2014年鲁甸M_S6.5地震震前与同震滑坡空间分布规律对比分析

2014年8月3日,云南省昭通市鲁甸县发生了MS6.5地震,地震诱发了大量滑坡。文中以牛栏江沿线鲁甸县、巧家县和会泽县交界处面积为44.13km2的区域为研究区,开展地震震前与同震滑坡的空间分布规律对比分析。根据震前Google Earth高分辨率影像与震后0.2m分辨率的超高分辨率航片数据,分别建立了震前滑坡与同震滑坡数据库。结果表明,研究区内震前有284处滑坡,本次地震触发1 053处滑坡。借助10m×10m分辨率的数字高程模型(DEM)数据,基于GIS平台提取研究区的高程、坡度、坡向、曲率、岩性、烈度、河流共7个主要因子,并利用滑坡的面积百分比(Landslide Areas Percentage,LAP)和点密度(Landslide Number Density,LND)对比分析震前与同震滑坡的空间分布规律。结果表明,震前与同震滑坡的易发高程区间分别为1 200m与1 200~1 300m。坡度越大越容易发生滑坡,其中坡度10°的区域由于距离河流很近,也为滑坡易发区。震前与同震滑坡发育的优势坡向都是近S向。当斜坡为凹坡时(曲率值为负值),滑坡易发性较高。地震烈度越大,越易发生同震滑坡。灰岩夹白云质灰岩分布区很容易发生滑坡,玄武岩和火山角砾岩分布区在地震力的作用下边坡的稳定性也大大降低。震前、同震滑坡的发生与到河流的距离大致呈现正相关性。震前滑坡LAP的峰值大多数都与震前已经存在的大型滑坡有密切的对应关系。     

基于加权证据权模型的丽江—小金河断裂中南段滑坡易发性评价

丽江—小金河断裂全新世活动强烈、地震频发,沿断裂带的滑坡地质灾害极为发育。以断裂带中南段两侧10 km为研究区,根据地质地理环境和滑坡发育特征,选取高程、坡度、坡向、距活动断裂距离、距河流水系距离、距道路距离、工程地质岩组、降雨量、土地利用类型以及地震动峰值加速度10个影响因子为评价指标,运用加权证据权模型,开展丽江—小金河断裂中南段滑坡易发性评价,基于自然断点法将滑坡易发程度划分为高易发、中等易发、低易发和非易发4个级别,评价结果AUC值为0.81。结果显示：(1)研究区内滑坡受坡度、断裂、水系、岩性因素的影响程度更高;(2)高易发区和中等易发区主要沿断裂带和金沙江等主要河流水系两侧分布,在玉龙县、松坪乡、大东乡等周边区域较集中;(3)西川乡处于高易发区,但目前滑坡灾害点较少,应加强关注。     

2013年芦山地震滑坡空间分布分析——以太平镇东北方向的一个典型矩形区为例

选择2013年芦山地震中受到强烈地震动的太平镇东北方向一个20kmxl0km的矩形区作为研究区,开展芦山地震滑坡空间分析工作.基于震后野外调查与高分辨率航片人工目视解译法,建立了研究区内地震滑坡空间分布图.结果表明,在研究区内芦山地震至少触发了688处滑坡,区域内滑坡点密度为3.44个/km2.统计了地震滑坡密度与地形因子、地层岩性、地震因子的关系.滑坡最易发高程为1 600～1 800m;滑坡密度大体随着坡度的增加而增加;E与SE方向是地震滑坡的易发坡向与高发坡向;凸坡的地震滑坡易发性最高.二叠系阳新组(Py)的灰岩与白云岩、元古界花岗岩(Pt)是地震滑坡的易发岩性.地震因子与滑坡密度的统计结果表明,大体上PGA值越大,地震烈度越高,地震滑坡越易发生;地震滑坡与距离双石-大川断裂的统计结果表明在双石-大川断裂的出露处地震滑坡密度未发生突变.因子的交互统计结果表明了坡度与PGA这2个因子作用于地震滑坡的独立性.     

