【摘要】為解決以往地質災害易發性評價中採用定性評價的方法而出現的其評價結果與實際有較大出入的問題，本文以桂東南地區北流市地質災害易發性評價為例，提出採用信息量法及層次分析法相結合的方法進行地質災害易發性評價，以期為正在開展的廣西桂東南丘陵地區地質災害易發性和風險性評價提供參考。
【關鍵詞】信息量法；層次分析法；地質災害；易發性評價
0引言
廣西北流市北部有大容山、南部有天堂山，市城區一帶為溶蝕堆積平原。北部地勢呈北高南低、由北向南傾斜；中部地勢呈東高西低、由東向西傾斜；南部地勢呈北高南低。中部地面起伏高度小於20m的平原區面積約286km2。隨著小康社會的建設和發展，人口增加和經濟建設規模加大，城鎮及新農村建設、礦產開發等工程，對地質環境影響較大，導致地質災害呈多發勢頭，給人民生命財產帶來嚴重威脅，影響北流市社會經濟的可持續發展。目前國外學者在地質災害易發性評價方面已做了廣泛的研究，評價方法多種多樣。同時，地方政府部門已建立了地質災害資料庫，包括災害分布圖、危險性分區圖、災害評價等資料[1]。評價方法中，信息量法由於在建模的時候充分考慮了地質環境各方面因素，預測的準確性相對較高，且計算較為簡便，實用性強，但將信息量模型與GIS系統結合，進行地質災害危險性評價方面的研究在地質災害頻發的廣西中低山丘陵地區尚欠缺。本次選取北流市為研究區，以1:5萬地質災害調查項目崩塌、滑坡、不穩定斜坡數據為研究基礎，考慮地質災害發育的地質致災因子以及孕災地質條件致災因子出發，選取坡度﹑坡向、高程、岩組、斷層發育強度等六個地質致災因子和房屋建設強度、道路建設強度兩個環境致災因子，結合當前崩塌、滑坡地質災害分布密度建立地質災害易發性評價指標體系，以ArcGIS軟體為分析工具，運用信息量法和層次分析法對北流市地質災害易發行性進行評價。
1研究區概況
北流市屬桂東南較典型的混合岩和花崗岩低山、丘陵地貌區，全市氣候溫暖，雨量充沛，物理化學風化作用較強烈，人類工程活動頻繁、建設強度大，是廣西地質災害多發地區。據1:5萬地質災害詳細調查資料，北流市發生及存在的崩塌、滑坡地質災害及隱患共409處，以小型土質崩塌、滑坡為主。地質災害在各個鄉鎮均有分布，以新榮鎮、六麻鎮、六靖鎮、新圩鎮、大里鎮、西埌鎮、山圍鎮、平政鎮、清灣鎮、隆盛鎮、大坡外鎮和石窩鎮居多，其他鄉鎮較少。地質災害的發生多與地形地貌類型、坡度﹑坡向、高程、岩組、斷層發育強度等地質環境條件息息相關[2]。
2評價數據及評價因子
2.1評價數據基礎
本次評價收集到的數據主要有：1:5萬崩塌、滑坡、不穩定斜坡災害詳查數據，廣西1:50萬地質圖，1:5萬地形圖數據。根據地質圖提取了地層岩性圖層、斷層要素圖層；根據地形圖提取了道路圖層、居民區圖層；利用地形圖生成DEM（解析度25m×25m），據DEM數據生成了坡度、坡向，並通過DEM提取了研究區的斜坡單元。
2.2評價因子
2.2.1坡度。首先以1:5萬等高線及高程點數據為基礎通過ArcGIS軟體生成高程TIN模型，然後利用『TIN轉柵格工具以25m×25m為單位生成DEM模型，再通過柵格表面—坡度工具，分析得到坡度圖，再通過柵格重分類工具將坡度分為5類。經統計，可知35°～45°及大於45°區間內地質災害發生機率較高。2.2.2坡向。以DEM模型為基礎，通過柵格表面—坡向工具，分析得到坡向圖，通過柵格重分類工具，將高程分為4類。經統計可知，180°~270°區間地質災害發生機率最高。2.2.3高程。在DEM模型基礎上，通過柵格重分類工具，將高程分為6類。