基于模糊综合评判的滑坡区划

PAGEPAGE81第一章绪论据联合国救灾署1991年公布的资料,全世界受自然灾害影响的人口正以每年6%的数量在增加。在发达国家,自然灾害所造成的财产损失和恢复所需费用往往较高,而发展中国家由自然灾害所导致的人员伤亡往往十分严重。1960至1990年间,全世界有300万人死于自然灾害(不包括原东欧),其中约有四分之三发生在第三世界国家,发达国家仅占0.75%,其余发生在中等发达国家中。其主要原因之一是无规划的土地占用和高危险性自然灾害易发区的土地使用。据估计,全世界每年因自然灾害所造成的全部经济损失超过500亿美元,其中三分之二是由于自然灾害的破坏性所造成的,其它三分之一是用于包括预测、预防、减灾重建等措施的费用[1]。滑坡灾害不仅给人类带来威胁,而且对环境、资源、财产等具有破坏性,尤其在人口稠密地区,这些破坏性更为严重。我国是世界上滑坡灾害最严重的国家之一,近十几年来造成百人以上死亡的重大滑坡灾害事例几乎年年发生,最严重的是在1998年由滑坡、崩塌和泥石流灾害所造成的全国死亡人数为1157人,受伤人员超过1万[2]。因此,在我国加强滑坡灾害的危险度区划理论和技术的深入研究迫在眉睫。其中基于模糊综合评判的滑坡危险度区划研究也是一个应用比较广泛的分析方法。基于模糊综合评判的滑坡危险度区划研究是滑坡空间预测和控制的方法之一，它是根据区域内不同的边坡（即边坡土体的各种物理力学参数的不同）在不同的外因作用下对区域内各单元所进行的定量、半定量的评价。随着我国城市规模的急剧增大以及交通基础设施的进一步完善，滑坡的高致灾性特征也日益凸出，极大的影响着人民的生命财产安全和制约着社会经济的发展，而以微观治理和研究单个滑坡的传统方法已经顾此失彼，所以从宏观上要对滑坡提前进行其区域规律的研究显得格外重要。近年来，随着计算方法和计算机技术的完善，定量的数值计算模拟在边坡稳定性分析中的应用越来越广泛。交叉学科的涌现也为边坡稳定性分析的研究提供了广阔的空间，例如模糊数学、系统论、协同论以及可靠性理论等被引入到边坡的稳定性分析中，极大的提高了边坡稳定性分析的可信度和应用的实践性。1.1课题来源、目的及研究意义由于我国地形地貌较为复杂再加上近几年城市规模的不断扩大以及水利交通等基础设施建设的进一步完善，产生了很多人工边坡的失稳和天然边坡的诱发，这就对社会经济的发展和人民生命财产安全存在着深远和潜伏间接的影响。在世界范围内边坡失稳造成的损失连同地震、火山成为全球性的三大地质灾害，引起了社会的广泛关注，政府部门逐步以法规的形式将滑坡危险性区划纳入国家建设规范。广德县位于皖南山区，县境四面多山，地貌类型复杂多样，地质灾害类型较多，主要有滑坡、崩塌、泥石流和采空地面塌陷。近年来，随着区内城镇建设、道路建设的迅速发展，非金属矿床开采、水利建设，居民切坡建房普遍，各类地质灾害发生频率较高。滑坡主要分布在公路沿线及人工边坡地带。类型以岩体和土体滑坡为主，发生滑坡的规模一般以小型为主，但滑坡常会危害居民生命和财产的安全，导致较大的社会经济损失。本课题来源于安徽地质调查院在2005年开展的就广德县区域地质灾害防治规划的工程项目。该课题目的就是在查明广德县的地质灾害隐患，通过对区域边坡稳定性进行模糊综合评价分析划出地质灾害易发区，在此基础上对广德县地质灾害的特征进行进一步的分析研究，对一些比较典型而且潜在的对人民群众生命财产安全危害性较大的边坡进行了专门的分析研究，提出防治建议。该课题是属于对地质灾害进行提前摸底主动防治的一个措施，所以对于减少减轻灾害损失，保护人民群众的生命财产安全有着极大的社会意义和经济意义。广德县的区域地质灾害特征的分析研究对于整个广德县未来城市规划、工程建设和政府决策有着一定的指导意义。对潜在危害性较大的边坡的研究则是贯彻了群专结合、点面结合的思想指导原则，最大程度的减少和降低滑坡灾害带来的损失，所以如何安全、可靠、有效的分析边坡稳定性实现滑坡的预测和预报具有重要的经济意义。过去的滑坡灾害研究偏重重大单体滑坡事例的预防和治理，相应的减灾效益就能随着相关滑坡研究的投入与社会经济效益产出比就直接可以体现出来，然而对区域滑坡群体的预防性而言，其产出效益无法得到合理的评估。因此滑坡灾害研究的重点就是要从区域滑坡空间预测、中长期时间预测到滑坡易发区风险评价研究的理论系统和方法，从而为更好的减少宏观滑坡的损失程度。从减少宏观滑坡灾害的角度来看，区域滑坡的空间预测要比单个滑坡的防治研究优先、中长期预报要比短期预报重要。1.2国外研究现状的认识国外关于滑坡危险度区划的研究早在20世纪60年代就已经开始了并且取得了喜人的成果，世界上一些多滑坡的国家像美国、法国、意大利等西欧国家开始大规模的区域滑坡灾害的研究和预测[3]。研究方法主要有统计学方法、敏感性制图方法、信息论方法、各种经验法、模糊数学方法等。主要的代表人物有：JohnesF.O(1961)、HaruyamaM.(1984)、EinsteinH.H(1988)、Romana.M.(1988)、WangnerA.(1988)、StrideJade(1993)。滑坡灾害危险性分区在国外早就得到深入研究[4],滑坡灾害危险性分区归纳起来有两种方法:一是以滑坡分布图和各因素图的叠加,定量、半定量化确定滑坡敏感性指标,然后对各敏感性指标进行相加处理。高敏感性指标区代表易滑坡区,一般用红色标注,低敏感性指标区代表不易发生滑坡的区域,可用绿色标注。另一种方法是以滑坡影响因素与滑坡关系的理论分析,采用打分或评级的方法赋予各因素以权重系数,再对各权重系数进行相关数学运算,从而得到滑坡危险性区划的定量依据。无论何种途径编制的滑坡灾害危险性区划图,这类图件是一种综合图件,而且具有一定时段内的静态特点,因此需要不断更新,尤其是有新的滑坡灾害发生的时候,更应及时修订。由于GIS技术的空间分析、制图功能和可视化的特点,GIS技术在滑坡灾害区划研究方面正得到快速发展,以GIS软件为技术平台的滑坡灾害的危险性、易损性和风险评价的系统研究则逐步成为本领域研究的发展方向,并有可能在不远的将来与网络技术相结合。随着计算机理论和计算机学科的发展，在20世纪80、90年代各国基于“多因素综合考虑法”对区域边坡的稳定性进行了研究并在方法上与非线性学科相结合提出了更加贴近客观实际的数学模型。在此之后，各国科学家、工程师提出了许多关于滑坡空间预测的方法，1995年意大利的Guide利用多元回归分析的定量方法建立了Potenza地区的滑坡区划图。1997年LowB.K.等结合计算机的应用技术进行了边坡稳定性的智能化研究给关于边坡稳定性研究提供了一个方向。21世纪初意大利的PHOONandKulhawy等运用模糊综合评判法对其国内的边坡进行了评价并取得了很好的效果。1.3国内研究现状的认识从20世纪60年代开始我国的一些水电工程和露天开采矿山就遇到了大型滑坡和岩体失稳事件，使我国工程地质学家充分认识到：边坡是一个时效变形体，边坡的演变是一个时效过程。而关于区域滑坡的评价工作则开始于20世纪70年代末80年代初，在这个期间我国相继发生了四川鸡爬子滑坡、洒勒山滑坡、新滩滑坡、白沙滑坡以及乌江鸡冠岭滑坡等，揭开了我国滑坡危险性空间预测的研究，三峡水电站和二滩水电站库区滑坡的调查以及预测工作推动了我国的滑坡研究。殷坤龙、晏同珍等就滑坡灾害和斜坡不稳定性空间预测与区划进行了深入系统的研究,提出了滑坡灾害区划研究的信息分析系统,目前已经实现了基于ＧＩＳ技术的滑坡灾害危险性区划及计算机制图。张梁、张业成(1998)和柳源(2000)等较系统地对山地地质灾害、地面塌陷、地面沉降等灾种提出了基于历史地质灾害发生特点的危险性指标评价方法,并在三峡库区的重点滑坡区域开展了实例分析研究。20世纪90年代我国的资源矿产部门和大中专院校开始了有规模区域滑坡的研究。