玉樹(shù)414地震地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

玉樹(shù)414地震地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

豫樹(shù)縣位于甘肅省南部，是青藏高原重要的生態(tài)環(huán)境保護(hù)區(qū)。整個(gè)土地西北和中部非常高，東南和東部非常低，穿過(guò)長(zhǎng)江和漢江的水系。地形復(fù)雜，地勢(shì)高低，主要以高山和山間平原為主，巖體破碎，新構(gòu)造活躍，降水豐富，自然災(zāi)害發(fā)育。玉樹(shù)“4·14”地震發(fā)生后,地震造成大面積山體松動(dòng)、溝道堵塞,引發(fā)了大量滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。玉樹(shù)地震后,國(guó)土資源部門(mén)開(kāi)展了大量的調(diào)(勘)查等工作,2013年中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局安排青海地區(qū)專(zhuān)項(xiàng)基金項(xiàng)目,在玉樹(shù)災(zāi)區(qū)開(kāi)展了1∶5萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查工作。本文以玉樹(shù)縣為研究區(qū),采用GIS空間分析對(duì)玉樹(shù)縣進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃和分析評(píng)價(jià)。1玉樹(shù)縣自然災(zāi)害現(xiàn)狀1.1自然災(zāi)害危害玉樹(shù)縣轄3鎮(zhèn)6鄉(xiāng)62個(gè)行政村,總?cè)丝?.19萬(wàn)人,人口密度12.07人/km2。全縣以藏族為主,占總?cè)丝诘?9%。玉樹(shù)縣境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害危害十分嚴(yán)重,主要的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型為滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡和地裂縫。據(jù)1∶5萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查工作,實(shí)地調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)342處,其中泥石流、不穩(wěn)定斜坡是縣境內(nèi)最主要的地質(zhì)災(zāi)害,兩者占所調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的67.8%?；?8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(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料和震后地質(zhì)災(zāi)害詳查資料,玉樹(shù)縣震后災(zāi)害點(diǎn)數(shù)量為震前的6倍。震前災(zāi)害類(lèi)型以泥石流為主;震后災(zāi)害類(lèi)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?yàn)榈卣鹨l(fā)大量山體松動(dòng),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(cè)因地震引發(fā)的塌滑堆積體成為新的物源,導(dǎo)致泥石流群發(fā)、多發(fā)。2評(píng)估系統(tǒng)的脆弱性2.1自然災(zāi)害易性評(píng)價(jià)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(jì)方法相結(jié)合的工作方法對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行評(píng)價(jià)和區(qū)劃。運(yùn)用層次分析法建模,大體上可按下面4個(gè)步驟進(jìn)行:(1)建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型;(2)構(gòu)造判斷矩陣;(3)計(jì)算權(quán)向量;(4)一致性檢驗(yàn)。2.2評(píng)價(jià)主要因素的確定地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃側(cè)重的是滑坡、崩塌、泥石流等災(zāi)害和自然地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育的數(shù)量多少和活躍程度,評(píng)價(jià)指標(biāo)包括已有地質(zhì)災(zāi)害群體統(tǒng)計(jì)和地質(zhì)災(zāi)害形成條件兩類(lèi)。在詳細(xì)分析評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景條件和各評(píng)價(jià)區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害的特征后,將影響地質(zhì)災(zāi)害的主要因素的巖土體工程地質(zhì)類(lèi)型、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、沖溝密度、河流沖刷作用、人類(lèi)工程活動(dòng)等作為評(píng)價(jià)的主要基本因素,盡量全面地考慮影響地質(zhì)災(zāi)害的各種因素。對(duì)影響地質(zhì)災(zāi)害較高降雨量等因素,采用全縣年平均降雨量作為評(píng)價(jià)基數(shù)。影響地質(zhì)災(zāi)害的因素存在著若干不同的狀態(tài),它們對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響程度是不同的。根據(jù)本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料,經(jīng)分析按差異原則對(duì)連續(xù)型變量進(jìn)行若干狀態(tài)的合理劃分,最后確定了評(píng)價(jià)因素和變量。2.2.1泥石流點(diǎn)密度已有地質(zhì)災(zāi)害群體統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)包括滑坡、崩塌(以及不穩(wěn)定斜坡)、泥石流自然地質(zhì)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(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃時(shí),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(biāo),計(jì)算單元內(nèi)已有地質(zhì)災(zāi)害的點(diǎn)密度。