摘要
本文以甘肃张掖市土质滑坡为依托，从易发性、危险性、易损性3个方面，构建评价指标体系和评价模型，对土质滑坡风险进行综合评价。结果显示，低风险土质滑坡的滑坡体体积较小，通常发生于地形平坦区域，一般不会对经济、人口、物质造成影响；中风险土质滑坡的滑坡体体积适中，通常发生于缓坡或山丘上，一定程度上会对经济、人口、物质造成影响；高风险土质滑坡的滑坡体体积较大，通常发生于陡峭山坡或深谷中，且对经济、人口、物质具有严重影响。该结果与张掖市历史土质滑坡风险等级划分情况一致，具有正确性、有效性和可靠性。
Abstract
Based on the soil landslide in Zhangye City， Gansu Province， this paper constructs the evaluation index system and evaluation model from the three aspects of susceptibility， risk and vulnerability， and makes a comprehensive evaluation of soil landslide risk. The results show that low-risk soil landslides have small volumes， usually occurs in flat terrain areas， which generally have no impact on the economy， population， or material resources； Medium risk soil landslides have moderate volumes， usually occurs on gentle slopes or hills， which will have an impact on the economy， population， and material resources to some extent； High risk soil landslides have large volumes， usually occurs in steep slopes or deep valleys， and have serious impacts on the economy， population， and material resources.
Keywords
0 引言
土质滑坡是山区最常见的自然地质灾害，对山区经济和山区人民生命财产安全造成了巨大的损失。甘肃省张掖市由于地处蒙古高原和青藏高原分界带，地质构造复杂、地形崎岖，且夏季多暴雨，是一个土质滑坡地质灾害频发的区域。据数据显示，张掖市全市分布有地质灾害隐患点161处，其中土质滑坡灾害隐患点 30 处，分布在张掖市各个区县。由此可见，张掖市土质滑坡自然灾害形式严峻。为减少土质滑坡灾害带来的损失，对张掖市土质滑坡风险进行综合评价十分必要。目前，关于张掖市土质滑坡风险综合评价的较为缺乏，大多数研究是以省级为单位开展研究，如魏平新等（2024）以广东省为研究对象，分析了降雨量、土体类别等因素对滑坡风险的影响，并构建了动力学斜坡稳定性评价模型，实现了广东省浅层滑坡易发性评价，为广东省滑坡地质灾害风险预警提供了理论支撑。田德志等（2024）以山西省为研究对象，根据滑坡影响因素构建评价指标并建立评价模型，实现了滑坡灾害的易发性风险评价，并提出了风险管控建议。许嘉慧等（2023）以三峡库区的万州—巫山段为研究对象，基于随机森林模型，开展了该研究区域滑坡灾害生态易发性风险评价，并在此基础上提出了风险管理措施，对防范三峡库区滑坡灾害具有参考意义。分析以上研究内容可知，在省级区域土质滑坡研究中，中国已取得了优异的研究成果，但未细化到某个地区，且集中在单一的易发性评价上，未对其综合性风险进行评估。为弥补该研究上的空白，实现土质滑坡综合风险评价，本文以土质滑坡风险频发的张掖市为研究对象，从土质滑坡易发性、危险性、易损性 3 个方面，开展了土质滑坡综合风险评价。
1 研究区域概况及数据来源
1.1 研究区域概况
甘肃省张掖市地处蒙古高原和青藏高原交汇处，位于河西走廊中部（图1）。
