【www.zhangdahai.com--其他范文】
苏士星，何飞
(1.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心， 河南 郑州 450016；
2.河南省有色金属地质矿产局第四地质大队， 河南 郑州 450016)
崩塌是指地质体在重力作用下，从高陡坡突然加速崩落、滚落或者跳跃，具有明显的拉断或倾覆的地质现象(中华人民共和国国土资源部，2015)。我国地质灾害的分布具有点多面广等特点(刘传正和陈春利，2020)，崩塌是我国主要的地质灾害类型之一。中国自然资源部2022年1月13日发布的《2021年全国地质灾害灾情及2022年地质灾害趋势预测情况》显示，2021年全国共发生地质灾害4772起，其中崩塌1746起(中华人民共和国自然资源部，2022)，占比36.59%，造成严重的人员伤亡和财产损失。
对于地质灾害的研究目前已有很多，如利用GIS和层次分析法对青海省果洛州甘德县的地质灾害进行了危险性评价(段顺荣等，2021)；
运用基于信息量法对重庆市云阳县三峡库区的地质灾害进行了易发性评价(张利芹等，2020)；
王伟等(2021)分析研究了广西壮族自治区德保县地质灾害的形成条件及影响因素；
对甘肃省酒泉市肃北蒙古族自治县的地质灾害形成条件与发育规律进行了相关研究。这些研究主要基于GIS技术对研究区域进行地质灾害易发性、危险性分级以及对地质灾害的形成条件的研究，可以为政府进行防灾减灾、土地利用和基础规划等活动提供决策性依据(殷坤龙和朱良峰，2001)。但很少有针对单一因素对地质灾害影响的深入研究。
降雨是引发崩塌发生的主要自然因素之一(高杨等，2017；
狄靖月等，2019；
许强，2020)。自20世纪90年代，很多学者针对地质灾害和降雨的关系开展研究分析工作，其中大多数是引发地质灾害降雨阈值及地质灾害预警的研究，如刘艳辉等(2016)基于“命中率、漏报率和空报率”等三个指标的地质灾害预警的校验方法；
仇开莉等(2014)以地面综合调查为主，以降雨条件是引发地质灾害的主要因素，研究引发地质灾害降雨阈值；
赵鹏等(2017)运用统计方法，从空间和时间角度研究引发渝东北地质灾害的降雨阈值；
马秀梅等(2019)提出基于局部高强度降雨的地质灾害特征分析方法。
但很少有人研究降雨对同一地层岩性中单一灾害类型的影响。众所周知，降雨对不同地质灾害的影响不同，同一地质灾害也会受到地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质、植被覆盖等内因，与自然和人为要素等外因的影响(曾贞和张志强，2018；
张秦华等，2018；
陈绪钰等，2019)。本次选择从时间、空间两个维度，研究广西壮族自治区靖西市的碳酸盐岩地区的降雨对崩塌的影响，目的就是尽可能消除其他因素对地质灾害产生的影响。
靖西市位于我国西南部边境，隶属广西壮族自治区百色市，地理坐标：北纬22°51′～23°34′、东经105°56′～106°48′，东西最大横距99 km，南北最大纵距75 km，面积3331 km2。该区外力地质作用主要类型有风化作用、重力地质作用、地面流水地质作用等，由外力地质作用诱发的环境地质问题或不良地质现象主要有滑坡、崩塌、泥石流等(李文新，2017)，在人类活动地区，它们往往造成地质灾害。靖西市年平均降雨量为1596.2 mm(1961～2003年)，多集中在5～8月间，占全年降雨量70%，12月至次年的2月降雨最少，月平均雨量不足30 mm，8月份为全年降雨高峰，月平均降雨量达300 mm以上。
1.1 数据采集和处理
1.1.1 降雨数据采集
笔者团队收集了靖西南坡国家气象观测站(N6073)、靖西龙邦国家气象观测站(N6123)、靖西渠洋国家气象观测站(N6193)、靖西气象观测站(59218)、靖西果乐连境气象观测站(N6163)、靖西新甲气象观测站(N6173)、靖西禄峒荣劳气象观测站(N6183)、靖西武平气象观测站(N6203)、靖西魁圩气象观测站(N6213)、靖西湖润古龙山风景区气象观测站(N6003)、靖西地州气象观测站(N6013)、靖西壬庄气象观测站(N6023)、靖西安宁气象观测站(N6043)、靖西岳圩气象观测站(N6053)、靖西安德气象观测站(N6063)、靖西同德气象观测站(N6083)、靖西吞盘气象观测站(N6093)、靖西化峒气象观测站(N6113)、靖西龙临龙门气象观测站(N6143)19个气象观测站，自2010年1月1日至2018年12月31日的每日降雨数据。
