（地质工程专业论文）基于gis的温州市地质灾害危险性评价研究.pdf

摘要 地质灾害是地质环境质量低劣的表现，它的频频发生不仅反映了自然地质环境的脆 弱性，而且反映了人类工程活动与地质环境之间矛盾的激化，给人民生命财产安全带来 严重的影响。温州市地处浙东南沿海，地质结构、地理环境复杂，特别是雨季时期的台 风降雨，极易导致地质灾害( 特别是崩塌、滑坡、泥石流) 的发生，属于地质灾害多发、 易发区。本研究建立基于次降雨的温卅l 市地质灾害动态评价模型，为温州市地质灾害的 早期预警服务。 本研究在对温州市地质灾害进行全面调查和统计的基础上，查明了研究区的地质灾 害类型，分析了其发育现状，总结了研究区内各种地质灾害发生发育规律，拟定出研究 区内各地质灾害的危险性评价因子；采用g i s 技术，分别建立各类地质灾害评价因素的 分级标准，特别是针对温州市地质灾害大多由台风暴雨引起这一特点，对近十年来影响 温州市比较大的五次台风暴雨数据进行分析，找出影响不同地质灾害的降雨特征；然后 采用层次分析法和模糊综合评判的方法，建立了基于次降雨的温州市地质灾害动态评价 模型。 依据该模型，本文选取了1 9 9 9 年9 月4 日和2 0 0 4 年8 月1 3 日两次降雨数据生成 了温州市地质灾害危险性分区图，同时对比这两次降雨实际所产生的灾害点，对该模型 进行验证，分析后表明实际发生灾害点大多都落入了通过模型生成的高危险性区或者中 危险性区，其结果令人满意。从分区图中也可以看出温州市地质灾害的空间分布变化特 征，即温州市地质灾害受降雨因子控制明显，在台风暴雨影响严重区域分布集中；同一 地区在不同降雨条件下，其地质灾害危险性等级也不同。本研究对于温州市地质灾害的 早期预警研究具有重要现实意义，可极大提高该地区对地质灾害的防范能力。 关键词：地质灾害、危险性评价、g i s 、层次分析法、模糊综合评判法 a b s t r a c t t h eb e h a v i o rw i t hl o wq u a l i t yt h a tt h eg e o l o g i c a le n v i r o n m e n ti st h eg e o l o g i c a lh a z a r d s i t sh a sn o tm e r e l yr e f l e c t e dt h ef r a g i l i t yo ft h eg e o l o g i c a le n v i r o n m e n tn a t u r a l l ya g a i na n d a g a i n ，a n dh a sr e f l e c t e dt h ec o n t r a d i c t i o ni ss h a r p e n e db e t w e e nt h eh u m a na c t i v i t ya n d g e o l o g i c a le n v i r o n m e n t b r i n gs e r i o u si n f l u e n c et op e o p l e ss a f e t yo fl i f ea n dp r o p e r t y w e n z h o ui sl o c a t e di nt h ec o a s t a la r e ao fs o u t h e a s tc h i n ao fz h e j i a n g ，g e o l o g i c a ls t r u c t u r e g e o g r a p h i c a le n v i r o n m e n ta r ec o m p l i c a t e d ，e s p e c i a l l yt h et y p h o o nr a i n f a l lo ft h ep e r i o do f r a i n ys e a s o n ，e x t r e m e l ya p tt oc a u s et h ee m e r g e n c eo ft h eg e o l o g i c a lh a z a r d s ( e s p e c i a l l y c o l l a p s e ，l a n d s l i d e ，d e b r i sf l o w ) ，i ti st h eg e o l o g i c a lh a z a r d st oo c c u rf r e q u e n t l ya r e a t h i s r e s e a r c hs e t su pt h ed a n g e r o u sa s s e s s m e n tm o d e lo fg e o l o g i c a lh a z a r d so