經統計，高程≤150m區間地質災害發生機率最高，高程大於550m區間地質災害發生機率最小（居民分布少）。2.2.4工程地質岩組。根據岩性組合特徵及其與各類地質災害的相關性，將北流市岩土體劃分為以下八大類：堅硬花崗岩組；混合岩岩組；薄—中厚層狀堅硬—軟弱砂岩、礫岩夾薄層狀軟弱泥岩、頁岩及泥岩、頁岩夾堅硬砂岩、粉砂岩岩組；厚層—塊狀堅硬、較堅硬的礫岩、砂岩岩組；中厚層狀較堅硬砂岩、礫岩夾薄層狀軟弱泥岩岩組；中厚層—塊狀碳酸鹽岩岩組；黏土、砂卵礫石雙層土體；黏土夾礫石、碎石單層土體。其中，厚層—塊狀堅硬、較堅硬的礫岩、砂岩岩組地質災害發生機率最高，黏土夾礫石、碎石單層土體地質災害發生機率最小[3]。2.2.5斷裂構造影響強度研究區內構造以斷裂為主，褶皺發育少，因此主要考慮斷裂的影響，將構造影響區確定為與斷裂距離≤500m、500~1000m、＞1500m等區間範圍。從地質圖提取斷裂線數據，採用鄰域分析-多環緩衝區工具以500m、1000m、1500m的距離對其進行分析，得出斷裂各影響區。2.2.6居民建設影響強度研究區內地質災害多發生於建房切坡處，房屋建設影響是重要的地質災害誘發因素，根據研究區切坡特點，確定居民區影響範圍為與居民區距離≤200m、200~400m、＞400m等區間範圍。從1:5萬地形圖上提取居民面數據文件，採用鄰域分析—多環緩衝區工具以200m、400m的距離對其進行分析，得到居民區影響區。通過疊加災點與居民影響區，可知災點與居民區重合度高。2.2.7道路建設影響強度公路主要考慮省道、縣道對地質環境的破壞，根據大多數切坡規模，確定公路影響範圍為與道路中心線距離≤50m、50~100m、100~150m、＞100m等區間範圍。從地形圖上提取公路線數據，通過鄰域分析—多環緩衝區工具以50m、100m、150m的距離對其進行分析，得到公路影響區。通過疊加災點與公路影響區，可知公路災點與公路重合度高[4]。2.2.8現狀災點分布密度。地質災害一般具有群發性的特點，災點發育現狀可側面反映出該地區地質災害的易發程度，地質災害的發生往往是具有相同或相似孕災地質條件的區域，即災害集中發育的地段，其易發程度也就越高。此處用現狀地質災害點的密度來表示現狀地質災害強度。運用ArcGIS中的空間分析-點密度分析生成地質災害密度柵格圖，並利用空間分析中的重分類工具對柵格數據按自然間斷法分為四級。
2.3評價因子信息量
通過研究北流市地質災害分布規律，結合地質災害詳查資料庫的數據，選取坡度﹑坡向、高程、岩組、斷層發育強度、房屋建設強度、道路建設強度、現狀崩塌、滑坡地質災害分布密度等8個因素進行評價，並進行子類劃分。
2.4各因素權重計算
通過層次分析法確定各評價因素權重分4步[5]。建立階梯層次模型、構建各判斷矩陣、權重計算（判斷矩陣一致性演算）、方案因素權重總排序。
3易發性分區及精度評價
3.1易發性分區
信息量乘以權重值，然後將結果賦值到相應的因子圖層，將各因子圖層賦值到斜坡單元圖層，在斜坡單元圖層中利用欄位計算器疊加八個因子圖層信息量，利用要素轉柵格工具，將疊加後的信息量，按25×25的解析度轉換成柵格圖層，將信息量值按自然間斷點分級法分為四級，其數值越大，對地質災害發生的貢獻率越大，地質災害越容易發生。數值由低到高，分別分為低易發區、中易發區、高易發區、極高易發區。
3.2易發性分區精度評價
