湖北巴东组滑坡精细化识别方法研究.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月资源环境与工程 .收稿日期:改回日期:责任编辑:肖飞资助项目:渝西鄂东巴东组滑坡变形破坏机理与有效防治对策研究()第一作者:梁叙()男 讲师 勘查技术与工程专业 从事地质灾害防灾减灾研究工作 :梁叙李兴明.湖北巴东组滑坡精细化识别方法研究.资源环境与工程():.():.湖北巴东组滑坡精细化识别方法研究梁 叙 李兴明(湖北国土资源职业学院 环境与工程学院湖北 武汉)摘 要:为提高地质灾害风险早期识别能力 开展地质灾害隐患点在哪里的识别工作是建设预警信息化工程的基础 以宣恩地区巴东组滑坡为研究对象 分析评价不同空间尺度的滑坡危险性大小 在此基础上概化巴东组滑坡工程地质模型 实
2、现巴东组滑坡从“县域重点区域单点滑坡”的精细化过程识别 结果表明 万寨乡中部、珠山镇与椒园镇接壤区、长潭河乡西南部、李家河乡和沙道沟镇南部及两镇接壤区域等 处为县域滑坡高极高危险区 面积合计 占宣恩县域面积的 万寨乡北部、椒园镇和珠山镇接壤区域等处是巴东组重点区域巴东组滑坡高极高危险区 面积合计 占重点区域总面积的 影响巴东组滑坡发育的因子互权重排序为:岩层倾角 斜坡结构 高差 坡度 水系密度 由此概化的 类工程地质模型包含巴东组区域近 的巴东组滑坡 研究成果对精细化识别区域地质灾害隐患点在哪里有理论和工程指导意义 也为滑坡的早期识别方法提供了思路关键词:滑坡 巴东组 精细化识别 工程地质模型
3、 宣恩地区中图分类号:.文献标识码:文章编号:():./.地区防灾减灾工作强调要实施自然灾害监测预警信息化工程提高多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力这其中首要问题是厘清地质灾害隐患点在哪里 目前中国大多数地区已建立了专业监测与遥感类手段 并形成了已有地质灾害点的综合监测系统 该系统可以获取地质灾害实时的变形情况并初步判断地质灾害的变形程度与阶段但在处理未知地质灾害在哪里的判别工作上稍显不足关键在于其缺失了区域地质灾害地质特征的概化与评判如宣恩地区三叠系巴东组泥岩富含伊利石、蒙脱石等亲水黏土矿物遇水具明显膨胀性和崩解性是典型的易滑地层 发育了较大的睿山华庭滑坡、教育楼滑坡、大转拐
4、滑坡等滑坡 此类巴东组斜坡失稳滑动具有分布广、发生频率高、灾害程度重、突发性强的特点严重制约了当地经济社会发展威胁着人民群众生命财产安全 因此从区域滑坡地质特征角度识别地质灾害从而达到防灾减灾的目的是发展地方经济、保护民生的关键内容之一本文以宣恩地区巴东组滑坡为研究对象以因子评价体系和基本单元区分不同空间尺度分别评价不同空间尺度的滑坡危险性大小基于研究区已有巴东组统计成果概化了滑坡工程地质模型实现了滑坡从“县域重点区域单点滑坡”的精细化过程识别 县域小比例尺滑坡危险性评价.县域滑坡概况宣恩县县域面积 .目前共发育 处滑坡 巴东组地层出露面积.可分为、和区合计占县域总面积的.发育巴东组滑坡 处占
5、滑坡总数的.(图)从统计角度上来看巴东组地层小面积区域孕育了数量较多的滑坡是区内典型的易滑地层.危险性评价体系在统计分析宣恩地区 处滑坡调查资料基础上充分考虑研究区尺度和范围大小、研究精度等因素选取表征滑坡发生现状和致灾作用强度的 类因子作为本次危险性评价的因子(图)图 宣恩地区滑坡分布图 图 县域滑坡危险性评价体系图 通过宣恩地区 文件提取各栅格化高程、地形坡度数据将高程分为、和 等 个区间(图)分级结果显示区域呈东高西低的规律将坡度分为、和 等 个区间(图)区域坡度集中在 区间根据地表某点邻域范围的平均高程与该邻域范围内的最小高程的差值来计算地表切割深度将其分为、和 等 个区间(图)区域切