統(tǒng)計(jì)樣本包含了全部遙感解譯和調(diào)查的物理地質(zhì)現(xiàn)象點(diǎn)和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn),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(shè)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(jìn)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(zhì)現(xiàn)象發(fā)生的概率,進(jìn)行0~1之間的歸一化,得到坡度歸一化結(jié)果。2.2.3地表明相特征在dem數(shù)據(jù)中的應(yīng)用坡型可以利用地表的曲率進(jìn)行描述和量化,直線(xiàn)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(tái)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(jìn)行斜坡坡型的歸一化。因此,當(dāng)曲率<0時(shí),坡面為凹型或階梯型,易發(fā)程度最低;當(dāng)曲率>0時(shí),坡面為直線(xiàn)形和凸型,易發(fā)程度較高,按照曲率的大小進(jìn)行0~1之間的線(xiàn)性歸一化,得到斜坡坡型指標(biāo)歸一化結(jié)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(cè)以及不同發(fā)育階段的溝谷切割深度不同,導(dǎo)致坡體的巖土體結(jié)構(gòu)差異。綜合考慮河谷發(fā)育階段與巖土體結(jié)構(gòu)問(wèn)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(shì),將巖土體結(jié)構(gòu)對(duì)滑坡、崩塌易發(fā)程度的影響進(jìn)行0~1之間歸一化差值處理。2.2.5植被指標(biāo)采用調(diào)查區(qū)高精度的Spot-5遙感數(shù)據(jù)計(jì)算植被指數(shù),并將全區(qū)的植被指數(shù)進(jìn)行0~1之間歸一化得到植被指數(shù)歸一化結(jié)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(lái)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(jìn)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(shù)“4·14”地震震動(dòng)分析,對(duì)地震影響破壞程度進(jìn)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(jìn)行0~1之間歸一化差值處理。2.3統(tǒng)計(jì)及分析計(jì)算在前述評(píng)價(jià)指標(biāo)分析和數(shù)據(jù)歸一化的基礎(chǔ)上,首先利用ArcGIS系統(tǒng)的空間疊加與統(tǒng)計(jì)功能,統(tǒng)計(jì)每一評(píng)價(jià)單元的所有指標(biāo)值,得到數(shù)字矩陣的計(jì)算結(jié)果;然后,再利用ArcGIS平臺(tái)提供的分析計(jì)算功能,將研究區(qū)各評(píng)價(jià)單元數(shù)據(jù)按照權(quán)重分配結(jié)果進(jìn)行信息疊加計(jì)算;經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)因子信息的疊加計(jì)算,得到全區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度評(píng)價(jià)結(jié)果。3圖12根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)重分配結(jié)果進(jìn)行信息疊加計(jì)算(圖1);經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)因子信息的疊加計(jì)算,得到全區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度指數(shù)圖,在此基礎(chǔ)上勾畫(huà)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(jié)古鎮(zhèn)、小蘇莽、下拉秀地區(qū)級(jí)通天河右岸斜坡地帶,災(zāi)害類(lèi)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(zhì)環(huán)境條件,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征,將地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)進(jìn)一步劃分為:通天河右岸、結(jié)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(zāi)害高易發(fā)亞區(qū)(Ⅰ2)。3.2自然災(zāi)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(zhì)災(zāi)害發(fā)育,規(guī)模多為小型,災(zāi)害類(lèi)型以泥石流為主。據(jù)調(diào)查,區(qū)內(nèi)共有泥石流災(zāi)害點(diǎn)8處,不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害點(diǎn)3處,崩塌災(zāi)害點(diǎn)11處,地裂縫1處。依區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件與災(zāi)害發(fā)育特征,將地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)進(jìn)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(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)(Ⅱ2)。3.3地形地貌和設(shè)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(diǎn)稀少,基本無(wú)重大人類(lèi)工程活動(dòng)。。該區(qū)目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài),尚未發(fā)生過(guò)重大地質(zhì)災(zāi)害,地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失1.9萬(wàn)元,潛在經(jīng)濟(jì)損失5萬(wàn)元。4震后病害概況及區(qū)域劃分(1)玉樹(shù)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(shù)“4·14”地震造成大面積山體松動(dòng)、溝道堵塞,引發(fā)了大量滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜。(2)根據(jù)玉樹(shù)縣地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀以及人類(lèi)工程活動(dòng)等因素、利用GIS分析對(duì)玉樹(shù)縣震后進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合區(qū)劃,采用定性