CN110991885A

CN110991885A - 一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法

Info

Publication number: CN110991885A
Application number: CN201911221311.XA
Authority: CN
Inventors: 吴森; 汪天寿; 陈国辉; 刘宗祥; 王成锋; 兰宇; 谭超; 吴瑶; 薛廉; 陈渠波; 唐侨; 张芳; 齐得旭; ***
Original assignee: Sichuan Geological Engineering Exploration Institute Group Co Ltd
Current assignee: Sichuan Geological Engineering Exploration Institute Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明公开了一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，包括以下步骤：A.通过地理信息***空间分析判别斜坡结构类型；B.通过地理信息***空间分析判别岩层倾角与坡度关系；C.结合地质图与野外地质调查完成区域地层岩性分区，将地层岩性划分为易滑岩组、较易滑岩组、偶滑岩组、稳定岩组；D.结合步骤A至C得到的斜坡结构类型、岩层倾角与坡度关系、地层岩性数据，通过地理信息***空间分析进行栅格计算与重分类，最终得到区域顺层岩质边坡易发性的分区。本发明的方法突破传统人为划定顺层岩质边坡易发性的分区的局限，综合考虑顺层岩质边坡的主要形成条件，采取定量评价方法大大提高了评价分区的精度。

Description

一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法

技术领域

本发明涉及地质灾害易发性评价技术领域，特别涉及一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法。

背景技术

顺层坡是岩质边坡中稳定性最差、最易发生变形破坏的一类斜坡结构，常诱发诸多工程地质问题。例如，修建道路开挖切坡、水库蓄水、坡体上修建工程设施等都会改变与破坏原有斜坡的平衡状态，如果工程控制措施及管理不当，将会带来一系列的边坡问题。该类边坡失稳不仅会涉及到工程本身的安全问题，而且还有可能间接影响周围人居环境与工程建设，带来一系列的环境与社会安全问题。

对于顺层岩质边坡易发性通常可以区划方式进行评价，为城镇建设与经济发展、合理开发利用资源提供基础资料，在减少地质灾害对当地居民生命财产危害等方面都有着十分重要的意义。传统的顺层岩质边坡易发性评价通常以人为划定易发分区，大大降低了评价效率与精度。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，综合考虑顺层岩质边坡的形成机理，选取斜坡结构类型、岩层倾角与坡度关系、地层岩性三个因子构建区域顺层岩质边坡易发性评价指标体系，实现对区域顺层岩质边坡易发性的分区评价，本方法突破传统人为划定顺层岩质边坡易发性的分区的局限，综合考虑顺层岩质边坡的主要形成条件，采取定量评价方法大大提高了评价分区的精度。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，包括以下步骤：

A.通过地理信息***空间分析判别斜坡结构类型；

B.通过地理信息***空间分析判别岩层倾角与坡度关系；

C.结合地质图与野外地质调查完成区域地层岩性分区，将地层岩性划分为易滑岩组、较易滑岩组、偶滑岩组、稳定岩组；

D.结合步骤A至C得到的斜坡结构类型、岩层倾角与坡度关系、地层岩性数据，通过地理信息***空间分析进行栅格计算与重分类，最终得到区域顺层岩质边坡易发性的分区；

其中，本方案中所用到的空间分析技术是地理信息***的核心技术，它是通过对地理空间数据的定量分析，来提取潜在空间信息的一种技术，属于现有技术，此处不再赘述。

进一步地，所述步骤A包括：

A1.通过数字高程模型DEM分析出区域地形坡向；

A2.结合地质图与野外地质调查完成区域岩层倾向分区；

A3.根据地形坡向与岩层倾向的夹角，判别斜坡结构类型。

具体的，本方案中所述的数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)，是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是属于现有的一种模型技术，此处不再赘述。

进一步地，所述斜坡结构类型包括顺向斜坡、斜向斜坡、横向斜坡、逆向斜坡，且所述斜向斜坡分为顺斜向斜向斜坡、逆斜向斜向斜坡，横向斜坡分为顺横向横向斜坡、逆横向横向斜坡。

进一步地，判别斜坡结构类型时具体是分析地形坡向与岩层倾向夹角，该夹角区间取180°，其中，夹角为0～30°则斜坡结构类型为顺向斜坡，夹角为30°～60°则斜坡结构类型为顺斜向斜向斜坡，夹角为60°～90°则斜坡结构类型为顺横向横向斜坡，夹角为90°～120°则斜坡结构类型为逆横向横向斜坡，夹角为150°～180°则斜坡结构类型为逆向斜坡，上述夹角区间说明均为包括上限不包括下限。