fw e n z h o ub a s e do nr a i n f a l l o n c e ，f o rt h ee a r l yw a r n i n gs e r v i c eo ft h eg e o l o g i c a lh a z a r d so fw e n z h o u b a s i n go na n a l y s i sa n ds u m m a r i z i n gt h ed i s t r i b u t i o nr e g u l a r i t yo fg e o l o g i c a lh a z a r d s i n t e r p r e t e df r o mr e m o t es e n s i n gd a t aa n dt h er e s u l to ff i e l di n v e s t i g a t i o n ，a u t h o rh a v i n gg o t t h eg e o l o g i c a lh a z a r d st y p eo ft h es t u d y i n ga r e aa n dd e v e l o p m e n tc u r r e n ts i t u a t i o n ，t h e d e v e l o p m e n tl a wt a k e sp l a c ei nv a r i o u sg e o l o g i c a lc a l a m i t i e sa f t e rs u m m a r i z i n ga n ds t u d y i n g i nt h ed i s t r i c t ，s e l e c t i n ga n dd e t e r m i n i n gt h ea s s e s s m e n tf a c t o r s ；a f t e ra n a l y z i n gf a c t o r sw i t h t h ea i do fg i st e c h n o l o g y , a u t h o rg i v e sa p p r a i s eh i e r a r c h i c a ls t a n d a r do ft h ef a c t o rt o g e o l o g i c a lh a z a r d sa l lk i n d so fs e p a r a t e l y , e s p e c i a l l ym o s t l yc a u s e dt h i sc h a r a c t e r i s t i cb yt h e t y p h o o nt o r r e n t i a lr a i nt ot h eg e o l o g i c a lh a z a r d so fw e n z h o u t y p h o o nr a i n s t o r md a t af i v e t i m e st h a ti ti sh e a v i e ri nm a r k e tt oi n f l u e n c ew e n z h o ut ot h ep a s tt e ny e a r sa r ea n a l y z e d f i n d o u tt h er a i n f a l lc h a r a c t e r i s t i co fi n f l u e n c i n gd i f f e r e n tg e o l o g i c a lh a z a r d s t h e na d o p ta h pa n d f u z z ym e t h o dt oj u d g es y n t h e t i c a l l y , s e tu pt h ed ) ，i l a m i ca p p r a i s a lm o d e lo fg e o l o g i c a l h a z a r d so fw e n z h o ub a s e do nr a i n f a l lo n c e a c c o r d i n gt om o d e lt h i s c h o o s et w or a i n f a l ld a t at u r ni n t ow | e n z h o ug e o l o g i c a lh a z a r d s d a n g e r o u sp i c t u r eo fd i v i d i n ge t c w i l li tb es e p t e m b e r4l9 9 9a n dw i l li tb ea u g u s t132 