1.1.2 崩塌地质灾害数据收集
根据广西壮族自治区靖西市1∶5万地质灾害详细调查结果可知，靖西市地质灾害类型主要有滑坡、崩塌、不稳定斜坡、地面塌陷4种，地质灾害总数为276处(包含隐患点179处)，其中主要灾种为崩塌，共有231处，占全市地质灾害总数的83.6%；
滑坡18处，占6.5%；
不稳定斜坡22处，占7.9%；
地面塌陷5处，占1.8%。
靖西市域内出露的沉积岩地层有寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系，其中泥盆系、石炭系分布最广，岩性以碳酸盐岩为主；
二叠系主要分布在测区的中部及南部地区，岩性以碳酸盐岩为主；
下三叠统岩性以碳酸盐岩为主，主要分在中部的大甲、高京一带，中三叠统岩性为碎屑岩，分布在魁圩北面及地州镇上屯一带；
白垩系小面积出露于测区西面的平江街，岩性为砾岩、砂岩；
寒武系岩性由碎屑岩组成，仅分布在果乐一带及吞盘街一带。
本次研究选取靖西市碳酸盐岩地区的崩塌地质灾害点共216处，共发生崩塌293次，其中可统计到月份的崩塌地质灾害244次。
1.1.3 降雨数据处理
在时间维度上计算靖西市1—12月的月平均降雨量(表1)。
在空间维度上计算19个气象观测站的年平均降雨量，并利用ArcGIS10.2.2软件对这19个气象观测站的年平均降雨量在靖西市范围内做克里金插值(栅格大小为1 km×1 km)，得到降雨等值图，共得到3107个栅格数据(图1)。
由图1可以看出，靖西市的降雨分布规律为以地州镇为中心，降雨量向四周减少，其中靖西市北部渠洋镇、魁圩乡一带降雨量最少，大体呈南多北少的趋势。
图1 靖西市碳酸盐岩地区降雨量等值栅格图
将得到的降雨等值图以50mm为梯度分为1300～1350 mm、1350～1400 mm、1400～1450 mm、1450～1500 mm、1500～1550 mm、1550～1600 mm、1600～1650 mm、1650～1700 mm、1700～1750 mm和1750～1800 mm 10个梯度，并统计每个梯度的面积。
1.1.4 碳酸盐岩地区崩塌(危岩)地质灾害数据处理
利用ArcGIS10.2.2软件对293次崩塌地质灾害进行核密度分析(栅格大小为1 km×1 km)，得到靖西市碳酸盐岩地区崩塌地质灾害的密度，共得到3107个栅格数据(图2)。
图2 靖西市碳酸盐岩地区崩塌密度栅格图
由图2可以看出，靖西市碳酸盐岩地区崩塌地质灾害集中发生在靖西市中部新靖镇、武平镇一带，靖西市北部魁圩乡一带崩塌地质灾害的密度也较大。
统计12个月，每月的地质灾害发生次数(表1)。可见，崩塌集中发生在6月和7月。
表1 月平均降雨量与崩塌地质灾害次数
统计10个降雨梯度中地质灾害发生次数(表2)。可见，崩塌密度较高处为第10梯度带。
表2 栅格年平均降雨值与崩塌地质灾害次数
1.2 数据分析
1.2.1 数据标准化分析
利用公式对月平均降雨值、栅格年平均降雨值、栅格地质灾害密度进行标准化分析。
(1)
式(1)中，S为标准值，ai为当前值，amin为a的最小值，amax为a的最大值。
1.2.2 线性回归分析
分别对每月的标准化后的降雨值和地质灾害点数量、栅格化后的降雨值和地质灾害点密度值、不同梯度降雨值和不同梯度地质灾害点密度通过SPSS软件进行线性回归。
2.1 时间维度降雨对碳酸盐岩地区崩塌(危岩)地质灾害的影响
对每月平均降雨量的标准值和每月发生灾害次数比例进行线性回归分析，结果如表3和图3所示。可得到线性方程：
Y=0.247·X
(2)
式(2)中，X为月平均降雨量的标准值，Y为月发生灾害次数比例，R2=0.810，显著性为0.000小于0.01。
由此可以认为，在时间维度上，降雨量增加可导致碳酸盐岩地区崩塌(危岩)地质灾害发生的数量增加。
表3 每月平均降雨量的标准值与灾害次数比例线性回归显著性表
图3 每月平均降雨量的标准值与灾害次数比例线性回归图
2.2 空间维度降雨对碳酸盐岩地区崩塌(危岩)地质灾害的影响
2.2.1 不同降雨梯度的崩塌地质灾害的线性回归分析
对降雨梯度和不同降雨梯度地质灾害点密度标准值进行线性回归分析，结果如表4和图4所示。可得到线性方程：
Y=0.014·X
(3)
式(3)中，X为降雨梯度，Y为地质灾害点密度标准值，R2=0.864，显著性为0.000小于0.01。