国内专家提出了很多滑坡灾害的空间预测方法，如：晏同珍、殷坤龙等提出的数量化理论、信息量法、统计分析法，黄润秋提出的逻辑信息法，伍法权提出的系统模型法，张欣海提出的模糊数学方法，通过这些方法可以建立很多数学模型可以用来滑坡的空间预测，但其预测精度不高，所以关于结合非线性动力学理论的滑坡空间预测对提高预测精度和对滑坡灾害空间预测内容、原理及方法有着重要的补充和发展。近年来3S技术被引入到关于滑坡灾害空间预测的研究中，在实际工作中不断的修正预报系统时时更新系统资料，使预报的水平和准确率不断提高，能够有效的为土地规划、防灾减灾、经济建设、政府决策提供科学依据。而在单体滑坡灾害远程监测控制传输、自动监测这方面起步较晚。如正在进行的三峡库区地质灾害智能监测示范站建设，已建立起较完整的滑坡监测数据传输和显示发布系统，达到让监测部门、管理部门和专家群体实时观看到远程滑坡地质灾害动态监测信息。1.4研究方法当前关于区域边坡稳定性的预测控制研究是一个热点问题之一。一些新的学科和理论的相互交叉渗透，形成了很多关于区域边坡稳定性研究的新方法。主要有如下几种：模糊综合评价方法[5-7]1965年美国著名控制论专家、Carlifornia大学教授L.A.Zadeh在杂志Information&Control上发表了一篇关于模糊理论的著名论文Fuzzysets即标志着模糊理论的产生，在此之后模糊理论被广泛的运用到农业、工业、铁路交通、地质等很多行业，事实证明模糊理论有很强的实践性和可操作性。而边坡稳定性分析中具有的模糊性已成为共识。由于边坡岩土体参数的变异性，在区域边坡稳定性的评价中，使得建立的数学模型以及预测结果都带有一定的不确定性。为了增加数学模型的客观性和预测的精度，很多专家学者将模糊数学理论引用到区域边坡稳定性分析中，用模糊变换实现区域边坡稳定性的评价和预测。李彰明基于模糊综合评价基本方法建造模糊综合评价模型并构造稳定性边界值矩阵，通过实际问题测取关联因素实际值从而进行模糊综合评价。夏元友以工程地质类比分析法为基础，针对一般系统了聚类法在滑坡稳定性预测中的不足提出并建立了一种系统加权聚类法，其对滑坡的预测精度比一般的聚类法有较大的提高。王家鼎运用了模糊信息优化理论对兰州市黄土边坡稳定性进行了模糊综合评判。张晓晖利用关系矩阵和模糊集理论探讨了边坡稳定性的综合评价模型。神经网络评价方法[8][9]神经网络又称并行分布式处理，就是利用工程技术手段模拟人脑神经网络的结构和功能的一种技术系统，其发展已有半个世纪的历史了其主要特点是：通过对已知样本的学习，包括对样本的加工处理、存储搜索，以及通过联想对已知样本进行回判，对未知样本进行预测。由于神经网络方法所需样本相对较少，对变量无须进行认为假设，所以适用于较为复杂的系统。当然神经网络方法也存在着一定的局限性，例如其推理过程是在“黑箱”中进行，推理过程不透明，对影响因子的人为赋值进行计算缺乏说服力，有时会出现网络训练时间长和不收敛等问题。灰色系统评价方法[10-12]灰色系统理论是现代控制理论的一个分支，是邓聚龙教授于1982年创立的。它包括黑色系统和白色系统，即包含未知信息的系统称为黑色系统，包含已知信息的系统称为白色系统，既包含未知模糊信息又包含已知信息的系统称为灰色系统。而在边坡稳定性分析中，由于其岩土体的复杂性和试验数据又难以覆盖岩土体的结构性质和其参数在空间上分布的不均匀性，包含了大量的模糊信息，这些都表明了灰色系统评价方法在区域边坡稳定性分析中应用的广阔前景。灰色系统评价方法在很多领域得到了广泛的应用，其中在边坡稳定性分析中的应用包括灰色关联法、灰色聚类法等，显示了灰色理论一定的适用性，而且传统的预测方法建立的是离散的递推模型，不能对系统做长期的预测。利用灰色预测方法其预测精度之高是其它预测方法所不能比拟的，但由于其在功效函数的确定上掺加了一定的主观任意性，所以减少这种人为因素给模型带来的影响是完善灰色评价方法的重要途径。数理统计模型预测法[13][14]关于数理统计模型预测法在目前是区域滑坡预测的最活跃的方法之一，但由于滑坡是一个极其复杂的演化过程，所以采用确定性分析法对滑坡进行预测是比较空难的。目前采用的滑坡预测手段还是传统的统计模型。关于数理统计的方法很多，例如：多元回归分析法、非线性相关分析法、指数平滑法、马尔科夫法、聚类分析法等，而这些方法研究的重点不是微观机理的研究而是宏观区域边坡稳定性的空间预测研究，所以对于城市规划以及工程建设有着重要的指导意义。用这些方法来确定的模型在一定的时间范围内可以对研究区的滑坡进行预报和控制，当超过一定的时间范围它们的预测精度将大大降低，所以对研究区内的滑坡资料在一定的时间范围内要进行更新换代工作，以确保模型的预测精度，以便给土地利用、城市规划、工程建设提供可靠的依据。(5)分形理论预测法[15]分形理论是法国数学家创立的分形几何学。分形是指具有自相似性的几何对象。而所谓的自相似性是指局部和整体在形态、功能和信息上具有统计意义上的相似性。据大量的边坡变形监测资料显示，滑坡位移—时间的历时曲线具有“涨落”现象，在滑坡体变形发展的不同阶段其起伏程度、频率均有所变化，但各阶段又有其自身特点。所以分形理论在滑坡空间预测中的研究有利于滑坡预测的完善。但在滑坡演变过程中可能随时随地的遭受内、外动力的影响，有时单靠单点监测进行预测尚有局限性。所以有必要采取系统监测、总体预报、综合决策等多种手段使其更加逼近实际情况。滑坡灾害预测预报研究，包括区域滑坡灾害空间预测与危险区区划理论与方法、斜坡土地使用前滑坡灾害风险评价、滑坡灾害易发区中长期和短期时间预测预报系统、滑坡灾害预测预报经济效益评价理论与方法，是当今国际滑坡灾害研究和环境地质研究领域前沿课题。1.5研究内容及思路根据前人的理论和研究成果以及近年来国际国内的相关文献，结合研究区的实际情况，拟从以下几个主要方面对滑坡危险度区划进行研究：介绍模糊理论以及方法的应用；对影响边坡稳定性的因素进行分析和量化；计算各因素的相对权重，确定各因素的隶属函数；用滑坡危险度区划理论对研究区进行危险度区划，得出滑坡危险度区划图。第二章研究区的滑坡环境及其分布状况2.1研究区的自然地理概况[16]2.1.1交通及气象广德县地处皖东南边陲，苏浙皖三省交界处，隶属宣州市，辖6个镇、10个乡，280个行政村，4214个村民小组，总人口51万，面积2165平方公里，其中山地面积占70.2%、耕地面积占13.9%、湖泊河流面积占11%。境内交通便利，公路、铁路、航运齐全。截止2003年底，全县公路总里程已达1000多公里，国道318线、芜杭铁路贯穿东西，省道215线和230线沟通南北，县内乡乡镇镇、村村通公路。（见图1-1）。图2-1广德县交通位置图研究区地处亚热带季风气候区，气候温和湿润，雨量适中，日照充足，无霜期210天左右，夏热冬冷，梅雨期40天左右，四季分明。区内年平均气温差异较大，多年平均气温15.5℃±，最高气温42℃。根据40年气象资料统计，年均降水量1426.5mm。一年四季降水差距很大，春季降水占全年降水的32%，夏季占38%，4月进入雨季，5月梅雨连绵，日降水量50mm以上的暴雨较常见，主要集中在5至8月，暴雨次数占全年的75%，南部中低山区还有地形雨。降雪期短，仅1、2、12月份有降雪，降雪日较少，年平均只有12天。由于雨季雨量过于集中，特别是5－8月份，雨日多、量大，一次性降水连续时间长，常常发生洪灾和突发性滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。2.1.2水文及降雨情况广德县地表水系县境南部以马鞍山为分水岭，县境北部以仙山头为分水岭，其南山北的溪河、桐汭河、无量河，以及北部的流洞河、山北河都属郎川河支流，向西北流经白茅岭、杨干入郎溪县，注入南漪湖。境内的河流流量受降雨量的控制，季节性明显，一般在6-8月达最大值，11月至翌年1月为最低值。