地质灾害危险区划分及分区评价

地质灾害危险区划分与评价~

地质灾害危险性分区是在地质灾害易发区基础上进行的。地质灾害的易发性代表了地质灾害是否具备形成条件和发生地质灾害的难易程度。而地质灾害的危险性则包括了地质灾害的活动程度、威胁的范围、易发程度和诱发因素，是地质灾害形成的可能性。仍然采用信息量法进行计算。
一、地质灾害危险性评价指标体系
控制和影响地质灾害形成的地质条件很多，但归纳起来主包括两方面的条件，即地质灾害形成的基础条件和诱发条件。依此，可建立地质灾害危险性评价指标体系（图6-12）。
1.地质灾害活动程度
地质灾害活动程度主要是指地质灾害活动的历史。在本次地质灾害危险性评价中，主要考虑地质灾害活动的点密度和面密度，将其作为地质灾害危险性分区的依据。但地质灾害活动的历史只能说明地质灾害的过去，而未来地质灾害活动程度怎样，危险性大小主要取决于地质灾害的形成条件及诱发因素。
2.地质灾害形成条件
地质灾害形成条件包括主要控制因素和影响条件。本次地质灾害危险性区划评价中主要选取斜坡结构类型、工程地质岩组、水文地质条件、斜坡几何形态、断裂构造和人类活动等条件。
3.地质灾害威胁范围
地质灾害一旦发生，其可能影响的范围，即存在地质灾害危险的范围。本次确定的地质灾害威胁范围主要包括易发区本身斜坡地带，同时也包括沟谷底部及河流、水库内的一定范围。

图6-12 地质灾害危险性程度评价指标体系图

4.地质灾害诱发因素
诱发因素是指能够使地质环境系统向着地质灾害发生的方向演化或者导致地质灾害发生的内动力和外动力地质作用。本区诱发条件主要包括地震、降雨和人类工程活动。但由于本区地震活动相对较弱，而且能够代表地震活动程度的地震烈度和地震动峰值加速度在县域内区别不大，因此本次危险性评价中未考虑地震活动的影响因素。参与评价的主要诱发因素为降雨和人类工程活动。
二、地质灾害危险性分区
1.评价指标的量化
危险性评价采用信息量法进行计算，用1：50000地形图提取基础地理信息，从遥感影像中提取植被图层，利用降雨量等值线图提取降雨指标，人类工程活动主要从地形图和灵台县发展规划中提取，得到各种评价指标的图层，根据实际调查资料可以获得地质灾害的点密度和面密度，并将这些指标引入GIS操作系统中。
2.基于GIS的信息量分析模型迭加计算
采用基于GIS的信息量分析模型进行迭加计算，通过计算诸影响因素对斜坡变形破坏所提供的信息量值，作为区划定量指标，既能正确地反映地质灾害的基本规律，又简便、易行、实用，且便于推广应用。计算原理与过程如下：
信息预测的观点认为，滑坡与崩塌等地质灾害的产生与否与预测过程中所获取信息的数量和质量有关，是用信息量来衡量的，即：

甘肃省灵台县地质灾害研究

式中：I（Y，x1，x2，x3，…，xn）为因素组合x1，x2，x3，…，xn对滑坡与崩塌等地质灾害所提供的信息量，P（Y，x1，x2，x3，…，xn）为因素x1，x2，x3，…，xn组合条件下滑坡与崩塌等地质灾害发生的概率，P（Y）为滑坡与崩塌等地质灾害发生概率。
根据条件概率运算，式6-1可进一步写成：

甘肃省灵台县地质灾害研究

式中：Ix1（Y，x2）为在因素x1存在时，因素x2对滑坡与崩塌等地质灾害提供的信息量。
信息量法评价模型的建立过程如下：
1）首先计算各因素xi对地质灾害发生事件（H）提供的信息量I（xi，H），即：

甘肃省灵台县地质灾害研究

式中：P（xi|H）为地质灾害分布条件下出现xi的概率，P（xi）为研究区内出现xi的概率。
式6-3是其理论模型，但在实际计算时往往用下列样本频率计算：

甘肃省灵台县地质灾害研究

式中：S为研究区评价单元总数，N为研究区有地质灾害分布的单元总数，Si为研究区内含有评价因素xi的单元数，Ni为分布在因素xi内特定类别内的地质灾害单元数。
2）计算某个评价单元内n种因素对地质灾害发生的提供的总信息量Ii：

甘肃省灵台县地质灾害研究

式中：Ii为评价单元总的信息量值，n为参评因子数。
3）用总的信息量Ii作为该单元影响地质灾害发生的综合指标，其值越大越有利于地质灾害的发生，该单元的地质灾害危险性亦越高。
4）信息量结果值的分级：通常情况下，利用该模型得到的结果值Ii，是连续分布的绝对数值，需要对最终的全部单元的信息量值划分级别，将全区划分成不同等级的易发程度分区。
根据Ii的大小，给单元确定稳定性等级。Ii＜0表示该单元变形破坏的可能性小于区域平均变形破坏的可能性；Ii＝0表示该单元变形破坏的可能性等于区域平均变形破坏的可能性；Ii＞0表示该单元变形破坏的可能性大于区域平均变形破坏的可能性。也就是说，单元的信息量越大越有利于斜坡变形破坏。
5）统计分析（主观判断或聚类分析）找出突变点作为分界点，将区域分成不同等级。
评价指标的基础数据均为定量描述的数据，须采用标准化、规格化、均匀化，或对数、平方根等数值变换方法统一量纲，或者用归一化处理后变成无量纲的数据，方可代入评价模型。
3.建立模型步骤与方法
（1）因子图层的准备和重分类
首先，为进行有效的分析准备因子图层。按照信息量模型中选取因素的方法确定参与评价的因子，然后将其以1：50000地图图层的形式进入GIS系统中并将得到的因子图进行重分类。
（2）各因子图层与地质灾害分布图的叠加分析
各因子图层准备好之后，就可以在GIS中结合地质灾害分布图进行分析。对式6-5作变换可得：

