基于GIS的珠海市地质灾害易发性评价

赖波，刘佳，江金进

(1.广东省珠海工程勘察院，珠海 519002；2.广东省地质局第一地质大队，珠海 519000)

珠海市早期村民建房、工程建设及公路修建等工程活动对山体进行了不同程度的开挖，形成了较多危险边坡，由于未采取防护措施，在强降雨或持续性降雨情况下，发生了多处地质灾害，严重影响了人类生命及财产安全。因此，本文基于珠海市地质灾害发生的主要致灾因素，采用地质灾害综合危险性指数法，运用ArcGis和MapGis平台综合分析并进行人工干预，对珠海市地质灾害进行易发性分区评价，为珠海城市建设防灾减灾、国土空间规划、地质灾害预警等提供依据。

1 珠海市地质灾害概况

1.1 地质环境特征

珠海市大陆形态似哑铃状，受地质构造作用，其东、西地貌以唐家岩体和黄杨山岩体为主的丘陵谷地，中部狭窄的颈部为牛筋头岩体。因此相应地将大陆部分分为东部丘陵谷地，中部丘陵平原带和西部低山丘陵平原带。

珠海地层出露简单，主要有寒武系浅变质石英砂岩、千枚状页岩；泥盆系砂岩、粉砂岩；白垩系砂砾岩、砾岩和第四系砾砂、淤泥等；断裂构造主要有北东、北西和近东西向3组，断裂形成时代不同、规模各异，其中以北东向最明显，北西向次之；岩浆活动强烈，侵入岩极为发育，侵入时代主要为中生代，岩性以花岗岩为主，珠海市地质灾害主要发育于侵入岩风化剥蚀残丘区。

1.2 地质灾害概况

截止2019年4月2日，珠海市共有地质灾害点135处，其中崩塌109处、滑坡26处，按规模统计：109处崩塌地质灾害点中，微型8处、小型101处；26处滑坡地质灾害点均为小型。按灾情险情统计：无巨型和大型地质灾害点；中型的27处，其中崩塌21处、滑坡6处；小型的108处，其中崩塌88处、滑坡20处。135处地质灾害点威胁人数共975人，潜在经济损失达7 700万元[1]。

2 珠海市地质灾害易发性分区

2.1 致灾因子选取

地质灾害的发生往往由多个因素构成，主要分为自然因素和人为因素两类。自然因素主要包括降雨、风化、地形地貌、岩性、断裂构造、地震等；而人为因素主要包括工程建设、采矿、抽排水、植被破坏等[2]。

从近年来广东省珠海地质灾害应急抢险技术中心出具的地质灾害应急调查报告(表)来看：珠海市地质灾害主要发生于汛期期间(4月～10月)；发生的部位主要位于山脚全、强风化岩较厚区或者坡度较陡区[3]。这些区域往往是由于早期人类工程活动形成的危险边坡，当时未及时采取有效措施进行治理，以致后期在强降雨或持续性降雨过程中，边坡中不稳定岩土体发生崩滑[4]。因此，本文选取的主要致灾因子包括岩土类型、地形地貌、断裂密度、降雨量和人类工程活动。

2.2 评价指标

2.2.1 岩土类型指标

珠海市地质灾害发生与其所在的坡体地层岩性有着直接的关系，特别是岩土体风化程度强烈地区。因此根据珠海市地层岩性、岩体结构及岩石强度等特征，将岩土体分为侵入岩、块状变质岩；砂页岩、层状变质岩；砂岩、砂砾岩；冲洪积层4个工程地质岩组，读取各单元格主要岩土体类型，依据得分条件判定该项得分，一个单元格有多种岩土体类型则按其所对应的分值和所占面积比进行加权平均计算判定得分，赋予分值分别为4分、3分、2分和1分。

2.2.2 地形地貌指标

坡度的陡缓对地质灾害的发生具有明显的控制作用，越陡的坡体越容易发生地质灾害。因此利用ArcGis从DEM数据中分别提取珠海市丘陵地区的坡度，然后进行归一化[5]。由坡度大于60°以上斜坡发生崩塌、滑坡的频率很高，定为高易发，得分指数为4；坡度在45°～60°之间定为中易发，得分指数为3；坡度在20°～45°之间定为低易发，得分指数为2；而20°以下斜坡发生滑坡、崩塌的频率则很低，定为不易发，得分指数为1。

