粤东陆河县地质灾害易发性评价

魏国灵，金云龙，邱锦安，曾凡龙

(1.广东省水文地质大队，广东 广州 510510；2.中山大学地理科学与规划学院，广东 广州 510275)

0 引言

粤东是广东省东部地区，包括汕尾、揭阳、汕头、潮州4个地级市。由于粤东独特的地理位置，使其成为广东省沿海经济带新的增长点[1]。同时，粤东低山-丘陵地区是广东省地质灾害集中分布的区域之一，区内崩塌、滑坡和边坡失稳等灾害时有发生[2-3]。近年来，粤东基础建设快速推进，经济实力也有了长足的发展，但区域内地质灾害的频繁活动制约着地区社会经济的可持续[4]。因此，本文以粤东汕尾市陆河县为例，选取地质灾害个数密度、面积密度、体积密度、坡度、断裂密度、岩土类型、降雨量、人类工程活动8个指标，应用综合危险性指数法对陆河县地质灾害的易发性进行分析，以期为粤东地区地质灾害防治规划提供科学的决策依据。

1 研究区地质灾害规律与易发性评价问题

陆河县位于23°08′N～23°28′N、115°24′E～115°49′E之间，总面积1 005.01 km2，现隶属广东省汕尾市，下辖河田、新田、河口、上护、水唇、东坑、南万、螺溪8个镇和国营吉溪林场(图1)。陆河县县域户籍人口35.49万人，2018年全县实现地区生产总值80.24亿元。

图1 陆河县位置Fig.1 Location of Luhe County

1.1 地质环境条件

陆河县地处莲花山脉东南侧，总体地势东西两侧高中间低，中部和南部为河流阶地及冲积平原，西北部和东南部为中低山，其间有丘陵和台地错落，形成错综复杂的多元化地貌景观。同时，该区处于粤东断块和粤东北断块结合处，区内断裂构造发育；出露的地层简单，以侏罗系和第四系为主。另外，研究区属亚热带季风气候区，雨量充沛，植被发育，但降雨多集中于夏秋两季，若遇长时间大暴雨，河流水量增加迅速，河水涌溢两岸，易造成洪灾。脆弱的地质环境条件，加上强烈的人类工程活动，使陆河县成为地质灾害多发地区。

1.2 地质灾害概况

陆河县近二十年以来地质灾害时有发生并有逐渐加剧的趋势，地质灾害危害对象主要是村庄民房、农田、公路、水电水利设施等。截至2018年年底，全县威胁100人以上的重要地质灾害隐患点11处，威胁100人以下的地质灾害隐患点27处，总威胁人数6 860人，潜在经济损失15 927.8万元。

陆河县发生的地质灾害类型以滑坡、崩塌为主，等级以小型为主，不稳定斜坡潜在的地灾隐患点较多。大部分的崩塌和滑坡发生主要与极端天气强降雨、地形、地层岩性、人类工程活动有关。极端天气强降雨为地质灾害发生的主要诱因，雨水大量渗入山体表层，土层受重力等因素作用导致滑坡发生。在地势较陡、覆盖层较厚、地层岩性中含软弱夹层(如新田镇分布的下侏罗统金鸡群砂岩在河田断裂部位夹破碎带)的地区，人类工程活动后(如切坡建房、切坡修路、伐木、采矿活动等)形成高陡的不稳定土质斜坡，在极端天气或长期雨水浸泡作用下，易出现崩塌或滑坡。少数滑坡发生在断裂构造带上，此处地势陡斜、岩层破碎，暴雨后易沿破碎带下滑或崩塌。在平原地区，人类工程活动不需大挖大填，地质灾害相对较少。还有矿山开采、伐木等活动造成水土流失、植被破坏，容易发生滑坡、崩塌等地质灾害。

