區面積為36.43km2,占全區面積的1.78%,災害點數量為126處,災害點密度為3.46處/km2,災害點密度較大。根據此次滑坡崩塌泥石流易發程度區劃,將靈臺縣滑坡崩塌泥石流高易發區劃分出4個亞區,即馬家溝—付家溝—王家溝滑坡崩塌高易發區(Ⅰ1);橫渠—付家溝—官村—東門—史家街子—馬家寨—幹澇池-朱家灣滑坡崩塌高易發區(Ⅰ2);坷臺—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊滑坡崩塌高易發區(Ⅰ3);南店子—下河—東王溝—康家溝—紅崖溝滑坡崩塌高易發區(Ⅰ4)。
1)馬家溝—付家溝—王家溝滑坡崩塌高易發區(Ⅰ1)
主要包括馬家溝—付家溝—王家溝三個村,災害點密度1.34處/km2,面積6.73km2,占高易發面積的18.47%,發育災害點7處,全部為滑坡。所處地貌單元主要為黑河谷地區及黃土梁峁區,巖性主要為第四系黃土及新近系和下白堊系紫紅色泥巖、砂巖、砂礫巖,植被稀疏,河流—沖溝發育,沖溝多為“V”型谷,谷坡坡形變化大,多處近直立,地形破碎,地質環境脆弱。人口密集、人類工程活動頻繁,滑坡等災害發育。
2)橫渠—付家溝—官村—東門—史家街子—馬家寨—幹澇池-朱家灣滑坡崩塌高易發區(Ⅰ2)
主要包括黑河沿岸的梁原鄉的橫渠、付家溝、官村、東門村、朱家灣村和黑河支流黃土梁峁丘陵區的朝那鎮的史家街子、馬家寨、幹澇池村,災害點密度2.2兩處/km2,面積18km2,占高易發面積的49.41%,發育災害點40處,38個滑坡,兩個不穩定斜坡。所處地貌單元主要為黑河谷地區及其支流的黃土梁峁區,巖性主要為第四系馬蘭黃土、離石黃土及白堊系紫紅色泥巖、砂巖、砂礫巖,植被不發育,河流—沖溝發育,沖溝多為“V”型谷,谷坡坡形變化大,局部近直立,地形破碎,地質環境脆弱。人口密集、人類工程活動頻繁,滑坡等災害發育。
表6-3 滑坡崩塌泥石流易發程度區劃圖說明表
3)坷臺—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊滑坡崩塌高易發區(Ⅰ3)
主要是達溪河北岸沿線的城關鎮的坷臺、楊村、水泉、下河、東王溝、許家溝、安家莊村,災害點密度6.85處/km2,災害點密度很大,面積7.51km2,占高易發面積的20.61%,發育災害點49處,14個滑坡,23個不穩定斜坡,兩個泥石流。所處地貌單元主要為達溪谷地區及其支流的黃土梁峁區,巖性主要為第四系馬蘭黃土、離石黃土及白堊系紫紅色泥巖、砂巖、砂礫巖,植被不發育,河流—沖溝發育,沖溝多為“V”型谷,坡度變化大,局部近直立,地形破碎,地質環境脆弱。人口密集、人類工程活動頻繁,滑坡等災害發育。
4)南店子—下河—東王溝—康家溝—紅崖溝滑坡崩塌高易發區(Ⅰ4)
主要是達溪河南岸沿線和達溪河支流蒲河的城關鎮的坷南店子、下河、東王溝、康家溝、紅崖溝村,災害點密度4.2處/km2,災害點密度較大,面積4.19km2,占高易發面積的7.16%,發育災害點30處,12個滑坡,18個不穩定斜坡。所處地貌單元主要為達溪谷地區及其支流的黃土梁峁區,巖性主要為第四系馬蘭黃土、離石黃土及白堊系紫紅色泥巖、砂巖、砂礫巖,植被不發育,河流—沖溝發育,沖溝多為“V”型谷,坡度變化大,局部近直立,地形破碎,地質環境脆弱。人口密集、人類工程活動頻繁,滑坡等災害發育。
(2)地質災害中易發區(Ⅱ)