甘肃省灵台县地质灾害研究

式中：N/S为区域总的地质灾害分布密度，在研究区域一定的情况下，它是一个定值；N/Si为地质灾害在某图层特定类别内的分布密度。由于可以看出，模型中关键点之一是求出每一因子图层中各类型中地质灾害的分布密度。为统计Ni/Si，需要得到地质灾害在每种因素的各个类别中的分布情况，在GIS中利用其空间分析（spatial analyst）功能来实现。
（3）各图层各类别信息量值的计算
将各图层因子的属性表和对应的地质灾害分布图做空间分析运算后，按如下公式计算出各图层各类别信息量值：

甘肃省灵台县地质灾害研究

由此可得各图层因子内各类别的信息量，按照各类别与对应的信息量之间的关系，对各类别赋予其对应的信息量值，可得单因子图层的信息量图。每个图层因子中各类别的信息量值求出后，就可以对不同图层之间相对应的栅格进行累加，最终结果得到整个研究区的一张综合信息量图，即地质灾害易发性区划图。
（4）格网大小的选取
单元网格的划分是否恰当，影响着地质灾害易发性区划结果的合理性，也影响到区划过程中各参数获取的难易程度。研究区栅格单元大小的选择依赖于分析所需的数据精度，既要足够小以获得所需细节，也要足够大以便计算机存储和保证分析的效率。在确定单元大小时，应该考虑以下几个方面的因素：
1）输入数据的精度；
2）结果数据库的大小和磁盘容量；
3）期望的相应时间；
4）将要进行的应用和分析。
比输入精度更精细的单元并不能获得比输入更精确的数据。结果栅格数据集应该与输入数据集同精度或更粗糙些。单元的大小依据研究不同而不同，单元越小，精度和准确度越高，但在编码、数据库存储和分析处理速率上的成本相应增大。对多数分析来说，基于单元分析的效率比精度损失更为重要。
适宜网格单元大小的选取受多种要素的影响，但各要素对单元选取的敏感性是不相同的（其中最为敏感的要素是地形），这些要素对格网大小选取的影响过程仍值得深入研究。在很多情况下，适宜格网单元大小的选取完全取决于专家知识和经验，无论其他要素对格网大小选取影响多大，原始数据、特别是地形数据的分辨率是格网单元选取首要考虑的要素。灵台县地质灾害危险性区划评价仍然采用500m×500m剖分栅格单元，灵台县全区评价单元共计8084个。
根据前述信息量计算方法，计算得到各单元总信息量。各因素对滑坡、崩塌等地质灾害发生的贡献越大，发生地质灾害的可能性就越大。利用统计学中常用的自然断点法将危险性区划图重新分类，将灵台县全区的地质灾害危险性划分为三级：高危险区、中危险区、低危险区。
在信息量模型定量计算分区的基础上，综合考虑各种因素，最终人工勾画出灵台县地质灾害危险程度分区图（图6-13）。

图6-13 灵台县地质灾害危险性分区图

依据地质灾害危险性分区结果，充分考虑地质灾害防治规划工作的开展，综合灵台县地貌、岩土特征、地质构造、年降雨分布规律及人类活动程度等特点，将灵台县滑坡、崩塌、泥石流灾害危险程度划分为地质灾害高危险区、中危险区、低危险区和极低危险区，根据地质灾害分布、组合特征又进一步划分为16个亚区（表6-4）。
4.危险性分区评价
（1）地质灾害高危险区（Ⅰ）
灵台县地质灾害高危险区面积232.49km2，占总面积的11.35％。包括6个地质灾害高危险亚区，即黑河北岸梁原乡横渠—付家沟—官村—朱家湾—杜家沟—景家庄子地质灾害高危险亚区（Ⅰ1）、黑河南岸梁原乡张家塬—温家庄—东门—朱家湾高地质灾害危险亚区（Ⅰ2）、达溪河北岸沿线地质灾害高危险亚区（Ⅰ3）、达溪河南岸中台镇—蒲窝乡—新开乡邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区（Ⅰ4）、邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区（Ⅰ5）和独店乡什字塬北部黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区（Ⅰ6）。本区所处地貌单元主要为黄土梁峁沟壑区及黄土丘陵区。岩性主要为第四系黄土和白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩，地表黄土覆盖厚度较大，黄土大都向冲沟倾斜。局部地形坡度较大，区内工程地质条件差，岩土层的表层风化较严重，本区人类活动比较强烈，沟谷边坡人口比较密集，人类活动对环境的改造极为强烈，主要包括建房切坡、开挖窑洞、修路等，人为活动诱发滑坡、崩塌的可能性较大。本区植被稀疏，以农作物为主，不利于水土保持。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期，侵蚀作用比较强烈。在汛期遇暴雨和连阴雨天气容易形成滑坡、崩塌灾害。特殊的岩土条件和气象条件为地质灾害的形成提供了可能性。本区也是全县滑坡、崩塌地质灾害最严重的地区。
表6-4 地质灾害危险程度分区说明表