0 0 4 s i m u l t a n e o u sc o n t r a s tt w or a i n f a l lt h e s eh a z a r d sp r o d u c e do r d e r , g oo n p r o v et ot h i sm o d e l a c c u r a t e l y , i tt a k ep l a c ea c t u a l l yo r d e rh a z a r d sm o s t l yf a l li n t od i s t r i c t sd a n g e r o u s e sh i g h t u r n i n gi n t oi nm o d e l o ri nd i s t r i c t sd a n g e r o u s i t sr e s u l ti ss a t i s f a c t o r y c a nf i n do u tt h es p a c e d i s t r i b u t i o no ft h eg e o l o g i c a lh a z a r d so fw e n z h o uc h a n g e st h ec h a r a c t e r i s t i cf r o mt h ep i c t u r e ， i e t h e g e o l o g i c a lh a z a r d so fw e n z h o ui sc o n t r o l l e db yt h er a i n f a l lf a c t o ro b v i o u s l y , i t h a p p e n sf r e q u e n t l yi nt y p h o o nr a i n s t o r mz o n e s ，a n di nt h es a r n ep l a c e ，i td i s t r i b u t i n g d i s s i m i l a r l yi nd i f i e r e n tr a i n f a l lc o n d i t i o n t h i ss t u d yh a si m p o r t a n tr e a l i s t i cm e a n i n g si nt h e e a r l yf o r e c a s t i n gr e s e a r c ho ft h eg e o l o g i c a lh a z a r d so fw e n z h o u ，b u ti m p r o v et h ea b i l i t yo f p r e v e n t i o na g a i n s tg e o l o g i c a lh a z a r d so ft h i sa r e ag r e a t l y k e y w o r d s ：g e o l o g i c a lh a z a r d s ，d a n g e r o u sa s s e s s m e n t ，g i s ，a h p , f u z z ym e t h o dt oj u d g e s y n t h e t i c a l l y 5 4 评价结果验证6 4 结论与建议6 7 参考文献6 9 攻读学位期间的研究成果“7 5 致谢7 6 表格目录 表2 1 温州市前第四纪地层划分表1 0 表2 2 温州市山麓沟谷区第四纪地层简表1 l 表2 3 温州市平原区第四纪地层简表。l l 表4 1 温州市滑坡历史灾害点和规模分级结果表2 6 表4 2 温州市不同地貌类型区滑坡灾害点统计结果。2 8 表4 3 温州市不同地貌类型区滑坡灾害发生危险性分级标准2 8 表4 4 温州市不同坡度范围滑坡灾害点统计结果2 9 表4 5 温州市不同坡度范围滑坡灾害发生危险性分级标准2 9 表4 6 温州市岩土体工程地质特征表3 0 表4 7 温州市不同类型地层滑坡灾害点数量和密度统计结果3 l 表4 8 温州市不同类型岩层滑坡火害点危险性分级标准3 l 表4 9 温州市主要断层不同范同缓冲区滑坡灾害点发生统计结果3 3 表4 1 0 温州市主要断层不同范围缓冲区滑坡灾害危险性分级标准3 3 表4 1 1温州市不同降雨特征滑坡灾害点发生统计结果3 5 表4 1 2 温州市不同降雨条件卜滑坡灾害危险性分级标准3 5 表4 1 3 温州市不同道路缓冲区滑坡灾害点统计结果3 6 表4 1 4 温州市不同道路缓冲区滑坡灾害发生危险性分级标准3 6 表4 1 5 温州市城镇不同缓冲区滑坡灾害点统计结果3 7 表4 1 6 温州市城镇不同缓冲区滑坡灾害发生危险性分级标准3 8 表4 1 7 温州市泥石流历史灾害点分级结果4 