汶川地震滑坡危险性评价——以武都区和文县为例

利用GIS技术详细研究汶川地震在甘肃省陇南市武都区和文县触发的滑坡地质灾害的分布规律及其与地震烈度、地形坡度、断层、高程、地层岩性的相关关系,采用基于GIS的加权信息量模型的崩塌滑坡危险性评价方法,对研究区的地震滑坡危险性进行学科分析。结果表明：极高危险区在高程上主要分布在集水高程区,高度危险区主要沿白水江、白龙江等主干河流两侧极高易发区的边界向两侧扩展,轻度和极轻度危险区面积占比较小,主要分布在低烈度、活动断裂不发育、人类活动微弱的高海拔地区,另外国道G215沿极高危险性区域分布明显;利用危险性等级分区结果统计人口公里格网数据,得到武都区和文县潜在影响人口,发现研究区约78万人将受到地震滑坡灾害的潜在影响。     

鲁甸地震的滑坡物质运移规律与地形特征

长期、缓慢的地貌演化具有阶段性的特点,构造抬升与侵蚀相互作用引起山坡物质运移,使地貌单元具有向相对稳定状态转变的趋势。滑坡作为山坡物质运移的一种主要方式,在地貌演化过程中起到了重要作用。2014年鲁甸MS6.5地震诱发了异常多的滑坡,可以看作是该区地貌物质在短时间内发生的集中调整过程。这些滑坡主要沿河流分布,表明河流侵蚀使河岸地形变陡、强度降低,形成发生物质运移的有利条件,从而增强了地震滑坡的易发性。文中以SRTM 30m数字高程模型(DEM)为基础,通过对鲁甸地震滑坡分布区的网格化划分,对研究区滑坡分布及其与地形特征的关系进行了定量分析。除计算网格单元内的高程、高差及算数平均坡度外,还提出期望坡度的计算方法以对网格单元内的地形进行平滑。在此基础上,对该区域地貌特征参数自相关性进行了分析和比较,以判断地表物质分布是否均衡并寻找其中的分异性单元(滑坡易发区)。结果表明,研究区的高程与坡度、地形高差呈负相关,反映出显著的河流侵蚀效应;其中地形特征在分析单元的期望坡度与算数平均坡度这2个不同尺度下表现出很高的一致性,可能代表着研究区地貌在演化中具有的一种动态稳定特征,而与此特征不符的地貌单元则是可能发生滑坡进行物质调整的区域,是地貌自适应调整的一种表现。2014年鲁甸地震触发的大部分规模较大的滑坡发生在期望坡度与平均坡度差异较大的区域,这些区域大多位于河谷,显示河流侵蚀及其所造成的地形特征对滑坡易发性的控制作用。基于这样的认识,认为该区未来的物质运移区域仍然受到河流侵蚀的控制,滑坡易发性高的位置仍将沿河流分布。作为对比的九寨沟地震震区的地貌参数分析结果则表现出不同的特点,这种地形地貌分布上的差异性与滑坡空间分布及滑坡规模等之间的关系值得深入探讨。     

基于高分卫星遥感影像的地震应急滑坡编目与分布特征探讨——以2017年8月8日九寨沟7.0级地震为例

地震应急是减轻地震灾害的重要途径之一。地震应急工作具有时间紧迫、事关重大的特点。2017年8月8日四川九寨沟M_S7.0级地震发生后,为快速、准确地提供地震引发的滑坡灾害分布,本研究基于震后第一天获取到的高分辨率遥感影像（高分二号卫星影像、北京二号卫星影像）,通过人工目视解译的方法初步建立了四川九寨沟地震滑坡编目。结果表明,该地震至少触发了622处同震滑坡,分布在沿使用影像边界框定的面积为3919km2的区域内。本研究还利用这个地震滑坡编目,统计了九寨沟地震滑坡数量和滑坡点密度（LND）与地形（坡度、坡向）、地震（地震烈度、震中距）等因素的关系。结果表明九寨沟地震滑坡多发生在坡度为20°—50°的区域内,滑坡的易发性随着坡度的增加而增加。受地震波传播方向的影响,E、SE向是地震滑坡较易发生的坡向。滑坡的易发程度和地震烈度呈正相关,即随着烈度的增大,滑坡易发性增大。滑坡易发性还随着震中距增加而降低,这是由于地震波能量随震中距的增加而衰减导致的。     