由此可以认为，在空间维度上，降雨量增加可导致碳酸盐岩地区崩塌(危岩)地质灾害发生的数量增加。
表4 降雨梯度和不同降雨梯度地质灾害点密度标准值线性回归显著性表
图4 降雨梯度和不同降雨梯度地质灾害点密度标准值线性回归图
2.2.2 不同地质栅格的降雨与崩塌地质灾害的线性回归分析
对每个地质栅格的降雨量标准值和地质灾害点密度标准值进行线性回归分析，结果如表5和图5所示。可得到线性方程：
Y=0.464·X
(4)
式(4)中，X为降雨量标准值，Y为地质灾害点密度标准值，其R2=0.648，显著性为0.000小于0.01。
由此可以认为，在空间维度上，降雨量增加可导致碳酸盐岩地区崩塌(危岩)地质灾害发生的数量增加。
表5 地质栅格的降雨量标准值和地质灾害点密度标准值线性回归显著性表
图5 地质栅格的降雨量标准值和地质灾害点密度标准值线性回归图
通过线性回归分析可以发现，在时间维度上，降雨量增加可以明显增加崩塌发生的次数，而在空间维度，降雨量增加在一定程度上能够增加崩塌的密度，但并不像时间维度一样呈单调上升。
在降雨梯度与地质灾害密度线性回归图(图6a)中，可以在梯度3处把曲线分成2部分(即红框和蓝框)，每一部分均呈现降雨量增加，崩塌密度也增加的情况，但红框部分却比蓝框前半部分的崩塌密度高。
在地质栅格的降雨量标准值和地质灾害点密度线性回归图(图6b)中，也可以将散点图画成红、蓝、黄三部分，每部分均呈现降雨量增加，崩塌密度增加的情况，但是红色部分的增速最大，蓝色部分次之，黄色最小。
图6 空间维度降雨量标准值和地质灾害点密度标准值线性回归对比图a—降雨梯度和不同降雨梯度地质灾害点密度标准值线性回归图；
b—地质栅格的降雨量标准值和地质灾害点密度标准值线性回归图
由降雨等值图可以看出，靖西市降雨呈现以地州镇为中心，降雨量向四周减少的趋势。1300～1450 mm降雨带分布在靖西市北部魁圩乡、果乐乡、新甲乡、渠洋镇等区域，灾害点密度在该区域也较高；
同时在降雨量1400～1500 mm的吞盘乡，灾害点密度也出现较高值。
造成魁圩乡一带崩塌地质灾害密度较高原因在于魁圩乡一带山体较多，地形起伏度相对较大，因此崩塌发生较多。而吞盘乡一带，处于碳酸盐岩和碎屑岩交界处，土层较厚，这一带发生的崩塌也多为土质崩塌。同时在进行地质灾害详细调查时，该区正处于施工阶段，对山体边坡开挖较大，且尚未进行边坡修复，不当的人工活动会加剧地质灾害的发生(张淑虹，2017；
陈诚等，2020)。因此，该区崩塌地质灾害发生较多。
由此，在降雨量预警划分时，可将靖西市碳酸盐岩地区划分为3个区域，即I区(靖西市北部魁圩乡—果乐乡—新甲乡—渠洋镇)、II区(靖西市吞盘乡)和III区(靖西市大部分安德镇—龙临镇—禄峒镇—新靖镇—武平镇—同德乡—南坡乡—化峒镇—地州镇—安宁乡—龙邦镇—岳圩镇—湖润镇)。其中I区的降雨预警值可在1400 mm左右、II区在1500 mm、III区在1700 mm。
在今后进行区域地质灾害的降雨警戒阈值预测工作时，一定要根据地质环境的不同，先进行划分处理，再分区域利用相关数据进行降雨预警工作。
猜你喜欢 碳酸盐岩标准值栅格 大牛地气田奥陶系碳酸盐岩元素录井特征分析中国应急管理科学(2022年2期)2022-05-23栅格环境下基于开阔视野蚁群的机器人路径规划重庆理工大学学报(自然科学)(2022年1期)2022-02-18北京市重金属污染土壤成分分析标准物质研制安徽农业科学(2021年17期)2021-09-11超声速栅格舵/弹身干扰特性数值模拟与试验研究北京航空航天大学学报(2021年5期)2021-06-09政府综合财务报告分析指标体系问题研究大经贸(2019年9期)2019-11-27反恐防暴机器人运动控制系统设计大科技·C版(2018年11期)2018-10-21贵州云炉河坝地区铅锌矿床元素地球化学特征、碳氧同位素组成及其地质意义地球科学与环境学报(2016年6期)2017-01-12鄂尔多斯盆地早奥陶世碳酸盐岩有机质研究安徽理工大学学报·自然科学版(2016年1期)2016-12-14浅析风电企业财务风险预警指标的设立与监控中国经贸(2016年8期)2016-10-14我国农产品流通现代化评价标准探讨商业经济研究(2013年3期)2013-03-21本文来源：http://www.zhangdahai.com/shiyongfanwen/qitafanwen/2023/0427/590027.html