該區面積351.60km2,占總面積17.16%,發育災害點281處,災害點密度0.8處/km2,包括橫渠—馬家溝—付家溝—趙家咀—安馮村—杜家溝—景家莊子村、王家山—張家塬—溫家莊—東門—高崖—小寨—邊家老村—朱家堡村—前進—姜家莊—勾勾王—張坡村、寺咀—柴朝村—崖灣村—坷臺—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊村和新廟—鄭家窪—康家溝—羅家灣村4個亞區。
1)包括橫渠—馬家溝—付家溝—趙家咀—安馮村—杜家溝—景家莊子村中易發亞區(Ⅱ1)
分布於黑河南岸極其支流的梁原鄉橫渠、馬家溝、付家溝、趙家咀、安馮村、杜家溝、景家莊子沿河壹帶,是典型的黃土梁峁丘陵區,面積13.88km2,占中易發區總面積的3.95%,發育災害點14處,災害點密度1.0處/km2。巖性為第四系中上更新統黃土。黃土層及白堊系砂礫巖、砂巖局部巖石及土層風化破碎,節理裂隙發育,為災害中易發區。
2)王家山—張家塬—溫家莊—東門—高崖—小寨—邊家老村—朱家堡村—前進—姜家莊—勾勾王—張坡村中易發亞區(Ⅱ2)
分布於黑河南岸極其支流的梁原鄉、朝那鎮、上良鄉、什字鎮、西屯鄉、獨店鎮沿河壹帶,是典型的黃土梁峁丘陵區,面積144.12km2,占中易發區總面積的7%,發育災害點94處,災害點密度0.82處/km2。巖性為第四系中上更新統黃土、白堊系砂礫巖、砂巖。區內人口相對較少,局部巖石及土層風化破碎,節理裂隙發育,為災害中易發區。
3)寺咀—柴朝村—崖灣村—坷臺—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊村中易發亞區(Ⅱ3)
該區面積95.72km2,占中易發區總面積的27.22%,發育災害點70處,災害點密度0.73處/km2,地貌為黃土梁峁區、低中山區。巖性為新近系、白堊系碎屑巖及第四系中上更新統黃土。區內溝谷發育,溝坡多為階狀陡坡,植被較差,人類工程活動頻繁,災害點分布在村莊周圍、公路沿線和河谷邊坡地帶。
4)新廟—鄭家窪—康家溝—羅家灣村中易發亞區(Ⅱ4)
主要位於達溪河南部的中臺鎮、新開鄉、蒲窩鄉、邵寨鎮,該區面積97.88km2,占中易發區總面積的27.84%,發育災害點103處,災害點密度1.05處/km2,屬於黃土梁峁丘陵區,巖性以新近系、白堊系碎屑巖及第四系中上更新統黃土。區內溝谷發育,溝坡多為階狀陡坡,植被壹般,人類工程活動相對較弱,災害點分布在村莊周圍、河谷邊坡地帶。
(3)地質災害低易發區(Ⅲ)
該區面積722.96km2,占中易發區總面積的35.28%,發育災害點73處,災害點密度0.10處/km2。包括梁原鄉黑河北岸黃土梁峁丘陵區、什字塬北部-黑河南岸沿線黃土梁峁丘陵區、龍門鄉黃土梁峁丘陵區、什字塬南部-達溪河北岸黃土梁峁丘陵區、達溪河南岸-中臺鎮-蒲窩鄉-新開鄉-邵寨鎮黃土梁峁丘陵區5個亞區。
1)梁原鄉黑河北岸黃土梁峁丘陵區低易發區(Ⅲ1)
位於梁原鄉黑河北岸壹帶,面積32.2km2,占低易發區總面積的4.43%,無災害點發育,屬於黃土梁峁丘陵區,巖性以第四系黃土和白堊系泥質、砂巖為主。區內溝谷發育,地形切割強烈,黃土層及泥巖砂巖局部較破碎,表層風化嚴重。
2)什字塬北部-黑河南岸沿線黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ2)
位於什字塬北部-黑河南岸沿線的朝那、上良、什字、西屯、獨店5個鄉鎮,面積147km2,占低易發區總面積的20%,發育有災害點8處,災害點密度0.054處/km2,表層覆蓋第四系黃土,河溝切割強烈出有白堊系泥巖、砂巖。區內溝谷發育,地形切割強烈,巖石較破碎,表層風化嚴重,人類工程活動較少。