（2）地质灾害中危险区（Ⅱ）
灵台县地质灾害中危险区面积604.03km2，占总面积的44.12％，地质灾害为灾滑坡，崩塌、泥石流和不稳定斜坡。包括4个地质灾害中危险亚区，即黑河北岸梁原乡黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区（Ⅱ1），黑河南岸-什字塬以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区（Ⅱ2），什字塬以南-达溪河以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区（Ⅱ3），达溪河南岸中台镇蒲窝乡新开乡邵寨镇广大黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区（Ⅱ4）。本区岩性为第四系中上更新统黄土覆盖于白垩系砂砾岩、砂岩、泥岩基岩之上，厚度不等，在降水作用下容易沿黄土与基岩的接触面形成滑坡。区内人类工程活动相对较强，人口比较多。人类工程活动比较强烈主要表现是为各种目的而进行的切坡，加大了崩塌、滑坡的临空面。黄土层岩石风化破碎，节理裂隙发育，为灾害中易发区。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期，侵蚀作用比较强烈，沟坡多为阶状陡坡。在汛期容易形成滑坡、崩塌灾害。灾害点分布在村庄周围、公路沿线、河谷边坡地带。地质灾害一旦发生，危害较大。
（3）地质灾害低危险区（Ⅲ）
灵台县地质灾害低危险区面积912.48km2，占总面积的44.53％，地质灾害发育较少，危险性相对较小。包括6个地质灾害低危险亚区，即梁原乡王家沟黄土塬地质灾害低危险亚区（Ⅳ1）、黑河宽阔河谷地质灾害低危险亚区（Ⅳ2）、什字塬地质灾害低危险亚区（Ⅳ3）、达溪河河谷地质灾害低危险亚区（Ⅳ4）、邵寨镇黄土塬地质灾害低危险亚区（Ⅳ5）、百里乡林场地质灾害低危险亚区（Ⅳ6）。本区黄土塬区及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好，地形平坦，虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害，百里乡林场区植被茂密，人烟稀少，人类工程活动较少，人类工程活动弱，地质环境相对优越，为地质灾害低危险区。

一、易发程度区划的原则
地质灾害易发程度是指在一定的地质环境条件和人类工程活动影响条件下，地质灾害发生的可能性的难易程度。
1）地质灾害易发区划分结合地质灾害形成的地质环境条件、诱发因素（人类工程活动、降雨等）和灾害发育现状，以定性评价为基础，通过信息系统空间分析定量计算来确定。
2）评价单元的划分按照“区内相似和区际相异”的原则来确定，以地质灾害发育的地质环境条件差异确定评价单元。采用人工方法计算时，以乡镇行政区或村级行政区为基本单元。采用计算机网格剖分时，单元面积采用500m×500m。
3）地质灾害发育程度划分为四级：高易发区（Ⅰ）、中易发区（Ⅱ）、低易发区（Ⅲ）和不易发区（Ⅳ）四级。在划分过程中，根据实际调查情况，具体问题具体分析，尽可能便于乡镇政府开展防治工作。
二、工作思路和技术路线
地质灾害易发程度区划是地质灾害详细调查中的重要环节，地质灾害易发性区划图是地质灾害调查研究中最基础、最重要的图件之一。地质灾害的易发性区划研究主要是对地质灾害形成的内因进行分析，综合考虑工程地质条件、植被、长期的综合降雨等影响因素在地质灾害形成过程中的作用，基于GIS平台对其影响因素进行量化分析，同时考虑各个影响因素所占的权重，遵循一定的原则设计开发程序，从而生成最终的地质灾害易发性区划图。
在地质灾害野外调查资料及整理生成的地质灾害分布图、地质灾害调查测绘图、地质灾害详细调查实际材料图的基础上，通过对灵台县地质灾害详细调查数据综合分析，对研究区进行了剖分，对每个剖分网格中地质灾害的点密度、面密度和体密度进行了分级，确定其分级指数，调用开发软件确定每个网格的灾害性影响指数，采用袭扰系数法生成初步地质灾害易发性区划图，并利用地理信息系统软件ArcGIS和MapGIS6.7空间分析功能将地质灾害的各个影响因素图叠加到初步地质灾害易发性区划分级图中，绘制出该县的地质灾害易发性分区图。灵台县地质灾害易发性区划研究系统流程图如图6-1所示。
具体步骤为：首先将灵台县地质灾害分布图进行500m×500m网格剖分。其次对每个网格内地质灾害的个数、体密度、面密度采取不同的原则将每个网格的灾害易发性程度分为四级，生成初步的地质灾害易发性等值线图。然后对该县的地形地貌图、地层岩性图、降雨量分布图、地形坡度图、植被覆盖图分别采取相应标准分为四级，采取专家打分的方法确定其权重。最后叠加各个图层从而生成灵台县地质灾害易发性分区图，为灵台县地质灾害详细调查危险性区划和灵台县地质灾害防治区划等提供可靠的数据，同时为政府部门采取有效的措施进行统筹规划减灾防灾以及灾害治理提供了可靠的依据。