进一步地，所述步骤B包括：

B1.通过数字高程模型DEM分析出区域地形斜坡坡度；

B2.结合地质图与野外地质调查完成区域岩层倾角分区；

B3.分析地形坡度与岩层倾角大小，判别岩层倾角与斜坡坡度关系，其中，岩层倾角与坡度包括以下关系：岩层倾角<斜坡坡度、岩层倾角≥斜坡坡度。

进一步地，所述步骤D具体包括：

D1.利用地理信息***空间分析中的栅格重分类工具，将得到的斜坡结构类型、岩层倾角与坡度关系、地层岩性数据进行分级赋值；

D2.利用地理信息***空间分析中的栅格计算器工具，将分级赋值后的斜坡结构类型、岩层倾角与坡度关系、地层岩性图层进行栅格运算得到区域顺层岩质边坡易发值；

D3.利用地理信息***空间分析中的栅格重分类工具，将栅格运算计算得到的区域顺层岩质边坡易发值进行重分类处理，最终得到区域顺层岩质边坡易发性分区。

进一步地，所述步骤D1中，进行分级赋值时具体时，斜坡结构类型的分级赋值标准为：顺向斜坡计4分，斜向斜坡计3分，横向斜坡计2分、逆向斜坡计1分；

岩层倾角与坡度关系的分级赋值标准为：岩层倾角<斜坡坡度计3分，岩层倾角≥斜坡坡度计1分；

地层岩性的分级赋值标准为：易滑岩组计4分、较易滑岩组计3分、偶滑岩组计2分、稳定岩组计1分。

进一步地，所述步骤D2中进行栅格运算时具体的运算公式为：区域顺层岩质边坡易发值＝斜坡结构类型得分*x+岩层倾角与坡度关系得分*y+地层岩性得分*z，其中，x+y+z＝1。

进一步地，x＝0.4,y＝0.3,z＝0.3。

进一步地，所述步骤D3中，具体是根据步骤D2计算出的区域顺层岩质边坡易发值将区域顺层岩质边坡易发性分区为低易发区、中等易发区、高易发区。

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

本发明的区域顺层岩质边坡易发性评价方法，突破了传统人为划定顺层岩质边坡易发性的分区的局限，综合考虑顺层岩质边坡的主要形成条件，选取斜坡结构类型、岩层倾角与坡度关系、地层岩性三个因子构建区域顺层岩质边坡易发性评价指标体系，实现对区域顺层岩质边坡易发性的分区评价，大大提高了评价分区的精度。

附图说明

图1是本发明的区域顺层岩质边坡易发性评价方法的流程示意图；

图2是本发明的一个实施例中区域地形坡向示意图；

图3是本发明的一个实施例中区域岩层倾向分布示意图；

图4是本发明的一个实施例中区域斜坡结构类型分布示意图；

图5a是本发明的一个实施例中顺向坡条件下岩层倾角对地质灾害的影响(岩层倾角≥斜坡坡度)分析示意图；

图5b是本发明的一个实施例中顺向坡条件下岩层倾角对地质灾害的影响(岩层倾角<斜坡坡度)分析示意图；

图6是本发明的一个实施例中区域地形坡度示意图；

图7是本发明的一个实施例中区域岩层倾角分布示意图；

图8是本发明的一个实施例中区域岩层倾角与坡度关系示意图；

图9是本发明的一个实施例中区域地层岩性分区示意图；

图10是本发明的一个实施例中区域顺层岩质边坡易发性分区示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

实施例：

实施例一：

如图1所示，一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，包括以下步骤：

步骤1.开展野外地质调查，结合区域地质资料，调查区内地层产状(倾向、倾角)、地层岩性。

步骤2.结合数字高程模型DEM、地质图、野外地质调查资料，确定区内斜坡结构类型。具体包括以下操作：

步骤2.1.通过数字高程模型DEM分析出区域地形坡向图，具体的，本实施例中得出的区域地形坡向图如图2所示。

步骤2.2.结合地质图与野外地质调查完成区域岩层倾向分布图，具体的，本实施例中得出的区域岩层倾向分布图如图3所示。

步骤2.3.利用地理信息***空间分析功能分析地形坡向与岩层倾向夹角(具体区间取180°)，本实施例中，参照表1，具体将斜坡结构类型划分为：顺向斜坡、斜向斜坡、横向斜坡、逆向斜坡，且斜向斜坡分为顺斜向斜向斜坡、逆斜向斜向斜坡，横向斜坡分为顺横向横向斜坡、逆横向横向斜坡，则根据地形坡向与岩层倾向的夹角范围，得到区域斜坡结构类型分布图如图4所示。

表1：斜坡结构类型划分标准

步骤3.结合数字高程模型DEM、地质图、野外地质调查资料，确定区内岩层倾角与坡度大小关系，一般情况下，如图5a及图5b所示，顺层坡中，当岩层倾角≥斜坡坡度，坡体不易发生滑动，而当岩层倾角<斜坡坡度，坡体易发生滑动。