目前，地質災害易發性評價結果尚無統一的劃分標準，為了驗證本次易發區評價的精度，將研究區內的409個災點疊加到易發區評價圖中進行驗證，再通過統計，計算出災點比例、占總災點比例、頻率比（災點比與占總柵格比例之比）等參數。頻率比表示指標因素的分類對易發程度的重要程度，FR>1說明了該分類屬性對崩塌、滑坡形成有影響，值越大，崩塌、滑坡發生的機率越大，反之機率越小。根據相關數據統計極高易發區的頻率比最高，從極高至低易發區，頻率比逐漸變小，低易發區頻率比最小，說明本次易發性分級與實際吻合度高，同時，通過對比研究區與易發區的地質環境條件，極低易發區與谷地、緩坡區域重合，也比較符合實際，可見方法可行。
4結語
地質災害易發性評價中，採用信息量法及層次分析法，運用ArcGIS軟體對北流市地質災害易發性進行分析評價，分析得到的易發性評價結果與研究區實際情況吻合度較高，說明信息量法及層次分析法適合於北流市及地質環境條件類似的桂東南地區地質災害易性的評價。在地質災害易發性評價中，地質災害影響因素具有複雜性和多樣性，故要根據評價區地質環境條件、人類工程活動等情況取捨評價因子。並且崩塌、滑坡災害點數量有限，原災點的點位經過北京54坐標系、西安80坐標系、國家2000大地坐標等坐標系轉換，點位可能出現偏差，影響信息量的計算，進而影響評價結果，故本次評價結果的預測效果還需以後該區域新的崩塌、滑坡災害發生後來驗證。
參考文獻
[1]李春玲，梁耀成，林華，等.廣西北流市地質災害詳細調查報告[Z].2014.
[2]蔡清.基於信息量法的貴州印江縣地質災害危險性評價[J].土工基礎，2017（3）：335-340.
[3]冷從德.基於信息量法的地質災害易發區評價[J].土工基礎，2017，31（3）：5.
[4]鄭苗苗.延河流域加權信息量法地質災害分區研究[J].災害學，2016，31（1）：87-91.
[5]陳飛，郭順，熊如宗，等.基於層次分析法的地質災害危險性評價[J].有色金屬科學與工程，2018，9（5）：54-60.
作者:潘宏堅 單位:廣西壯族自治區地質環境監測站
【關鍵詞】信息量法；層次分析法；地質災害；易發性評價
0引言
廣西北流市北部有大容山、南部有天堂山，市城區一帶為溶蝕堆積平原。北部地勢呈北高南低、由北向南傾斜；中部地勢呈東高西低、由東向西傾斜；南部地勢呈北高南低。中部地面起伏高度小於20m的平原區面積約286km2。隨著小康社會的建設和發展，人口增加和經濟建設規模加大，城鎮及新農村建設、礦產開發等工程，對地質環境影響較大，導致地質災害呈多發勢頭，給人民生命財產帶來嚴重威脅，影響北流市社會經濟的可持續發展。目前國外學者在地質災害易發性評價方面已做了廣泛的研究，評價方法多種多樣。同時，地方政府部門已建立了地質災害資料庫，包括災害分布圖、危險性分區圖、災害評價等資料[1]。評價方法中，信息量法由於在建模的時候充分考慮了地質環境各方面因素，預測的準確性相對較高，且計算較為簡便，實用性強，但將信息量模型與GIS系統結合，進行地質災害危險性評價方面的研究在地質災害頻發的廣西中低山丘陵地區尚欠缺。本次選取北流市為研究區，以1:5萬地質災害調查項目崩塌、滑坡、不穩定斜坡數據為研究基礎，考慮地質災害發育的地質致災因子以及孕災地質條件致災因子出發，選取坡度﹑坡向、高程、岩組、斷層發育強度等六個地質致災因子和房屋建設強度、道路建設強度兩個環境致災因子，結合當前崩塌、滑坡地質災害分布密度建立地質災害易發性評價指標體系，以ArcGIS軟體為分析工具，運用信息量法和層次分析法對北流市地質災害易發行性進行評價。
1研究區概況
