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摘要:
湖南省位于云贵高原向江南丘陵过渡地带,以构造侵蚀山地丘陵地貌为主,地质环境复杂,随着近年来强降雨增多,地质灾害呈高发态势。本文利用湖南省2013—2022年近十年地质灾害点数据,选取发育因子(斜坡地质灾害点发育密度)、基础因子(地形起伏度指数、地形湿度指数、岩土(体)完整程度、岩土(体)坚硬程度、含水岩层富水性)、引发因子(暴雨强度指数、人类工程活动敏感度指数)三大类共8项指标,采用层次分析法-信息量法综合确定评价因子权重,将湖南省地质灾害危险性等级划分为极高、高、中和低危险区。研究发现,湖南省地质灾害孕灾环境主要受区内地质、地貌和气象条件的综合影响(具体表现为所选因子中,岩土(体)坚硬程度、地形起伏度指数、暴雨强度指数对斜坡地质灾害危险性评价的贡献度突出)。研究结果对指导全省防灾减灾具有一定意义,可作为具有类似地质环境条件的地区进行区域性斜坡地质灾害危险性研究的参考。
Abstract:Hunan Province is situated in the transitional zone between the Yunnan-Guizhou Plateau and the Jiangnan Hilly Region, dominated by tectonically eroded mountainous and hilly landforms. Geological environment is highly complex, and with the increasing frequency of intense rainfall events in recent years, geo-hazards have demonstrated a significantly rising trend. This study analyzed a decade-long dataset (2013–2022) of geological hazard sites in Hunan Province, selecting eight evaluation indicators categorized into three groups: developmental factors (slope hazard density), fundamental factors (terrain relief index, topographic wetness index, integrity degree of rock/soil mass, hardness degree of rock/soil mass, and aquifer water richness), and triggering factors (rainstorm intensity index and human engineering activity sensitivity index). The Analytic Hierarchy Process (AHP) integrated with the Information Value (IV) method was applied to determine comprehensive weights for hazard assessment, classifying geological hazard danger into four levels: extremely high, high, moderate, and low risk. The results revealed the predisposing environment of geo-hazards in Hunan Province are predominantly governed by the synergistic interactions of geological, geomorphic and meteorological conditions, which is specifically manifested in the prominent contributions of the selected factors—hardness degree of rock/soil mass, terrain relief index, and rainstorm intensity index—to the risk assessment of slope geological hazards. These findings provide scientific support for regional disaster prevention and mitigation, while the methodology offers a reference for similar geological environments in other provinces.
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Key words:
- slope geohazards /
- risk zoning /
- validation analysis /
- Hunan Province
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表 1 湖南省地质灾害危险性评价因子
Table 1. Risk assessment factors for geological hazards in Hunan Province
一级因子 二级因子 数据来源 发育因子 斜坡地质灾害点发育密度(图2a) 湖南省2013—2022年度灾情统计月报 基础因子 地形起伏度指数(图2b) 湖南省30米分辨率DEM数字高程模型 地形湿度指数(图2c) 湖南省30米分辨率DEM数字高程模型 岩土(体)完整程度(图2d) 湖南省地质调查所新编1∶25万区域地质图断裂数据 岩土(体)坚硬程度(图2e) 湖南省1∶25万工程地质图(草图) 含水岩层富水性(图2f) 湖南省1∶50万水文地质图 引发因子 暴雨强度指数(图2g) 湖南省气象台 人类工程活动