0 表4 1 8 温州市不同地层泥f i 流灾害点数鼙与密度统计结果4 1 表4 1 9 温州市不同地层泥了i 流灾害发生危险性分级标准4 2 表4 2 0 温州市不同沟谷密度泥年i 流火害点统计结果4 3 v 表4 2 1温州市不同沟谷密度泥石流灾害发生危险性分级标准4 3 表4 2 2 温州市不同相对高差泥石流灾害点统计结果4 4 表4 2 3 温州市不同相对高差泥石流灾害发生危险性分级标准4 5 表4 2 4 温州市不同沟谷纵比降泥石流灾害点统计结果4 6 表4 2 5 温少h 市不同沟谷纵比降泥石流灾害发生危险性分级标准4 6 表4 2 6 温州市不同降雨特征泥石流灾害点发生统计结果4 8 表4 2 7 温州市不同降雨条件下泥石流灾害危险性分级标准4 8 表4 2 8 判断矩阵标度( 重要性指标) 及其含义5 3 表4 2 9a h p 平均随机一致性指标值。5 4 表5 1 温州市滑坡危险性因子评价标准5 5 表5 2 温州市滑坡a h p 判断矩阵5 7 表5 3 温州市部分单元网格模糊综合评判结果( 2 0 0 4 8 1 3 ) 5 8 表5 4 温州市滑坡危险性区划各区县分布表6 0 表5 5 温州市泥石流危险性因子评价标准6 l 表5 6 温州市泥石流a h p 判断矩阵6 1 表5 7 温州市低泥石流危险性区划各区县分布统计表6 2 表5 8 实际发生灾害点在不同危险性区内分布对比表6 4 插图目录 图1 1 技术路线图6 图3 1 永嘉县典型暴雨型十质滑坡模型1 8 图3 2 永嘉县瓯北镇箬岙底村滑坡1 8 图3 3 苍南县灵溪镇的公园山北坡崩塌2 0 图3 4 苍南县灵溪镇的公园山北坡崩塌模型2 0 图3 5 龙西乡上山村泥石流2 1 图4 1历史滑坡灾害点分布图2 6 图4 2 温州市不同地貌类型区滑坡灾害点空间分布图2 7 图4 3 温州市不同坡度范围滑坡灾害点分布图2 8 图4 4 温州市不同类型地层滑坡火害点空间分布图3 1 图4 5 温州市土要断层不同范罔缓冲区内滑坡灾害点分布图3 2 图4 6 温州市不同降雨区域滑坡灾害点分布图( 1 9 9 9 9 4 ) 3 4 图4 7 温州市不同降雨区域滑坡灾害点分布图( 2 0 0 4 8 1 3 ) 3 4 图4 8 温州市不同道路缓冲区滑坡灾害点分布图3 6 图4 9 温州市城镇不同缓冲区滑坡灾害点分布图3 7 图4 1 0 历史泥石流灾害点分布图3 9 图4 1 1 温州市不同地层泥石流灾害点空间分布图4 l 图4 1 2 温州市不同沟谷密度泥石流灾害点分布图4 2 图4 1 3 温州市不同相对高差泥石流灾害点分布图4 4 图4 1 4 温州市不同主沟纵比降泥石流灾害点分布图4 5 图4 1 5 温州市不同降雨区域泥石流灾害点分布图( 1 9 9 9 9 4 ) 4 7 图4 1 6 温州市不同降雨区域泥石流灾害点分布图( 2 0 0 4 8 1 3 ) 4 7 图5 1 隶属函数曲线5 6 图5 2 温州市滑坡危险性区划图( 1 9 9 9 9 4 ) 。5 9 图5 3 温州市滑坡危险性区划图( 2 0 0 4 81 3 ) 5 9 图5 4 泥石流危险性区划图( 1 9 9 9 9 4 ) 6 3 图5 5 泥石流危险性区划图( 2 0 0 4 8 1 3 ) 6 3 图5 6 滑坡灾害点实际分布与区划评价结果对比图( 1 9 9 9 9 4 ) 6 5 图5 7 滑坡灾害点实际分布与区划评价结果对比图( 2 0 0 4 8 1 3 ) 。6 5 图5 8 泥石流灾害点实际分布与区划评价结果对比图( 1 9 9 9 9 4 ) 6 6 图5 9 泥石流灾害点实际分布与区划评价结果对比图( 2 0 0 4 8 1 3 ) 6 6 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 ：尚永寸1 加 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：尚永寸 别雅轹觏易 年箩月3 9e l 阳27 日 j - l 长安大学硕十学位论文 1 1研究的目的及意义 第一章绪论 地质灾害是地质环境质量低劣的表现，它的频频发生不仅反映了自然地质环境的脆 弱性，而且反映了人类工程活动与地质环境之间矛盾的激化。在我国，由于地理和地质 条件的复杂性和巨大的区域差异性，地质灾害问题历来较为严重，尤其是改革开发以来， 伴随着我国国民经济的飞速发展，工程活动规模和范围的速度增大，地质环境的恶化速 度和地质灾害的发生频率有日益加速的趋势。要使人类工程经济活动与地质环境之间保 持较为协调的关系，就必须对地质环境质量现状进行评价，以了解不同经济发展过程中 区域环境的基本态势和变化趋势，为环境保护、人类工程活动、人民防灾减灾提供重要 依据。 