总体上，陆河县地质灾害发育特点与灾害规律具有以下基本特征：(1)地质灾害以崩塌、滑坡为主。(2)已发现的地质灾害点绝大多数属小型规模。(3)绝大多数致灾体处于不稳定-基本稳定状态。(4)绝大多数地质灾害点的危害性较小。(5)地质灾害集中发生在每年的雨季，大气降水是诱发地质灾害的主要因素。(6)削坡建房、矿产开采等人类工程活动是产生地质灾害的主要原因。目前，陆河县地质灾害防治工作主要存在以下难点：(1)近年来气候异常所致的强降雨，使陆河县的地质灾害隐患点点多面广，防不胜防。(2)监测员业务素质提高难度大，监测手段和预警预报设备滞后，监测和预警方法单一、不够规范。(3)巡查和防治成本较高，经费投入不足，正常开展工作难度较大，导致防治工作落实不到位。(4)部分群众对地质灾害心存侥幸和麻痹心理，防灾减灾意识薄弱，对地质灾害的突发性、危害性和防治工作的紧迫性认识不足。

1.3 地质灾害易发性评价概况

地质灾害易发性是指对人类生命财产安全产生影响的地质事件的易发程度[5]。易发性评价是根据地质灾害发育程度、分布规律、影响因素，将地质灾害发育条件相似、易发程度相近或接近的区块划分为同一区域[6]。孙莹洁等[7]选取地貌、坡度、岩性、降雨、植被5个因子，采用指数加权分析方法对甘肃省泾川县进行地质灾害易发性评价，结果表明泾川县地质灾害总体具有群发性、突发性和周期性。饶品增等[8]以云南省2000—2014年发生的500个典型地质灾害为基础，采用地理加权回归模型进行易发性评价，结果表明地质灾害较高和极高易发区主要位于云南省西北部地区。田春山等[9]选取高程、坡度、地质年代、岩性、距断层距离、距水系距离和植被指数7个因子利用CF和Logistic回归模型评价了广东省地质灾害的易发性，所得结论中表明崩滑流地质灾害在粤东北山地和粤东南丘陵区是高易发的。当前，地质灾害易发性评价仍以大区域、小比例尺范围为主，但在地质灾害调查中小区域、大比例尺、高精度的易发性评价是亟需的。唐川等[10]以地貌单元为评价单元，对小区域地质灾害易发性进行分区；付圣等[11]对鄂西南山区小区域进行了大比例尺的滑坡灾害易发性评价；陈伟等[12]针对汶川县城进行了大比例尺评价尺度强震条件下的崩滑灾害易发性评价。因此，开展陆河县地质灾害的易发性评价对区域地质灾害风险管理具有非常重要的现实意义。

2 材料与方法

2.1 数据来源

本研究数据主要来源于以下3个方面：(1)基础资料：通过地方相关部门和网络，收集陆河县地貌、地质构造、气象水文、人口分布、社会经济、人类工程活动以及地质灾害现状等资料。(2)遥感影像解译：根据研究区地质环境、地质灾害分布规律与发育特征，并结合区内主要村庄、乡镇、景点、矿山、交通干线以及重要设施的分布情况，解译出潜在的地质灾害隐患点。(3)野外实地调查：在已有地质灾害资料和遥感影像解译结果的基础上，核实和查明村庄(包括分散的居民点)、厂矿、交通沿线、重要工程设施及大江大河等处的地质灾害状况。经调查，陆河县地质灾害及不稳定斜坡共809处，其中滑坡46处、崩塌117处、泥石流3处、不稳定斜坡643处。

2.2 评价单元

参考《县(市)地质灾害调查与区划基本要求(实施细则)》[13]，运用栅格数据处理方法，对研究区1 005.01 km2范围内的区域进行网格剖分，每个单元的面积为2 km×2 km，共划分出305个评价单元。

2.3 评价指标

地质灾害发育程度受地形地貌、地质构造、地层岩性的控制，其发生发展与降雨、人类工程活动密切相关，同时现有地质灾害的类型、数量、规模也影响着区域灾害的易发性[14]。因此，本研究从现状地质灾害选取个数密度、面积密度和体积密度3个指标，从潜在地质灾害选取坡度、断裂密度、岩土体类型、降雨量和人类工程活动5个指标开展地质灾害易发程度评价。

(1)个数密度、面积密度、体积密度

依据研究区各单元地质灾害情况，个数密度=单元格地质灾害个数/4，面积密度=单元格地质灾害面积之和/4，体积密度=单元格地质灾害体积之和/4。各密度系数分为4级，即个数密度：≥1.00、0.50～1.00、0～0.50和0；面积密度：≥1 000、500～1 000、0～500和0；体积密度：≥5 000、1 000～5 000、0～1 000和0。

