【DW县地质灾害易发性评价计算案例7000字】

DW县地质灾害易发性评价计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u28082DW县地质灾害易发性评价计算案例 157571.1地质灾害易发性分区原则和方法 1245551.1.1易发性分区原则 1220521.1.2易发区划分方法 2251181.1.3评价指标选取和确定 5326891.1.4评价指标权重的确定 6312651.1.5划分评价单元 926301.2地质灾害易发性分区及区划 9124591.2.1易发性计算分区 9310851.2.2易发性区划 12271421.3地质灾害易发程度分区评价 15316261.3.1地质灾害极高易发区（A） 1544161.3.2地质灾害高发区（B） 15217041.3.3地质灾害中易发区（C） 1645791.3.4地质灾害低易发区（D） 161.1地质灾害易发性分区原则和方法1.1.1易发性分区原则地质灾害易发程度是指在一定的地质环境条件，地质灾害发生的可能性的难易程度。地质灾害易发性分区是地质灾害调查评价的重要内容，也是地质灾害防治规划的基础。地质灾害易发性分区是根据地质灾害形成发育的背景，如地质条件、自然地理条件和人类工程活动等因素，并参考地质灾害发育现状（如单位面积内灾害体个数、面积和体积），以定性、定量评价相结合予以确定，目的是阐明区域地质灾害的分布规律，发育特征及危害，为地质灾害防治提供科学基础。地质灾害易发性分区遵循以下原则：①地质灾害易发区划分突出“以人为本”的原则，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，结合信息系统空间分析定量计算综合确定；②分区应按照“区内相似、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；③分区的级次数量和级次差幅适当，能恰如其分地反映调查区地质灾害情况；④分区指标明确，划分方法简明，便于操作使用；1.1.2易发区划分方法根据风险调查评价技术要求，采用信息量法和层次分析法（AHP）对大悟县进行地质灾害易发性评价。（1）信息量法信息量法源于信息论，最早应用于找矿等领域。信息量法应用于地质灾害危险性评价的主要思路是构成地质环境的各因素对环境质量的影响有大有小，把获取的已变形或破坏区域地质环境的各种地质灾害情况所提供的信息实际测量值通过相关法则或理论运算得到危害程度信息量，并将其量化为确定数值，采用各影响因素独立提供的信息量来比对其影响程度的大小，得到严重程度等参数，并依次建立完整的评价模型，以便为评价提供可靠的理论依据。在上述模型的构建工作完成后，该模型还可适用于同地质构造或相近地质构造类型区域的地质灾害危险性评价工作中，从而扩大其实际用途。地质灾害现象(Y)的影响因素繁多(xiI=(Y,QUOTE=QUOTE根据条件概率运算，上式可改写为:I(Y,QUOTEY,x1)+Ix1(Y,QUOTE(Y,QUOTEY,xn)其中，I(Y,QUOTE为影响因子QUOTE组合下对地质灾害Y提的信息量,P(Y,QUOTE为影响因子QUOTE组合下对地质灾害Y发生的概率，P（Y）为地质灾害Y发生的概率，Ix1(Y,x2)为影响因子x1存在的条件下评价指标x2，对地质灾害提供的信息量。该式说明了影响因子组合QUOTE对地质灾害发生提供的总信息量等于因子x1所提供的总信息量，因子x1存在的条件下x2提供的信息量，以此类推，直到QUOTE存在的条件下，xn提供的信息量值的总和。表明基于信息量法的易发性评价是充分考虑各影响因子组合条件对地质灾害发生的影响和作用。基于地理信息系统技术的信息量方法对地质灾害进行易发性评价，需要一个可靠的标准模型，建立方法如下：采用如下公式计算各因子对地质灾害发生所提供的信息量：I(x1,D)=QUOTE现实情况下，通常采用如下公式进行频率计算：I(x1,D)=QUOTE式中，N为所分析区域地质灾害的频次，S为被评估单元数量，Ni为灾害数量，Si为评价因子数量。②通过以下公式计算n类组合条件下，相关地质灾害发生的总信息量：Ii=QUOTE③将总信息量记为符号QUOTE，同时将其作为综合判断标准。当该值增加，则发生相关地质灾害的概率上升，其后果的严重程度也就越大。当该数值小于零，说明该评价单元发生地质灾害的概率小于同期研究区的平均水平；当该数值等于零，说明该评价单元发生地质灾害的概率等于同期研究区的平均水平；当该数值大于零，说明该评价单元发生地质灾害的概率大于同期研究区的平均水平。