基于信息量法和GIS技术的竹山县上庸镇滑坡地质灾害危险性评价研究.pdf

文章编号:():./.基于信息量法和 技术的竹山县上庸镇滑坡地质灾害危险性评价研究贾彬誉李宇翔(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳市)摘 要:在对上庸镇地质灾害进行野外实地调查和资料收集的基础上选定坡度、坡向、地层岩性、地质构造、河流水系为基本因子选定降雨、人类工程活动为诱发因子以 个评价因子为基础建立上庸镇滑坡地质灾害危险性评价指标体系应用信息量法并通过 软件完成上庸镇滑坡地质灾害危险性评价 结果表明:研究区内极高风险区主要分布在堵河及其支流两侧此区域地质灾害分布较多危险性较高其他区域地质灾害分布则相对较少 关键词:信息量法上庸镇滑坡灾害地质灾害危险性评价中图分类号:.文献标识码:引言地质灾害分布广泛对社会发展和人民生命财产安全造成重大威胁 基于有限的国家资源地质灾害问题无法全部采取工程治理的措施解决 制定区域地质灾害防治决策时为了区分治理优先级需要对地质灾害形成条件进行因果分析按照危险性高低的原则将研究区进行分类 竹山县上庸镇工作区主要为中低山河谷侵蚀切割强烈地层以变质岩为主岩体抗风化能力低由于研究区受到地质环境条件复杂、人类工程活动及频繁暴雨等因素影响许多滑坡、崩塌等地质灾害在该区域发育 文章所做竹山县上庸镇地质灾害风险性区划研究意义主要体现在:一是可为上庸镇区域防灾减灾工作提供参考二是为上庸镇工农业生产整体布局和社会经济发展整体规划提供一定的研究依据 研究区基本情况上庸镇位于堵河中上游秦巴山脉南延地带距竹山县城 版土面积 上庸镇跨越东经 北纬 东与深河、九华林场连畔南与官渡毗邻北与潘口、溢水交界 工作区地处北亚热带季风气候区降雨较为充沛年平均降水量在 区内水系主要为长江一级支流 汉江的堵河水系 工作区跨竹山、竹溪、房县三地地处武当山山脉和大巴山山脉之间地貌总体呈东高西低南陡北缓 工作区地处淮阳山字型构造体系西翼反射弧新华夏系第三隆起带昆仑秦岭纬向构造体系东秦岭南亚带第二沉降带中段交接部位为秦岭地槽区东段南缘 山体走向为北西南东向 新近系以来工作区新构造运动的特征主要为地壳构造作用已进入造山后均衡调整阶段测区及附近地区地震活动频繁主要受竹山断裂带控制区内地下水主要为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水及基岩裂隙水 研究区内共分布有 个滑坡灾害点 研究方法.确定评价因子正确选择评价因子是开展地质灾害危险性评价研究的必要环节 文章在获取野外实地调查资料和搜集其他相关资料的基础上共确定了 个评价因子 其中坡度、坡向、地质构造、地层岩性、河流水系为基本因子人类工程活动及降雨为诱发因子.评价步骤()计算危险性研究评价因子信息量值:基于 技术对研究区内地质灾害分布和评价因子的关系展开分析而后运用信息量法为各评价因子赋 年 第 期 北方交通予信息量值()基于 将各评价因子要素采取栅格单元叠加的方式进行叠加分析进而完成上庸镇滑坡地质灾害危险性区划研究.基于信息量法的各评价因子信息量值的确定()信息量法思想信息量法应用在危险性评价中的思想可以概括为:基于 软件将每个因子对地质灾害的实际影响程度量化为信息量值然后将全部评价因子对评价单元的信息量值相加而评价单元的危险度就可以用总信息量的大小表示 信息量值越大说明越容易发生地质灾害 信息量值可通过式()计算()/()式()中为研究区内评价单元总的信息量值 为滑坡地质灾害事件()为评价因子为滑坡地质灾害贡献的信息量 为研究区内滑坡地质灾害分布数量为研究区评价因子 在某一级别区域内滑坡地质灾害分布数量 为研究区内评价单元数量为研究区评价因子 在某一级别区域内评价单元数量()地质灾害分布与评价因子的关系()坡度 坡度对地质灾害发育有着很大的影响 对研究区进行数据统计分析可知:研究区内坡度为 的区域分布的滑坡地质灾害最多占到了总数量的.其次坡度为 的区域在敏感性方面表现得最高滑坡在该区域的分布达到.个/坡度为 区域的滑坡地质灾害点密度达.