(2)坡度

坡度对地质灾害的发生有明显的控制作用。不同坡度不仅会影响斜坡地质体的稳定性，还会影响斜坡变形失稳的模式。陆河县自然山坡和人工边坡的坡度为0°～70°不等，现将研究区边坡划分为≤20°、20°～45°、45°～60°、≥60° 4个级别。

(3)断裂密度

研究区断裂分为北东向和北西向2组：北东向断裂主要有河田断裂和连塘断裂；北西向断裂包括船步头断裂和大坪断裂。按单元断裂带长度划分为密集区、较密区、一般区和稀疏区4级。

(4)岩土体类型

根据研究区岩土特征及物理力学性质，将区内岩土划分为侵入岩-块状变质岩、砂页岩-层状变质岩、灰岩和冲洪积层4种类型的工程地质岩土组。

(5)降雨量

大气降雨是诱发地质灾害的主要因素。特别是久旱之后的连场大暴雨，在较短时间内迅速增加致灾体自重，并减少致灾体与灾源体之间的摩擦力，打破原有平衡，导致滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的发生。陆河县年降雨量可分为≥2 000 mm、1 800～2 000 mm、1 600～1 800 mm和≤1 600 mm 4级。

(6)人类工程活动

随着区域经济的发展，人民生活水平的提高，城乡一体化步伐的加快，陆河县人类工程活动逐渐加剧。区内与地质灾害密切相关的人类工程活动主要有：交通建设、人工切坡建房、水资源开发、垦植坡地、森林砍伐、矿山开采和旅游景区开发等。根据研究区人类工程活动强度，将其分为强烈、中等、弱和较弱4级。

2.4 评价方法

参考《县(市)地质灾害调查与区划基本要求(实施细则)》[13]，将其中“地质灾害综合危险性指数法”应用于本研究。具体计算公式如下：

Z=Zq·r1+Zx·r2

式中：Z——地质灾害综合危险性指数；

Zq——现状地质灾害强度指数，可用归一化后灾害个数密度a、面积密度b以及体积密度c的表度分值(表1)的和来表示，即Zq=a+b+c；

r1——现状地质灾害强度的权值；

Zx——潜在地质灾害强度指数，即Zx=∑Ti·Ai，其中Ti为控制评价单元地质灾害形成的地形地貌、断裂密度、岩土类型、降雨量和人类工程活动等条件的表度分值(表1)，Ai为各形成条件的权值；

r2——潜在地质灾害强度的权值。

表1 陆河县地质灾害易发性指标赋值Table 1 Factor assignment of susceptibility assessment of geological hazard in Luhe County

利用ArcGIS空间分析功能，对评价单元的现状地质灾害与潜在地质灾害的强度指数进行换算叠加，获得评价单元的地质灾害综合危险性指数。依据该指数，合并相同单元格，划定地质灾害易发区。

3 地质灾害易发性评价结果与分析

为体现陆河县地质环境对灾害的形成和发展的影响，参考相邻省市地质灾害的评估结果，结合研究区实际情况，得出本文现状地质灾害、潜在地质灾害强度指数的权值，以及地质灾害各影响因素的权值(表2)。

表2 陆河县地质灾害强度指数及影响因素的权值Table 2 Weights of intensity and influencing factors of geological hazards in Luhe County

利用地质灾害综合危险性指数法，得出各评价单元的综合危险性指数。在ArcGIS软件中，采用自然断点法将其分为3级，即>4.0为高易发区，3.2～4.0为中易发区，<3.2为低易发区。同时依据研究区实际情况做出微量调整，合并相邻类似单元格，划定地质灾害易发区(图2)。然后，统计陆河县各易发区面积和灾害隐患点数等情况。