河流主要靠大气降水补给，河水水量随季节性变化较大。又由于工作区内水系是源头河流，河床一般比降较大，每年的五、六、七月份雨季，地表迳流量大，水土流失较严重，使河床淤高，沿河两岸极易产生洪涝灾害及诱发地质灾害。根据广德县气象部门的统计广德县年平均降雨量为1426.5mm，日平均降雨量为3.91mm。从1981年到2000年的降雨情况如下表所示：表2-11981-2000平均降雨量年份10分钟降雨量(mmm)60分钟降雨量(mmm)180分钟降雨雨量(mm)360分钟降雨雨量(mm)720分钟降雨雨量(mm)24小时降雨量(mmm)198119.842.049.560.794.6148.6198213.428.649.277.893.999.4198320.044.661.876.5122.7162.7198419.937.187.9147.3220.3285.6198515.230.554.567.782.1104.8198620.334.650.050.150.159.8198720.376.678.178.682.190.4198813.329.537.140.655.373.9198921.839.240.958.771.9100.7199017.030.744.059.278.8118.9199116.054.996.2123.7133.8142.6199221.060.895.4108.9111.6134.0199317.443.663.665.079.483.4199430.361.671.577.186.6101.3199516.150.177.8103.4124.1124.4199615.929.531.742.354.569.2199723.455.956.856.858.071.8199833.266.8100.2100.8100.8145.7199918.745.362.678.695.7140.3200015.537.642.857.576.0134.52.1.3地形地貌广德县位于皖南山区，县境四面多山，中部丘陵起伏，构成盆地地形。区内最高峰海拔863.3m,位于县境东南与浙江交界的马鞍山。根据区域地貌形态、成因及构造特征，将工作区地貌分为低山、丘陵、河盆地等类型：（1）低山：占全县总面积46.4%。主要分布于广德县南部杨滩一四合—同溪一带，另外在北部地区庙西—砖桥一带也有分布,切割较深，山顶较圆滑，山脊不明显，山坡坡度一般小于20°，水系呈树枝状，发育坳谷，海拔200-500m。组成的岩性为晚志留世霞乡组砂岩和花岗岩、花岗闪长岩。（2）丘陵：占全县总面积43.2%。位于广德县的中南部、中北部及东部边界，即誓节渡—风桥—芦村和北部下寺—山北—新杭一带，山顶较圆，山脊不明显，风化强烈，海拔40-200m。组成岩性主要为志留系和白垩系碎屑岩类。山坡坡度一般15－20°。水系呈密集的树枝状。（3）河谷盆地：占全县总面积的10.4%。主要分布于广德县西北部的杨干、赵村等地。沿郎川河、桐汭河两侧分布，顶面较平坦，阶地发育较齐全，堆积物为砂、砾石、亚粘土等。2.2地层岩性及地质构造[17]2.2.1地层岩性研究区属扬子地层区江南分区，出露地层主要为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、白垩纪、第三纪地层和第四纪松散沉积物（见附图广德县地质图）。寒武纪地层仅分布于广德县南部，岩组有杨柳岗组、华严寺组和西阳山组，岩性主要为条带状灰岩微晶灰岩、泥质微晶灰岩、透镜状微晶灰岩、微晶灰岩、泥灰岩、钙质泥岩等；奥陶纪地层主要分布于广德县南部杨滩乡西部和南部的桐子岭、息气岭等地。岩组有宁国组、胡乐组、新岭组，岩性主要为含炭质页岩、页岩、粉砂质页岩、硅质页岩、炭质硅质岩、岩屑砂岩、粉砂岩、页岩等；志留纪地层主要分布于工作区的西北部茗山村—明塘村和西部五溪镇。岩组有霞乡组、河沥溪组、畈材组和举坑组组，岩性主要为岩屑石英砂岩、粉砂岩、泥岩和页岩等碎屑岩类；泥盆纪和石炭纪地层分布于白茅岭、关山、黄家店、洪山村、青岭村、独山村跑马岗、凤凰山等地，二者面积总共不足10km2。岩组有泥盆纪五通组，岩性为粉砂岩夹含砾石英砂岩等；石炭纪金陵组和高骊山组、和州组、黄龙组和船山组，岩性为生物屑灰岩、砂岩、微晶灰岩、藻灰结核灰岩等；二叠纪和三叠纪地层分布于工作区的西北部长山岭、周村，东北部的桃园村、青岭村、阳湾村等地，岩组有二叠纪栖霞组、孤峰组、龙潭组和大隆组（长兴组）、，岩性为生物屑灰岩、燧石生物屑灰岩、硅胶质、细砂岩、粉砂岩、页岩等；三叠纪殷坑组、和龙组、南陵组、东马鞍山组，岩性为钙质泥、页岩、微晶灰岩、微晶灰岩夹同生角砾状灰岩等；侏罗纪、白垩纪地层主要分布在广德县中部和北部誓节渡—花鼓乡—芦村乡—东亭乡一线以北丘陵地区分布、侏罗纪地层为磨山组、龙王山组、云合山组、大王山组，岩性为砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩；白垩纪地层岩组有广德组、七房村组和宣南组等，岩性为砾岩、砂岩、泥质砂岩、粉砂质钙质泥岩等；第四纪地层主要为含砾的砂土及粘土以及砾石层等，主要出露于区内河流两侧。2.2.2岩浆岩研究区内岩浆岩较为发育，面积约占工作区的18%，主要分布于广德县的西部的苏村，南部焦村—桃山村—石狮村一带和北部的下寺—李村-庙西村一带，主要有马鞍山岩体、下寺岩体、苏村岩体等。岩性为花岗岩、花岗闪长岩等。时代为白垩纪。2.2.3地质构造、新构造运动及地震(1)地质构造：研究区位于扬子板块东南部，绩溪断裂和虎岭关—月潭断裂斜贯本区。由于经历了不同的构造层次多期叠加变形形，地质构造较为复杂，断层、褶皱发育，整个区域形成了以北东向构造为主体的格局，各期运动形成了一系列不同规模的褶皱、断裂。区内断裂较发育，性质不一，属不同期次构造变形的产物。北东向断层是区内最发育的一组断层，以脆性断层为主，碎裂岩发育，规模不等，长度小于8km居多；另一组北西向断层在区内也较发育，以柏垫断裂规模最大，断裂带位于月湾—柏垫—带，近北西贯穿西南区，断裂带岩石破碎，节理发育。(2)新构造运动及地震：工作区的新构造运动主要表现形式为间歇性缓慢上升运动，局部隆起拗陷的特征，其表现有：工作区晚第三纪以来一直处于间歇性上升过程之中，全新世以来仍未停止，河流下切侵蚀作用强烈的地形普遍发育，形成峡谷和谷中谷。抬升的幅度具明显的差异性，形成了工作区内河谷小盆地、丘陵、低山的阶梯状地形。根据2001年8月1日实施的中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图(GB18306－2001)》，本区场地为中硬场地，其地震动反应谱特征周期分区为I区(0.35)；地震动峰值加速度(g)分区为＜0.05，相应地震基本烈度值为＜VI区。2.3水文地质和工程地质2.3.1水文地质条件（1）含水岩组及富水性：区内降水量丰富，植被发育，地质构造和水文地质条件较为复杂。地下水类型有松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙溶洞水和基岩裂隙水3种。其中碳酸盐岩裂隙溶洞水分布局限。松散岩类孔隙水（包括微承压水）：主要分布于无量河和桐汭河及支流河谷区。含水层为全新世冲积层、冲洪积层、坡洪积层。其中以全新世冲积层分布最广，富水性最好，且具二元或多元结构。主要含水层岩性为粉细砂、砂砾石层等，结构松散，透水性强，孔隙水的水力学性质一般属潜水，仅间河中上游地段的孔隙水局部具微承压性。基岩裂隙水：区内广泛分布的板岩、砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩及印支一燕山期侵入的岩浆岩，利于地下水的赋存。