3)龍門鄉黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ3)
位於龍門鄉黃土梁峁丘陵區壹帶,面積95.329km2,占低易發區總面積的13.19%。發育災害點10處,災害點密度0.10處/km2。屬低黃土梁峁丘陵地貌,上部巖性為第四系黃土,下部巖性為白堊系的泥巖、砂巖,表層風化嚴重,局部地形切割強烈,人類工程活動較少。
4)什字塬南部-達溪河北岸黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ4)
主要是什字塬南部-達溪河北岸的廣大梁峁丘陵區壹帶,面積191.6km2,占低易發區總面積的26.5%。發育災害點28處,災害點密度0.146處/km2。屬低黃土梁峁丘陵地貌,上部巖性為第四系黃土,下部巖性為白堊系的泥巖、砂巖,表層風化嚴重,局部地形切割強烈,人類工程活動較少。
5)達溪河南岸-中臺鎮-蒲窩鄉-新開鄉-邵寨鎮黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ5)
主要是龍門鄉黃土梁峁丘陵區壹帶,面積256.824km2,占低易發區總面積的35.5%。發育災害點25處,災害點密度0.097處/km2。屬低黃土梁峁丘陵地貌,上部巖性為第四系黃土,下部巖性為白堊系的泥巖、砂巖,表層風化嚴重,局部地形切割強烈,人類工程活動較少。
(4)地質災害不易發區(Ⅳ)
靈臺縣地質災害不易發區總面積938.01km2,占全區面積的45.78%,基本無地質災害發生。由梁原鄉黃土塬區(Ⅳ1)、黑河寬闊河谷區(Ⅳ2)、什字塬不易發區(Ⅳ3)、達溪河河谷不易發區(Ⅳ4)、邵寨鎮黃土塬不易發區(Ⅳ5)、百裏鄉林場不易發區(Ⅳ6)組成。
不易發區主要是黃土塬及黃土小臺塬區和寬闊的河谷區以及植被茂密人煙稀少的林場區。黃土塬及黃土小臺塬區和寬闊的河谷區工程地質條件很好,地形平坦,雖然人類工程活動較頻繁但很少發生地質災害,百裏鄉林場區植被茂密,人煙稀少,人類工程活動較少,地質環境相對優越,為地質災害不易發區。
1)梁原鄉黃土塬區(Ⅳ1)
本區主要位於梁塬鄉王家溝村及黑河低緩階地,面積19.8km2,占不易發區總面積的2.11%,本區巖土以第四系黃土為主,工程地質條件較好,地質災害不發育。
2)黑河寬闊河谷區(Ⅳ2)
本區主要位於黑河寬闊河谷區。面積17.43km2,占不易發區總面積的1.86%,本區河谷較寬闊,地形較平坦,人類工程活動弱,地質災害不發育。
3)什字塬不易發區(Ⅳ3)
主要位於廣闊的什字塬區。本區面積306.55km2,占不易發區總面積的32.68%,本區地形平坦,工程地質條件較好,地質災害不發育。
4)達溪河河谷不易發區(Ⅳ4)
本區主要位於達溪河沿岸寬闊河谷區。面積38km2,占不易發區總面積的4.1%,本區河谷較寬闊,地形較平坦,人類工程活動弱,地質災害不發育。
5)邵寨鎮黃土塬不易發區(Ⅳ5)
本區主要位於邵寨鎮小黃土塬區,面積18.91km2,占不易發區總面積的2%,本區巖性以第四系黃土為主,工程地質條件較好,地質災害不發育。
6)百裏鄉林場不易發區(Ⅳ6)
本區主要位於百裏鄉林場區。面積537km2,占不易發區總面積的57.3%,本區植被茂密,人煙稀少,人類工程活動較少,地質環境相對優越,為地質災害不易發區。