图2 陆河县地质灾害易发性分区Fig.2 Susceptibility zoning of geological hazard in Luhe County

(1)地质灾害高易发区

地质灾害高易发区共有5个亚区，分别为上护镇东北部—河田镇西南部—螺溪镇南北部、河田镇北部—东坑镇—水唇镇、新田镇—河口镇东南部、南万镇镇中心、新田镇西部，面积为290.25 km2，占研究区总面积的28.88%。区内有各种类型地质灾害隐患点605处(占全区地质灾害隐患点的74.78%)，其中滑坡38处，崩塌81处，泥石流2处，不稳定斜坡484处，地质灾害隐患点平均密度为2.08处/km2。该区主要分布于低山、丘陵和平原。区内坡地自然坡角为20°～50°，人工坡角为30°～70°；坡高为5～30 m。地质构造较简单，岩性条件中等，工程地质岩组以残坡积含砂砾黏性土单层土体和块状较硬-坚硬侵入岩组等为主，残坡积层厚度为5～20 m，植被较发育。同时，区内人类工程活动多，主要为修建公路、削坡建房、矿山开采和景区开发等。

(2)地质灾害中易发区

地质灾害中易发区共有4个亚区，主要为新田镇西北部—上护镇—南万镇—螺溪镇、河口镇西南部、河田镇南部—东坑镇南部、东坑镇北部—水唇镇南部，面积为223.80 km2，占研究区总面积的22.27%。区内有各种类型地质灾害隐患点141处(占全区总地质灾害隐患点的17.43%)，其中滑坡4处，崩塌23处，不稳定斜坡114处，地质灾害隐患点平均密度为0.63处/km2。该区主要分布在丘陵、平原。区内坡地自然坡角为15°～50°，人工坡角为40°～70°，坡高为5～20 m。地质构造较复杂，工程地质岩组主要有残坡积含砂砾黏性土单层土体、层状软变质岩组和块状较硬-坚硬侵入岩组等，基岩风化强烈，残坡积层厚度为5～15 m，植被较发育(局部较差)。人类工程活动以修建公路、削坡建房为主。

(3)地质灾害低易发区

地质灾害低易发区共有5个亚区，主要为新田镇—上护镇—河口镇、南万镇南部—上护镇西部—新田镇北部、螺溪镇西部、螺溪镇东部—河田镇北部、水唇镇东部，面积为490.96 km2，占研究区总面积的48.85%。区内有各种类型地质灾害隐患点63处(占全区总地质灾害隐患点的7.79%)，其中滑坡4处，崩塌13处，泥石流1处，不稳定斜坡45处，地质灾害隐患点平均密度为0.13处/km2。该区主要分布在低山-丘陵，区内坡地自然坡角为10°～45°，人工坡角为30°～70°，坡高为5～10 m，人工边坡大部分无防护措施。同时，该区地质构造和岩性条件简单，工程地质岩组以残坡积含砂砾黏性土单层土体和块状较硬-坚硬侵入岩组等为主。人类工程活动较弱，主要为削坡建房。

4 结论与讨论

本文在查明陆河县现状地质灾害和潜在地质灾害的基础上，对滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的易发性进行区划，得到陆河县地质灾害高易发区的面积小且灾害密度大，地质灾害整体发育在低山-丘陵-平原、以残坡积含砂砾黏性土单层土体和块状较硬-坚硬侵入岩组为主、人类工程活动主要为削坡建房的区域。

研究所得的陆河县地质灾害易发性评价结果可形成区域灾害管理的图鉴，将其并入区域的发展规划中，有助于加强当地居民生命、生产生活的安全。同时，地质灾害易发性评价是区域灾害风险管理的基础，在其基础上可深入开展区域的危险性评价和风险评价等工作。

针对陆河县地质灾害的特征提出以下综合防治对策：(1)不断加强组织领导，防灾责任制始终要贯穿于整个地质灾害防治工作过程，坚持“五到位”(防灾责任到位、预案保障到位、排查整治到位、预警值班到位、处理措施到位)，认真组织力量加大检查督促力度，确保有效落实地质灾害防治工作。(2)大力开展地质灾害防治知识宣传普及教育，建设地质灾害群测群防体系，提高地质灾害防治工作人员的防灾减灾能力和人民群众的防灾减灾意识。(3)加大搬迁避让安置工程资金投入，确保安置工程顺利完成。拆除已搬迁避让的农户旧房，从根源上消除地质灾害隐患。(4)强化地质灾害治理工程项目管理。选调管理和技术人才充实到地质灾害治理工程项目中，认真完成项目审计和验收工作。积极向上级部门争取财政资金，继续加大地质灾害隐患区工程治理力度。步入新时代，要始终贯彻落实以上防治对策与措施，陆河县地质灾害加剧的趋势才能得到有效缓解。