北流市屬桂東南較典型的混合岩和花崗岩低山、丘陵地貌區，全市氣候溫暖，雨量充沛，物理化學風化作用較強烈，人類工程活動頻繁、建設強度大，是廣西地質災害多發地區。據1:5萬地質災害詳細調查資料，北流市發生及存在的崩塌、滑坡地質災害及隱患共409處，以小型土質崩塌、滑坡為主。地質災害在各個鄉鎮均有分布，以新榮鎮、六麻鎮、六靖鎮、新圩鎮、大里鎮、西埌鎮、山圍鎮、平政鎮、清灣鎮、隆盛鎮、大坡外鎮和石窩鎮居多，其他鄉鎮較少。地質災害的發生多與地形地貌類型、坡度﹑坡向、高程、岩組、斷層發育強度等地質環境條件息息相關[2]。
2評價數據及評價因子
2.1評價數據基礎
本次評價收集到的數據主要有：1:5萬崩塌、滑坡、不穩定斜坡災害詳查數據，廣西1:50萬地質圖，1:5萬地形圖數據。根據地質圖提取了地層岩性圖層、斷層要素圖層；根據地形圖提取了道路圖層、居民區圖層；利用地形圖生成DEM（解析度25m×25m），據DEM數據生成了坡度、坡向，並通過DEM提取了研究區的斜坡單元。
2.2評價因子
2.2.1坡度。首先以1:5萬等高線及高程點數據為基礎通過ArcGIS軟體生成高程TIN模型，然後利用『TIN轉柵格工具以25m×25m為單位生成DEM模型，再通過柵格表面—坡度工具，分析得到坡度圖，再通過柵格重分類工具將坡度分為5類。經統計，可知35°～45°及大於45°區間內地質災害發生機率較高。2.2.2坡向。以DEM模型為基礎，通過柵格表面—坡向工具，分析得到坡向圖，通過柵格重分類工具，將高程分為4類。經統計可知，180°~270°區間地質災害發生機率最高。2.2.3高程。在DEM模型基礎上，通過柵格重分類工具，將高程分為6類。經統計，高程≤150m區間地質災害發生機率最高，高程大於550m區間地質災害發生機率最小（居民分布少）。2.2.4工程地質岩組。根據岩性組合特徵及其與各類地質災害的相關性，將北流市岩土體劃分為以下八大類：堅硬花崗岩組；混合岩岩組；薄—中厚層狀堅硬—軟弱砂岩、礫岩夾薄層狀軟弱泥岩、頁岩及泥岩、頁岩夾堅硬砂岩、粉砂岩岩組；厚層—塊狀堅硬、較堅硬的礫岩、砂岩岩組；中厚層狀較堅硬砂岩、礫岩夾薄層狀軟弱泥岩岩組；中厚層—塊狀碳酸鹽岩岩組；黏土、砂卵礫石雙層土體；黏土夾礫石、碎石單層土體。其中，厚層—塊狀堅硬、較堅硬的礫岩、砂岩岩組地質災害發生機率最高，黏土夾礫石、碎石單層土體地質災害發生機率最小[3]。2.2.5斷裂構造影響強度研究區內構造以斷裂為主，褶皺發育少，因此主要考慮斷裂的影響，將構造影響區確定為與斷裂距離≤500m、500~1000m、＞1500m等區間範圍。從地質圖提取斷裂線數據，採用鄰域分析-多環緩衝區工具以500m、1000m、1500m的距離對其進行分析，得出斷裂各影響區。2.2.6居民建設影響強度研究區內地質災害多發生於建房切坡處，房屋建設影響是重要的地質災害誘發因素，根據研究區切坡特點，確定居民區影響範圍為與居民區距離≤200m、200~400m、＞400m等區間範圍。從1:5萬地形圖上提取居民面數據文件，採用鄰域分析—多環緩衝區工具以200m、400m的距離對其進行分析，得到居民區影響區。通過疊加災點與居民影響區，可知災點與居民區重合度高。2.2.7道路建設影響強度公路主要考慮省道、縣道對地質環境的破壞，根據大多數切坡規模，確定公路影響範圍為與道路中心線距離≤50m、50~100m、100~150m、＞100m等區間範圍。從地形圖上提取公路線數據，通過鄰域分析—多環緩衝區工具以50m、100m、150m的距離對其進行分析，得到公路影響區。通過疊加災點與公路影響區，可知公路災點與公路重合度高[4]。2.2.8現狀災點分布密度。地質災害一般具有群發性的特點，災點發育現狀可側面反映出該地區地質災害的易發程度，地質災害的發生往往是具有相同或相似孕災地質條件的區域，即災害集中發育的地段，其易發程度也就越高。此處用現狀地質災害點的密度來表示現狀地質災害強度。運用ArcGIS中的空間分析-點密度分析生成地質災害密度柵格圖，並利用空間分析中的重分類工具對柵格數據按自然間斷法分為四級。