2013年岷县漳县M_s6.6地震滑坡特征参数分析

2013年7月22日,甘肃岷县、漳县发生了M_s6.6地震。震后遥感影像目视解译与实地调查结果表明,本次地震触发了至少2 330处滑坡,大概分布在一个面积为330 km~2的矩形区域内。本文在GIS平台下统计了这些滑坡的发生高程、坡度、坡向、斜坡曲率、地层岩性、PGA共6类地形、地质与地震特征参数的特征。结果表明2400 m~2 600 m的高程范围、10°~20°的坡度范围、西与北西坡向、-1~-0.1斜坡曲率值范围、古近系(E~b)砾岩与砂岩中、地震动峰值加速度(PGA)为0.16g是岷县漳县地震滑坡的多发因子区间。     

基于信息量和逻辑回归耦合模型的黄土地震滑坡危险性分析

黄土地震滑坡危险性分析对黄土地区城镇化、工程建设的规划和地震灾害预防具有重要意义。以甘肃省定西市岷县—漳县交界处为研究区域,通过统计分析该区历史地震滑坡灾害数据,归纳并建立包含地震、坡度、坡高、坡向、地层岩性、年平均降雨量、河流流域和地貌类型等8个影响因子的评价指标体系,采用信息量模型、逻辑回归模型和信息量-逻辑回归耦合模型分别分析该区域黄土地震滑坡危险性。结果表明：(1)地震、河流和降雨是诱发黄土滑坡灾害发生的主要因素,其中地震因子贡献率最大;(2)研究区可划分为高、较高、中、低和极低危险区五个等级,其中高危险区主要集中于岷县、漳县与陇西县等地;(3)根据受试者工作特性(ROC)曲线精度检验结果,三种模型的AUC值分别为0.889、0.617和0.898,信息量-逻辑回归耦合模型结果的精确性相比其他两个模型更高。     

区域地震滑坡体积优化模型

求取滑坡体积在当前是一个难题,原因是其为三维分量,并且部分滑面往往在地下。本文提出了3个区域地震滑坡体积优化模型来计算2008年中国汶川M W7.9地震触发滑坡的体积。本文首先基于20m分辨率的震前和震后SPOT 5卫星影像提取到的数字高程模型(DEM)数据,结合少数滑坡的剖面图,获得了1 415处汶川地震滑坡堆积区体积,作为地震滑坡体积模型训练样本。在常规区域滑坡"体积—面积"模型基础上,提出了3个优化模型。分别利用数据的对数化线性拟合与直接非线性拟合方法对1个常规模型和3个优化模型进行拟合。结果表明,采用直接非线性拟合方法并考虑了滑坡长、宽、高、岩性、坡度和峰值地动加速度后,坡向的优化模型标准误差最小,回归得到的滑坡总体积与滑坡真实总体积也非常接近。将这一模型应用于所有汶川地震滑坡,分别得到每个滑坡的体积。最终结果表明,汶川地震滑坡相对密集分布区内的196 007处滑坡的堆积物体积约为1.2×1010 m~3,源区体积约为1×1010 m~3。根据前人"地震震级—滑坡总体积"经验公式得到的结果仅仅是本文结果的7.5%~9%,这提醒我们有必要基于更多的单次地震触发滑坡总体体积数据对"地震震级—滑坡总体积"的关系进行更新。同时,文中的优化模型对同类研究也有显著的参考价值。     

