地震地質災害論文范文

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1研究區地形地質條件

據前人調查研究，海原地震滑坡主要有三個集中分布區，即Ⅺ、Ⅻ烈度區位于海原縣東南區域，Ⅸ、Ⅹ烈度區位于西吉縣西南區域和Ⅷ烈度區位于通渭縣附近(圖1)。但在通渭縣附近，1718年發生了7.5級強震，所以很難確定通渭縣附近集中區的滑坡是由海原地震觸發還是1718年的地震觸發。所以本研究將海原地震Ⅸ度烈度區作為研究區，研究區面積23.5×103km2。研究區中部為六盤山山脈，出露上新統基巖，海拔高程2000～3000m。山脈周圍屬于黃土丘陵地貌，海拔高程1200～2000m。研究區屬于溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫5～7℃，該區較干旱，年平均降雨量200～500mm，總的趨勢是從東南向西北遞減。研究區屬中國著名的強震發生區———六盤山地震區，據統計，截至1976年，該區共記載到6級以上的破壞性地震51次，其中7級以上的強震22次，8級及大于8級的特大地震6次［15］。1920年海原地震地表破裂帶全長237km。以南華山東端為界，地表破裂帶可分為兩段，西段總體走向NWW，東段走向為NW向，兩段總體走向之間的夾角為30°左右。發震斷裂為左旋平移斷裂，該地震中其最大水平位移約10m，最大垂直位移為7.6m。

2滑坡解譯

2.1遙感數據源和解譯方法GoogleEarth影像在研究區的覆蓋情況較好，大部分區域有Quickbird(0.6m)、Worldview－2(0.5m)和Geoeye－1(0.5m)等高精度影像，只有少部分區域為Spot－5(5m)影像(圖2)?；陆庾g直接在GoogleEarth軟件三維視圖下進行，采用添加多邊形的方式直接進行滑坡的解譯。由于研究區面積較大，為了避免遺漏和重復解譯，全區被劃分為34小塊，逐一對每小塊進行解譯，如圖2所示。為了后期滑坡分布規律統計的準確性，將滑坡滑源區和堆積區分別用不同的多邊形表示，并賦予相同的滑坡編號。所有解譯的滑坡多邊形都放在同一個文件夾下，解譯完成后將該文件夾存為KLM格式文件，再由GlobalMapper軟件轉換為Shapefile文件。

2.2解譯標志區別于其他植被覆蓋較茂密的區域，黃土高原地區植被稀少，地表光禿，通過以下影像特征可以較容易識別出滑坡。(1)圈椅狀滑坡后壁滑坡后壁是滑坡解譯最直接的解譯標志。海原地震滑坡發生已有90多年，雖然經歷了長期的水土侵蝕和人工改造，但由于海原地震觸發的滑坡后壁都很高陡，其圈椅狀特征仍然非常明顯，在影像上呈弧狀深色調，尤其在GoogleEarth三維視圖下，較容易識別出滑坡(圖3)。圈椅狀滑坡后壁是本次遙感解譯中最主要的解譯標志。(2)影像紋理黃土斜坡在遙感影像上一般呈現與等高線平行的連續條狀紋理，滑坡位置條狀紋理會突然錯位或者中止(圖4)，是識別黃土滑坡的重要標志。(3)堰塞湖大量規模較大的海原地震滑坡堵斷河流形成堰塞湖，共有43處保留至今，主要集中分布在西吉縣境內。在影像上堰塞湖呈深色調，容易識別，可以作為地震滑坡的輔助解譯標志(圖5)。

