GIS支持下云南镇沅县滑坡孕灾环境因子的敏感性评价

林珊珊，杨德宏

（昆明理工大学，云南 昆明 650000）

GIS支持下云南镇沅县滑坡孕灾环境因子的敏感性评价

林珊珊，杨德宏

（昆明理工大学，云南 昆明 650000）

以云南省镇沅县为例，通过确定性系数概率模型研究了高程、坡度、断裂带、水系、道路5种孕灾环境因子对滑坡发生的影响。结果表明，各孕灾因子对滑坡的敏感性指数由大到小依次为：坡度＞高程＞道路＞河流＞断裂带；其中，高程在780～1 960 m的区域和坡度在56°～88°的区间滑坡发生的几率大；距离道路、水系和断裂带越远滑坡稳定性系数越高，滑坡发生的可能性越小。

滑坡；敏感性分析；确定性系数；孕灾环境因子

滑坡是斜坡体上的岩体或土体等，受到雨水、河流等的冲刷、浸泡，同时由于地下水活动、地震以及人工切坡等的影响，在重力作用下，沿一定方向滑动的一种自然现象[1-2]。

云南省位于印度板块与欧亚板块附近，地层岩性复杂，地壳运动剧烈，近地表岩体破碎，为大型断裂发育，地震频度高、震级大，受区域地质条件控制和影响也较大；并且云南省山地面积占国土面积的94%，属于典型的山区省份，地处6大水系的上游或源头区，河流溯源侵蚀强烈，陡坡地分布面积广大，地形地貌环境十分复杂。又由于云南省在低纬度高原，全省气候类型丰富多样，有南北亚热带气候、中亚热带气候、南温带、中温带和高原气候等多种气候，降雨充沛，气温舒适。复杂而脆弱的地质环境加上多变的气候条件为山体滑坡提供了条件，使云南省成为我国地质灾害最为严重的省份之一。近年来，云南省地震频发，次生地质灾害不断发生，造成了重大的人员伤亡和财产损失。因此，在灾害高发地区开展滑坡危险评估，对云南省国土规划、灾害管理和决策等具有重要的研究价值和现实意义。

1 研究区概况

镇沅彝族哈尼族拉祜族自治县（以下简称镇沅县）位于云南省西南部，隶属云南省普洱市；地处东经100°21′～101°31′，北纬23°34′～24°22′；东靠玉溪市新平县，北接景东、双柏，东南与墨江、普洱毗邻，南抵景谷，西与临沧隔澜沧江相望；属亚热带季风气候，降雨量充沛但全年降水不均，旱涝两季明显，冬春干旱，夏秋洪涝，年温差小，昼夜温差大。

2 材料与方法

2.1 滑坡数据分级

基于不同孕灾因子，对高程、坡度、距断裂带距离、距河流距离、距道路距离等5个因素进行了分类[3-4]。由于该地地形起伏大且地形地貌复杂，对高程、距断裂带距离、距河流距离、距道路距离等这4个因素进行了等距分级，对坡度进行了自然间断法分级，详见图1。

图1 镇沅县滑坡孕灾因子分级分类（A：高程；B：坡度；C：距河流距离；D：距道路距离；E：距断裂带距离）

2.2 算 法

2.2.1 确定性系数概率模型采用确定性系数进行滑坡的危险性区划的假定是因为滑坡的危险性可以根据过去滑坡与确定为诱发因素之间的统计关系进行预测[5-7]。也就是未来在达到与自己或相似条件地区的其他滑坡发生时所处的相似环境条件时，将发生滑动。CF这一概率函数，最早由Shortliffe和Buchanan提出，由Heckerman进行了改进，如下：

式中，PPs可以表示为整个研究区的滑坡数目与研究区面积的比值，是事件在整个研究区A中发生的先验概率，是时间在数据类a中发生的条件概率，在实际滑坡应用中可以表示为代表数据类a的单元中存在的滑坡数目与单元面积的比值。