基于不同核函数的2010年玉树地震滑坡空间预测模型研究

基于统计学习理论与地理信息系统(GIS)技术的地震滑坡灾害空间预测是一个重要的研究方向,其可以对相似地震条件下地震滑坡的发生区域进行预测.2010年4月14日07时49分(北京时间),青海省玉树县发生了M_w6.9级大地震,作者基于高分辨率遥感影像解译与现场调查验证的方法,圈定了2036处本次地震诱发滑坡,这些滑坡大概分布在一个面积为1455.3 km²的矩形区域内.本文以该矩形区域为研究区,以GIS与支持向量机(SVM)模型为基础,开展基于不同核函数的地震滑坡空间预测模型研究.应用GIS技术建立玉树地震滑坡灾害及相关滑坡影响因子空间数据库,选择高程、坡度、坡向、斜坡曲率、坡位、水系、地层岩性、断裂、公路、归一化植被指数(NDVI)、同震地表破裂、地震动峰值加速度(PGA)共12个因子作为地震滑坡预测因子.以SVM模型为基础,基于线性核函数、多项式核函数、径向基核函数、S形核函数等4类核函数开展地震滑坡空间预测研究,分别建立了玉树地震滑坡危险性指数图、危险性分级图、预测结果图.4类核函数对应的模型正确率分别为79.87%,83.45%,84.16%,64.62%.基于不同的训练样本开展模型训练与讨论工作,表明径向基核函数是最适用于该地区的地震滑坡空间预测模型.本文为地震滑坡空间预测模型中核函数的科学选择提供了依据,也为地震区的滑坡防灾减灾工作提供了参考.     

基于逻辑回归模型的九寨沟地震滑坡危险性评估

发生于2017年8月8日的四川九寨沟M_S7. 0地震触发了大量的同震滑坡。基于Geoeye-1震后0. 5m分辨率的遥感影像开展极震区同震滑坡解译,圈定了4 834处滑坡。选择高程、坡度、坡向、水平断层距离、垂直断层距离、震中距离、河流距离、道路距离、TPI指数以及岩性共10个因子作为地震滑坡的影响因子,应用逻辑回归(Logistic Regression,LR)模型开展九寨沟地震滑坡危险性评价,并对评价结果的合理性进行检验。结果表明,基于LR模型的滑坡危险性评价图与实际滑坡发育情况十分吻合,其中五花海—夏莫段、火花海和九寨天堂洲际大饭店—如意坝段均为滑坡危险性极高的区域。采用ROC曲线对危险性评价结果进行模型成功率与预测率的定量评价,结果显示,LR模型的预测精度较为理想,训练样本集和验证样本集的AUC值分别为0. 91和0. 89。文中结论为震区恢复重建工作中地震滑坡的防灾减灾提供了科学参考。     

潜在地震滑坡的概率危险性分析——以陕西陇县为例

采用第五代地震动参数区划图的潜在震源区划分方案并结合Newmark位移模型,基于陇县工程地质岩性特征及地形高程数据,考虑地震动地形放大效应以及Newmark模型参数的不确定性,得出陕西陇县地区的地震动发生率为50年10%水平下滑坡的失稳概率,根据所得结果将研究区的潜在地震滑坡危险程度分为四个等级：极低危险区、低危险区、中危险区、高危险区。中、高危险区主要集中于陇县地区的泥岩、粉砂岩以及黄土覆盖地且斜坡坡度大于40°的地区,其中千河及其通关河两岸部分地区的地震滑坡危险性较高。本文结果可为该地区的地震滑坡风险管理和土地规划提供参考。     