张掖市下设 5 县 1 区，分别为临泽县、高台县、山丹县、民乐县、肃南县、甘州区，总面积 3.86 万 km2，平均海拔 1200~5565 m，属温带大陆性干旱气候，平均气温 4.1~8.3℃，年降水量 112.3~354 mm。境内交错衔接丹霞、湿地、荒漠等地貌（邓斐等， 2024；伍冰晨等，2024）。
辖区地质构造复杂，南部和北部地层岩性、地质构造、地壳厚度存在明显差异，前第四系主要分布在龙首山和祁连山地区，第四系主要分布在龙首山、大黄山地区。就植被覆盖而言，张掖市以草原、针叶林和阔叶林为主（陈兴培等，2023；杨小平等， 2023）。
近年来，随着人类活动区域的扩展，导致了张掖市生态环境恶化，破坏了坡体的稳定性，加剧了土质滑坡灾害的发生。因此，有必要对该区域土质滑坡综合风险进行评价。
图1张掖市卫星地图
1.2 数据来源
本文使用的数据包括地貌类型数据、地层岩性数据、坡向数据等栅格数据来自中国科学院地理科学与资源研究所、资源环境数据平台、地震活动断层数据中心；地质断层数据、公路数据等矢量数据来自中国科学院地理科学与资源研究所、 OpenStreetMap、地震活动断层数据中心。
2 土质滑坡综合风险评价
土质滑坡综合风险可从定性和定量两个方面分别进行评价。其中，定量评价具有更容易和更准确的优势，因此，本文从定量评价方面评估研究区域土质滑坡综合风险，并从土质滑坡易发性、危险性、易损性3个方面开展研究。
2.1 易发性评价
2.1.1 评价指标体系构建
地质条件由地质构造、地层岩性决定。地质构造分为0~100 m、100~300 m、300~500 m、500 m以上4 个等级。地质岩性分为软质岩类、硬质岩类、软硬相间岩类 3 种类别（王璨等，2023；王翔弘绅等， 2024）。
地形地貌由坡度、坡形、坡向、高差决定。根据专家经验，坡度分为 0~10°、10°~20°、20°以上 3个等级。坡形分为直线形、凹形、凸形3个等级。坡向分为 0~45°、45°~90°、90°~180°、180°~270°、270°~360° 共 5 个等级。高差分为 0~50 m、50~100 m、100~250 m、250 m 以上 4 个等级（郭福强，2023；刘磊等， 2023）。各评价指标如表1。
表1易发性评价指标说明
2.1.2 评价模型构建
采用模糊综合评价法构建易发性评价模型，分析土质滑坡的易发性。模糊综合评价法主要包括因素论域及等级划分、隶属度确定、权重计算、模糊综合评判 4 个流程。其中，因素论域及等级划分根据实际评价指标和土质易发性等级确定；隶属度计算可通过正态分布型隶属度函数进行计算（杨军等，2022）；权重计算可通过层次分析法进行计算 （李世明等，2021）；模糊综合评判可根据最大隶属度进行确定，如式（1）：
(1)
式中：B 为最大隶属度函数；W 为权重矩阵；R 为单因素模糊评判矩阵；wn为单因素权重；rij表示单因素对应等级隶属度。
由于本文选取了8个二级指标评估土质滑坡易发性，因此因素的论域为8。同时，结合土质滑坡易发性等级划分，分为低易发性、中易发性、高易发性 3个等级，将等级划分为3级。
然后采用正态分布型隶属度函数确定单因素指标隶属度，并采用层次分析法计算各因素指标的权重。最后确定最大隶属度，计算得到各因素指标的权重如表2。
表2易发性评价指标权重计算结果
2.2 危险性评价
2.2.1 评价指标体系构建
土质滑坡的危险性与人类活动和降雨强度有关，因此选用人类活动和降雨强度作为衡量土质滑坡的危险性。具体指标说明见表3。
2.2.2 评价模型构建
采用模糊综合评判方法构建评价模型，对土质滑坡风险性进行评估，具体构建流程与易发性评价模型构建流程相似，且权重计算和隶属度计算方法相同，故不再赘述。本文将土质滑坡危险性分为低危险、中危险、高危险3个等级。低风险土质滑坡指滑坡体体积小于10万m3；中风险土质滑坡指滑坡体体积为 10 万~100 万 m3；高风险土质滑坡指滑坡体体积大于 100 万 m3。通过计算，可得到土质滑坡危险性评价指标的权重，如表4。
表3危险性评价指标说明
表4危险性评价指标权重计算结果
2.3 易损性评价
2.3.1 评价指标体系构建
易损性用于评估土质滑坡承灾体性能，分为经济易损性、人口易损性和物质易损性3类。其中，经济易损性与GDP密度和耕地密度相关，人口易损性与人口密度相关，物质易损性与建筑、道路相关。具体指标说明如表5。
2.3.2 评价模型构建