图6-1 地质灾害易发性区划研究系统流程图

三、基于GIS的地质灾害区划研究
首先在MapGIS6.7平台上，以灵台县地质灾害分布图为底图采用袭扰系数法生成初步的地质灾害易发性区划图，然后把该地区地质灾害的主要影响因素地貌类型、地层岩性、降雨量分布、地形坡度及植被分布的各个图件按照不同的标准进行分级，采用专家打分的方法确定各个影响因素的权重，最后在MapGIS6.7中将初步地质灾害易发性区划图与各个影响因素图进行叠加生成最终的灵台县地质灾害易发性区划图。
1.生成基于袭扰系数法的初步地质灾害易发性区划分级图
经典袭扰系数法是以反映地质灾害发育密度和规模的袭扰系数R值为依据，对调查区地质灾害易发程度进行定量分析与评价的一种方法。R值这个指标综合考虑了单位面积内（每个剖分网格）灾害点的个数、面积和体积。
采用袭扰系数法对地质灾害易发性区划的具体方法如下：
1）首先在1：50000灵台县地质灾害测绘图上进行网格剖分，共剖分8084个网格，每个网格单元代表的实地面积为500m×500m（图6-2）。
2）分别计算每一个网格单元内滑坡、崩塌、泥石流和潜在不稳定斜坡等地质灾害的个数、面密度、体积密度。采用专家评判方法，将高易发、中易发、低易发、不易发之间的界限值确定出来，每个网格中灾害点个数、体密度、面密度按最高一项确定其袭扰系数值，计算出每个网格的地质灾害易发性袭扰系数，将评价区的易发性分为4级，即：高易发、中易发、低易发和不易发，其易发袭扰指数分别赋值4，3，2，1。
3）以R值为依据自动生成初步地质灾害易发性等值线图，然后根据R值的界限给不同级别赋上不同的颜色从而生成初步的地质灾害易发性区划分级图。

图6-2 灵台县地质灾害易发性区划剖分图


图6-3 灵台县初步滑坡崩塌泥石流易发程度区划图

表6-1 滑坡崩塌泥石流易发性袭扰系数值的取值原则


在表6-1所示的地质灾害易发性袭扰系数值的取值原则基础上，生成初步的滑坡崩塌泥石流易发程度区划图（图6-3）。
2.地质灾害影响因素的分级标准及权重确定
影响灵台县地质灾害的主要因素有地貌类型、地层岩性、降雨量分布、地形坡度、植被覆盖度，将这5个影响因素作为地质灾害评价指标，把各个影响因素的地质灾害易发程度分为高、中、低易发区和不发育区4个等级，其易发指数分别赋值4，3，2，1。滑坡崩塌泥石流影响因素易发程度分区评价体系如表6-2所示。
表6-2 滑坡崩塌泥石流影响因素易发程度分区评价标准


根据表6-2的评价标准，绘制出各个影响因素的地质灾害影响程度分区图（图6-4、图6-5、图6-6、图6-7、图6-8），各个图的剖分也按地质灾害测绘图上的同一网格，各个影响因素图也按照表6-2的评价标准，将各个区高、中、低易发区和不发育区分别赋予指数4，3，2，1。
采取专家打分的原则来确定各个影响因素的权重，本次共发出了80份专家打分表，收回60份，从收回的专家打分表中将各个影响因素的权重进行加权平均得出各个影响因素的最终权重，初步地质灾害易发性分区图权重为0.4，地貌类型权重为0.153，地层岩性权重0.104，降雨量权重为0.081，地形坡度权重为0.162，植被覆盖权重为0.1。
3.滑坡崩塌泥石流易发程度区划图的生成及等级划分
以灵台县初步地质灾害易发性区划图为基图，将各个影响因素对地质灾害影响分区赋予的灾害性指数乘以各自的权重，在ArcGIS中将各个影响因素叠加到基图中，生成灵台县滑坡崩塌泥石流易发程度剖分网格灾害性指数图（图6-9）。在地质灾害易发性剖分网格灾害性指数图的基础上在MapGIS中生成灵台县地质灾害易发程度区划分级图（图6-10）。
对灵台县易发性区划分级图进行整理，根据分区的原则进行整理和综合规划修改，得出最终的灵台县滑坡崩塌泥石流易发程度区划图（图6-11）。
如图6-11所示，将滑坡崩塌泥石流易发程度区划图分为高易发区（Ⅰ）、中易发区（Ⅱ）、低易发区（Ⅲ）、不易发区（Ⅳ）。

图6-4 灵台县地貌类型对滑坡崩塌泥石流影响分区图


图6-5 灵台县地层岩性对滑坡崩塌泥石流影响分区图


图6-6 灵台县降雨量对滑坡崩塌泥石流影响分区图


图6-7 灵台县地形坡度对滑坡崩塌泥石流影响分区图


图6-8 灵台县植被覆盖度对滑坡崩塌泥石流影响分区图


图6-9 滑坡崩塌泥石流易发程度剖分网格灾害性指示图


图6-10 灵台县滑坡崩塌泥石流易发程度分级图


图6-11 灵台县滑坡崩塌泥石流易发程度区划图

4.易发区评价
依据地质灾害易发程度分区结果，充分考虑下一步防治规划工作的开展，综合灵台县地貌、地质构造等特点，将灵台县地质灾害易发程度划分为滑坡、崩塌、泥石流地质灾害高易发区（Ⅰ）、中易发区（Ⅱ）、低易发区（Ⅲ）和不易发区（Ⅳ）四级19个区。滑坡崩塌泥石流易发程度区划图说明表如表6-3所示。
（1）地质灾害高易发区（Ⅰ）
高易发区面积为36.43km2，占全区面积的1.78％，灾害点数量为126处，灾害点密度为3.46处/km2，灾害点密度较大。根据此次滑坡崩塌泥石流易发程度区划，将灵台县滑坡崩塌泥石流高易发区划分出4个亚区，即马家沟—付家沟—王家沟滑坡崩塌高易发区（Ⅰ1）；横渠—付家沟—官村—东门—史家街子—马家寨—干涝池-朱家湾滑坡崩塌高易发区（Ⅰ2）；坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄滑坡崩塌高易发区（Ⅰ3）；南店子—下河—东王沟—康家沟—红崖沟滑坡崩塌高易发区（Ⅰ4）。
1）马家沟—付家沟—王家沟滑坡崩塌高易发区（Ⅰ1）
主要包括马家沟—付家沟—王家沟三个村，灾害点密度1.34处/km2，面积6.73km2，占高易发面积的18.47％，发育灾害点7处，全部为滑坡。所处地貌单元主要为黑河谷地区及黄土梁峁区，岩性主要为第四系黄土及新近系和下白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩，植被稀疏，河流—冲沟发育，冲沟多为“V”型谷，谷坡坡形变化大，多处近直立，地形破碎，地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁，滑坡等灾害发育。
2）横渠—付家沟—官村—东门—史家街子—马家寨—干涝池-朱家湾滑坡崩塌高易发区（Ⅰ2）
主要包括黑河沿岸的梁原乡的横渠、付家沟、官村、东门村、朱家湾村和黑河支流黄土梁峁丘陵区的朝那镇的史家街子、马家寨、干涝池村，灾害点密度2.2两处/km2，面积18km2，占高易发面积的49.41％，发育灾害点40处，38个滑坡，两个不稳定斜坡。所处地貌单元主要为黑河谷地区及其支流的黄土梁峁区，岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩，植被不发育，河流—冲沟发育，冲沟多为“V”型谷，谷坡坡形变化大，局部近直立，地形破碎，地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁，滑坡等灾害发育。
表6-3 滑坡崩塌泥石流易发程度区划图说明表