温州市地处浙东南沿海，七山二水一分田，经济发达，人口众多，地质结构、地理 环境复杂，属于地质灾害多发、易发区。改革开放以来，随着工业化、城市化进程的加 快，经济建设和社会发展所引发的各种地质灾害问题日益增多。仅1 9 9 9 年温州市区及 周边，共发生地质灾害数千处，死亡5 2 人，重伤3 0 0 多人，轻伤2 0 0 0 多人，压毁民房 1 2 0 0 多间，公路、水利、电力、通讯等设施严重受损，直接经济损失达5 亿元。如温 州市区杨府山残丘地带，面积不足lk m 2 ，1 9 9 9 年发生多处崩滑流灾害，其中小型滑坡 可达2 0 多处，泥石流沟2 条，崩塌点3 处，造成的直接经济损失就达近千万元。正确 分析与评估地质灾害状况，对于合理开发利用和治理保护各种地质资源，保护环境具有 十分重要的现实意义。 本研究在对温州市地质灾害进行全面调查和分析的基础上，采用g i s 技术和模糊综 合评判法，建立了次降雨的温州市地质灾害动态评价模型，并对该地区典型降雨条件下 滑坡和泥石流危险性进行了综合评价，对该评价模型的可靠性进行了验证。本研究对于 温州市地质灾害的早期预警研究具有重要现实意义，可极大提高该地区对地质灾害的防 范能力。 1 2 国内外相关研究现状 1 9 6 0 年以前，灾害研究主要局限于灾害机理及预测研究，重点调查分析灾害形成 条件与活动过程。1 9 7 0 年以后，随着自然灾害破坏损失的急剧增加，促使人类把减灾 第一章绪论 工作提高到前所未有的程度。一些发达国家首先拓宽了灾害研究领域、在继续深入研究 灾害机理的同时，开始进行灾害评估工作。为了推进广泛的国际间协调与合作，联合国 在1 9 8 7 年通过会议，确定在2 0 世纪最后十年开展“国际减轻自然灾害十年活动。从 2 0 世纪9 0 年代起，围绕国际减灾1 0 年计划行动，北美及欧洲许多国家在原地质灾害 危险性分区研究的基础上，开展地质灾害危险性与土地使用立法的风险评价研究，把原 来单纯的地质灾害危险性研究拓宽到了综合减灾效益方面的系统研究。 1 2 1 国外相关研究现状 国际上有关滑坡灾害评价的研究至今已有近4 0 多年的历史。m a r i om e j i a n a v a r r o & e l l e ne w o h l ( 19 9 4 ) 在分析c o l o m b i a 的m e d e l l i n 地区滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起 的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上，利用g i s 技术将二者合成产生了 风险评价分区图。1 9 9 8 年c r o s s 采用滑坡敏感性指数l s i ( 1 a n d s l i d es u s c e p t i b i l i t yi n d e x ) 作为定量化指标进行滑坡灾害危险性区划，并在英国d e r b y s h i r e 地区进行了实践。 j o h n s o n 等于2 0 0 0 年在澳大利亚一项为城市发展规划服务的崩塌、滑坡、泥石流灾害预 测中，把地质灾害危险性、易损性和风险评价作为一体，以g i s 软件为技术平台，分别 采用平面和三维评价系统，对c a i m s 地区进行了崩滑流地质灾害的危险性分析和风险区 划研究。a a g o z i n ( 2 0 0 0 ) 从理论上研究了滑坡灾害风险评价中的危险性、易损性和风险 性，提出了考虑危险性评估标有效期限在内的单个滑坡灾害危险性指标，并用其主要控 制因素的概率乘积表示；对于区域性滑坡灾害评估，提出用给定地区的面积、滑坡发生 面积、滑坡数量和时间之间的关系建立定量模型。 最早涉及到泥石流危险度评价的研究可能为日本学者1 9 7 7 年提出的“泥石流发生 危险度的判定”。1 9 8 1 年美国地质工程师h o l l i n g s w o r t h 和k o v a c s 采用打分方法，提出 了泥石流危险度评价框架，他们建议将岩性、坡度和切割密度3 个因子分别划分为 0 ，l ，2 ，3 ，4 共5 个等级，再用因子叠加求和进行危险度评价。当时他们除了给出切割密 度等级的划分外，其它因子等级的划分方案均未实施。这可能是美国最初的，也是为数 不多的涉及到的泥石流危险度的定量评价。在2 0 世纪末，日本学者对泥石流的危险度 进行了研究和等级划分。此外，美国、瑞典、德国等国学者也丌展了这方面的研究。 1 2 2 国内相关研究现状 我国由于历史的局限，早期的灾害研究主要局限于灾害事件现象和破坏损失情况的 统计描述。1 9 8 0 年以前，单灾种危险性评价研究一直停留在铁路、公路沿线以及其他 2 长安大学硕十学位论文 工程建设区崩塌、滑坡和泥石流灾害危险性定性分析阶段。