根据土质滑坡造成的损失，可分为完全损失和无损失 2 个结果。通常情况下，评价土质滑坡的方法包括经验公式、综合评判、经验取值3类。考虑到易损性是对土质滑坡及其承灾体抗灾能力的评价，需要专家进行评判衡量，故选用经验取值法作为土质滑坡易损性的评价方法，直接对各评价指标进行赋值。表6为经验取值法计算的易损性各指标权重结果。
2.4 综合风险评价
将张掖市土质滑坡综合风险等级划分为低风险、较低风险、中风险、较高风险、高风险 5 个等级，并基于上述易发性、危险性、易损性评价模型计算的个评价指标权重，构建式（2）综合评价模型，对土质滑坡综合风险进行评价：
表5易损性评价指标说明
表6易损性评价指标权重计算结果
(2)
式（2）中：R 为综合风险；A 为易发性；B 为危险性；C为易损性。
然后将各评价指标的权重计算结果代入式 （2），最终得到土质滑坡综合风险评价模型。
3 结果与分析
3.1 易发性评价结果
基于 ArcGIS 软件对张掖市土质滑坡易损性评价指标进行分析，得到各评价指标的易发性评价结果（图2）。图中标注的圆圈区域为高易发区域，未标注区域为低易发性区域。由图可知，张掖市土质滑坡中易发性集中在甘州区龙渠乡等大部分部分乡镇，高易发性区域集中在山丹县和民乐县的民联乡等部分乡镇，低易发性区域集中在其他区域。分析其原因是张掖市位于河西走廊中部，地质结构和地形地貌容易发生土质滑坡，尤其在山丹县和民乐县的龙渠乡镇地区。
图2张掖市土质滑坡易发性评价结果
3.2 危险性评价结果
基于 ArcGIS 软件对土质滑坡易损性评价指标进行分析，得到各评价指标的危险性评价结果（图3）。图中标注的方形区域为中风险区域，圆圈区域为高危险区域，未标注区域为低风险区域。由图可知，张掖市土质滑坡中危险区域集中在甘州区龙渠乡等部分乡镇，高危险区域集中在山丹县和民乐县民联乡部分乡镇，低危险区域集中在其他区域。分析其原因与张掖市地理位置相关，地处河西走廊终端，南依祁连山，因此存在一定的土质滑坡危险性。
图3张掖市土质滑坡危险性评价结果
3.3 易损性评价结果
基于 ArcGIS 软件和 excel 软件，对土质滑坡易损性评价指标进行分析，得到各评价指标的易损性如图4。图中标注的圆圈区域为完全损失区域，未标注区域为无损失区域。由图可知，张掖市土质滑坡完全受损的区域较少，占比约为 0.23%，主要分布在甘州区、临泽县和山丹县部分乡镇；无损失区域占绝大部分。分析其原因是，虽然张掖市容易发生土质滑坡，但整体人口分布密度较低，在物质和经济占有率上较低，因此其土质滑坡易损性几乎无损失。
图4张掖市土质滑坡易损性评价结果
3.4 综合风险评价结果
图5为基于综合风险评价模型，采用 ArcGIS 软件分析的张掖市土质滑坡综合风险情况。图中，标注的圆圈区域为中风险区域，方形区域为较高风险区域，三角形区域为高风险区域。由图可知，张掖市土质滑坡综合风险性为低风险和较低风险的区域占大部分，中风险区域集中在甘州区龙渠乡、花寨乡、明永乡，较高风险区域集中在山丹县老军乡、民乐县新天镇等区域；高风险区域集中在山丹县位奇镇和民乐县南丰乡等区域。
为验证上述综合风险评价结果的准确性，将上述综合风险评价结果与张掖市公开的历史土质滑坡风险等级划分进行对比。图6为张掖市公开的历史土质滑坡风险等级划分情况。图中，标注的圆圈区域为中风险区域，方形区域为较高风险区域，三角形区域为高风险区域。对比图5和图6可知，本文对张掖市土质滑坡综合风险等级划分与其历史等级划分情况基本一致，低风险和较低风险的区域占大部分，中风险区域集中在甘州区龙渠乡、花寨乡、明永乡，较高风险区域集中在山丹县老军乡、民乐县新天镇等区域；高风险区域集中在山丹县位奇镇和民乐县南丰乡等区域。由此说明，本文提出的土质滑坡风险综合评价方法正确且有效。
图5张掖市土质滑坡综合风险评价结果
图6张掖市历史土质滑坡风险等级划分情况
4 结论
综上所述，本文通过选取甘肃省张掖市为研究区域，从土质滑坡易发性、危险性、易损性 3 个方面综合评价土质滑坡综合风险，得到了张掖市土质滑坡综合风险等级划分情况。其中，张掖市土质滑坡综合风险性为低风险和较低风险的区域占大部分，中风险区域集中在甘州区龙渠乡、花寨乡、明永乡，较高风险区域集中在山丹县老军乡、民乐县新天镇等区域；高风险区域集中在山丹县位奇镇和民乐县南丰乡等区域。该结果与张掖市历史土质滑坡风险等级划分情况一致，具有正确性、有效性和可靠性。