3）坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄滑坡崩塌高易发区（Ⅰ3）
主要是达溪河北岸沿线的城关镇的坷台、杨村、水泉、下河、东王沟、许家沟、安家庄村，灾害点密度6.85处/km2，灾害点密度很大，面积7.51km2，占高易发面积的20.61％，发育灾害点49处，14个滑坡，23个不稳定斜坡，两个泥石流。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区，岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩，植被不发育，河流—冲沟发育，冲沟多为“V”型谷，坡度变化大，局部近直立，地形破碎，地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁，滑坡等灾害发育。
4）南店子—下河—东王沟—康家沟—红崖沟滑坡崩塌高易发区（Ⅰ4）
主要是达溪河南岸沿线和达溪河支流蒲河的城关镇的坷南店子、下河、东王沟、康家沟、红崖沟村，灾害点密度4.2处/km2，灾害点密度较大，面积4.19km2，占高易发面积的7.16％，发育灾害点30处，12个滑坡，18个不稳定斜坡。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区，岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩，植被不发育，河流—冲沟发育，冲沟多为“V”型谷，坡度变化大，局部近直立，地形破碎，地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁，滑坡等灾害发育。
（2）地质灾害中易发区（Ⅱ）
该区面积351.60km2，占总面积17.16％，发育灾害点281处，灾害点密度0.8处/km2，包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村、王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村、寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村和新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村4个亚区。
1）包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村中易发亚区（Ⅱ1）
分布于黑河南岸极其支流的梁原乡横渠、马家沟、付家沟、赵家咀、安冯村、杜家沟、景家庄子沿河一带，是典型的黄土梁峁丘陵区，面积13.88km2，占中易发区总面积的3.95％，发育灾害点14处，灾害点密度1.0处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土。黄土层及白垩系砂砾岩、砂岩局部岩石及土层风化破碎，节理裂隙发育，为灾害中易发区。
2）王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村中易发亚区（Ⅱ2）
分布于黑河南岸极其支流的梁原乡、朝那镇、上良乡、什字镇、西屯乡、独店镇沿河一带，是典型的黄土梁峁丘陵区，面积144.12km2，占中易发区总面积的7％，发育灾害点94处，灾害点密度0.82处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土、白垩系砂砾岩、砂岩。区内人口相对较少，局部岩石及土层风化破碎，节理裂隙发育，为灾害中易发区。
3）寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村中易发亚区（Ⅱ3）
该区面积95.72km2，占中易发区总面积的27.22％，发育灾害点70处，灾害点密度0.73处/km2，地貌为黄土梁峁区、低中山区。岩性为新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育，沟坡多为阶状陡坡，植被较差，人类工程活动频繁，灾害点分布在村庄周围、公路沿线和河谷边坡地带。
4）新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村中易发亚区（Ⅱ4）
主要位于达溪河南部的中台镇、新开乡、蒲窝乡、邵寨镇，该区面积97.88km2，占中易发区总面积的27.84％，发育灾害点103处，灾害点密度1.05处/km2，属于黄土梁峁丘陵区，岩性以新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育，沟坡多为阶状陡坡，植被一般，人类工程活动相对较弱，灾害点分布在村庄周围、河谷边坡地带。
（3）地质灾害低易发区（Ⅲ）
该区面积722.96km2，占中易发区总面积的35.28％，发育灾害点73处，灾害点密度0.10处/km2。包括梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区、什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区、龙门乡黄土梁峁丘陵区、什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区、达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区5个亚区。
1）梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区低易发区（Ⅲ1）
位于梁原乡黑河北岸一带，面积32.2km2，占低易发区总面积的4.43％，无灾害点发育，属于黄土梁峁丘陵区，岩性以第四系黄土和白垩系泥质、砂岩为主。区内沟谷发育，地形切割强烈，黄土层及泥岩砂岩局部较破碎，表层风化严重。
2）什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区低易发亚区（Ⅲ2）
位于什字塬北部-黑河南岸沿线的朝那、上良、什字、西屯、独店5个乡镇，面积147km2，占低易发区总面积的20％，发育有灾害点8处，灾害点密度0.054处/km2，表层覆盖第四系黄土，河沟切割强烈出有白垩系泥岩、砂岩。区内沟谷发育，地形切割强烈，岩石较破碎，表层风化严重，人类工程活动较少。
3）龙门乡黄土梁峁丘陵区低易发亚区（Ⅲ3）
位于龙门乡黄土梁峁丘陵区一带，面积95.329km2，占低易发区总面积的13.19％。发育灾害点10处，灾害点密度0.10处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌，上部岩性为第四系黄土，下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩，表层风化严重，局部地形切割强烈，人类工程活动较少。
4）什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区低易发亚区（Ⅲ4）
主要是什字塬南部-达溪河北岸的广大梁峁丘陵区一带，面积191.6km2，占低易发区总面积的26.5％。发育灾害点28处，灾害点密度0.146处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌，上部岩性为第四系黄土，下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩，表层风化严重，局部地形切割强烈，人类工程活动较少。
5）达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区低易发亚区（Ⅲ5）
主要是龙门乡黄土梁峁丘陵区一带，面积256.824km2，占低易发区总面积的35.5％。发育灾害点25处，灾害点密度0.097处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌，上部岩性为第四系黄土，下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩，表层风化严重，局部地形切割强烈，人类工程活动较少。
（4）地质灾害不易发区（Ⅳ）
灵台县地质灾害不易发区总面积938.01km2，占全区面积的45.78％，基本无地质灾害发生。由梁原乡黄土塬区（Ⅳ1）、黑河宽阔河谷区（Ⅳ2）、什字塬不易发区（Ⅳ3）、达溪河河谷不易发区（Ⅳ4）、邵寨镇黄土塬不易发区（Ⅳ5）、百里乡林场不易发区（Ⅳ6）组成。
不易发区主要是黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区以及植被茂密人烟稀少的林场区。黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好，地形平坦，虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害，百里乡林场区植被茂密，人烟稀少，人类工程活动较少，地质环境相对优越，为地质灾害不易发区。
1）梁原乡黄土塬区（Ⅳ1）
本区主要位于梁塬乡王家沟村及黑河低缓阶地，面积19.8km2，占不易发区总面积的2.11％，本区岩土以第四系黄土为主，工程地质条件较好，地质灾害不发育。
2）黑河宽阔河谷区（Ⅳ2）
本区主要位于黑河宽阔河谷区。面积17.43km2，占不易发区总面积的1.86％，本区河谷较宽阔，地形较平坦，人类工程活动弱，地质灾害不发育。
3）什字塬不易发区（Ⅳ3）
主要位于广阔的什字塬区。本区面积306.55km2，占不易发区总面积的32.68％，本区地形平坦，工程地质条件较好，地质灾害不发育。
4）达溪河河谷不易发区（Ⅳ4）
本区主要位于达溪河沿岸宽阔河谷区。面积38km2，占不易发区总面积的4.1％，本区河谷较宽阔，地形较平坦，人类工程活动弱，地质灾害不发育。
5）邵寨镇黄土塬不易发区（Ⅳ5）
本区主要位于邵寨镇小黄土塬区，面积18.91km2，占不易发区总面积的2％，本区岩性以第四系黄土为主，工程地质条件较好，地质灾害不发育。
6）百里乡林场不易发区（Ⅳ6）
本区主要位于百里乡林场区。面积537km2，占不易发区总面积的57.3％，本区植被茂密，人烟稀少，人类工程活动较少，地质环境相对优越，为地质灾害不易发区。

