玉樹414地震地質災害發(fā)育特征

玉樹414地震地質災害發(fā)育特征

豫樹縣位于甘肅省南部，是青藏高原重要的生態(tài)環(huán)境保護區(qū)。整個土地西北和中部非常高，東南和東部非常低，穿過長江和漢江的水系。地形復雜，地勢高低，主要以高山和山間平原為主，巖體破碎，新構造活躍，降水豐富，自然災害發(fā)育。玉樹“4·14”地震發(fā)生后,地震造成大面積山體松動、溝道堵塞,引發(fā)了大量滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。玉樹地震后,國土資源部門開展了大量的調(diào)(勘)查等工作,2013年中國地質調(diào)查局安排青海地區(qū)專項基金項目,在玉樹災區(qū)開展了1∶5萬地質災害詳細調(diào)查工作。本文以玉樹縣為研究區(qū),采用GIS空間分析對玉樹縣進行地質災害易發(fā)程度區(qū)劃和分析評價。1玉樹縣自然災害現(xiàn)狀1.1自然災害危害玉樹縣轄3鎮(zhèn)6鄉(xiāng)62個行政村,總人口9.19萬人,人口密度12.07人/km2。全縣以藏族為主,占總人口的79%。玉樹縣境內(nèi)地質災害危害十分嚴重,主要的地質災害類型為滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡和地裂縫。據(jù)1∶5萬地質災害詳細調(diào)查工作,實地調(diào)查區(qū)內(nèi)地質災害點342處,其中泥石流、不穩(wěn)定斜坡是縣境內(nèi)最主要的地質災害,兩者占所調(diào)查地質災害總數(shù)的67.8%。滑坡28處,占8.2%;崩塌76處,占11.1%;泥石流131處,占41.5%;不穩(wěn)定斜坡101處,占39.8%;地裂縫群6處。1.2不穩(wěn)定斜坡體型根據(jù)震前地質災害調(diào)查資料和震后地質災害詳查資料,玉樹縣震后災害點數(shù)量為震前的6倍。震前災害類型以泥石流為主;震后災害類型以不穩(wěn)定斜坡、泥石流為主,其中崩塌、不穩(wěn)定斜坡是相比震前均大幅度增加,主要是因為地震引發(fā)大量山體松動,在坡體前緣發(fā)育大量的崩塌和不穩(wěn)定斜坡體。震后泥石流數(shù)量為震前的3倍,主要是震后溝內(nèi)兩側因地震引發(fā)的塌滑堆積體成為新的物源,導致泥石流群發(fā)、多發(fā)。2評估系統(tǒng)的脆弱性2.1自然災害易性評價和區(qū)劃研究區(qū)內(nèi)擬采用基于層次分析法和GIS空間分析統(tǒng)計方法相結合的工作方法對區(qū)內(nèi)地質災害易發(fā)性進行評價和區(qū)劃。運用層次分析法建模,大體上可按下面4個步驟進行:(1)建立遞階層次結構模型;(2)構造判斷矩陣;(3)計算權向量;(4)一致性檢驗。2.2評價主要因素的確定地質災害易發(fā)程度區(qū)劃側重的是滑坡、崩塌、泥石流等災害和自然地質現(xiàn)象發(fā)育的數(shù)量多少和活躍程度,評價指標包括已有地質災害群體統(tǒng)計和地質災害形成條件兩類。在詳細分析評價區(qū)地質環(huán)境背景條件和各評價區(qū)的地質災害的特征后,將影響地質災害的主要因素的巖土體工程地質類型、地形地貌、地質構造、沖溝密度、河流沖刷作用、人類工程活動等作為評價的主要基本因素,盡量全面地考慮影響地質災害的各種因素。對影響地質災害較高降雨量等因素,采用全縣年平均降雨量作為評價基數(shù)。影響地質災害的因素存在著若干不同的狀態(tài),它們對地質災害的影響程度是不同的。根據(jù)本區(qū)地質災害調(diào)查資料,經(jīng)分析按差異原則對連續(xù)型變量進行若干狀態(tài)的合理劃分,最后確定了評價因素和變量。2.2.1泥石流點密度已有地質災害群體統(tǒng)計評價指標應包括滑坡、崩塌(以及不穩(wěn)定斜坡)、泥石流自然地質現(xiàn)象的數(shù)量和規(guī)模。鑒于遙感解譯的滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡的規(guī)模數(shù)據(jù)精度不高等原因,在地質災害易發(fā)程度區(qū)劃時,本次僅采用已有滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡和泥石流的數(shù)量指標,計算單元內(nèi)已有地質災害的點密度。統(tǒng)計樣本包含了全部遙感解譯和調(diào)查的物理地質現(xiàn)象點和地質災害點,旨在客觀反映不同區(qū)域滑坡、崩塌的易發(fā)程度。2.2.2滑坡、大斜坡易于排水設施的易程度分析利用GIS從DEM數(shù)據(jù)中分別提取調(diào)查區(qū)的坡度信息,然后進行歸一化。由于40°以上斜坡發(fā)生滑坡、崩塌的頻率很高,本次區(qū)劃將40°以上斜坡的易發(fā)程度定義為1,而10°以下斜坡發(fā)生滑坡、崩塌的頻率則很低,其易發(fā)程度定義為0;將10°~40°之間的斜坡的易發(fā)程度按照不同坡度區(qū)間滑坡和崩塌地質現(xiàn)象發(fā)生的概率,進行0~1之間的歸一化,得到坡度歸一化結果。