④将最终结果依据取值排序并划分层级，最后依据所分层级分别研究后，确定程度等级。（2）层次分析法该方法核心思想就是把一个包括多方面因子而又难以准确量化的复杂系统分解成不同层次和因子，通过两两因素对比，逐层比较多种关联因素，最后确定其整体特征。主要步骤如下：①建立层次结构模型借助层次分析法，将所面临的复杂问题分解为一个个独立的层面，而后建立层次模型，各自独立处理。互相关联的因素之间依据相关关系分为包含上下关系的层次，统一层次受到上级层次因素影响，又作用于下级层次的因素，如此便可独立研究若干简单问题，而后将其汇总即可得到某复杂问题的解决方案或应对思路，以实现复杂问题的简单处理。通常将此类评价模型划分为三个不同层级，分别对应最高层、中间层与底层。②构造判断矩阵构造判断矩阵是完成层次分析法的一个关键步骤，从层次结构模型的方案层开始，将所面临的复杂问题分解为一个个独立的层面，而后建立层次模型，各自独立处理。互相关联的因素之间依据相关关系分为包含上下关系的层次，统一层次受到上级层次因素影响，又作用于下级层次的因素，最后将其量化。将目标值记为A，则其余相关值为B1、B2…Bn表1.1判断矩阵表ABB…BBbb…bBbb…b……………Bbb…b表1.2平均随机一致性指标矩阵阶数（n）12345678910RI000.580.901.121.241.321.411.451.49表1.3判断矩阵中各因子重要性标度及说明重要性标度说明1表示两者相比，Bi与Bj对于3表示两者相比，Bi比Bj对于5表示两者相比，Bi比Bj对于7表示两者相比，Bi比Bj对于9表示两者相比，Bi比Bj对于2,4,6,8表示Bi与Bj对于上列值的倒数aji=1/aij，表示Bi与B③逐一判断每个因素的权值。判断A所对应的特征值，并计算特征向量，最后进行归一化操作。④一致性检查在此过程中，为防止有其他特殊因素对结果造成影响，需要对其一致性进行检查。其公式如下：CR=CI式中，CR（consistencyratio）为随机一致性比例；CI（consistencyindex）为一致性指标；RI（randomindex）为随机一致性指标；CI=QUOTE式中，QUOTE为判断矩阵的最大特征根；n为判断矩阵的阶数；RI的取值由大量实验数据已经得出：只有当CR<0.1时，判断矩阵才满足一致性的要求，否则要对矩阵进行调整，直至满足CR<0.1为止。CR值愈小，矩阵一致性愈好，当CR=0时，矩阵完全一致。1.1.3评价指标选取和确定遵循因子选取原则，结合第三章地质灾害分布规律，选取对地质灾害影响较大的因素进行评价。1、地形地貌地形地貌对地质灾害的发生起到至关重要的作用，基于GIS软件，通过提取DEM文件中每个栅格的高程、地形坡度和剖面曲率值，然后结合第四章孕灾条件100分析中相应指标不同区间段地质灾害的发育状况，分别将地面高程分为小于100m、100m~200m、200m~300m、300m~500m和大于500m五个区段，将地形坡度分为小于10°、10°~25°、25°~40°和大于40°四个区段，得到大悟县地面高程、地形坡度的分级图。2、地质特征大悟县内构造活跃，褶皱、断裂普遍发育，通过ArcGIS软件的多环缓冲功能，将距离构造小于200m、200m~500m、500m~1000m和大于1000m的区域分开，得到大悟县地质灾害与断层构造距离关系分布图；不同工程地质岩组发生地质灾害的数量和类型差异较大。3、水文特征地表水对地质灾害的形成具有不可或缺的作用，不仅可以软化、潜蚀岩土，降低软弱结构面的强度，增大孔隙水压力，使处于极限平衡状态的滑坡体产生滑动；而且，多次的干湿状态交替变化使得岩土体开裂，产生了大量的裂隙，为地表水的入渗提供了良好的通道，加速滑坡变形破坏。通过ArcGIS软件的多环缓冲功能，将距离水系小于100m、100m~300m、300m~500m和大于500m的区域分开，得到大悟县水系缓冲分级图；另外，结合汇水面积和地形坡度，基于ArcGIS软件，计算地形湿度指数值，然后采用自然断点法将地形湿度分成四个区段，得到大悟县地形湿度分级图。1.1.4评价指标权重的确定（1）基于信息量法的评价因子计算依据125个地质灾害样本点来建模，结合评价因子，采用信息量模型评价大悟县的地质灾害易发性并分区。地质灾害的发生是各种内、外影响因子综合作用的产物，分析研究区域地质灾害的发育特征、形成条件和影响因子是地质灾害评价研究的一个重要部分。易发性分区的精度取决于所选用的评价因子，因此，深入理解每个影响因子对区域灾害的贡献以及因子之间的累积效应有助于提高地质灾害易发性评价及分区精度。