1 9 8 0 年以后，地质灾害研 究开始突破传统的研究模式，研究水平不断提高，研究内容日益丰富，开始向新的独立 学科发展，随之，灾害危险性评价开始起步，相继开展了区域性地质灾害危险性评价工 作，并建立了各类地质灾害危险性评价模型。 我国目前进行地质灾害评价的方法很多，除传统的成因机理分析和统计分析方法 外，主要还有危险性评价、易损性评价、破坏损失评价、防治工程效益评价、风险性评 价等方法，这些方法可以互为补充和互相结合使用，视评价的目的不同而进行选择。本 文选择危险性评价作为温州市地质灾害的评价方法，为制定防灾减灾措施提供参考依据 1 - 3 】 o 张业成、张梁( 1 9 9 8 ) 等针对我国崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等灾害，建立了 地质灾害危险性指数评价模型和危险性评价分析模型，在对中国近4 0 年地质灾害灾情 分析的基础上，运用层次分析法( a n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ) 分析评价了中国地质灾害 的危害程度，进行了全国范围的危险性区划，并研绘了地质灾害强度分布图和区划图h 1 。 殷跃平( 1 9 9 6 ) 等对我国地质灾害类型、分布规律、成因机制、级别及其灾害损失程度 等进行分析的基础上，运用专家打分、模糊综合评价和危险性指数等方法对地质灾害现 状进行了综合评价，绘制了目前我国地质灾害的现状评价图，综合表征了我国目前地质 灾害的空间发育现状瞄1 。范文( 2 0 0 1 ) 等针对公路沿线地质灾害的危险性，利用主成份 分析法建立了评价的多指标体系和分级特征，对某高速公路沿线地质灾害危险性进行分 段综合评价1 。阮沈勇，黄润秋( 2 0 0 1 ) 通过对已变形或破坏区域的现实情况和提供的 信息，把反映各种影响区域稳定性因素的实测值转化为反映区域稳定性的信息量值，用 信息量的大小来评价影响因素与研究对象关系的密切程度，将信息量模型与g i s 系统结 合，进行地质灾害危险性区划盯1 。向喜琼，黄润秋( 2 0 0 2 ) 等基于m a p g i s 进行二次开 发，建立g h g i s 系统，通过该系统对这些评价预测因素专题图件进行网格化处理，生 成评价基本单元，并为之赋属性值。通过输入地质灾害区域评价分析模块得出评价结果， 并按恰当的标准确定地质灾害危险性等级，形成地质灾害危险性分区图呻1 。 层次分析方法是一种定性与定量相结合的多目标决策分析方法。褚洪斌( 2 0 0 3 ) 等 采用层次分析法通过对河北省太行山地区地质灾害主要影响因素的分析，以滑坡、泥石 流、崩塌、水土流失等为计算样本，计算出各地质灾害影响因素对计算样本的影响权重， 并通过计算机进行网络剖分、因素叠加，计算出单位面积的单灾种评价指数和综合性评 价指数，用以表征整个地区地质灾害的危险性呻1 。周托，钱林峰( 2 0 0 5 ) 分析了建设用 3 第一章绪论 地地质灾害危险性评估中所存在的灰色模糊现象，提出采用模糊关系来描述评判因素与 评判等级间的定量关系，用点灰度来表征模糊关系的不可信程度，为客观评价地质灾害 的危险性提供了新思路n 训。 近年来，专门性的地质灾害风险评价研究也得到长足进展，特别是在滑坡、泥石流 等灾害危险性评价方面，更是蓬勃发展。滑坡危险性评价在过去2 0 年里有显著的发展， 评价方法多种多样，所评价的地区和流域也明显增加，其评价与制图方式不断更新，特 别是近年来广泛应用g i s 技术，可以将有关滑坡形成的地形、地质等参数以图形数字化 形式表达，使滑坡危险性分析更加快捷、精确，所获取的数据能够有效地存储、处理、 调用和修改乜羽。泥石流危险度是泥石流危险性评价中的一项重要指标。泥石流的发生 是一个复杂的系统过程，对其危险度的评价也较为复杂。国内外学者都高度重视对泥石 流危险度评价的研究。国内较早开始的与泥石流危险度有关的研究为谭炳炎1 9 8 6 年发 表的“泥石流沟严重程度的数量化综合评判”和以刘希林( 1 9 8 8 ) 的“泥石流危险度判定 的研究 为代表。其后这一领域的研究持续达1 0 多年之久，研究工作不断深入，新的 成果不断涌现口。 随着近年来泥石流学科的发展，许多学者从泥石流的发生条件、环境因素、参数特 征及数值模拟等角度对泥石流的危险度进行了判定，成果较多。郎秋玲，邱建慧，李广 杰( 2 0 0 4 ) 等采用多元线性回归分析方法，选取了物源储量、支沟完整性系数、支沟边 坡坡度、支沟沟床比降、冲沟密度、侵蚀模数、不良地质现象和植被覆盖率等八个指标 作为自变量，建立与泥石流活跃度间相关关系的数学表达式，计算出车大人沟河4 0 条 泥石流支沟活跃度值，从而进行危险性分区评价n 引。田梅青，姜振泉，刘炜金( 2 0 0 5 ) 等采用袭扰系数法对山东省栖霞市泥石流灾害的成生环境及危险性趋势进行了分区评 价n3 1 。