该区地下水主要赋存于浅部微风化的构造裂隙中。（2）地下水补、径、排条件：研究区地下水的补给、径流和排泄，直接受区域地层、岩性、地貌、构造、气象因素及植被条件的综合控制。基岩分布区为降水人修补给区，区内气候湿润,降雨充沛,大气降水是地下水主要补给来源。地下水的径流受地形条件控制，其水力坡度与所处地形的坡度和坡向基本一致,同时也受到裂隙的发育程度、充填情况及相互连通性的影响,地形坡度陡,裂隙连通性好,径流相对集中、流程也相对较长，反之则径流滞缓。排泄则以散流状下降泉的形式，就近排泄到低洼的山间谷地(大河的一级或二级支流)。另外蒸发也是地下水的一种排泄方式。松散岩类孔隙水的补给主要为大气降水；同时，在洪水期地表水位高于地下水时，沿岸冲积层也可得到暂时性的洪水补给；而山前基岩裂隙水对孔隙水也有一定量的侧向补给。孔隙水在砂砾石层中径流畅通。其排泄方式一是向河流排泄，二是蒸发排泄，而人工开采也是一种特殊的排泄方式。2.3.2工程地质条件（1）岩体工程地质特征该区主要以沉积岩和岩浆岩组成，其次碳酸盐岩。，褶皱断裂较发育，主要以北东向和北西向断裂为主。对岩体工程地质条件影响最大的岩石构造是劈理、节理构造，密集的劈理、节理构造将大大降低岩体的抗剪强度，导致岩土使移地质灾害的发生。当岩体劈理、节理的产状顷向与斜坡坡向一致时，更加容易引起斜坡变形。根据岩体结构类型和坚硬程度将区内岩体划分为=1\*GB3①坚硬块状花岗岩-花岗闪长岩组：分布于工作区南部、西部和北西部，占工作区面积18%，风化较强，易出现崩塌现象；=2\*GB3②坚硬－较坚硬薄-中层状弱岩溶化灰岩夹砂页岩岩组：分布于工作区东北部，岩石风化一般，较不稳定，常易出现崩塌、塌陷现象；=3\*GB3③坚硬－较坚硬-厚层状砂砾岩、砂岩岩组：分布面积较大，岩体较稳定；=4\*GB3④较坚硬至软弱薄-中层状砂岩—页岩岩组：分布于工作区西南部，岩体较不稳定，易出现崩滑和滑坡现象。（2）土体工程地质特征研究区内土体（第四系）主要分布在无量河和桐汭河及其支流和山间盆地。坡麓地带，地层厚度变化较大范围分布较广，且大多具有二元结构。山区河谷主要为卵砾类上和砂性土，支流谷地与低丘普遍为粘性土覆盖。①卵砾类土：主要分布在支流谷地和丘陵、山地的坡麓地带，除山前和河谷区直接出露外，大部分被粘性土覆盖。卵砾石分选性差，大小不等，磨园度一般呈次园状一次棱角状，透水性强。工程地质条件较好。②砂性土：主要分布于支流谷地与山间盆地，一般下伏于粘性土之下，为第四系全新统冲积物，含泥量较低，主要以粉细砂为主。③粘性土：主要分布于河漫滩、支流谷地以及低丘浅部，为第四系全新统冲积物和坡洪积物。河谷区的粘性土主要为灰黄色亚粘土和亚砂土。容易产生小型滑坡。区内土体类分主要为卵砾类、粉细砂类土、粘土砾石类土、粘土类土、砂质粘土类土、淤泥类土。主要分布在区内沟谷底部及河流两侧。2.4研究区区地质灾害害现状及滑滑坡发育规规律2.4.1地地质灾害现现状广德县地处皖南南山区的边边缘，地质质构造较发发育，地貌貌类型复杂杂多样，低低山、丘陵陵、河谷平平原均有分分布。地质质灾害类型型较多，主主要有滑坡坡、崩塌、泥泥石流和采采空地面塌塌陷。近年年来，随着着区内城镇镇建设、道道路建设的的迅速发展展，非金属属矿床开采采、水利建建设，居民民切坡建房房普遍，各各类地质灾灾害发生频频率较高。（1）滑坡：主要分分布在公路路沿线及人人工边坡地地带。类型型以岩体和和土体滑坡坡为主，发发生滑坡的的规模一般般以小型为为主。滑坡坡常会危害害居民生命命和财产的的安全，导导致较大的的社会经济济损失。（2）崩塌：是该区区常见的突突发性地质质灾害之一一，主要分分布在公路路沿线及人人工切坡（包包括建房、采采矿、筑路路等工程所所造成的人人工切坡）和和悬崖陡壁壁地段，规规模一般较较小，单个个崩塌体土土石方量一一般在500mm3以下，个个别可达10000m3以上。因因人类活动动造成的崩崩塌主要危危害是堵塞塞公路，妨妨碍交通，同同样也给人人民生命财财产造成损损失。（3）泥石流：泥石石流的分布布受地质、构构造、地形形地貌、降降水等条件件制约。其其活动中心心随特大暴暴雨中心的的变化而转转移，受灾灾范围基本本与特大暴暴雨覆盖面面积相似。其其形成方式式主要为沟沟源沟坡失失稳触发型型，类型多多为山坡型型泥石流。江江南山区侵侵蚀强烈，沟沟谷纵横，暴暴雨集中，在在岩石易于于破碎的地地区，有利利于泥石流流的形成。工工作区目前前已知的泥泥石流不多多，但由于于泥石流具具有较强的的破坏力，所所以仍应引引起密切关关注。（4）采空地面塌陷陷：煤矿采采空后形成成的地面塌塌陷主要布布于是八十十年代开始始，由于煤煤炭开采量量的逐年增增加，塌陷陷区已呈快快速增长之之势。采空空塌陷的形形成在空间间上经历了了自下而上上的应力、应应变质的复复杂变化过过程,影响因素素主要有:矿体的埋埋深、倾角角、采厚,覆岩的物物埋学性质质、上覆松松散层厚度度等。广德德县独山煤煤矿到2000年止，已已塌陷面积积40万立方米米，塌陷深深度＜0.5mm,2000多户房屋屋开裂，影影响到600亩农田。2.4.2滑滑坡的发育育规律研究区区内滑坡灾灾害的发育育分布规律律主要为：：=1\*GB3①滑坡灾害害发生时间间上具有明明显的季节节性、绝大大多数发生生在每年的的雨季，即即5、6、7月份；=2\*GB3②滑坡灾害害空间分布布规律：主主要低山及及丘陵地区区道路沿线线、切坡地地带、沟源源沟坡和构构造发育地地区等；=3\*GB3③③滑坡灾害害的突发性性强、危害害性大、活活动频率高高；=4\*GB3④滑坡灾害害具有链生生性，由一一种首发灾灾害派生形形成灾害链链，常见形形式为：崩崩塌→滑坡→泥石流→河流、水水库淤积；；⑤滑坡灾害害具有伴生生群发性：：共同的地地质环境条条件下生成成，在共同同的外界条条件的作用用下(如降雨、地地震、人工工削坡等)有群发性性的特征。滑滑坡灾害在在空间分布布的规律又又呈现如下下趋势：丘陵地区：区内内的相对高高度小于200m，主要分分布在广德德北部的下下寺-邱村-赵村-新杭-流洞一带带。受人类类工程活动动影响较大大，植被覆覆盖率较低低。由于线线状、片状状流水作用用的强烈冲冲刷，水土土流失严重重，石灰岩岩广泛分布布并形成了了典型的喀喀斯特溶洞洞。虽然滑滑坡分布较较少，但区区内的地层层岩性以及及不良的水水文地质条条件对于滑滑坡的诱发发作用较为为强烈。平原岗地区：区区内相对高高度小于50m，主要分分布在广德德中部的桃桃州-祠山岗-花鼓-誓节-东亭一带带。年降水水量1100—13000mm，地表水水多年平均均产水量75.8万立方米/平方公里里地层表面面为紫砂岩岩及网红土土，盆地中中心即县城城周围多为为近代山河河冲积物，由由于长期流流水作用形形成了开阔阔的河谷平平原和岗冲冲起伏的地地貌组合，滑滑坡灾害弱弱发育。低山地区：低山山区海拔5500—864米，相对对高度200--500米，主要要分布于柏柏垫-凤桥-四合-卢村一带带。年降水水量1400—1500毫米，地地表水多年年平均产水水量为82.5万立方米/平方公里里。山地坡坡度陡峻，因因流水切割割活跃，花花岗岩类的的山体风化化强烈，离离居民点较较近的山体体植被遭到到破坏，因因而水土流流失严重。土土层浅薄，局局部母岩裸裸露。滑坡坡较为发育育。第三章模糊综综合评价原原理1965年,Zadeeh发表了了《模糊集集合论》论论文,提出用“隶属函数”这个概念念来描述现现象差异的的中间过渡渡性,从而突破破了古典集集合论中属属于或不属属于的绝对对关系[118]。Zadeeh这一开开创性的工工作,标志着数数学的一个个新的分支支－模糊数数学的诞生生。模糊数数学是研究究和处理模模糊现象的的，所研究究事物的概概念本身是是模糊的，即即一个对象象是否符合合这个概念念难以确定定,这却由于于概念的外外延的模糊糊而造成的的不确定性性称为模糊糊型（fuuzzinness）[18--20]，在[0,1]上取值的的隶属函数数就描述了了这种模糊糊性。