个/而地质灾害分布最少和敏感性最低的区域是坡度为 的区域()坡向 坡向能够直接决定滑坡受到太阳辐射的强度大小进而改变滑坡表面水的蒸发量并使坡体遭到侵蚀从而对整个滑坡的岩土体物理力学参数造成影响 对研究区进行数据统计分析可知:研究区内坡向为东南、东北方向的区域在敏感性方面表现最强滑坡在该区域的分布达到了.个/及以上其次为坡向正西、正东、西北方向的区域该区域的滑坡灾害点密度为.个/研究区的其他区域敏感性最低滑坡地质灾害点密度也最小()地层岩性 地层岩性对滑坡岩土体参数和应力的分布有很大影响 对研究区数据进行统计分析可知:第四系全新统、志留系下统梅子垭组上段、震旦系上统江西沟组、霍河组、震旦系下统耀岭河组滑坡灾害点密度较大在.个/以上 寒武系杨家堡组、竹山组、志留系中统竹溪组、志留系下统梅子垭组下段、中元古界武当群双台组地质灾害点密度稍小其余地层无滑坡地质灾害分布()地质构造 当斜坡附近岩土体的完整性受到地质构造运动破坏时会引起岩体节理裂隙发育和岩体破碎等现象而这也会间接为滑坡的形成提供大量物质来源 把研究区划分为距地质构造距离 、以及 的缓冲区对研究区数据进行统计分析可知:研究区内距构造形迹 的区域滑坡地质灾害分布最多滑坡地质灾害密度可达.个/其次为 、的区域滑坡地质灾害点密度较小而大于 的区域敏感性最低滑坡地质灾害分布最少()河流水系 河流对岸边的淘蚀、冲刷会造成岸边的斜坡底部缺少支撑进而发生滑坡地质灾害 把研究区划分为距河流水系 、以及大于 的缓冲区 对研究区进行数据统计分析可知:研究区内距离河流水系 的区域滑坡地质灾害密度最大可达 个/其次为 、的区域滑坡地质灾害点密度较小而大于 的区域敏感性最低滑坡地质灾害分布最少()降雨 特大降雨之后雨水的大量下渗会改变斜坡岩土体物理力学参数使其抗剪强度降低增大岩土体的容重从而更易发生滑坡地质灾害 对研究区进行数据统计分析可知:研究区内降雨量为 的区域滑坡地质灾害点密度最大可达.个/其次为降雨量 的区域滑坡地质灾害点密度较小降雨量为 的区域敏感性最低滑坡地质灾害分布最少而降雨量为 的区域内无滑坡地质灾害点分布()人类工程活动 由于公路分布密度可以较好地反映人类工程活动故文章探究研究区的公路北方交通 年 第 期分布密度与滑坡分布的关系 把研究区划分为距公路 和大于 的缓冲区对研究区进行数据统计分析可知:研究区内距离公路 的区域滑坡地质灾害分布较多滑坡地质灾害点密度可达.个/而大于 的区域敏感性低滑坡地质灾害分布较少 该结果也间接说明了人类工程活动对滑坡地质灾害发育产生较为明显的影响()评价因子信息量值计算由式()计算信息量值计算结果见表 表 各评价因子信息量值计算结果评价因子类别信息量值评价因子类别信息量值评价因子类别信息量值坡向/()坡度/().地层岩性公路缓冲区/.构造缓冲区/水系缓冲区/年降雨量/.表 中坡向为:(平面):.(北):.(东北):.(东):.(东南):.(南):.(西南):.(西):.(西北)表 中地层岩性为:第四系全新统:白垩系上统寺沟组:志留系中统竹溪组:志留系下统梅子垭组上段:志留系下统梅子垭组下段:志留系下统大贵坪组:寒武系杨家堡组、竹山组:震旦系上统江西沟组、霍河组:震旦系下统耀岭河组:中元古界武当群双台组计算示例:如对于坡向评价指标中的 .(北)类别整个研究区的面积 为.整个研究区的滑坡地质灾害个数 为 其中.(北)坡 向 所 占 的 面 积 为 .(北)坡向范围内滑坡地质灾害个数 为 把数据带入式()即可计算出.(北)坡向的信息量值为.滑坡地质灾害危险性区划.危险性区划方法以前文所得各因子对评价单元贡献的信息量值为基础通过 软件的空间统计分析功能将各评价因子要素进行栅格叠加完成上庸镇滑坡地质灾害危险性区划对评价单元总的信息量值统计分析后 将研究区划分为极高危险区 、高危险区 .)、中危险区 .)和低危险区.)