本次危险程度分析亦采用基于GIS的信息迭加法。由于和地质灾害易发区划分采用的方法、指标体系建立、指标量化、评价单元剖分等相同或相近，故仅简述之。

一、地质灾害危险区划分

（一）危险程度评价指标体系

地质灾害危险区是指明显可能发生地质灾害且有可能造成较多人员伤亡和严重经济损失的地区。因此，其区域划分应基于地质灾害演化趋势，采用造成损失的地质灾害点，结合地质灾害形成条件与触发因素、演变趋势与人类工程活动，从而圈定不同地质灾害危险程度。

依据此原则，在地质灾害形成条件分析的基础上，采用目标分析方法建立了延安市宝塔区滑坡危险程度评价的三层结构指标体系（图6-16）。

图6-16 地质灾害危险程度评价指标体系框图

1.灾害历史

灾害历史即已有地质灾害群体统计，主要考虑已形成地质灾害的滑坡、崩塌的数量和规模。鉴于遥感解译而未经调查的滑坡、崩塌以及不稳定斜坡一般都属于未造成损失的自然地质现象，故本次以已经造成或有潜在危害的实际调查的滑坡、崩塌、不稳定斜坡为依据，采用其点密度、面密度和体积密度来表征。

2.基本因素

基本因素指控制和影响地质灾害发生的地质环境条件背景，如坡度、坡高、坡型和岩土体类型等。

3.诱发因素

指诱发（或触发）地质环境系统向不利方向演化甚至导致地质灾害发生的各种外动力和人类活动因素，包括降雨和人类工程活动。

图6-17 层次分析法确定权重的流程图

确定权重的方法主要包括专家打分法、调查统计法、序列综合法、公式法、数理统计法、层次分析法和复杂度分析法。其中，层次分析法是由多位专家的经验判断并结合适当的数学模型再进一步运算确定权重的（图6-17），是一种较为合理可行的系统分析方法。本次研究就采用这种方法，首先聘请国内外有关灾害研究专家、灾害研究者根据自己的体会和经验，填写黄土崩滑灾害重要性比较矩阵（表6-5）。

表6-5 区域滑坡危险程度综合评价指标体系重要度比较矩阵

注：A1代表灾害历史因素，A11，A12，A13 分别为：灾点密度，灾点面密度，灾点体密度；A2 代表基础因素，A21，A22，A23，A24，A25分别为：坡度，坡高，坡型，岩土类型和植被覆盖率；A3代表诱发因素，A31，A32分别为：气象条件，人类工程活动。