6、割深度呈西浅东深的分布规律宣恩地区的地质构造运动较强烈褶皱、断裂普遍发育通过 多环缓冲将构造缓冲距离分为、和 等 个区间(图)显示构造在研究区西部广泛分布在东部零星发育根据区域岩土体工程性质和岩层组合关系划分了 类工程地质岩组:第四系松散岩类工程地质岩组坚硬较坚硬灰岩、硅质页岩、炭质页图 高程分级图 图 坡度分级图 岩为主的工程地质岩组坚硬较软弱厚层状石英砂岩、页岩为主的工程地质岩组坚硬厚层中厚层状灰岩、生物碎屑灰岩、白云岩为主的工程地质岩组坚硬厚层状灰岩、白云岩为主的工程地质岩组坚硬块状厚层状灰岩、含遂石灰岩为主的工程地质岩组较坚硬软弱薄中厚层状页岩、粉砂岩为主的工程地质岩组(图)分级结果显
7、示滑坡与工程地质岩第 期梁 叙等:湖北巴东组滑坡精细化识别方法研究图 切割深度分级图 图 构造缓冲距离分级图 组分布密切相关按照与水系和道路的缓冲距离划分为、和 等 个区间(图、图)按林地、耕地、建筑、水域、其他用地 个类型对土地利用类型进行分级(图)结果显示研究区土地利用类型大部分是林地 根据研究区年平均降雨量由低到高划分为、图 工程地质岩组分类图 图 水系缓冲距离分级图 、等 个区间(图)显示研究区中北部降雨量最充沛.栅格单元划分栅格单元因具有处理简便、耗时短、效率高等优点被广泛应用于大区域小比例尺滑坡灾害易发性评价 栅格单元大小按下式计算:.()式中:为选取的网格单元大小 为地形图比例尺
8、分母资源环境与工程 年 图 道路缓冲距离分级图 图 土地利用类型分类图 经计算本次评价所用地形图比例尺为 万栅格选取的网络单元大小为 .因子信息量值计算本次采用信息量法求取各个因子的信息量值从而划分并评价区域滑坡的危险性大小 首先使用 分析功能将滑坡的空间分布与评价因子进行叠加分析确定各评价因子分级内的滑坡分布情况然后将评图 降雨量分级图 价因子内滑坡的分布情况统计结果带入公式()可得到不同评价因子各个分级对滑坡所能够提供的信息量:()/()式中:为滑坡影响因子 为地质灾害类型 为所研究区域滑坡的频次为灾害数量 为被评估单元数量为评价因子数量将总信息量记为 同时将其作为综合判断标准 当该值增加
9、则表示发生滑坡的概率上升其引起后果的严重程度也就越大 当该值 说明该评价单元发生滑坡的概率大于同期研究区的平均水平将计算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危险程度等级.县域滑坡危险性评价根据各因子信息量值计算结果对所有评价因子进行叠加得到宣恩县域滑坡危险性评价结果(图)采用对称区间 划分危险性等级分别对应低、中、高和极高危险区得到宣恩县滑坡危险性分区结果(图)结果显示整个宣恩地区滑坡危险性分区以中低危险区为主面积合计占县域总面积的.而万寨乡中部、珠山镇与椒园镇接壤区、长潭河乡西南部、李家河乡和沙道沟镇南部及两镇接壤区域为滑坡高极高危险区面积合计为.占比.研究结果初步解决了
10、整第 期梁 叙等:湖北巴东组滑坡精细化识别方法研究图 县域滑坡危险性评价图 图 县域滑坡危险性分区图 个县域内地质灾害点在哪里的问题 重点区域巴东组滑坡危险性识别如前节研究宣恩县域内 处巴东组区域(、区)都属于滑坡高危险区 为进一步精细化识别巴东组滑坡危险性大小有必要开展重点区域(巴东组区域)的巴东组滑坡危险性大小研究.危险性评价体系县域滑坡危险性评价体系更多地考虑了区域性评价因子(如构造、切割深度、工程地质岩组)的影响但在分析过程中显示巴东组滑坡受其影响较小因此本节更加重视滑坡本身结构特征因子的影响构建了重点区域巴东组滑坡危险性评价体系(图)图 重点区域巴东组滑坡危险性评价体系图 在巴东组区
11、域选取高差作为评价因子更能表征斜坡高程特征将斜坡高差依次分为、等 个区间(图)将斜坡坡度划分为.、.、.、.、.等 个区间(图)图 高差分级图 重点区域巴东组滑坡的危险性大小评价更加强调滑坡本身的地质结构特征将斜坡分为顺向坡、切向坡、横向坡以及反向坡等 类采用克里金插值法由点及面获取斜坡结构分级图(图)采用自然断点法资源环境与工程 年 将岩层倾角划分为 、等 个区间(图)图 坡度分级图 图 斜坡结构分级图 以斜坡单元内水系长度与斜坡单元面积的比值作为水系密度因子其更能直接反映滑坡受水系影响的程度分为.、.、.、.、./等 个区间(图)与水系密度计算方法相同将道路密度因子分为.、图 岩层倾角分级
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