四川岷江上游滑坡触发因素分析

以高山峡谷为地貌特征的岷江上游地区人口密集,在晚更新世以来发生了数以万计的滑坡,探讨该地区滑坡发生的主要触发因素对该地区的地质灾害防治意义重大。文中从区域降雨特点、滑坡坡形特点、地震震级大小与滑坡面积的对应关系以及叠溪已恢复地震记录的周期性分析等方面入手展开探索性研究。在降雨方面,与滑坡灾害严重的尼泊尔相比,岷江上游无论是累积降雨量还是日降雨量均未达到触发滑坡的关键阈值。在坡形方面,岷江上游的滑坡不具有暴雨触发滑坡形成的坡底峡谷地形特征,而具有地震触发滑坡形成的自上而下较为平坦的坡面特征。在震级大小与滑坡面积的对应关系中,岷江上游的大面积滑坡分布支持地震触发,与暴雨触发的局部小面积滑坡形成鲜明对比。在叠溪已恢复地震记录的周期分析中,我们获得能够导致该地区软沉积物变形的5.0或5.5级地震的复发周期集中于二三十年,而引发大面积滑坡的可能类似汶川特大地震的平均复发间隔为2.6ka。这与中等—特大地震以及滑坡面积随地震震级一般呈现指数增长关系相吻合。据此,我们初步认为,岷江上游地区晚更新世以来发育的大量滑坡由降雨触发的可能性很小,绝大部分可能为地震触发。这一初步认识有待今后的细致研究进一步验证。     

基于证据权方法的玉树地震滑坡危险性评价

玉树地震诱发了2 036处滑坡。应用地理信息系统与遥感技术,选取与地表破裂距离、峰值加速度(PGA)、高程、坡度、坡向、曲率、坡位、与水系距离、岩性、与断裂距离、与公路距离、归一化植被指数(NDVI)等12个因素作为玉树地震滑坡危险性评价因子,采用加法与减法2种证据权方法,开展玉树地震滑坡危险性评价研究工作。结果表明:基于加法证据权方法得到评价结果的正确率为80.32%,基于减法证据权方法得到结果的正确率为80.19%。将滑坡危险性评价结果图分为极高危险区、高危险区、中危险区、低危险区与极低危险区5类。这一成果可划分出滑坡危险区,为灾后滑坡防治、基础设施重建与自然环境保护提供参考。     

延安黄土丘陵沟壑区地质灾害易发性浅析

在详细分析延安黄土丘陵沟壑区的地形地貌类型、斜坡的坡体结构、地质灾害类型的基础上,利用1:1000地形图为底图进行地质灾害的易发区划分分析。结果表明,对该区居民生命财产安全造成重大威胁且防范困难的地质灾害类型为不稳定斜坡(黄土滑坡、黄土崩塌、基岩崩塌)隐患,黄土陡坡和基岩陡坎区地质灾害高且易发。     

1920年海原地震滑坡密集区的地震动场地效应研究

地震动作为引起地震灾害的原动力,常常通过造成建筑物倒塌、山体滑坡等形式引起大量人员伤亡和财产损失。1920年海原8½级地震,在震中距80 km远的西吉—静宁交界的黄土丘陵区引发了大量的山体滑坡,并造成重大人员伤亡和财产损失。在分析海原地震高烈度区滑坡分布特征的基础上,通过场地调查和数值计算等方法,研究典型滑坡密集场地的地质条件及地震反应特征。研究表明起伏地形和黄土厚度不均等因素造成丘陵山体两侧地震反应的差异,从而导致地震滑坡在斜坡土体较厚的一侧成群连片发育。海原地震造成的滑坡密集区的地形地貌、岩土性质、土层结构等条件决定了该地区地震动随局部场地条件变化非常迅速,地层场地效应和地形场地效应联合作用加剧了斜坡地表的地震动放大作用,增加了触发地震滑坡的动力。     