利用 进行滑坡地质灾害危险性评价时需考虑将评价的最小空间图元作为评价单元 在此选择规则的栅格单元作为上庸镇滑坡地质灾害评价的评价单元 综合考虑上庸镇滑坡地质灾害危险性评价时采用的基础数据的比例尺等现采用 的栅格进行栅格化将研究区划分为 个栅格单元 通过表 并借助 计算出每个评价单元在 种评价因子组合情况下提供滑坡危险性的总信息量 其值越大越容易发生地质灾害该单元的地质灾害危险性就越高表示该评价单元滑坡发育的可能性大于研究区平均滑坡发育的可能性 将总信息量结果排序并分级按不同信息量值的区间将研究区划分为不同危险性等级区域.危险性区划结果分析通过对上庸镇滑坡地质灾害分布与危险性区划 年 第 期 贾彬誉等:基于信息量法和 技术的竹山县上庸镇滑坡地质灾害危险性评价研究叠加结果进行统计分析汇总结果至表 可见:研究区北部和南部比中部更易发生滑坡地质灾害并且河流水系对滑坡地质灾害分布具有明显控制作用表 滑坡分布与危险性区划叠加结果统计表危险性区划等级极高危险区高危险区中危险区低危险区面积/.占总面积比重/.滑坡灾害点/个占总灾害点数比重/.滑坡灾害点密度/(个/).()极高危险区极高危险区占整个研究区的.面积为.极高危险区主要在堵河及其主要支流两侧分布区内滑坡地质灾害点多达 个灾害点密度达到了.个/地质灾害十分发育()高危险区高危险区占整个研究区的.面积为.高危险区主要在极高危险区两侧分布区内滑坡地质灾害较为发育()中危险区中危险区占整个研究区的.面积为.中危险区主要分布在高危险区两侧区内滑坡地质灾害发育较少()低危险区低危险区占整个研究区的.面积为 低危险区主要在中危险区两侧分布区内滑坡地质灾害发育很少 结论文章以上庸镇滑坡地质灾害野外实地调查资料为基础对影响研究区滑坡地质灾害发育的因素进行了详细分析选取坡度、坡向、地层岩性、地质构造、河流水系、降雨及人类工程活动等作为危险性评价因子通过信息量法建立评价模型通过 软件的空间统计分析功能实现上庸镇滑坡地质灾害危险性评价研究 研究结果表明:极高危险区主要分布于研究区内堵河及其支流两侧该区域面积为 占整个研究区的 该区域内分布滑坡地质灾害点达 个占总灾害量的.地质灾害十分发育因此在制定上庸镇滑坡地质灾害防治对策时应首先对极高危险区进行重点预防优先治理该区域地质灾害参考文献 向喜琼.区域滑坡地质灾害危险性评价与风险管理.成都:成都理工大学.何淑军.陕西宝鸡市渭滨区地质灾害风险评估研究.北京:中国地质科学院.唐川朱静张翔瑞.支持下的地震诱发滑坡危险区预测研究.地震研究():.王磊.基于 的理县滑坡地质灾害风险性评价.成都:成都理工大学.王志旺李端有.和 在滑坡研究中的应用.长江科学院院报():.(.).:(下转第 页)北方交通 年 第 期说明采用灰土挤密桩处治后地基承载力明显提升消除了地基土的湿陷性沉降变形得到有效控制 结论文章结合工程实例采用有限元软件建立三维计算模型对湿陷性黄土地基水场分布和沉降情况进行计算并与现场监测结果进行对比分析确定灰土挤密桩加固效果得出以下结论:()随着深度的增加地基含水量也随之增加与未处治地基相比灰土挤密桩处治地基在深度 范围内含水量较低说明采用灰土挤密桩处治后地基含水量稳定承载力明显提高有效控制了沉降变形()未处治地基浸水后沉降明显增加而灰土挤密桩处治地基浸水后地基沉降略高于未浸水地基二者沉降差较小仅 左右说明采用灰土挤密桩处治有效控制了地基沉降变形()随着渗水量增加地基沉降量也随之增加未处治地基沉降量增幅较大且在一定范围内浮动而灰土挤密桩处治地基沉降量增加幅度较小 种情况下地基沉降变化趋势基本一致且沉降量均较小未出现不均匀沉降说明采用灰土挤密桩处治后地基稳定性良好()分析现场监测结果发现施工期间地基沉降量较大完工后地基沉降量逐步趋缓说明采用灰土挤密桩处治有效控制了地基沉降与有限元分析结果一致加固效果良好参考文献 彭晨.宁夏湿陷性黄土路基沉降观测现场试验研究.交通科技():.杜夏菲.不同处置措施下湿陷性黄土路基渗透变形分析.公路与汽运():.刘峥敏.灰土挤密桩加固湿陷性黄土路基效果评价.福建交通科技():.杨松.灰土挤密桩加固湿陷性黄土路基效果分析.山东交通科技():.郭星煌.对灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用研究.黑龙江交通科技 ():.(.).(上接第 页).北方交通 年 第 期