2.2.3 断裂密度指标

地质构造对地质灾害点及其周边岩石的破碎程度；全、强风化岩松散程度控制作用十分明显。根据珠海市3组断裂构造分布情况，将评分单元格内断裂经过数量将单元格断裂密度划分为密集区、较密区、一般区和稀疏区4级，赋予分值分别为4分、3分、2分和1分[6]。

2.2.4 降雨量指标

降雨是诱发珠海市地质灾害的主要因素，特别是暴雨及持续性降雨，使岩土体达到饱和、增加致灾体自重、打破原有平衡，导致地质灾害发生。根据珠海市2014年～2018年30个雨量站降雨数据，制作年平均降雨量等值线图，读取各单元格所在的降雨量等值线区间(如有降雨量等值线通过单元格则按所占面积比进行加权平均计算)[7]，依据得分条件判定该项得分。

2.2.5 人类工程活动指标

对天然地质环境的破坏亦是引发地质灾害的主要因素之一。珠海市地质环境改造较为强烈的人类工程活动有削坡建房、削坡建路、采石取土活动等。因此本文采取读取单元格内及其附近路网和建筑物情况判断人类工程活动的强弱，并将其划分为强烈、中等、弱和较弱4级[8]，赋予分值分别为4分、3分、2分和1分。

2.3 分区方法

根据《县(市)地质灾害调查与区划规范(试行)》(T/CAGHP 017-2018)[9]——“地质灾害综合危险性指数法”进行地质灾害易发性划分。

首先运用栅格数据处理方法对珠海市进行网格划分，每个单元面积为2 km×2 km，共划分出680个计算单元。

其次采用地质灾害综合危险性指数法，计算方法如下：

Zf=Zq·r1+Zx·r2

式中,Zq为潜在地质灾害强度指数，其权值为r1，取值0.6；Zx为现状地质灾害强度指数，其权值为r2，取值0.4。

其中潜在地质灾害易发指数见表1，各评价指标的选取与评判标准依据见表2。

表1 潜在地质灾害易发指数表

表2 评价指标权重分配表

现状地质灾害强度指数可以用灾害点个数密度、面积密度以及体积密度来判定取值，各密度系数取值见表3。

表3 密度系数取值表

最后根据各单元的岩土类型、地形地貌、断裂密度、降雨量、人类工程活动等条件，利用MapGis软件，求取评价单元的潜在地质灾害强度指数与现状地质灾害强度指数，分级赋值进行换算叠加，获得评价单元的地质灾害综合易发性指数，然后合并相同单元格，划定地质灾害高、中、低和不易发区。

根据以上各单元格地质灾害综合易发性指数，利用ArcGis软件功能，采用Kring泛克立格网格化方法生成平面等值线，为易发区的划分提供定量依据。再利用MapGis输入编辑的工程裁剪功能，把珠海市范围内的有用部分裁剪出来，初步制作成地质灾害综合易发性指数平面等值线图(图1)。

图1 珠海市地质灾害综合易发性指数平面等值线图

由于珠海市经济建设发展迅速，人口增长速度较快，削坡建房及削坡建路诱发的地质灾害频发，上图与近几年地质灾害实际发生区域情况有一定的差别，故将珠海市分割成45 220个边长为200 m正方形网格单元，并进一步综合计算得出以下等值线图(图2)。

图2 珠海市地质灾害综合易发性指数平面等值线图(200 m网格)

从上图可以看出，高分值区域主要分布在香洲区及斗门区山脚人口密集区以及重要公路沿线削坡区一带，依据地质灾害综合易发性指数，结合地质灾害易发区划分条件(表4)，并根据珠海市近年来地质灾害发生实际情况，做出部分调整，合并相邻类似单元格，划定地质灾害易发区。

表4 地质灾害易发区划分条件

根据上表条件，将珠海市地质灾害易发区划分为高易发区、中易发区、低易发区和不易发区4个类型区，102个亚区(图3)。其中高易发区有28个亚区，总面积为110.09 km2，占全市陆域总面积的6.34%；中易发区有27个亚区，面积为225.84 km2，占全市陆域总面积的13.01%；低易发区有39个亚区，面积为379.96 km2，占全市陆域总面积的21.88%；不易发区有8个亚区，面积为1 020.57 km2，占全市陆域总面积的58.77%。