基于重要度比较矩阵，利用方根法求得权重：

A=（0.64，0.26，0.11）

A1=（0.60，0.20，0.20）

A2=（0.48，0.18，0.20，0.06，0.08）

A3=（0.2，0.8）

为检验判断矩阵的一致性，分别求取各层次因子一致性指标CR，经检验可知：

CR_A＜0.1，CR_A1＜0.1，CR_A2＜0.1，CR_A3＜0.1

即各判断矩阵满足一致性，所获得的权重值合理。

（二）评价指标量化

与易发区评价指标量化过程类似，仍然以宝塔区1：5万比例尺和城区1：1万比例尺的数字地形图和地质灾害详细调查数据为基础，分别提取基本评价指标：坡度、坡高以及坡型（坡型指标以地面曲率表示）和已有滑坡崩塌群体统计指标。由于完全基于调查地质灾害点数据，因此能够获取评价单元内精确的灾害点密度、面积密度以及体积密度。

同样，植被指数也来源于全区Spot5遥感数据，根据NDVI计算公式，采用ERDAS遥感影像处理软件，对全区的植被指数进行提取，作为全区植被情况的量化值。人类工程活动的量化是以调查区的公路为基准线，向两边做三个缓冲区，间隔500m，以ArcGIS为工具，分别做出上面同易发区类似的全区及城区的各个指标量化分级图，然后生成数字矩阵作为后面评判的基础数据集。

（三）计算单元剖分

本次危险程度评价单元的剖分与易发程度区划的单元剖分一致。整个调查区以幼年期沟谷中的三级支流干沟、冲沟等划分为135个单元（图6-9）。城区以幼年期沟谷中的四级、五级支流干沟—细沟划分为816个单元（图6-10）。

（四）基于GIS的信息量迭加

1.运算方法及结果

将上述各个评价指标的量化值生成数字矩阵，利用GIS系统的空间迭加与统计功能，计算每一个单元格的所有评价指标值，然后得到数字矩阵的计算结果。再利用ArcGIS平台提供的分析计算功能，将研究区各评价单元数据按照权重分配结果，分级进行信息叠加计算，获取每个单元的危险程度指标（图6-18）。

图6-18 地质灾害危险程度计算结果图

2.危险程度等级分区

综合前面的分析，本次研究经统计分析（主观判断或聚类分析）找出突变点作为分界点，将区域分成划分为低危险，中危险和高危险三个等级，对上面的评判计算结果进行分级（图6-19；表6-6），在定量计算分级分区的基础上，综合考虑各种因素，人工勾画出宝塔区地质灾害危险程度分区图（图6-20，图6-21）。

表6-6 地质灾害危险程度评价分区表

图6-19 地质灾害危险程度分级图

图6-20 地质灾害危险程度分区图

图6-21 城区地质灾害危险程度分区图

二、地质灾害危险区分区评价

依据地质灾害危险程度区划评的评估原则和宝塔区地质灾害危险程度的等级分区图，地质灾害危险程度划分为高危险区、中等危险区、低危险区3个级别的区域，结合地质灾害易发区和承灾体种类及其分布的区域，进一步划分了6个亚区（图6-20，图6-21；表6-7）。分区评价描述如下。

表6-7 地质灾害危险程度分区说明表

（一）高危险区（Ⅰ）

高危险区主要分布于北部延河流域，集中分布于城区（Ⅰ₁）、姚店镇（Ⅰ₂）、丁庄（Ⅰ₃）、牡丹—雷鼓川上游（Ⅰ₄）和蟠龙川上游（Ⅰ₅）等五个亚区范围内。高危险区的总面积约907.84km²，占全区面积的25.53%。该区城镇化建设速度较快，城镇化率在20%～30%之间，分布有公路、铁路、城镇建筑以及著名革命圣地旅游风景区等许多重要工程建筑设施。区内常住人口较为密集，流动人口往来较频繁。除五羊川流域和桥儿沟镇地段延河Ⅰ级沟谷区外，其他区与地质灾害高易发区基本重合，崩塌、滑坡发育密度76～165处/100km²。历史上灾害发育较多，发育滑坡221处：其中危险滑坡28处，次危险滑坡118处，不危险滑坡75处；发育崩塌36处，其中危险崩塌24处，次危险崩塌10处，不危险崩塌2处：危险斜坡地段14处，次危险斜坡地段16处。共计发育地质灾害288处，危险程度在危险—次危险的地质灾害点占区内总地质灾害点73%。现今潜在地质灾害威胁4702人，资产期望损失11421万元。有宝塔山滑坡（BT4039）、棉土沟滑坡（BT3087）、二庄科武警中队滑坡（BT1003）等26处重要地质灾害点分布在该区。

1.城区亚区（Ⅰ₁）

城区亚区位于调查区中西部，以城区为中心，向西北延伸至延河与西川，向西南延伸至杜甫川，向南延伸至南川，向东北顺延河延伸至川口。面积441.69km²，占高危险区面积48.65%。发育地质灾害220处：发育滑坡165处，其中危险滑坡18处，次危险滑坡77处，不危险滑坡70处；发育崩塌29处，其中危险崩塌19处，次危险崩塌8处，不危险崩塌2处；危险斜坡地段10处，次危险斜坡地段16处。该区城镇化建设速度较快，城镇化率20%～30%，分布有公路、铁路、城镇建筑以及著名革命圣地旅游风景区及其重要工程建筑设施。地质灾害威胁4024人、378孔（间）窑洞（房屋）、350m铁路及1200m公路，资产期望损失11735万元。