敏感度指数(图2h)切坡建房 原湖南省国土资源厅“山丘区农村居民建房地质灾害
防治技术研究(编号2018-07)”基金项目交通基础设施建设 openstreetmap网站发布的湖南省2022年开源路网数据 矿山开采 湖南省矿山地质环境调查评价项目(2017年) 表 2 湖南省含水岩层富水性划分标准
Table 2. Classification criteria for water abundance of aquifers in Hunan Province
含水岩层 富水性 划分标准 松散岩类孔隙水 水量贫乏 潜水单井水量<100吨/日,承压水单井水量100 ~ 1000 吨/日水量中等 潜水单井水量100 ~ 1000 吨/日,承压水单井水量>1000 吨/日红层裂隙孔隙-裂隙水 水量贫乏 泉流量<0.1升/秒,单井水量<100吨/日 水量中等 泉流量0.1 ~ 1升/秒,单井水量100 ~ 1000 吨/日碳酸盐岩类岩溶水 水量贫乏 暗河大泉流量<10升/秒 水量中等 暗河大泉流量10 ~ 100升/秒 水量丰富 暗河大泉流量>100升/秒 基岩裂隙水 水量贫乏 泉流量<0.1升/秒 水量中等 泉流量0.1 ~ 1升/秒 水量丰富 泉流量>1升/秒 表 3 湖南省斜坡地质灾害危险性评价因子分级、分值及权重
Table 3. Classification, scores, and weights of evaluation factors for slope geological hazard risk assessment in Hunan Province
因子类型 分级方法 分级 分值 权重 斜坡地质灾害点
发育密度(起/km2)自然断点法 <0.03 2 0.05 [0.03,0.06) 4 [0.06,0.11) 6 [0.11,0.22) 8 ≥0.22 10 地形起伏度指数(m) 柴宗新(1983)方案 <20 2 0.25 [20,200) 4 [200,500) 6 [500, 1500 )8 ≥ 1500 10 地形湿度指数 自然断点法 <8.55 8 0.03 [8.55,10.83) 10 [10.83,13.75) 4 [13.75,17.98) 6 ≥17.98 2 岩土(体)完整程度
(断裂线密度)(条/km2)自然断点法 <0.10 2 0.10 [0.10,0.22) 4 [0.22,0.33) 6 [0.33,0.47) 8 ≥0.47 10 岩土(体)
坚硬程度①工程地质条件分类 第四系松散岩类岩组(Ⅰ类) 2 0.30 白垩至古近系砂岩、砾岩等坚硬至较坚硬岩岩组(Ⅱ类) 4 白垩至古近系含(夹)泥岩、页岩、泥灰岩等软弱岩岩组(Ⅴ类) 10 泥盆至侏罗系砂岩、碳酸盐岩等坚硬至较坚硬岩岩组(Ⅱ类) 4 泥盆至侏罗系含(夹)泥岩、页岩、泥灰岩等软弱岩岩组(Ⅲ类) 6 青白口至志留系碳酸盐岩坚硬至较坚硬岩组(Ⅰ类) 2 青白口至志留系板岩、砂岩、硅质岩等坚硬至较坚硬岩岩组(Ⅱ类) 4 青白口至志留系含(夹)泥岩、泥灰岩、粉砂岩、
云母板岩、炭质板岩(Ⅳ类)等软弱岩岩组8 火成岩坚硬至较坚硬岩组(Ⅳ类) 8 含水岩层富水性① 岩层及富水性分类 水量贫乏的松散岩类孔隙水含水岩层(Ⅰ类) 2 0.07 水量中等的松散岩类孔隙水含水岩层(Ⅰ类) 2 水量贫乏的红层裂隙孔隙-裂隙水含水岩层(Ⅲ类) 6 水量中等的红层裂隙孔隙-裂隙水含水岩层(Ⅳ类) 8 水量贫乏的碳酸盐岩类岩溶水含水岩层(Ⅳ类) 8 水量中等的碳酸盐岩类岩溶水含水岩层(Ⅱ类) 4 水量丰富的碳酸盐岩类岩溶水含水岩层(Ⅰ类) 2 水量贫乏的基岩裂隙水含水岩层(Ⅲ类) 6 水量中等的基岩裂隙水含水岩层(Ⅳ类) 8 水量丰富的基岩裂隙水含水岩层(Ⅴ类) 10 暴雨
强度指数自然断点法 低(<0.26) 2 0.15 较低[0.26,0.41) 4 中等[0.41,0.53) 6 较高[0.53,0.68) 8 高(≥0.68) 10 人类工程活动
敏感度指数自然断点法 低(<0.22) 2 0.05 较低[0.22,0.40) 6 中等[0.40,0.58) 8 较高[0.58,0.78) 4 高(≥0.78) 10 ①注:因子“岩土(体)坚硬程度”和“含水岩层富水性”的分类是依据其与2013—2022年历史斜坡地质灾害点空间位置的相关性而定. 表 4 湖南省地质灾害点数据与危险性分区对照验证
Table 4. Comparative validation of geological hazard point data and hazard zonation in Hunan province
数据来源 危险性
分区灾害点
数量(起)灾害点数量
占比(%)分区面积
(万km2)灾害点密度
(起/100 km2)湖南省自然资源厅2013—2022年斜坡地质
灾害点月报数据、应急调查数据(本文)低 1124 5.81 3.09 3.64 中 5957 30.79 7.38 8.07 高 8077 41.75 7.59 10.64 极高 4189 21.65 3.12 13.43 合计 19347 100 21.18 / 湖南省气象局(廖玉芳等,2011)统计的
1905—2008年降雨型地质灾害数据低 139 5.89 3.09 0.45 中 755 31.98 7.38 1.02 高 966 40.91 7.59 1.27 极高 501 21.22 3.12 1.61 合计 2361 100 21.18 / 湖南省事务中心(李明波等,2018)统计的全省
2013—2017年1∶5万地质灾害详查降雨型滑坡数据低 347 6.55 3.09 1.12 中 1777 33.57 7.38 2.41 高 2179 41.16 7.59 2.87 极高 991 18.72 3.12 3.18 合计 5294 100 21.18 / -
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