2010年海地地震的复杂破裂机制与地形控制的滑坡样式对称性

2010年1月12日的Mw7．0海地地震发生在北美板块与加勒比板块交界的复杂形变区域。综合大地测量、地质和地震数据断定,地表变形是由莱奥甘逆冲盲断层破裂驱动的,而部分破裂为发生在恩里基约普兰廷加登断层（EPGF）上的深侧向滑移。这次地震触发了至少4490处滑坡,主要为浅层的扰动碎屑流、泥石一土质崩塌与滑落,以及一些侧向滑移,分布面积约为2150km^2。这些滑坡的区域分布特征与大部分类似的以前地震触发滑坡事件报告不同。大部分同震滑坡并没有发生在主破裂的上盘,而是聚集在莱奥甘盲破裂与恩里基约一普兰廷加登断层盲破裂的交汇处,这里的地形起伏和斜坡陡度均高于平均值。此外,遭受到高同震上升的低地形起伏区域倾向于比以往研究中认为的上盘更容易发生滑坡。我们认为复杂的破裂动力学与地形的综合影响主要控制了这种以前研究中很少记录的地震滑坡样式。对比近期其他地区相似震级的逆断型地震事件我们得出结论,2010年海地地震的较低静态应力降、平均断层位移和盲破裂导致了比以往研究表现出更少、更小和更对称的滑坡分布。我们的结果提醒不要过分依靠全面的边坡稳定性地震动响应模型。     

21世纪初几次大地震事件触发滑坡基础数据建设

自2008年5月12日汶川MW7.9地震发生以来,针对地震滑坡与光学遥感影像的特点,制定了地震滑坡编录新原则、遥感影像选取新原则及地震滑坡属性库建立原则。文中介绍了21世纪初4次大地震事件触发滑坡基础数据建设成果:包括2008年5月12日汶川MW7.9地震,此次地震触发了至少197 481处滑坡;2010年4月14日玉树MW6.9地震至少触发2 036处滑坡;2010年1月12日海地MW7.0地震至少触发30 828处滑坡;2007年4月21日智利艾森峡湾MW6.2地震至少触发1 000处滑坡。分析了地震触发滑坡基础数据建设成果与以往研究的不同。最后从地震滑坡基础数据建设成果对地震滑坡分布规律与危险性评价的影响,对震区滑坡与泥石流防灾减灾的意义,对地震震级、活动断层运动习性、地震烈度等的反馈,对震区河流与地貌演化研究的基础意义,对全球地震震级与触发滑坡关系研究的意义等几个方面,分析了地震滑坡基础数据建设的实际应用价值与科学研究意义。     

基于Newmark方法的四川芦山6.1级地震公路滑坡快速评估

2022年6月1日四川省雅安市芦山县6.1级地震发生后,基于地震震级与历次地震中震区交通状况综合考虑,对震区公路滑坡风险等级开展快速评估工作,使用Newmark模型计算得到研究区内岩土体永久累积位移并划定地震滑坡风险等级。结果显示,在芦山6.1级地震的影响下,研究区内滑坡风险等级由震中区域向四周逐渐降低,与地震动强度的衰减具有相似的规律;区内北西侧的滑坡风险等级要明显高于南东侧,该分布规律与研究区地形地貌特征相吻合;依据划定的危险性等级,在研究区圈定7个公路滑坡高风险区域,收集到的实际7处受灾路段有6处落在公路滑坡高风险区内。验证表明,基于Newmark模型与路网数据划定的公路滑坡高风险区具有较高的可信度,该地震公路滑坡快速评估方法可以为灾后应急救援力量部署及减轻地质灾害造成的损失提供一定帮助。     

滑坡编目:地震滑坡危险性分析中必不可少的部分

详细精确的滑坡编目是地震滑坡危险性分析工作中必不可少的一部分。理想的编目要满足如下条件:覆盖整个地震影响区;应包含所有可调查到的滑坡,滑坡的最小长度应小至1～5m左右;编目中的滑坡位置也必须准确,应使用能够反应它们真实的平面形状的区要素来表征。符合上述要求的滑坡编目可以用来进行地震滑坡危险性分析和其他的定量分析研究。详细的地震滑坡编目可以追溯到1960年代初的航空摄影技术的出现与应用。近年来,随着空间技术科学的进步,高分辨率卫星影像获取成为可能,从而使得除最小的滑坡之外可以识别并绘出所有由地震事件触发的滑坡。得益于遥感技术的这种可以观测到地球任何地方的能力,我们可以获取到任何大量地震滑坡发生区域的遥感影像。然而,随着高分辨率遥感影像时代的到来,地震滑坡编目数据不完整也成为当前研究中的一个普遍存在的问题。