左双英，程欣宇，梁风等采用两种数学模型进行评价，即专家打分法和模糊综合 评判法，对贵阳市地质灾害危险性进行了评价n 钔。李洪然，李广杰，秦胜伍( 2 0 0 5 ) 采 用关联度分析方法筛选出危险因子，然后采用等差级数的方法确定各因子的权重，最后 用泥石流危险度模型计算出和龙市东城镇泥石流泥石流的危险度，进行泥石流危险性评 价n 朝。铁永波，唐川( 2 0 0 6 ) 等从地貌学侵蚀旋回理论出发，运用斯特拉勒面积一高程分 析法对东川城区后山的3 条泥石流沟的危险度进行评价研究u 引。 灰色关联度分析法是建立在灰色系统理论基础上的一种定量评价方法。它根据评价 因素之间的发展态势的相似或相异程度，来衡量评价因素之间的关联程度，最终将评价 因素的权重与其等级的分数相乘然后相加，得出评价结论。目前，用灰色关联分析进行 4 长安大学硕上学位论文 泥石流危险区划的方法已得到了广泛的应用乜钆捌。1 9 8 9 年，刘希林提出了灰色关联分 析方法；1 9 9 1 年孙希华等对同一地区用灰色关联分析法将该区分为四级；1 9 9 5 年，刘 希林以云南昭通地区为例，得出了危险区划成果，得到推广。张春山，张业成，马寅生 ( 2 0 0 3 ) 将评价要素概化分级，用灰色关联分析的方法确定各因素的权重值，最后用危 险性评价模型来确定各评价单元的危险性指数，对黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流地 质灾害区域危险性进行评价“7 1 。宋雪妲，邱建慧( 2 0 0 4 年) 等运用灰色关联分析的方 法，获取了评价和龙市泥石流灾害的定量指标，并计算了各指标的权重，计算出泥石流 的危险度，进行泥石流危险性评价n 引。但灰色关联分析法由于受关联系数两极级差的影 响具有评价值趋于均化而分辨率低的缺点，并且得出的危险度数值只有相对的意义而不 具有绝对意义。因此该方法仍在进一步完善中。 随着灾害危险性评价研究的深入，灾害危险性评价( 灾害风险评估) 研讨会也层出不 尽。1 9 9 1 年召开了全国灾害经济损失评估学术讨论会；1 9 9 1 年和1 9 9 2 年两次召开云南 省灾害经济损失评估座谈会：1 9 9 2 年和1 9 9 7 年召开了全国地质灾害经济学术研讨会； 1 9 9 6 年召开了全国首届灾害风险评估研讨会。这些学术研讨会的召开促进了灾害危险 性评估的理论、方法和实践成果总结与交流，对地质灾害危险性评估理论起到了重要的 推动作用。 1 3 本研究目标、内容和技术路线 1 3 1 研究目标 本文应用g i s 技术，在对温州市地质环境进行详细调查和分析的基础上确定各种 地质灾害的评价因子以及因子分级标准；在地质环境评价模型研究的基础上，选择了适 宜的区划模式对温州市地质环境进行评价，探索一条适合温州市特色的应用g i s 技术 进行环境地质评价的技术路线和方法体系，为温州市地质灾害的早期预警服务。 1 3 2 研究内容 本研究的主要内容： ( 1 ) 收集各区县地质灾害野外调查资料，并将资料进行标准化整理，汇总并制做成 整个温州市地质灾害原始资料数据库。 ( 2 ) 充分利用遥感技术，在g i s 技术的支持下，参考前人研究成果，结合温州市特 点，对研究区的滑坡、泥石流灾害进行分析；同时配合典型灾害点野外调查，明确区内 5 第一章绪论 的滑坡、泥石流发育现状及形成机理。 ( 3 ) 确定影响区内滑坡和泥石流灾害发育的主要影响因子，通过统计分析建立各种 灾害因子的评价体系。 ( 4 ) 在分析确定评价指标后，利用a p h 方法求取各个因子的相对权重，选取模糊 数学模型对研究区内单种地质灾害的危险度进行评价，然后对模型进行验证。 1 3 3 技术路线 本研究的技术路线是：结合相关收集的资料和典型灾害点的野外调查，搞清温州市 的灾害发育现状，并且考虑区内地形地貌条件、地质条件、气候、植被、人类活动、地 震和水系分布等因素对灾害发育的影响，在充分收集、总结分析前人资料的基础上，总 结温州市内各种地质灾害发生发育规律，拟定温州市内各地质灾害的评价因子；采用各 类g i s 分析方法与其它技术手段对室内数据与野外数据进行分析评价，分别对各类地 质灾害选取评价因素并建立评价因素的分级标准，应用层次分析方法确定各评价因素的 权重，选取模糊数学的方法对滑坡和泥石流的危险度进行分析和区划；最后对区划结果 进行分析和验证。技术路线图如图1 1 。 图1 1 技术路线图 6 长安大学硕士学位论文 第二章温州市地质灾害发生的背景环境分析 2 1 自然地理概况 温州市位于浙江省东南部，是我国沿海对外开放的1 4 个港口城市之一。介于东经 1 1 9 。3 7 1 2 1 。1 57 ，北纬2 7 。1 07 - - - 2 8 。3 5 之间，处于亚热带中部。东面濒临东 海，东北隔乐清湾与玉环县相望；西面与丽水地区的缙云、青田、景宁县相邻；北面接 台卅i 地区的温岭、黄岩、仙居诸县；南与福建省的福鼎、柘荣、寿宁三县为界。