综合评评判就是对对受到多个个因素制约约的事物或或对象作出出一个总的的评价，这这是在日常常生活和科科研工作中中经常遇到到的问题，如如灾害的评评估、科技技成果鉴定定、某种作作物种植适适应性的评评价等，都都属于综合合评判问题题。由于从从多方面对对事物进行行评价难免免带有模糊糊性和主观观性，采用用模糊数学学的方法进进行综合评评判将使结结果尽量客客观从而取取得更好的的实际效果果。模糊综合评判的的数学模型型可分为一一级模型和和多级模型型，在此仅仅介绍一级级模型。采采用一级模模型进行综综合评判，一一般可归纳纳为以下几几个步骤[[21-223]： (1)建立评判判对象因素素集U={u1,u2,…,un}。因素就就是对象的的各种属性性或性能，也也称为参数数指标，它它们能综合合地反映出出对象的质质量，因而而可由这些些因素来评评价对象。 (2)建立评判判集V={v1,v2,…,vn}。即判别别样本的归归属问题。 (3)建立单因因素评判，即即建立一个个从U到F(V)的模糊映映射,1£i££n,1£j£m由f可以诱导出模糊糊关系，得得到模糊矩矩阵称R为单因素评判矩矩阵，于是是(U,V,R)构成了一一个综合评评判模型。在实际际的研究中中不同区域域的R不同，主主要采用模模糊统计学学方法通过过对研究区区采集样本本并分析样样本所包含含的信息量量，从而得得到模糊矩矩阵。(4)综合评判判。由于对对U中各个因因素有不同同的侧重，需需要对每个个因素赋予予不同的权权重，它可可表示为UU上的一个个模糊素集集A=(a1,a2,…,an)，且规定定在R与A求出之后，则综综合评判模模型为B=AoR。记B=(b1,b2,…,bm)，它是V上的一个个模糊素集集，其中 (j=1,2,…,m)如果评判结果，就就对其结果果进行归一一化处理。从上述模糊综合合评判的44个基本步步骤可以看看出，建立立单因素评评判矩阵RR和确定权权重分配AA是两项关关键性的工工作。建立立单因素评评判矩阵RR就要构造造因素的隶隶属函数,隶属函数数的确定对对于滑坡危危险性区划划起着至关关重要的作作用。关于于权重的确确定没有统统一的格式式可以遵循循，在近年年来提出的的确定权重重的主要方方法中，等等权重法在在各方案的的综合评价价值相差不不大时常常常给决策带带来困难，统统计试验法法、专家评评分法和集集值统计迭迭代法在评评价指标较较多时实现现起来较为为困难[224][225]。层层次分析法法(AnallyticcHieerarcchyPProceess)，是是从定性分分析到定量量分析综合合集成的一一种典型的的系统工程程方法，它它将人们对对复杂系统统的思维过过程数学化化，将人的的主观判断断为主的定定性分析进进行量化，将将各种判断断要素之间间的差异数数值化，帮帮助人们保保持思维过过程的一致致性，适用用于复杂的的模糊综合合评价系统统，是目前前一种被广广泛应用的的确定权重重的方法[[26-228]。3.1隶属函数数的确定建立单因素评判判矩阵首先先要构造隶隶属函数，但但在理论上上还没有一一个普遍适适用的方法法,模型的建建立往往需需要一定的的技巧,它的准确确性还需要要系统不断断的反馈修修改,这是阻碍碍模糊理论论以及其它它非线性理理论在滑坡坡危险性区区划应用的的一个主要要障碍。目目前隶属函函数的构造造还具有一一定的主观观性和经验验性，但对对于对于主主控因素条条件优越的的地区的滑滑坡危险性性区划还是是具有一定定的普遍性性和较强的的操作性。3.1.1确定定隶属函数数的一般步步骤：(1)了解研究究问题的的的基本内容容以及产生生模糊性的的客观原因因，明确构构造隶属函函数的目的的。(2)寻找能够够表示所研研究对象的的客观规律律性，多收收集专家经经验规律和和实验总结结规律。(3)核实所收收集到内容容的全面性性以及可靠靠性，了解解产生该内内容的环境境条件以及及相互关系系。(4)用一般集集合和二值值逻辑关系系来表示自自然语言所所表达定性性规则的内内容(5)对于二值值逻辑中不不合适的点点和一般集集合中边界界过于严格格的点赋予予隶属度来来构造隶属属函数。这就初步确定了了系统中各各因素的粗粗略的隶属属函数，还还需要系统统不断的反反馈修改才才能符合一一定精度的的要求。3.1.2确定定隶属函数数的一般方方法[255]模糊统计法。即即通过做大大量的模糊糊统计试验验，找出因因素u0对集合A的隶属关关系的统计计规律。其其中包括两两相模糊统统计法、三三分法及多多相模糊统统计法。德尔菲法，即专专家经验法法。该方法法是根据专专家的实际际工程经验验结合模糊糊信息处理理算式或者者是相应的的权系数值值来确定隶隶属函数的的一种方法法。特点就就是在于集集中专家的的经验和意意识，在不不断的反馈馈修改中，得得到比较满满意的隶属属函数。二元对比排序法法。即通过过对因素的的两两比较较来确顶某某特征下的的排序，并并由此来确确定这些因因素对该特特征的隶属属函数的大大体形状。根根据对比测测度的不同同可分为相相对比较法法、对比比比较法、优优先关系定定序法以及及相似优先先对比法等等。综合加权法。该该法多应用用于由多个个模糊素集集构成的模模糊集合。每每一个素集集都有一个个权重和其其相对应，根根据复合方方式的不同同可分为加加权平均型型、乘积平平均型以及及混合型。指派法。这个方方法被普遍遍认为是一一种比较主主观的方法法。所谓指指派法，就就是根据问问题的性质质套用现成成的某些形形式的模糊糊分布，然然后根据测测量数据确确定模糊分分布中所含含的参数。表2-1给出了三种常用的模糊函数。表3-1常用的的模糊函数数分布表模糊分布偏小型中间型偏大型矩形分布梯形分布K次抛物线形分布布Γ形分布续表3-1模糊分布偏小型中间型偏大型正态分布柯西分布3.2权值的的确定[229-333]3.2.1层次分析析法中“权”的确定方方法3.2.1.1计算单一一准则下元元素的相对对权重在准则下，对于于通过利用1—9标度法(意义见表-1)构造两两两比较判断断矩阵。表3-2表度的的含义1表示两个个元素相比比,具有同样样重要性3表示两个个元素相比比,一个元素素比另一个个元素稍微微重要5表示两个个元素相比比,一个元素素比另一个个元素明显显重要7表示两个个元素相比比,一个元素素比另一个个元素强烈烈重要9表示两个个元素相比比,一个元素素比另一个个元素极端端重要2,4,6,88为上述相相邻判断的的中值。因素i与j比较较得标度aaij,则因素j与i比较的标标度aji=1//aij根据特征根方法法计算权重重向量，如如解特征根根问题可得得。所得到到的经正规规化后作为为元素在准准则下的排排序权重，在在判断矩阵阵的构造中中，并不要要求判断具具有一致性性，这是由由客观事物物的复杂性性与人的认认识多样性性所决定的的，但当判判断偏离一一致性过大大时，排序序权向量计计算结果作作为决策依依据将出现现某些问题题，因此得得到后需进进行一致性性检验，其其步骤为：：[1]首先计算算一致性指指标[2]计算平均均随机一致致性指标表3-311-12阶重复1000次平均随随机一致性性指标矩阵阶数(ｎ))1123345567899110111112平均随机一致性性指标000..580.9901.12211.241..321.44111.4511.491.5221.544注:此表是龚木森、许许树柏[19886]得出的,1—15阶重复计计算1000次的平均均随机一致致性指标,是对美国国宾州大学学和橡树岭岭实验室结结果[T--L-Saaaty,,19800]的一个改改进。[3]计算一致致性比例当时，一般认为判判断矩阵是是一致性的的，是可以以接受的。3.2.1.2计算各层层元素的组组合权重假设已知第层上上个元素相相对总目标标的组合权权重向量为为：第层上个元素对第第层上以第第个元素为为准则的排排序权重向向量为：其中，将不受第第个元素支支配的元素素权重设为为零。