在大悟县地质灾害风险调查资料的基础上，充分研究区内地质灾害的地形地貌、坡度、地面高程、工程岩组、地质灾害点距离水系的距离共6个地质灾害易发性的评价因子，每个因子的分级指标见表1.4，根据分级标准制作出地质灾害易发分区评价因子流程图。表1.4大悟县地质灾害易发性评价因子指标分级评价因子级数等级地形地貌3构造侵蚀低山区、构造剥蚀丘陵区、剥蚀堆积垅岗区地面高程5＜100m、100~200m、200~300m、300~500m、＞500m坡度4＜10°、10°~25°、25°~40°、＞40°工程岩组3松散岩土体、变质岩、岩浆岩地质灾害点距断层的距离（AHP地质构造）40~0.5km、0.5~1km、1~2km、＞2km距水系的距离/m40~0.5km、0.5~1km、1~2km、＞2km根据125个地质灾害点的地形地貌、坡度、地面高程、工程岩组、距离断层的距离、距水系的距离等6个因子分类级别中的分布规律，利用前述I值计算公式，计算各分类级别在各因子中的信息量值，各分类级别的I值见表1.5。表1.5地质灾害各评价因子分类级别信息量模型计算结果表评价因子指标分级灾害点类别面积I值地形地貌构造侵蚀低山区522km21.1834构造剥蚀丘陵区47710.56km2~0.0509剥蚀堆积垅岗区731063.11km2~0.0135坡度＜10°1021490.76km2~0.019710°~25°22291.5km20.081025°~40°120.15km2~0.3382＞40°00.22km2/地面高程＜100821260.55km2~0.0676100~20028391.43km20.0274200~300475.85km2~0.2775300~500651.69km20.4551＞500520.77km21.2409工程岩组松散岩土体3208.35km2~1.5756变质岩1021526.18km2~0.0405岩浆岩2061.47km21.5422距断层距离（km）0~0.51123.22km21.91790.5~12221.06km22.57551~223216.35km20.4236＞2691532.88km2~0.4358距水系距离（km）0~0.559628.19km20.02990.5~121480.97km2~0.46031~220518.68km2~0.5906＞225402.03km2~0.2166（2）基于AHP的评价因子赋值及权重计算首先，需要对评价因子的每个区间进行赋值，根据地质灾害在每个因子范围的分布规律根据经验进行赋值，具体结果如下：表1.6各评价因子区间赋值统计表评价因子因子区间灾害数量赋值高程（m）＜100807100~200284200~30041300~50063＞50052地形坡度（°）＜10°102510°~25°22425°~40°13＞40°01水系缓冲区0~0.55950.5~12131~2202＞2254距离断层距离（km）0~0.51110.5~12221~2233＞2695工程岩组松散岩土体31变质岩1025岩浆岩202地形湿度＜1.901111.90~1.932221.93~8.30273＞8.30655在已经建立完成评价模型层次结构的基础上，需要确定任意两个评价因子的重要性，根据1~9标度法赋值，创建评价标准值，依次进行排序，得到各因素的权重值，具体结果如表1.7~表1.11所示。表1.7A-B之间构建的判断矩阵及B层各因子权重值因子地质灾害判断矩阵地形地貌地质作用水的作用地形地貌111地质作用112水的作用10.51权重0.3280.4110.261CR检验值0.046＜0.1表1.8QUOTEB1B1-C之间构建的判断矩阵及C层各因子权重值因子地质灾害判断矩阵高程坡度高程10.5坡度21权重0.3330.667CR检验值0表1.9B2-C之间构建的判断矩阵及C层各因子权重值因子地质灾害判断矩阵地质构造工程岩组地质构造12工程岩组0.51权重0.6670.333CR检验值0表1.10B3-C之间构建的判断矩阵及C层各因子权重值因子地质灾害判断矩阵水系地形湿度水系10.5地形湿度21权重0.3330.667CR检验值0表1.11各评价因子权重计算统计表高程坡度地质构造工程岩组水系地形湿度地质灾害各因子权重0.1090.2190.2740.1370.0870.1741.1.5划分评价单元本次评价运用GIS的空间分析工具对评价范围进行网格剖分，基础底图是1：50000地形图。评价依据的数据源有三类：收集资料、遥感解译和野外调查数据，由于各类资料的精度不同，因此需要确定适宜的剖分网格。