2.3解譯結果利用上述解譯標志，我們前期在研究區共解譯滑坡805處。2012年7－8月對其中473處滑坡進行了野外驗證，這473處全部被證明為滑坡。在野外調查的基礎上，我們進行了第二次補充解譯，最終確定滑坡為1000處，如圖6所示?；驴偯娣e102.6×106m2，其中滑源區總面積45.2×106m2，堆積區總面積57.4×106m2。最小滑坡面積755m2，最大滑坡面積2.3×106m2，平均面積102.5×103m2(圖7)。從圖6可以看出，地震滑坡主要集中分布于兩個區，海原縣東南部和西吉縣西南部，其中后者分布滑坡最多，約有600處滑坡分布在該區域。此外，絕大多數滑坡都分布在發震斷裂的西南側，僅有14處滑坡分布在東北側。需要說明的是，由于海原地震距離現在已經有90年，大量地震觸發的中小型滑坡由于后期自然和人為改造已經無法通過遙感解譯辨別出來，因此海原地震觸發的滑坡應該要遠遠多于1000處，本研究解譯的1000處滑坡是規模較大或后期改造較小，滑坡形態保持較好的滑坡。

2.4黨家岔滑坡和地震堰塞湖位于西吉縣城大約30km的黨家岔滑坡(35°50''''3″N，105°27''''38″E)是海原地震觸發的大規模、低角度、高速、遠程災難性滑坡的最典型代表。該滑坡為黃土滑坡，滑體由同一山脊的兩部分組成，如圖8所示。滑坡先沿著溝谷快速運移了約2km，直至溝口主河，再順主河向下游運動了約1.1km?；聣味氯骱樱纬闪艘粋€長約5km，寬約400m的堰塞湖，是海原地震觸發堰塞湖中保留至今規模最大的，滑坡體積約1500萬m3。該滑坡滑源區原始坡度約20°，前后高差僅約170m，卻總共運動了約3100m，其視摩擦角僅0.05，表現出了非常大的運動性。ZhangDX等［23］通過現場調查和大量環剪試驗認為主要是由于地震過程中黃土液化和孔隙水壓力導致該滑坡具有大的運動性。

3地震滑坡分布規律

地震滑坡的分布主要受到地震參數、地質構造背景和地形地貌等因素的影響和控制。本文擬從震中距離、地震烈度、發震斷層距離、高程、坡高、坡度和坡向等參數來分析海原地震滑坡的分布規律。統計分析利用ARCGIS9.3的Spatiala-nalysis功能完成，分別將滑坡滑源區多邊形與對應參數進行疊加，統計滑源區面積在各參數內的百分比。

3.1震中距離與地震滑坡分布不同的研究人員確定的海原地震的震中位置差別較大，本文以蘭州地震研究所確定的海原縣干鹽池(36°39″N，105°17″E)為震中位置(見圖6)。利用ARCGIS9.3軟件，以5km為間隔統計地震滑坡的分布情況，結果如圖9所示。地震滑坡距離震中最大距離約140km。與大部分地震滑坡不一樣，海原地震滑坡并不是距離震中越近滑坡就越多，大部分(67%)的滑坡分布于距離震中80～100km范圍，這說明海原地震滑坡主要不受震中距離控制。

3.2地震烈度與地震滑坡分布海原地震震中位置地震烈度達到Ⅻ度，本研究解譯滑坡分布范圍為Ⅸ～Ⅻ度范圍。統計分析發現，滑坡分布密度隨地震烈度遞減，47.4%的滑坡位于Ⅸ度區，35.0%的滑坡位于Ⅹ度區，10.3%的滑坡位于Ⅺ度區，而Ⅻ度區內滑坡最少，占總滑坡的7.3%(圖10)?？梢姠?、Ⅹ度區內的滑坡要遠遠多于Ⅺ和Ⅻ度區，而且Ⅺ和Ⅻ度區內滑坡總體上較小，這可能主要由于Ⅺ和Ⅻ度區主要為六盤山脈(見圖6)，黃土厚度較小或為基巖出露。

3.3斷層距離與地震滑坡分布發震斷層矢量化于1:50萬地質圖，并根據遙感影像特征進行了局部修改，如圖6所示。以5km為間隔對地震滑坡與發震斷裂的關系進行統計，結果如圖11所示。地震滑坡具有兩個集中分布區，即0～5km(22.0%)和40～70km(66.8%)范圍，分布對應海原縣和西吉縣集中分布區，其中40～70km范圍內地震滑坡最多。兩集中分布區之間為六盤山脈，可見地震滑坡還主要受到地層巖性和地形地貌等因素的影響。