则第第层上个元素素对第层上上各元素为为准则分别别排序形成成的权重向向量矩阵为为：则第层上元素对对总目标的的组合权重重为：如果层为指标体体系的最底底层，则即即为最终的的组合权重重矩阵。对组合权重进行行一致性检检验。若已已知以第层层上元素为为准则的一一致性指标标为，平均均随机一致致性指标为为，则层的综综合指标，，分别为：：当时，层以上的所所有判断满满足整体一一致性检验验。3.2.2模糊赋权权法3.2.2.1三角形（梯梯形）模糊糊数法在多指标权重确确定问题中中，难以摆摆脱人为因因素及模糊糊随机性的的影响，根根据这一特特点，可以以采用模糊糊加权的方方法。记：其中：——模糊糊集合；———因素在模糊糊集合中的的隶属度，即即的权数，可可用三角形形模糊数或或梯形模糊糊数表示。例例如，假设设存在四个个变量、、和，运用模糊糊加权的方方法，可用用三角模糊糊数表示如如下：=（，，）0≤≤≤≤≤1；=（，，）0≤≤≤≤≤1；=（，，）0≤≤≤≤≤1；=（，，）0≤≤≤≤≤1；且+++=1；=+++。其中，、、和可可结合专家家意见，由由其它赋权权法得到，、、、、、、和由它们分别和、、和的偏差得到；使+++=1，进行了归一化处理。3.2.2.2非结构构性决策中中模糊赋权权法[1]重要性定定性排序设存在因素集，在在与间作重要要性二元比比较，以表表示重要性性排序指标标标度。若比重要，取；若比重要，取；若与同样重要，取；；且有：，，。则可根据因素集集构成其重重要性的二二元对比一一致性标度度矩阵为：：重要性定性排序序一致性标标度矩阵各各行和数由由大到小的的排列，给给出因素集集在满足排排序一致性性条件下的的重要性定定性排序。其其中，标度度为0.5的两个个元素，对对应行的和和数相等排排序相同。[2]因素集权权重定量确确定表3-4语气气算素与定定量标度的的关系语气算素同样稍稍略为较为明显显著十分非常极其极端无可比拟拟定量标度0.500.5550.6000.6550.7700.7550..800.8850.9900..9510.5250.57750..6250..67500.72550.77750.82250.88750..9250..975根据重要性排序序一致性标标度矩阵，按按最重要、次次重要、…、最不重重要的顺序序，依次记记以序号1、2、…、，则因素素集对重要要性按给出出的定性排排序作二元元比较，则则因素集对对重要性的的有序二元元比较矩阵阵为：满足条件：，，，上式中中：：因素对就重要要性作二元元比较时，因因素对的重要性性定量标度度；：因素对就重要要性作二元元比较时，因因素对的重要性性定量标度度；：排序下标，；；序号根据据矩阵各行行和数由大大到小的次次序排列。再经运算[4]]可得权重重为：，且且有，其中中：3.2.2.3模糊相对对隶属度赋赋权法该方法的核心依依据是模糊糊数学中可可将隶属度度定义为权权重的概念念。假设存存在个样本本和个指标标，其中样样本对模糊糊概念的指指标相对隶隶属度公式式为，为样本指标标特征值对的相对隶隶属度，并并假设对模模糊概念的的级别越大大（即越模模糊）越不不好，则指指标相对隶隶属度越大大，表明权权重越大。则则样本集指指标的相对对隶属度向向量，考虑虑对模糊概概念影响的的整体性，将将样本集指指标的平均均相对隶属属度定义为为指标的权权重，并经经归一化后后得指标权权向量为：：3.2.3基于BPP神经网络络的可学习习赋权法人工神经网络是是由大量的的被称为神神经元的节节点构成的的系统，典典型的人工工神经元模模型如图1所示，可可利用神经经网络的可可学习算法法进行加权权。图2－1人工神经元模型图2－1人工神经元模型其中：称为阈值值，称为连连接权系数数，为变换函数。第一层为输入层层，对于“权”而言，这这一层，是是输入由其其它方法求求得的各因因素参数的的权重；第第二层为隐隐节点层，隐隐节点数没没有统一的的规则，根根据具体对对象而定；；通过神经经网络学习习和调整，进进行加权变变换；第三三层为输出出层，只有有一个节点点，通过在在该层不断断调整权重重，使得对对一切样本本均保持稳稳定不变，从从而求得最最终权值以以及各参数数相对效用用值，经过过相乘等运运算得到第第个被评对对象的总评评价指标，学学习过程也也由此结束束。必须指出的是输输入输出必必须具有权权威性，它它通常是依依据综合评评价总指标标，由专家家组反复斟斟酌而定的的。已经证证明[文献29]，三层BP网络可以以实现多维维单位立方方体到的映射，故故只要给定定的样本集集是科学的的，具有很很强的权威威性，就能能很好地克克服人为确确定权重的的困难及模模糊性和随随机性的影影响。第四章区域滑滑坡的影响响因素及其其量化分析析滑坡作为一种地地质灾害,既具有自自然属性,又具有社社会经济属属性,是自然动动力活动与与人类社会会经济活动动相互作用用的结果。人人们对滑坡坡研究或者者说防治的的最终目的的是确保滑滑坡现象或或事件不对对人类造成成能承受的的危害。目目前滑坡灾灾害风险评评估的研究究主要集中中在滑坡风风险评估理理论与评估估方法研究究两大方面面[34]]。由于灾灾害损失是是由孕灾环环境、致灾灾因素、承承灾体之间间相互作用用形成的,则该区域域的滑坡灾灾害风险是是由该区域域的致灾因因素强度、频频度和承灾灾体的脆弱弱性共同决决定的，因因此滑坡灾灾害风险评评估的核心心就是滑坡坡灾害危险险性评价和和滑坡灾害害易损性评评价,从而进行行滑坡灾害害损失评价价最终进行行滑坡防治治工程效益益评估[335]。而而边坡作为为一个开放放的系统，和和外界时时时进行着信信息和能量量的交换导导致其内部部因素病变变从而影响响边坡稳定定性导致滑滑坡灾害。在在评价滑坡坡灾害时主主要还是从从微观方面面进行分析析，从影响响因素之间间的关系以以及外界因因素和滑坡坡灾害影响响因素之间间的相关性性规律进行行分析。所所以对于滑滑坡灾害影影响因素的的分析是进进行区域滑滑坡危险性性区划研究究和分析的的基础，也也是直接影影响评价模模型精度的的重要因素素。对影响响因素的量量化分析是是从定性问问题转化为为定量问题题的必经途途径，也是是符合人们们的主观思思想意识活活动。4.1边坡稳定定性的影响响因素分析析边坡的的失稳是一一个极其复复杂的动态态演化过程程，影响其其稳定性的的因素也是是多变、随随机、不确确定的，但但是其主要要因素还是是稳定的，从从区域边坡坡稳定性定定量评价的的角度分析析主要包括括三大系统统即：边坡坡的岩土系系统、边坡坡所处环境境系统以及及导致边坡坡失稳的动动力系统。边坡的的岩土系统统是产生导导致边坡失失稳的基础础，主要因因素有：滑滑带土体的的内聚力、内内摩擦角、结结构强度，滑滑床的倾角角、倾向、水水文地质条条件等因素素。水文地地质条件是是一个很重重要的因素素，它的良良好与否直直接影响着着边坡的稳稳定程度，再再者滑坡是是否是顺层层滑坡也是是一个重要要因素。环境系系统给边坡坡失稳提供供了空间上上的可能，为为边坡的失失稳提供了了初始的边边界条件，主主要包括：：边界系统统、区域构构造系统、水水系统以及及生态系统统。边界系系统是一个个主要的素素系统，主主要有坡角角、相对坡坡高等因素素。动力系系统加快了了边坡失稳稳的进程，缩缩短了演化化的时间。主主要因素有有：降雨强强度、河流流侵蚀强度度、人类活活动以及地地震烈度。降降雨作为滑滑坡的主要要影响因素素，一方面面增加润滑滑作用使滑滑带岩土的的强度降低低从而降低低了抗滑力力，另一方方面增加了了滑体的自自重从而增增加了下滑滑力，这两两方面的作作用加快了了滑坡灾害害的发生。再再者，由于于人工削坡坡使得坡角角变大从而而使得坡角角处的应力力更加集中中导致滑坡坡灾害。另外，滑滑坡灾害的的社会属性性决定了在在滑坡灾害害综合评价价时也应把把滑坡导致致的社会效效应纳入评评价的体系系之中。4.2因素体体系建立滑坡危险险度区划应应将相关性性很强的因因素进行系系统归类,一般分为为三大类[[36][[37]::①滑坡的主主控因素类类;②滑坡的诱诱导因素类类;③滑坡的危危害因素类类。