2.2.3地表明相特征在dem數(shù)據(jù)中的應用坡型可以利用地表的曲率進行描述和量化,直線形和凸型斜坡在曲率上的體現(xiàn)是曲率≥0,凹型坡和階梯型坡的曲率<0,因此,可利用ArcGIS平臺從DEM數(shù)據(jù)中分別提取調(diào)查區(qū)的地表曲率信息,然后進行斜坡坡型的歸一化。因此,當曲率<0時,坡面為凹型或階梯型,易發(fā)程度最低;當曲率>0時,坡面為直線形和凸型,易發(fā)程度較高,按照曲率的大小進行0~1之間的線性歸一化,得到斜坡坡型指標歸一化結果。2.2.4河谷切割深度由于河流和溝谷的發(fā)育程度不同,表現(xiàn)出調(diào)查區(qū)東西兩側以及不同發(fā)育階段的溝谷切割深度不同,導致坡體的巖土體結構差異。綜合考慮河谷發(fā)育階段與巖土體結構問題。本次按照調(diào)查區(qū)由東向西基巖切割深度逐漸減小的趨勢,將巖土體結構對滑坡、崩塌易發(fā)程度的影響進行0~1之間歸一化差值處理。2.2.5植被指標采用調(diào)查區(qū)高精度的Spot-5遙感數(shù)據(jù)計算植被指數(shù),并將全區(qū)的植被指數(shù)進行0~1之間歸一化得到植被指數(shù)歸一化結果。2.2.6降雨因素分析根據(jù)調(diào)查區(qū)的降雨特性,選用降雨不均勻系數(shù)來量化降雨因素,即多年汛期(7、8、9月)平均降雨量與多年平均降雨量之比,該因素能夠表征降雨的集中程度。將全區(qū)降雨不均勻系數(shù)進行0~1之間歸一化差值處理。2.2.7影響破壞程度據(jù)玉樹“4·14”地震震動分析,對地震影響破壞程度進行分析,該因素能夠表征地震影響破壞的集中程度。將全區(qū)地震影響程度不均勻系數(shù)進行0~1之間歸一化差值處理。2.3統(tǒng)計及分析計算在前述評價指標分析和數(shù)據(jù)歸一化的基礎上,首先利用ArcGIS系統(tǒng)的空間疊加與統(tǒng)計功能,統(tǒng)計每一評價單元的所有指標值,得到數(shù)字矩陣的計算結果;然后,再利用ArcGIS平臺提供的分析計算功能,將研究區(qū)各評價單元數(shù)據(jù)按照權重分配結果進行信息疊加計算;經(jīng)過對各個因子信息的疊加計算,得到全區(qū)地質災害易發(fā)程度評價結果。3圖12根據(jù)評價指標重分配結果進行信息疊加計算(圖1);經(jīng)過對各個因子信息的疊加計算,得到全區(qū)地質災害易發(fā)程度指數(shù)圖,在此基礎上勾畫易發(fā)程度分區(qū)圖(圖2)。3.1石流、不穩(wěn)定斜坡、地裂縫分布主要分布于結古鎮(zhèn)、小蘇莽、下拉秀地區(qū)級通天河右岸斜坡地帶,災害類型以泥石流為主,不穩(wěn)定斜坡次之;其中泥石流123處、不穩(wěn)定斜坡96處、崩塌61處、滑坡28處、地裂縫5處,分布面積4133.6km2,約占全區(qū)總面積的26%。依據(jù)區(qū)內(nèi)地質環(huán)境條件,地質災害發(fā)育特征,將地質災害高易發(fā)區(qū)進一步劃分為:通天河右岸、結古鎮(zhèn)地區(qū)崩塌、滑坡、泥石流高易發(fā)亞區(qū)(Ⅰ1)和子曲東西兩岸山前泥石流災害高易發(fā)亞區(qū)(Ⅰ2)。3.2自然災害分布分布于哈秀、隆寶東部及巴塘以南中高山區(qū),分布面積5176.68km2,占調(diào)查區(qū)總面積的33%。區(qū)內(nèi)地質災害發(fā)育,規(guī)模多為小型,災害類型以泥石流為主。據(jù)調(diào)查,區(qū)內(nèi)共有泥石流災害點8處,不穩(wěn)定斜坡災害點3處,崩塌災害點11處,地裂縫1處。依區(qū)內(nèi)地質環(huán)境條件與災害發(fā)育特征,將地質災害中易發(fā)區(qū)進一步劃分為哈秀、隆寶東部地區(qū)泥石流中易發(fā)亞區(qū)(Ⅱ1)和巴塘灘以南中高山地質災害中易發(fā)區(qū)(Ⅱ2)。3.3地形地貌和設施分布于調(diào)查區(qū)西部中高山區(qū)及高海拔平原區(qū),分布面積6131.8km2,占全區(qū)總面積的41%。本地地形較為平坦,有崩塌3處、不穩(wěn)定斜坡2處。區(qū)內(nèi)村莊與固定居民點稀少,基本無重大人類工程活動。。該區(qū)目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài),尚未發(fā)生過重大地質災害,地質災害造成的經(jīng)濟損失1.9萬元,潛在經(jīng)濟損失5萬元。4震后病害概況及區(qū)域劃分(1)玉樹縣地處青藏高原東部,地處青藏高原中部地震亞區(qū)的巴顏喀拉山地震帶和鮮水河—滇東地震帶。玉樹“4·14”地震造成大面積山體松動、溝道堵塞,引發(fā)了大量滑坡、崩塌、泥石流等地質災害,地質環(huán)境條件復雜。(2)根據(jù)玉樹縣地質環(huán)境條件、地質災害發(fā)育現(xiàn)狀以及人類工程活動等因素、利用GIS分析對玉樹縣震后進行了地質災害易發(fā)程度綜合區(qū)劃,采用定性