温州市 辖瓯海、鹿城、龙湾三区，永嘉、苍南、平阳等六县和瑞安、乐清二市( 县级市) ，总 面积1 1 7 8 3 5 k i n 2 ，人口7 3 3 万。 2 1 1 地形地貌 温州市地形属浙南低山丘陵区和沿海平原区，地势西北高，东南低，自西北向东南 依次为低山、丘陵、平原、沿海滩涂和岛屿等地貌单元。全市陆地总面积中，山地面积 有9 2 1 2k m ：，占7 8 2 ；平原面积有2 0 5 9k m 2 ，占1 7 5 ；江河水面有3 4 0k m 2 ，占2 8 ；岛屿面积有1 7 3k m 2 ，占1 5 。通称“七山一水二分田。西部为山地区，海拔1 0 0 0 米以上的山峰连绵不绝，位于泰顺和景宁县交界处的白云尖海拨1 6 1 1 3 m ，是全市最高 峰。中部多为海拔5 0 0 8 0 0 m 的低山，超过千米的山峰有苍南县西部的九峰尖、乐清市 北部的百冈尖。东部多为堆积平原，大部分海拔在l o m 以下，间有少数3 0 0 5 0 0 m 小山 丘。温州海域多岛屿，面积比较大的有洞头岛、大门岛、北鹿岛、南麂岛等。洞头县的 岛屿占全市岛屿总数的2 3 。岛屿的地质构造、岩性和地貌形态与大陆相似，是与大陆 直接联系的大陆岛。在江、海汇合的江口附近，有冲积岛屿，较大的有瓯江口的七都岛 和灵昆岛。 2 1 2 气候 温州地处我国的东南沿海，纬度较低，属亚热带季风气候。全年温暖湿润，四季分 明，夏无酷暑，冬无严寒，春秋更宜人，多年平均气温在1 8 c 左右。西部山区由于地 势较高，年平均气温比东部、南部沿海地区稍低，泰顺县多年均温只有1 6 。c 。 温州是我国降水量最多的地区之一，多年平均降水量在1 5 9 0 m m 以上。降水自东南 沿海向西部增加，海岛洞头县多年平均降水量反而较少，只有1 2 0 0 m m 。临海的瓯海、 乐清、瑞安、平阳、苍南等县( 市、区) ，多年平均年降水量在1 7 0 0 m m 左右，西部山区 迎风坡多年平均降水量多达1 8 0 0 m m 以上。一年中以夏季降水较多，每年5 、6 月份南方 7 第一二章温州市地质灾害发生的背景环境分析 带来的暖湿气流与北方的干冷气流在温州市上空相遇，势均力敌，形成了持续较长的阴 雨连绵的“梅雨”天气；7 一- 9 月份常受台风袭击，台风中心经过的地方往往一昼夜内 降水量多达数百毫米，台风过境对暑天有湿润作用，但狂风暴雨危害人民生命财产。 2 1 3 河流水文 温州地处浙江东南沿海，境内地形复杂，降水丰富，河流众多，主要河流有瓯江、 飞云江、鳌江、清江等。其中洞宫山以北的南雁荡山为瓯江水系和飞云江水系的分水岭， 水系的排列形状为羽状，河流断面具有谷深坡陡、水流湍急、多瀑布急滩、多“v 字 形峡谷的特点。虽然险滩瀑布对航运不利，但蕴藏着丰富的水力资源。据统汁，水力资 源蕴藏量达1 2 0 0 m w ，目前利用率不到1 1 0 。在乐清湾地段还可利用有利地形开发潮汐 能。沿海平原区有温瑞、瑞平两条塘河为骨干的河渠，具有发展内河航运和养殖淡水鱼 的良好条件。 2 1 4 土壤植被 残积、坡积土主要为火山碎屑岩类和局部岩浆岩残坡积物，分布于西北部低山丘陵 区；第四系褐黄色砂壤土，河流冲积、洪积物，分布于西部山地丘陵区的河谷两侧：第 四纪褐黄色粘性土，冲积、海积物，分布于东南部平原地区。区内土壤共有砂壤土、水 稻土两个土类。 温州原始植被是亚热带常绿阔叶林，也杂有暖温带落叶林成分，原始森林除泰顺县 西北部尚保存一小部分外，其它地区早已不见常见林木有杉木、竹、柏、樟、山胡椒、 女贞等。温州市同时还是我国榕树分布的北界，河边到处可见榕树和榆柳相映成趣。在 多石山区，马尾松生长良好，杂以杜鹃等，山坡则以竹类种植最多。 2 2 区域地质环境 2 2 1地层岩性 温州市位于太平洋陆缘火山岩带的西南部浙闽粤中生代火山岩带北段，丽水一余姚 深断裂以东。按中国岩石地层区划隶属华南地层大区东南地层区沿海地层分区的浙东南 小区，地层发育较简单，分述如下： 2 2 1 1前第四纪地层 ( 1 ) 中生代侏罗纪地层。区内发育的地层为高坞组( j 3 9 ) 、西山头组( j 3 x ) 、九里平 组( j 3 j ) ，岩性为碎屑流相流纹质玻屑凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩央凝灰质砂岩、粉砂 8 长安人学硕士学位论文 岩，组成低山丘陵地貌。岩石构造裂隙不发育，风化程度较低，风化层厚度o 5 2 0 m 。 该地层分布区因切坡修路、建房形成高陡边坡处易产生崩塌地质灾害。 ( 2 ) 中生代白垩纪地层。区内发育的地层为馆头组( k l g ) 、朝川组( k l c ) 、小平田 组( k l x ) ，馆头组( k l g ) 、朝川组( k l c ) 岩性为砂岩、粉砂岩、凝灰质砂岩、