滑坡的主控因素素：滑坡形形成的基本本条件,包括地形(相对高差),地层岩性(易滑坡地地层),地质构造(特殊构造造部位,断层破碎碎带等),切割密度(区域内线线性沟谷分分布)。主控因因素可以从从区域宏观观上控制滑滑坡发生的的分布数量量和格局,在危险度度区划中起起到了决定定作用。滑坡的的诱导因素素：在具备备优势主导导因素地区区,触发因素素起到辅助助作用,加速了这这些地区的的滑坡发生生,包括降雨雨强度(年降雨量量、季节性性降雨量),人为破坏(人为活动动频繁区造造成的边坡坡破坏),地震强度(地震的震震级、烈度度),侵蚀强度(强切割河河谷河水冲冲刷)。滑坡的的危害因素素：滑坡发发生后的灾灾害检验不不仅仅是对对单个滑坡坡受灾损失失量统计,区域滑坡坡危害偏重重综合宏观观统计,从总体上上做出评价价,包括分布布密度(滑坡的数数量),发生时代(老滑坡、新新滑坡分类类),规模(滑坡体积),受灾程度(典型滑坡坡的损失量量)。图4-1滑坡危危险性系统统组织图4.3危险性性等级集的的确定在一般般的研究中中是根据滑滑坡的发育育特征、分分布情况以以及危害大大小，来确确定等级集集，划分为为五个危险险性等级[[38][[39]即即G=[高危险度度区、中高高危险度区区、中危险险度区、中中低危险度度区、低危危险度区]，危险性性等级以及及其危险等等级特点具具体见表4-1。表4-1滑坡危危险性等级级分类表危险度分级具体的危险等级级条件滑坡基础条件滑坡规模滑坡分布灾害损失高危险度区(UUD)具有产生巨大型型滑坡的地地貌条件、地地层岩性、地地质构造和和触发滑坡坡的暴雨、地地震以及河河流冲蚀等等各种必要要条件。常常发育于高高、中山深深切峡谷地地段。一般以巨大型滑滑坡为主(一般超过100万m3甚至1000万m3),多见于暴暴雨、地震震、河流冲冲蚀以及重重力侵蚀等等滑坡,以基岩和和堆积层滑滑坡为主。滑坡高密度分布布(10-220/1000km22)，通常以以滑坡群的的形式出现现，外部大大的动力作作用经常触触发大的滑滑坡群发生生，并有滞滞后效应。一般可造成百人人以上的伤伤亡，并有有巨额财产产的损失。一一般表现为为对国家县县级城镇和和重要的基基础设施造造成严重的的威胁和破破坏。中高危险度区((MUD))具有产生巨大型型滑坡的地地貌条件、地地层岩性、地地质构造和和触发滑坡坡的暴雨、地地震、河流流冲蚀、重重力侵蚀、工工程活动等等各种充分分条件。常常发育于高高山、中山山、中低山山深切峡谷谷地段。一般以巨大型滑滑坡为主(一般超过100万m3-10000万m3),多见于暴暴雨、地震震、河流冲冲蚀以及重重力侵蚀等等滑坡,以基岩和和堆积层滑滑坡为主。滑坡高密度分布布(1-100/1000km2)，通常以以滑坡群出出现的几率率较大，外外部大的动动力作用经经常触发大大的滑坡群群发生，并并有滞后效效应。一般可造成十人人以上的伤伤亡，并有有重大财产产的损失。一一般表现为为对国家区区级城镇和和重要的基基础设施造造成严重的的威胁和破破坏。可严严重威胁群群众生命财财产的安全全。续表中危险度区(MMD)具有产生巨大型型滑坡的地地貌条件、地地层岩性、地地质构造和和触发滑坡坡的暴雨、地地震以及河河流冲蚀等等各种必要要条件。常常发育于低低山深切峡峡谷地段。一般以大中型滑滑坡为主(一般超过50万m3-100万m3),多见于暴暴雨、地震震、河流冲冲蚀以及重重力侵蚀等等滑坡,以基岩和和堆积层滑滑坡半成岩岩、膨胀粘粘土滑坡为为主。滑坡高密度分布布属中等(1-100/1000km2)，通常以以单个滑坡坡的形式出出现，依次次外部大的的动力作用用触发几个个滑坡发生生，滞后效效应较弱。一般可造成十数数人以上的的伤亡，并并有大量财财产的损失失。一般表表现为对一一般乡镇和和国家一般般的基础设设施造成严严重的威胁胁和破坏。一一定程度上上威胁人民民群众的财财产安全。中低危险度区((MLD))具有产生中小型型滑坡的地地貌条件、地地层岩性、地地质构造和和触发滑坡坡的暴雨、地地震、河流流冲蚀、工工程活动等等各种充分分条件，在在低山以及及深丘地区区有可能产产生，但频频率较低。一般以中小型滑滑坡为主(一般小于50万m3),主要为暴暴雨、地震震、河流冲冲蚀以及重重力侵蚀等等引起的滑滑坡,以堆积层层滑坡为主主，并具有有一定数量量的膨胀粘粘土滑坡发发生。滑坡高密度分较较低(1--10/1100kmm2)，通常以以单个滑坡坡分布为主主，外部大大的动力作作用经常触触发数个滑滑坡发生，不不具有有滞滞后效应。一次可造成极少少人的伤亡亡，一般具具有10万元以下下财产的损损失。威胁胁一般建筑筑以及国家家中小型基基础设施。低危险度区(LLD)基本不具备产生生中小型滑滑坡的地貌貌条件、地地质构造。局局部可能产产生小型滑滑坡，在丘丘陵地区可可能有小滑滑坡，平原原以及丘状状高原为安安全区。可能产生小型滑滑坡(0-1万m3),一般以工工程活动引引起的滑坡坡的为主，可可能存在膨膨胀土滑坡坡。一般可能出现单单一滑坡。一般不造成人员员伤亡，仅仅对一般的的建筑物有有一定的威威胁。4.4研究区区内因素量量化分析4.4.1根据据研究区的的实际情况况影响其滑滑坡的主要要因素有:降雨:区内年均降雨强强度在11000mm-15500mmm之间,降雨强度度从中部平平原地带向向南北部的的高山丘陵陵逐步增大大，区内的的滑坡主要要集中在年年均降雨11250mmm-14000mm的范范围内。相对高差:区内内高差从南南部山区的的数百米到到中部地区区的平原丘丘陵到北部部地区的几几百米的低低山丘陵地地区，滑坡坡密度呈两两头大中间间小的哑铃铃式分布，具具有明显的的空间分布布规律。滑坡密度:用单单元内滑坡坡分布的数数量来表示示，滑坡密密度越大其其危险度就就高，有些些地方滑坡坡有发育其其危害性较较高，但属属人烟稀少少，密度较较低，不一一定作为高高危险度区区。工程活动以及河河流切割密密度:区内的滑滑坡主要分分布在削坡坡严重、河河流切割较较为强烈的的地方。在在单元内河河流切割、削削坡越强烈烈，为滑坡坡提供临空空面就越多多，滑坡发发生的概率率就越大。地层岩性及倾向向:根据岩土土特性组成成岩土的矿矿物若具有有亲水性(或卸荷下下膨胀)及吸水后后易膨胀、失失水后收缩缩等特性,以及进水水后可溶解解土粒结构构间的盐分分或胶结物物使其丧失失结构强度度者,称之为易易滑岩土；；由含易滑滑岩土构成成的各个年年代与不同同成因的地地层,称之为易易滑地层。如如第四系地地层中的粉粉土及粉砂砂，泥岩及及变质岩地地层中富含含泥质和片片状及风化化片麻状的的变质岩和和软岩以及及它们之间间的互层。所所以地层岩岩性划分为为两个岩组组来对区域域进行划分分，即易滑滑地层、偶偶滑地层[[5]。易易滑地层有有：泥岩、泥泥岩和页岩岩互层、钙钙质泥岩、粉粉砂质泥岩岩、砂泥岩岩和页岩互互层、粉砂砂岩和泥岩岩互层等，主主要分布于于广德县南南部、杨滩滩乡—五溪镇、广广德县中部部和北部誓誓节渡—花鼓乡—芦村乡—东亭乡一一线以北丘丘陵地区一一带。偶滑滑地层有白白云岩、白白云质灰岩岩、灰岩、细细砂岩、含含砾砂岩、细细粒长石石石英砂岩、岩岩屑砂岩等等。主要分分布于白茅茅岭—关山—黄家店—洪山村—青岭村—独山村跑跑马岗—凤凰山一一带。表4-2滑坡影响响因素强度度等级表影响因素强度等级强影响中影响弱影响微影响降雨强度持续时间长而强强度大的降降水、大范范围大水、沿沿海特大的的台风雨成成灾害。持续降水、局部部大水、成成灾稍轻的的飓风大雨雨一般性中雨、持持续小无雨相对高差一般大于4000m一般大于2000m一般大于1000m一般小于1000m滑坡密度单元内滑坡数大大于5个单元内滑坡数大大于3个单元内滑坡数大大于1个无滑坡河流切割工程活活动河流切割强烈，大大规模工业业挖采，随随意弃土石石的地区。开开挖或弃土土量可达数数十万m3，且未加加任何防护护。河流切割较为强强烈，中等等规模挖采采，随意弃弃土石的地地区。