2.3評價因子信息量
通過研究北流市地質災害分布規律，結合地質災害詳查資料庫的數據，選取坡度﹑坡向、高程、岩組、斷層發育強度、房屋建設強度、道路建設強度、現狀崩塌、滑坡地質災害分布密度等8個因素進行評價，並進行子類劃分。
2.4各因素權重計算
通過層次分析法確定各評價因素權重分4步[5]。建立階梯層次模型、構建各判斷矩陣、權重計算（判斷矩陣一致性演算）、方案因素權重總排序。
3易發性分區及精度評價
3.1易發性分區
信息量乘以權重值，然後將結果賦值到相應的因子圖層，將各因子圖層賦值到斜坡單元圖層，在斜坡單元圖層中利用欄位計算器疊加八個因子圖層信息量，利用要素轉柵格工具，將疊加後的信息量，按25×25的解析度轉換成柵格圖層，將信息量值按自然間斷點分級法分為四級，其數值越大，對地質災害發生的貢獻率越大，地質災害越容易發生。數值由低到高，分別分為低易發區、中易發區、高易發區、極高易發區。
3.2易發性分區精度評價
目前，地質災害易發性評價結果尚無統一的劃分標準，為了驗證本次易發區評價的精度，將研究區內的409個災點疊加到易發區評價圖中進行驗證，再通過統計，計算出災點比例、占總災點比例、頻率比（災點比與占總柵格比例之比）等參數。頻率比表示指標因素的分類對易發程度的重要程度，FR>1說明了該分類屬性對崩塌、滑坡形成有影響，值越大，崩塌、滑坡發生的機率越大，反之機率越小。根據相關數據統計極高易發區的頻率比最高，從極高至低易發區，頻率比逐漸變小，低易發區頻率比最小，說明本次易發性分級與實際吻合度高，同時，通過對比研究區與易發區的地質環境條件，極低易發區與谷地、緩坡區域重合，也比較符合實際，可見方法可行。
4結語
地質災害易發性評價中，採用信息量法及層次分析法，運用ArcGIS軟體對北流市地質災害易發性進行分析評價，分析得到的易發性評價結果與研究區實際情況吻合度較高，說明信息量法及層次分析法適合於北流市及地質環境條件類似的桂東南地區地質災害易性的評價。在地質災害易發性評價中，地質災害影響因素具有複雜性和多樣性，故要根據評價區地質環境條件、人類工程活動等情況取捨評價因子。並且崩塌、滑坡災害點數量有限，原災點的點位經過北京54坐標系、西安80坐標系、國家2000大地坐標等坐標系轉換，點位可能出現偏差，影響信息量的計算，進而影響評價結果，故本次評價結果的預測效果還需以後該區域新的崩塌、滑坡災害發生後來驗證。
參考文獻
[1]李春玲，梁耀成，林華，等.廣西北流市地質災害詳細調查報告[Z].2014.
[2]蔡清.基於信息量法的貴州印江縣地質災害危險性評價[J].土工基礎，2017（3）：335-340.
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[4]鄭苗苗.延河流域加權信息量法地質災害分區研究[J].災害學，2016，31（1）：87-91.
[5]陳飛，郭順，熊如宗，等.基於層次分析法的地質災害危險性評價[J].有色金屬科學與工程，2018，9（5）：54-60.
作者:潘宏堅 單位:廣西壯族自治區地質環境監測站
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