3 珠海市地质灾害易发性分区评价

3.1 地质灾害高易发区

地质灾害高易发区主要分布于香湾街道、翠香街道、狮山街道、梅华街道、吉大街道、拱北街道、前山街道、井岸镇、白蕉镇、南水镇、横琴镇、唐家镇、红旗镇、三灶镇、万山镇等低山丘陵和剥蚀残丘的山体坡麓至山前平原一带。这些区域人口密集，人类工程活动频繁，早期因修建公路和居民建筑物，对山体进行了削坡和开挖，导致斜坡高陡、岩土体失稳，后期未及时治理或治理措施简单，导致坡面不稳定岩土体在强降雨或持续性降雨过程中发生崩滑，危及坡脚居民及建筑物、公路、工厂、学校等众多重要的基础设施[10]。

3.1.1 板障山-仙峰山-将军山-石花山地质灾害高易发区

主要分布于香洲区香湾街道、翠香街道、前山街道、狮山街道、梅华街道、吉大街道、拱北街道山脚一带。该区域属于剥蚀残丘地貌区，出露岩体为晚侏罗世中粒斑状黑云母二长花岗岩，浅表层风化剥蚀明显；区内发育有北东向湾仔断裂和胡湾断裂，北西向的吉大断裂和将军山断裂。坡脚人类活动强烈，早期村民削坡建房形成了较多人工边坡，边坡坡面陡峭，植被发育一般， 岩体完整性差，岩土体稳定性差，在强降雨或持续性降雨条件下易发生崩塌、滑坡地质灾害。区内发育崩塌、滑坡和不稳定斜坡共16处，其中崩塌7处、滑坡2处、不稳定斜坡7处，点密度1.01处/km2。该区域主要威胁对象为坡脚居民、学生、学校、医院等，危害性及危险性大。

图3 珠海市地质灾害易发分区图

3.1.2 大镜山-华子石-契爷岭-鸡山地质灾害高易发区

主要分布于香洲区和高新区的唐家湾镇、香湾街道、翠香街道、前山街道、梅华街道公路沿线及居民区山脚一带。该区域出露岩体为晚侏罗世中粒斑状黑云母二长花岗岩和早白垩世细粒、细粒含斑(斑状)黑云母二长花岗岩，浅表层岩土体风化剥蚀明显。区内发育有北东向的大镜山断裂、新村断裂和鸡山断裂，北西向的银坑断裂。该区域坡脚人类活动强烈，早期村民削坡建房以及修建公路，对坡体进行了不同程度的爆破和开挖，现状坡面较裸露，植被发育一般，坡度较陡，坡面不稳定岩土体易被雨水冲刷，在降雨条件下易发生崩塌、滑坡地质灾害。区内发育崩塌、滑坡和不稳定斜坡共20处，其中崩塌16处、滑坡3处、不稳定斜坡1处，点密度2.02处/km2。该区域主要威胁对象为坡脚居民、建筑物、行人及车辆等。

3.1.3 高栏岛地质灾害高易发区

主要分布于高栏港经济区南水镇高栏岛坡脚公路沿线区域。该区域出露岩体为晚侏罗世细、中细粒斑状角闪黑云母二长花岗岩、中细粒斑状黑云母二长花岗岩和早白垩世细粒、中细粒斑状黑云母二长花岗岩。该岛东、南、西侧滨临南海，浅表层岩土体风化剥蚀强烈。岛内发育的地质构造主要有北东向高栏断裂、观音山断裂、大排湾断裂、飞沙断裂，其次为近东西向的铁炉断裂，受断裂构造影响，区内岩体较破碎，岩土体稳定性较差。早期人类修建公路和石化仓储区工程建设对坡体进行了不同程度的爆破，形成了较多人工边坡，并且坡面裸露、坡度陡峭，在强降雨或台风条件下易发生崩塌、滑坡地质灾害。区内发育崩塌、滑坡和不稳定斜坡共24处，其中崩塌8处、滑坡2处、不稳定斜坡14处，点密度1.15处/km2。该区域主要威胁对象为行人、车辆、油气管廊、储油罐及建筑物等，危害性及危险性大。