通过函数变换，CF的变化区间为[-1，1]，负值代表确定性降低，正值代表事件发生确定性的增长；也就是说，负值表示滑坡变形失稳的确定性低，正值表示滑坡变形失稳的确定性高。在这一区间内，值越大，越容易发生滑坡。当值接近于0，则代表先验概率与条件概率很接近，即不能确定这一单元是否为滑坡易发区。

2.2.2 滑坡敏感性指数滑坡敏感性指数是从整体上来分析滑坡失稳情况，该指数表示同一类因子对滑坡失稳影响程度，计算公式：

式中，Ei是某一个因子对滑坡敏感性的影响指数，CF(i,max)是孕灾因子对滑坡确定性系数的最大值，CF(i,min)是孕灾因子对滑坡确定性系数的最小值。通过该式，可以从整体上分析各种孕灾因子对滑坡失稳的影响。

3 结果与分析

3.1 高程对镇沅县滑坡发生的影响

高程对降雨量、植被类型及植被覆盖率有一定影响。随着高程的增加，降水量可能减少，植被覆盖率可能会降低，且植被可能由森林变为灌木、草地等。进而间接影响滑坡的分布。通过确定性系数法分析镇沅县内不同高程区间内滑坡的敏感性结果见表1。由表1可知，在780～2 255 m这一区间内CF值最大，是滑坡易发区。而随着高程的增加，虽然植被覆盖率降低可能会导致水土流失，增大滑坡的几率；但由于降雨减少，滑坡的外界影响因素随之减少；而缺失外界因素的刺激，滑坡灾害发生的可能性也相继降低。

表1 高程及其相应的CF值

3.2 坡度对镇沅县滑坡发生的影响

坡度反应的是地表的陡缓程度。一般来说，坡度的几何特征能够决定滑坡是否发生，斜坡体的坡度是决定滑坡体下滑动力的控制因素。研究通过确定性系数法来分析镇沅县内不同坡度区间内滑坡的敏感性，结果见表2。镇沅县海拔最低点为774 m，最高点3 137.6 m，高度差达2 363.6 m，大部分地区地形陡峭。其中，地形坡度平缓，坡度在0°～55°的区域分布于河谷两侧，发生滑坡的几率较小；而其他每个坡度区间内滑坡发生的可能性都比较大，尤其是75°～84°这一坡度范围（表2）。

表2 坡度及其相应的CF值

3.3 断裂带对镇沅县滑坡发生的影响

断裂会造成岩体破碎，给滑坡发生提供物质来源。因构造活动造成的裂隙等会改变基岩原有的结构性，也为滑坡提供了物质、结构基础，为外部触发提供了储备条件。镇沅县境内构造系统以近南北向及北西向褶皱、断裂占优势，北东向、北北西向属于次要地位，近东西向构造发育不普遍。从西至东主要断裂构造有：澜沧江、普文、无量山、把边江、阿墨江和哀牢山等深、大断裂。以无量山断裂为界，西部、东部地质构造不同。由表3可知，距断裂带距离越远，CF值越小，即：距断裂带越远，滑坡发生的可能性越小。

表3 距断裂带距离及其相应的CF值

3.4 水系对镇沅县滑坡发生的影响

镇沅县水系多，主要以河流为主，该县大小江河超过190条，水利资源总面积约410 km2，占该县水土面积的近1/10。水流的冲刷与河流的切蚀，加大了滑坡灾害发生的可能性。从表4中可以看出，距离河流越近，滑坡隐患点越多，发生滑坡的几率越大。

表4 距水系距离及其相应的CF值

3.5 道路对镇沅县滑坡发生的影响

道路，是人类活动中的结果，道路建设与开发加速了对自然环境的破坏，从而成为诱发滑坡和加快滑坡灾害发生的重要因素之一。由表5可知，道路的修建对滑坡灾害的发生影响较大，如在道路修建过程中，开挖、爆破等操作可能会导致地层及斜坡失稳，从而增加滑坡发生的可能性。