具体操作如下：

步骤3.1.通过数字高程模型DEM分析出区域地形坡度图，本实施例中得出的区域地形坡度图如图6所示；

步骤3.2.结合地质图与野外地质调查完成区域岩层倾角分布图，本实施例中得出的区域岩层倾角分布图如图7所示；

步骤3.3.利用地理信息***空间分析功能分析地形坡向与岩层倾向夹角大小关系，得到区域岩层倾角与坡度关系图，本实施例中得出的区域岩层倾角与坡度关系图如图8所示。

步骤4.结合地质图与野外地质调查完成区域地层岩性分区图，将地层岩性划分为易滑岩组、较易滑岩组、偶滑岩组、稳定岩组，本实施例中得出的区域地层岩性分区图如图9所示，具体的，本实施例中，易滑岩组即含软弱夹层岩组，较易滑岩组即介于极软岩与较软岩岩组之间的，偶滑岩组即硬岩岩组，稳定岩组即坚硬岩岩组。

步骤5.利用地理信息***空间分析中的栅格重分类工具，将分析得到斜坡结构类型、岩层倾角与坡度关系、地层岩性数据进行分级赋值，本实施例中，具体的分级赋值标准参见表2：

表2斜坡结构类型划分标准

步骤6.利用地理信息***空间分析中的栅格计算器工具，将分级赋值后的斜坡结构类型、岩层倾角与坡度关系、地层岩性图层进行栅格运算得到区域顺层岩质边坡易发值分布图，具体的运算公式为：区域顺层岩质边坡易发值＝斜坡结构类型*0.4+岩层倾角与坡度关系*0.3+地层岩性*0.3。

步骤7.利用地理信息***空间分析中的栅格重分类工具，将栅格运算计算得到的区域顺层岩质边坡易发值分布图进行重分类处理，本实施例中具体的重分类标准参见表3，最终得到区域顺层岩质边坡易发性分区图，具体的，本实施例中得到的区域顺层岩质边坡易发性分区图如图10所示。

表3顺层岩质边坡易发性重分类标准

易发性	易发值取值范围
		低易发	[1,1.8)
中等易发	[1.8,2.5)
		高易发	[2.5,4]

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.通过地理信息***空间分析判别斜坡结构类型；

B.通过地理信息***空间分析判别岩层倾角与坡度关系；

D.结合步骤A至C得到的斜坡结构类型、岩层倾角与坡度关系、地层岩性数据，通过地理信息***空间分析进行栅格计算与重分类，最终得到区域顺层岩质边坡易发性的分区。

2.根据权利要求1所述的一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，所述步骤A包括：

A1.通过数字高程模型DEM分析出区域地形坡向；

A2.结合地质图与野外地质调查完成区域岩层倾向分区；

A3.根据地形坡向与岩层倾向的夹角，判别斜坡结构类型。

3.根据权利要求2所述的一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，所述斜坡结构类型包括顺向斜坡、斜向斜坡、横向斜坡、逆向斜坡，且所述斜向斜坡分为顺斜向斜向斜坡、逆斜向斜向斜坡，横向斜坡分为顺横向横向斜坡、逆横向横向斜坡。

4.根据权利要求3所述的一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，判别斜坡结构类型时具体是分析地形坡向与岩层倾向夹角，该夹角区间取180°，其中，夹角为0～30°则斜坡结构类型为顺向斜坡，夹角为30°～60°则斜坡结构类型为顺斜向斜向斜坡，夹角为60°～90°则斜坡结构类型为顺横向横向斜坡，夹角为90°～120°则斜坡结构类型为逆横向横向斜坡，夹角为150°～180°则斜坡结构类型为逆向斜坡。

5.根据权利要求3所述的一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B1.通过数字高程模型DEM分析出区域地形斜坡坡度；

B2.结合地质图与野外地质调查完成区域岩层倾角分区；

6.根据权利要求5所述的一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，所述步骤D1中，进行分级赋值时具体时，斜坡结构类型的分级赋值标准为：顺向斜坡计4分，斜向斜坡计3分，横向斜坡计2分、逆向斜坡计1分；

8.根据权利要求7所述的一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，所述步骤D2中进行栅格运算时具体的运算公式为：区域顺层岩质边坡易发值＝斜坡结构类型得分*x+岩层倾角与坡度关系得分*y+地层岩性得分*z，其中，x+y+z＝1。

9.根据权利要求8所述的一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，x＝0.4,y＝0.3,z＝0.3。

10.根据权利要求8所述的一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法，其特征在于，所述步骤D3中，具体是根据步骤D2计算出的区域顺层岩质边坡易发值将区域顺层岩质边坡易发性分区为低易发区、中等易发区、高易发区。