3.1.4 井岸镇地质灾害高易发区

主要分布于斗门区井岸镇建城区西侧坡脚一带。该区域出露岩体为晚侏罗世中粒斑状黑云母二长花岗岩和晚泥盆世石英质砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等，浅表层岩土体风化剥蚀亦较强烈。该区域发育的断裂构造主要有北东向的新堂断裂、大东山断裂、风吹岭断裂、童子拜观音断裂、双孖石断裂和霞山断裂，北西向断裂为尖峰山断裂。坡脚一带人类活动强烈，早期村民建房对坡脚进行了大量的开挖，形成了较多人工边坡，大部分坡面未采取及时有效的防护措施，导致强降雨时期局部发生不同程度的崩塌现象。现状坡面较裸露，坡度较陡，坡面存在较多不稳定岩土体，在降雨条件下易发生崩塌、滑坡地质灾害。区内发育崩塌、滑坡和不稳定斜坡共50处，其中崩塌11处、滑坡6处、不稳定斜坡33处，点密度3.25处/km2。该区域主要威胁对象为坡脚居民、学生、学校及建筑物等，危害性及危险性大。

3.1.5 大万山岛地质灾害高易发区

主要分布于万山区万山镇大万山岛公路沿线及居民区山脚一带。岛上出露岩体均为晚侏罗世中粒斑状黑云母二长花岗岩，四周滨临南海，浅表层岩土体风化剥蚀强烈。岛内主要发育两条北东向断裂，分别是大万山岛望洋台断裂和白沥岛龙虾井角断裂。早期村民建房和修建公路对该岛坡脚进行了开挖，形成较多人工边坡，由于浅表层岩土体裸露，且分布较多孤石，岩土体稳定性差，在强降雨、持续性降雨或台风条件下易发生崩塌、滑坡地质灾害。区内发育崩塌、滑坡和不稳定斜坡共16处，其中崩塌11处、滑坡1处、不稳定斜坡4处，点密度14.2处/km2。该区域主要威胁对象为坡脚居民、行人、车辆及建筑物等，危害性及危险性中等。

3.2 地质灾害中易发区

主要分布于除高易发区外的低山丘陵和剥蚀残丘山体坡麓至山前平原一带。这些区域人口分布较密集，人类工程活动较多。由于早期居民修建建筑物，对山体进行了削坡和开挖，导致斜坡高陡，后期未及时治理或治理措施简单，导致强降雨或持续性降雨过程中，偶有不分布密度中等；这些区域斜坡较陡，存在大量未经治理的人工边坡，地质灾害易发程度较高[11]。珠海市地质灾害中易发区发育斜坡类地质灾害(隐患)点共72处，其中崩塌22处、滑坡3处、不稳定斜坡47处。

3.3 地质灾害低易发区

主要分布于剥蚀残丘顶部，人类活动较弱区域。这些区域人迹罕至，人类工程活动极少，除了山体顶部的高压电塔之外，基本无其他重要建筑设施；山体基本保持原始地形地貌，自然斜坡，岩土体稳定性较好；局部沟谷地带存在水土流失现象，可能引发滑坡、崩塌，但规模一般较小，危害性及危险性小。珠海市地质灾害低易发区发育斜坡类地质灾害(隐患)点总数8处，其中滑坡1处，不稳定斜坡7处。

3.4 地质灾害不易发区

这类区域属于远离山体的冲积平原和软土不发育区域，基本无人居住或建筑物底部基岩埋深浅，早期或近期无地质灾害发生的区域，主要位于香洲区梅华街道、翠香街道、香湾街道和吉大街道局部区域。

4 结论

本文是在广东省珠海市地质灾害详细调查成果的基础上，采用地质灾害综合危险性指数法，选取岩土类型、地形地貌、断裂密度、降雨量、人类工程活动5个指标对珠海市地质灾害易发性进行划分并进行评价。划分的结果具有以下现实意义：

(1) 为珠海市城市建设防灾减灾、城乡规划、国土空间规划、局部控制性详细规划等提供参考。

(2) 为珠海市自然资源局及其下属自然资源部门及其他工程建设部门进行地质灾害治理或防范地质灾害提供了借鉴。

(3) 为汛期期间，珠海市地质灾害巡查员进行地质灾害应急调查提供了方向。

(4) 为珠海市地质灾害气象风险预警信息系统预警级别划分提供了依据。