尽管剖分越小，理论上评价精度可能越高，但是评价结果取决于最小比例尺数据源的精度，而且剖分网格越小，叠加运算时越容易引起位移误差。所以针对具体数据源情况进行分析，最终选用评价单元面积为500m×500m（即1：50000底图上1×1cm正方方格为一个基本单元，单元面积-0.25km2），共剖分为14396个单元。1.2地质灾害易发性分区及区划1.2.1易发性计算分区根据县内地质灾害发育特征，根据前述分析得到的信息量值和层次分析法的评价因子赋值及权重计算结果，基于ArcGIS软件的空间分析功能，利用栅格计算器将所有评价因子进行加权叠加处理，得到两种方法的地质灾害及隐患点易发性结果。信息量法对评价因子进行的是定量计算，属于定量评价；AHP法中对因子进行了经验性赋值，整体评价方法属于半定量半定型评价，导致最后2者结果存在一定的差异，具体可见见图1.1与图1.2。将两种方法的结果按照1:1叠加计算，然后采用自然断点法对计算结果进行重分类，将易发性划分为极高、高、中和低易发性四个等级，如图1.3所示图1.1基于信息量法易发性计算分区图图1.2基于AHP易发性计算分区图图1.3大悟县易发性综合计算分区图1.2.2易发性区划根据各单元易发性级别，本着同类归并的原则，根据地质环境条件、地质灾害发育分布规律、形成条件等综合分析后所形成的宏观地质灾害性易发区分区进行适当修正，划分出地质灾害极高易发区、高易发区、中等易发区和低易发区，并进行分区评价。最终将地质灾害易发程度划分为极高、高、中、低四级易发分区7个亚区，见表1.12、图1.4。表1.12大悟县地质灾害易发区划分表易发级别面积（km2）占全县面积比（%）亚区代号亚区面积（km2）亚区占全县面积百分比（%）灾害总数（处）极高易发区(A)97.045.40A127.551.5324A247.412.6412A322.181.236高易发区(B)710.2539.55B1637.6635.5039B272.581.0411中易发区(C)715.9339.88C715.9339.8832低易发区(D)272.7815.19D272.6615.197合计17961001796100125图1.4大悟县地质灾害易发性区划图1.3地质灾害易发程度分区评价1.3.1地质灾害极高易发区（A）大悟县极高易发区面积97.04km2，占全县面积5.4%。发育有地质灾害共42处，占灾害点总数的33.6%，点密度43.28处/100km2QUOTEkm2。根据地质灾害发育类型和地域的不同，同时又分成以下3个亚区，各亚区特征分述如下：（1）A1亚区位于大悟县北部，面积约27.5km2QUOTEkm2，占全县面积1.53%；地貌类型属构造垅岗区-构造剥蚀丘陵地貌，高程在100m~817m之间，斜坡坡度在10°~50°之间；地层岩性主要为元古界大悟群天台山组片麻岩，主要构造为七里河倒转背斜，轴线走向300°，受区域构造的影响，节理裂隙发育，岩体较为破碎，山间沟谷第四系残坡积层、崩坡积层厚度一般；区内人类工程活动强烈，主要为景区旅游开发，开山修路、建房切坡现象较普遍，在暴雨、持续降雨等极端不利气候影响下，极易诱发地质灾害。本区共发育灾害点24处，平均灾害点密度87.11处/100km2QUOTEkm2。（2）A2亚区位于大悟县西北部，面积约47.41km2QUOTEkm2，占全县面积2.64%；地貌类型属构造剥蚀丘陵地貌，高程在100m~400m之间，斜坡坡度在10°~40°之间；地层岩性主要为元古界大悟群片麻岩；区内北西向断裂发育，受其影响，岩体破碎、风化强烈；区内人类工程活动强烈，特别是居民建房切坡及重要交通线路建设，产生大量的高陡边坡，部分边坡在暴雨、持续降雨等极端不利气候影响下，易形成滑坡和不稳定斜坡。本区发育灾害点12处，平均灾害点密度25.31处/100km2QUOTEkm2。（3）A3区位于大悟县北部，面积22.18km2QUOTEkm2，占全县面积1.23%；地貌类型属构造剥蚀丘陵地貌，高程在100m~200m之间，斜坡坡度在10°~40°之间；地层岩性以元古界大悟群片麻岩为主；区内断裂构造不发育；人类工程活动中等，主要以建房修路切坡为主，在居民集中区及道路两侧，易形成地质灾害。本区发育灾害点6处，平均灾害点密度27.05处/100km2。1.3.2地质灾害高发区（B）大悟县高易发区面积710.25km2，占全县面积39.55%。发育有地质灾害共50处，占灾害点总数的40%，点密度7.04处/100km（1）B1位于大悟县东北部，面积约637.66km2QUOTEkm2，占全县面积的3