表5 距道路距离及其相应的CF值

3.6 孕灾因子对滑坡失稳的影响程度分析

不同孕灾因子对滑坡失稳的影响存在一定差异，同一因子的不同分类对滑坡的影响也不同。由表6可知，各孕灾因子对滑坡的敏感性指数由大到小依次为：坡度＞高程＞道路＞河流＞断裂带。

表6 各孕灾因子对滑坡的影响程度

4 结 论

研究结果表明，在镇沅县导致滑坡发生的因素主要有以下几个方面：（1）高程在780～1 960 m的区域降水丰富，滑坡发生几率大，尤其是780～1 075 m的区域，其CF值非常接近1，是滑坡高易发区；（2）坡度在56°～88°的区间坡形陡峭、植被稀少，滑坡发生几率大，而坡度较低和更高的地方，坡体稳定性相对较高；（3）其他方面，如距离道路和水系越远滑坡稳定性系数越高、距离断裂带越远，滑坡发生的可能性越小。

从各类因素的影响程度来看，坡度和高程对滑坡的影响较大，而道路和水系的分布对滑坡稳定性影响次之，断裂带的分布对滑坡灾害发生的影响较小。在研究一个区域内滑坡灾害发生的可能性时，不能只从单一方面考虑，而要综合不同方面，从各个角度进行分析，才能确保数据结果的准确性。

[1] 兰恒星，伍法权，王思敬，等. 基于GIS的滑坡CF多元回归模型及其应用[J]. 山地学报，2002，20（6）：732-737.

[2] 史培军. 三论灾害研究的理论与实践[J]. 自然灾害学报，2002，11（3）：1-9.

[3] 盛宏文，蒋常林. 甘肃清水县地质灾害类型、形成条件及发育规律分析[J]. 甘肃地质，2014，23（3）：67-72.

[4] 刘丽娜，许 冲，徐锡伟，等. GIS支持下基于AHP方法的2013年芦山地震区滑坡危险性评价[J]. 灾害学，2014，29（4）：183-191.

[5] 王志恒，胡卓玮，赵文吉，等. 基于确定性系数概率模型的降雨型滑坡孕灾环境因子敏感性分析——以四川省低山丘陵区为例[J].灾害学，2014，29（2）：109-115.

[6] 陈 曦，胥 兵，陈爱明，等. 遥感技术在提取滑坡背景环境因素的应用——以湖北省房县地区滑坡地质灾害为例[J]. 资源环境与工程，2014，28（6）：950-959.

[7] 胡瑞林，范林峰，王珊珊，等. 滑坡风险评价的理论与方法研究[J].工程地质学报，2013，21（1）：76-84.

（责任编辑：成 平）

Sensitivity Evaluation of Landslide Disaster-Pregnant Environmental Factors in Zhenyuan under GIS support

LIN Shan-shan，YANG De-hong
（Kunming University of Science and Technology, Yunnan 65000, PRC）

With Zhenyuan County of Yunnan Province as an example, the influence of 5 environmental factors that lead to landslide disaster such as elevation, slope, fault zone, water system and road has been tested with the deterministic coeff cient probability model in this study. The results indicate that the sensitive index of each landslide-risk factor in the order from large to small has been slope’s> elevation’s>road’s>water system’s>fault zone’s; the probability of landslide has been higher at the elevation from 780m to 1 960m and the slope from 56°to 88°; and the farther from the road, water system and fault zone, the higher the stability coeff cient of landslide and the lower the probability of landslide.

landslide; sensitivity analysis; deterministic coeff cient; disaster-pregnant environmental factor

P642.22

A

1006-060X（2015）11-0089-03

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.11.027

2015-09-18

林珊珊（1991-），女，云南楚雄市人，硕士研究生，主要从事地理信息系统软件开发及应用研究。

杨德宏