多因素打分滑坡地质灾害危险性评估方法

卢亚婷,蒋金豆,何晓东,颜英军

（1.西京学院,陕西 西安 710123；2.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西 西安 710065）

工程概况

白河水电站位于秦岭山脉与大巴山的结合部位、汉江上游河段,区域属秦巴断块山区。区内主要出露寒武系地层,以千枚岩为主,次为奥陶～志留系地层,以碎屑岩类和碳酸盐岩类为主。区内现阶段的人类工程活动主要表现为水电工程建设、修路、建房和农民耕种等方面。

1 地质灾害发育分布

库区滑坡发育,共计42 处,局部为松动岩体,崩塌体零星分布于沿岸坡坡脚或陡崖下。坝区滑坡共计7 处,局部为松动岩体。

引发地质灾害的因素主要有地形坡度、地层岩性、滑坡类型等[1]。地层岩[2-3]性是滑坡地质灾害发生概率及生成时间长短的影响因素,由图1 可知Type A地层岩性更易滑坡；由图2 可知顺层坡发生滑坡居多；发育密度[4]指一定距坝距离范围内发生灾害的数量,如图3 所示在距坝0～2 km 内及7～8 km 内易发生滑坡；如图4 所示体积方量为10～30 万m3岩体更易发生滑坡；前缘高程较正常蓄水位低时处于饱水状态易失稳滑动,由图5 可知高程在180 m～193.73 m 时易发生滑坡。

图1 各地层岩性滑坡地质灾害数量

图2 各滑坡类型发生频率

图3 发育密度统计

图4 滑坡方量统计

图5 不同高程滑坡数量统计

2 滑坡地质灾害危险性划分

根据滑坡发育的影响因素,本研究选取了地形地貌、地层岩性、岸坡类型、发育密度、方量、前缘高程、稳定性及受灾对象等8 个影响因子进行量化,对滑坡发生的影响因子进行赋值并分级打分。

2.1 影响因子赋值

按照各影响因子对评估区滑坡地质灾害影响大小进行分级,其中,地形坡度越大发生滑坡的概率越大则危险系数越大；地层岩性为绢云母石英千枚岩、石英绢云母片岩的岩体抗水流冲刷能力较差易滑坡；岸坡类型为顺层坡较易产生滑移,易发生滑坡即危险性较大；发育密度较大的区域滑坡后土体结构改变造成相邻土体的变化使得发育密度大的区域危险性较大；方量越大则结构体型越大,自重越大危险性越大；前缘高程在正常蓄水位以下的区域,高程越低受到水侵蚀的范围越多危险性越大；稳定性评价越好则危险性越小；潜在受灾对象的范围越大则危险性越大。根据各因素的潜在危险程度,确定各级指标的评价分值,其赋值见表1。

表1 影响因子打分

2.2 危险性权重调查

滑坡灾害危险性权重是指评价单元区内滑坡灾害危险度时,各种类型各孕灾环境因子对滑坡灾害发生与否及影响大小的比较权重值。将地形坡度、地层岩性、岸坡类型归为自然因素[5]进行打分,权重的专家调查结果见图6。

图6 权重调查结果

2.3 危险性判断

按照公式（1）的打分方式对所有分值进行求和,判断其危险性等级,其中自然因素中的三个影响因子得分取最大值。

式中：S 为滑坡地质灾害得分；S1为自然因素得分（三个影响因子得分取最大值）；S2为发育密度得分；S3为方量得分；S4为前缘高程得分；S5为稳定性得分；S6为受灾对象得分。

各滑坡地质灾害根据上述赋值与权重,按照打分规则进行打分,结果见表2。根据得分结果按照得分小于3.8 的区域划分为危险性小区；得分在3.8 到5.5 的区域划分为危险性中区；得分大于5.5 分的区域划分为危险性大区。

表2 各滑坡地质灾害得分

各滑坡地质灾害点危险性等级评价结果与专家评判结果对比见图7,与专家评判结果相比较,库区滑坡数量判定相差较小,吻合率达89%；坝区滑坡数量判定与专家判定一致,吻合率达100%。本评价方法具有评价方法简单,结果准确率高等优点。

图7 评判结果对比

3 危险性分区评价

3.1 分区方法

危险性小区（A 区）：地质环境条件较简单,工程建设遭受滑坡地质灾害危害的可能性小,可能造成的损失和危害程度小。岩土体稳定性总体较好,局部地段可能产生崩塌及小规模的滑坡现象,易于治理。对建筑物危害小的地区,均为建设用地适宜区。

危险性中等区（B 区）：滑坡地质环境条件较复杂,不良地质作用相对较发育,工程建设中人工切坡形成高陡边坡,可能诱发崩塌等地质灾害,遭受滑坡地质灾害危害的可能性中等,可能造成的损失和危害程度中等,危险性中等,但可采取工程措施进行处理。均为建设用地基本适宜区。

危险性大区（C 区）：地质环境条件复杂,不良地质作用发育,工程建设中人工切坡形成高陡边坡,可能诱发崩塌等地质灾害,遭受滑坡地质灾害危害的可能性大,可能造成的损失和危害程度大,危险性大,采取工程措施进行处理难度大。均为建设用地适宜性差区。

3.2 分区评估

评估区滑坡地质灾害危险性等级划分为危险性小区（A 区）、危险性中等区（B 区）与危险性大区（C区）。对评估区滑坡地质灾害综合评估结果：危险性大区0.02 km2；危险性中等区2.62 km2；危险性小区99.96 km2。

4 结论

本研究按地形地貌、地层岩性、岸坡类型、发育密度、方量、前缘高程、稳定性及受灾对象等8 个影响因子,提出了滑坡地质灾害危险性多因素打分综合分析方法。根据各因素生的潜在危险程度,确定各级指标的评价分值进行赋值,再根据权重进行计算分值,其他影响因子分别赋值后根据其权重对所有分值进行求和,根据得分结果按照得分小于3.8 的区域划分为危险性小区、得分在3.8 到5.5 的区域划分为危险性中区、得分大于5.5 分的区域划分为危险性大区,得到危险性大区0.02 km2、危险性中等区2.62 km2、危险性小区99.96 km2。将该方法应用于白河水电站库坝区滑坡进行地质灾害危险性分区,所得结论与专家调查定性判定结论相吻合,表明该评估方法合理高效,可为类似滑坡地质灾害危险性评价和分区提供参考。