2.姚店亚区（Ⅰ₂）

姚店亚区位于调查区中东部，以姚店镇为中心，沿蟠龙川向北达青化砭，顺延河向西近抵甘谷驿，就延河南岸一支流向南至赵家沟。面积261.39km²，占高危险区面积的28.79%。发育地质灾害47处：发育滑坡36处，其中危险滑坡5处，次危险滑坡28处，不危险滑坡3处；崩塌7处，其中危险崩塌5处，次危险崩塌2处；危险斜坡地段4处。分布有公路、铁路、村庄等工程设施。地质灾害威胁1982人，152孔（间）窑洞（房屋），资产期望损失4635万元。

3.丁庄亚区（Ⅰ₃）

丁庄亚区位于调查区西北部边界附近，丰富川上游。面积40.32km²，占高危险区面积的4.44%。该区地形地貌条件复杂，沟谷纵横、河流侵蚀作用强烈，植被覆盖率较低，水土流失严重，极易发生灾害。现今发育危险性滑坡2处，不稳定斜坡1处，共计发育地质灾害3处。

4.牡丹—雷鼓川上游亚区（Ⅰ₄）

牡丹—雷鼓川上游亚区位于调查区西北部边界附近，牡丹-雷鼓川上游。总面积112.13km²，占高危险区面积的12.35%。该区地形地貌条件复杂，沟谷纵横、河流侵蚀作用强烈，植被覆盖率较低，水土流失严重，极易发生灾害。人口密度相对较大，村民建房切坡等不合理工程活动较多，潜在地质灾害发育。现今发育潜在地质灾害10处，其中危险滑坡1处，次危险滑坡8处，不危险滑坡1处。灾害威胁597人，资产期望损失256万元。

5.蟠龙川上游亚区（Ⅰ₅）

蟠龙川上游亚区位于调查区东北部边界附近，蟠龙川上游。总面积52.31km²，占高危险区面积的5.77%。该区地形地貌条件复杂，沟谷纵横、河流侵蚀作用强烈，植被覆盖率较低，水土流失严重，极易发生灾害，人口密度相对较大，村民建房切坡等不合理工程活动较多，潜在地质灾害发育。现今发育地质灾害点8处：包含2处危险性滑坡，5处次危险性滑坡和1处不危险滑坡。

（二）中危险区（Ⅱ）

中危险区主要分布在宝塔区中北部高危险区外围的黄土梁峁地带，南部汾川河流域官庄乡附近有小面积分布，该区涉及了18个乡镇和3个街道办的部分区域，总面积约1417.34km²，占全区面积的39.85%。该区局部城镇化建设速度较快，城镇化率小于20%，公路、城镇建筑、水库、采矿、采油等重要的工程设施零星展布。除南部汾川河流域外，其他区与地质灾害中易发育区基本重合，崩塌、滑坡发育密度1～69处/100km²。发育地质灾害点102处：滑坡72处，其中危险滑坡15处，次危险滑坡38处，不危险滑坡19处；崩塌16处，其中危险崩塌11处，次危险崩塌4处，不危险崩塌1处；危险斜坡地段11处，次危险斜坡地段3处。地质灾害威胁2676人，532孔（间）窑洞（房屋），资产期望损失851.8万元。柳林镇东队崩塌隐患（BT1111）、后庙沟不稳定斜坡（BT3047）等12处重要地质灾害点分布在该区。

1.中北部亚区（Ⅱ₁）

中北部亚区分布在调查区中北部高危险区外围Ⅱ、Ⅲ级沟谷区内，在西川河南岸有小面积分布。中北部亚区总面积1223.27km²，占中危险区面积86.31%。该区局部城镇化建设速度较快，城镇化率小于20%，公路、城镇建筑、水库、采矿、采油等重要的工程设施零星展布。发育地质灾害点97处：发育滑坡69处，其中危险滑坡14处，次危险滑坡37处，不危险滑坡18处；发育崩塌15处，其中危险崩塌11处，次危险崩塌3处，不危险崩塌1处；危险斜坡地段10处，次危险斜坡地段3处。地质灾害威胁2193人，455孔（间）窑洞（房屋），资产期望损失452.4万元。

2.西川河上游亚区（Ⅱ₂）

分布在调查区中部西侧，枣园镇西川河南岸，面积50.36km²，占中危险区面积3.55%。发育地质灾害2处，皆为危险性滑坡。地质灾害威胁441人，202国道上过往车辆、人员，以及59孔（间）窑洞（房屋），资产期望损失196万元。

3.官庄亚区（Ⅱ₃）

分布在调查区南部东侧，地貌上属汾川河的中上游。面积143.71km²，占中危险区面积的10.14%。发育地质灾害点3处：1处次危险滑坡、1处崩塌，1处危险斜坡地段。地质灾害威胁32人，18孔（间）窑洞（房屋），资产期望损失7万元。

（三）低危险区（Ⅲ）

低危险区主要分布在调查区南部5个乡镇和延河河沟区，面积1251.92km²，占全区面积35.2%。分布有公路、局部分布有城镇建筑、水库、采矿、采油等重要工程设施。人类工程活动微弱。地质灾害面密度0.2处/100km²。其中调查区南部亚区（Ⅲ₁）仅发育6处不稳定斜坡，危险斜坡地段4处，次危险斜坡地段2处。地质灾害威胁79人，79孔（间）窑洞（房屋），资产期望损失200万元。仅有姚家坡村不稳定斜坡1处重要地质灾害点分布在该区。延河河谷亚区（Ⅲ₂）主要分布在宝塔区城区宽阔的河谷等地。属延河Ⅰ级沟谷区，尽管区内城市化建设速度较快，人类工程活动强烈，但由于河谷区地形宽阔、且较平坦，两侧滑坡受滑距限制，一般不至于滑至该范围，危险程度因此较低。

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地质灾害危险区划分及分区评价视频