3.4高程與地震滑坡分布高程數據來源于ASTERG-DEM，ASTERG-DEM單元格大小為30m，高程標準差為7～14m。整個研究區高程范圍為1245～2992m，而地震滑坡的滑源區分布范圍為1407～2423m，且集中分布于1800～2200m高程范圍(90.3%)。

3.5斜坡高度與地震滑坡分布斜坡高度由ASTERG-DEM數據利用ArcGIS軟件計算得來，即斜坡坡底至坡頂的高程差。整個研究區斜坡高度范圍為0～496m，而地震滑坡滑源區斜坡高度范圍為0～224m，且集中分布于15～100m坡高范圍(74.0%)。

3.6坡度與地震滑坡分布斜坡坡度也由ASTERG-DEM數據利用ArcGIS軟件計算得來。整個研究區地形坡度都較小，91.6%的范圍斜坡坡度都小于20°，而地震滑坡滑源區的坡度范圍為0°～41°，且集中分布于5°～20°坡高范圍(87.9%)。

3.7坡向與地震滑坡滑向分布關系整個斜坡坡向由ASTERG-DEM數據計算得來，整個研究區斜坡坡向分布比較均勻，而地震滑坡滑向是ArcGIS軟件里逐個量取得來，二者分布關系見圖15?？梢姷卣鸹碌膬瀯莼驗?0°～80°和260°～330°。結合滑坡的整體分布位置，即大部分滑坡分布于震中東南方向和發震斷裂的西南方向(圖15)，則地震滑坡的滑向主要是朝向震中和發震斷裂方向，這正好與汶川地震觸發滑坡的規律相反。

4討論

上述滑坡分布統計分析結果表明，海原地震滑坡的空間分布主要受高程、坡高、坡度、坡向等地形地貌因素的控制，而與距震中距離、距發震斷層距離、地震烈度等地震本身因素相關性較小。海原地震滑坡的空間分布規律與汶川地震滑坡相差較大，汶川地震滑坡主要受發震斷層的控制，可能主要是由于兩地震發震斷裂性質和觸發滑坡類型不同的緣故。汶川地震發震斷層為逆沖走滑型，而海原地震發震斷裂主要為左旋走滑型。汶川地震滑坡主要為巖質滑坡，而海原地震觸發滑坡主要為黃土滑坡。陳永明等［30］認為黃土厚度對黃土地震滑坡有重要影響，滑坡厚度越大，黃土滑坡的規模也就越大，西吉縣境內滑坡的集中分布，也可能是由于該處黃土厚度較其它地方厚的緣故。前述研究表明，海原地震滑坡普遍發生在坡度較緩的斜坡上且運動距離較遠。許多研究人員都試圖對其機制進行解釋。袁麗霞［22］對西吉縣境內的滑坡進行了調查和室內試驗研究，認為由于非飽和黃土中大量孔隙的存在，地震中地下水位迅速上升，導致孔隙水壓力陡增，在地震作用下，黃土瞬間液化導致低角度高速遠程滑坡的發生。在遙感解譯中，我們發現位于固原縣西北約14km的石碑塬滑坡黃土液化的特征最為明顯(圖16)。該滑坡原始坡度非常緩，只有2°～5°，其滑動距離則達1500m。圖16顯示滑坡表面呈排列整齊的波浪狀，液化流動特征非常明顯，是黃土液化的重要證據。

5結論

利用Googleearth遙感影像對海原地震Ⅸ度以上烈度區進行了滑坡解譯，共識別滑坡1000處，堰塞湖43處。實踐證明，Googleearth是一種快速有效的歷史地震滑坡編錄工具。海原地震滑坡主要集中分布在西吉縣西南和海原縣東南部兩個集中分布區，其中西吉縣集中分布區滑坡最多。統計分析表明，海原地震滑坡主要受高程、坡高、坡度、坡向等地形地貌參數的控制，受震中距離、地震烈度和發震斷層距離等影響較小。大量低角度高速遠程滑坡的存在主要是由于黃土液化的作用。

作者：李為樂黃潤秋裴向軍張曉超張遠明單位：成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室四川省華地建設工程有限責任公司