开挖挖或弃土量量可达数万万～十万mm3，且末加加任何防护护。河流稍有切割，农农业或生活活挖采，随随意弃土石石的地区。开开挖或弃土土量可达数数千～数万万m3，且末加加任何防护护。河流基本上无切切割，一般般性农业或或生活挖采采，随意弃弃土石的地地区。开挖挖或弃土量量可达数百百m3。地层岩性碳酸盐岩与碎屑屑岩分布区区、层状变变质岩与碎碎屑岩分布布区、现代代崩滑流堆堆积体分布布区。层状变质岩区、新新生代沉积积物分布区区、老崩滑滑流堆积体体分布区。第四系松散沉积积物区、岩岩浆岩、块块状变质岩岩分布区。沙土、冻土分布布区。4.4.2危危险度等级级的划分一般研究中危险险区是影响响因素综合合评判结果果与易发区区评价结果果之叠加。根根据上述情情况，对所所属单元进进行综合评评判，将结结果分为四四类：1)Ⅰ一影响因素强烈烈；2)Ⅱ一影响因素中等等；3)Ⅲ一影响因素弱；；4)Ⅳ一影响因素微。滑坡灾灾害的演变变不可能脱脱离现状，因因此，滑坡坡灾害的趋趋势预测应应该包括主主控因素和和诱导因素素，即现状状是滑坡灾灾害演变的的内部因素素，而影响响因素是它它的外在条条件，二者者叠加，可可作为滑坡坡灾害演变变的风险程程度。即，单单元现状评评价结果为为：1)AA—滑坡灾害害高易发区区；2)BB—滑坡灾害害中易发区区；3)CC—滑坡灾害害低易发区区；4)DD—滑坡灾害害不发育区区。单元滑滑坡灾害影影响因素综综合评判结结果满足下下列条件，即即可划分出出高、中、低低三类危险险度区：滑坡灾灾害高危险险度区：Ⅰ十A，即IA：滑坡灾灾害中危险险度区：Ⅱ十A,Ⅰ十B，即ⅡA，ⅠB滑坡灾害低危险险度区：Ⅲ十A，Ⅱ十B，Ⅰ十C，即，ⅢA，ⅡB，ⅠC。此外，将将D和IV类的组合合均归属于于滑坡灾害害低风险区区。在该研研究区内采采用高、中中、低危险险度三个等等级来对滑滑坡区划进进行分析，三三个等级的的具体特征征见表4-3。表4-3滑坡危危险度区划划表危险度等级主控因素诱导因素危害程度高危险度(UD)具有产生大中型型滑坡的地地貌、地层层岩性条件件，主控因因素条件优优越。降雨量在13000mm--15500mm之间，工工程活动以以及河流切切割较为强强烈。滑坡密度2，可可能造成群群众生命财财产的重大大损失，对对国家的基基础设施有有严重的威威胁中危险度(MD)具有产生中小型型滑坡的地地貌、地层层岩性条件件，主控因因素条件一一般降雨量在12550mm以下或15500mm以上，工工程活动以以及河流切切割一般滑坡密度>1,,仅有一定定的经济损损失，威胁胁国家的基基础设施。低危险度(LD)基本上无滑坡发发生，主控控因素条件件不明显。降雨量在11000mm--12500mm之间，工工程活动以以及河流切切割不明显显。滑坡密度<1，基基本上无威威胁。4.4.3区区内各因素素的量化1降雨的量化该研究区中降雨雨普遍比较较丰富，年年均降雨量量大于11000mm。通过对对研究区内内采集的30个样本研研究，区内内的滑坡灾灾害主要分分布在13000mm-11500mmm之间(见表-3)表4-4区内降降雨量与滑滑坡分布关关系表降雨量(mm))1100mm--13000mm1300mm--15500mm>1550mmm滑坡分布个数以以及所占百百分比721223.3%70%6.7%2相对高差的量化化把单元内的最高高点与最低低点之间的的等高线条条数作为量量化值(相对高差差每增高100m做一条等等高线)。3滑坡密度的量化化用每个个数字化单单元内所包包含的的滑滑坡数来量量化滑坡密密度。4工程活动以及河河流切割的的量化以工程程活动以及及河流在数数字化单元元内切割的的长度来量量化(单位：km/kkm2)5地层岩性及其倾倾向的量化化 其中：S表示采采样单元的的面积；表表示易滑地地层(倾向于临临空面的)在单元内内的面积；；n表示在单单元内易滑滑地层的数数量。4.5各因素权权重的确定定根据层次次分析法的的一般步骤骤计算单一一准则下因因素的相对对权重，建建立比较判判断矩阵，即即把因素降降雨强度、相相对高程、滑滑坡密度、工工程活动以以及河流的的切割、地地层岩性及及倾向进行行两两比较较从而得到到判断矩阵阵A。表4-5判断矩矩阵因素降雨强度相对高程滑坡密度工程活动以及河河流切割地层岩性及倾向向降雨强度12332相对高程1/211/331滑坡密度1/33122工程活动以及河河流切割1/31/31/211/2地层岩性及倾向向1/211/221即根据第二章的公公式以及求求解的一般般步骤[440]得到到：对判断矩阵A进进行一致性性检验：即认为该判断矩矩阵是一致致的、合理理的，是可可以接受的的。将正规化得到因素素的权重集集：[0.3600.170.22300.100.114]第五章滑坡坡危险性区区划模糊综综合评判所谓危险度区划划就是根据据微分单元元之间的地地理边界形形态、地质质环境特征征以及覆盖盖层岩土性性质的差异异性所引起起的致灾能能力大小的的不同而进进行的平面面标示。根据广德县的实实际情况以以及结合多多年来的文文献和论著著关于滑坡坡危险度区区划研究的的一般方法法[36--39]，利利用层次分分析法以及及模糊数学学理论对研研究区的滑滑坡进行区区划研究。在在该研究区区内的采样样采用网格格化法，一一般在采样样单元内各各要素尽量量避免复杂杂的网格组组合，从而而对复杂的的问题进行行简化，同同时又能保保证单元内内客观情况况的真实反反应，经过过数次的对对比，选定定大小为的的网格对研研究区网格格化，共获获得网格单单元157个。根据据隶属度最最大原理得得到每个网网格单元的的滑坡灾害害危险度区区的分属问问题。5.1单元数数据的采集集数据的采集主要要包括：各因素素图层的建建立及网格格化：以研研究区的地地质图以及及滑坡分布布图作为模模版，建立立降雨强度度、相对高高程、滑坡坡密度、工工程活动以以及河流切切割、地层层岩性及其其倾向等五五个因素的的数字化子子图层(具体见图5-1—图5-6)。各单元元内数据的的采集：对对每个图层层中划分的的157个单元进进行，并按按前面所讲讲的量化方方法进行对对各因素进进行量化。各因素的权重的的确定：根根据前一章章用层次分分析法所给给出在滑坡坡危险度区区划中的因因素权重，用用[0.3330..1600.250.1000.116]作为权重重集合。5.2研究区区滑坡危险险度的模糊糊综合评价价依照模糊综合评评价原理的的一般步骤骤：1建立评判集：评评判集=[]=[高危险度度区，中危危险度区，低低危险度区区]2建立因素集：因素集=[]=[降雨强度度、相对高高程、滑坡坡密度、工工程活动以以及河流切切割、地层层岩性及其其倾向]3建立权重集：权权重集=[[0.3660.1170..2300.100.144]4建立各因素的隶隶属度：根根据各要素素的隶属函函数确定其其隶属度，从从而建立每每个单元单单因素模糊糊评判矩阵阵。5研究区单元网格格的模糊综综合评判6绘制滑坡危险性性区划图对研究区进行模模糊综合评评价。5.3各因素素隶属函数数的确定隶属函函数的表达达形式一般般分为线性性和非线性性，哪一类类更具有科科学性还要要看在具体体的工程中中的应用，不不同的工程程要求不同同的精度。一一般情况下下不确定性性问题通常常是非线性性问题,从而使的的模糊集描描述不确定定性现象的的隶属函数数大都是非非线性函数数，而线性性隶属函数数是更多的的描述规律律性较强的的因素的隶隶属度。在理论上隶属函函数的确定定还没有一一个成熟的的适用方法法，但在实实际中人们们已经获得得许多类型型的模糊集集的隶属函函数[411][422][433][444]，而隶隶属函数的的确定往往往要通过系系统数次的的反馈和修修改和一定定的技巧才才能构造出出合适的隶隶属函数。该研究区各因素素隶属函数数是在文献献[44]][45]]研究的基基础上，根根据研究区区的实际情情况，对区区内滑坡危危险性区划划系统中各各因素的隶隶属函数进进行了数次次的修改和和