汶川地震前后四川都江堰龙池镇地区泥石流物源分布特征及其演化规律

自"5·12"汶川地震发生以来,都江堰市龙池镇区域发生了数次规模巨大的泥石流灾害。为了研究龙池镇地区地震前后近十年的泥石流物源分布特征和演化规律,利用汶川地震前后五期遥感影像,基于RS和GIS技术结合野外现场调查,揭示了汶川地震前后龙池区域的泥石流物源分布规律和演化规律。研究结果表明,汶川地震后龙池地区泥石流物源主要分布在坡度36°～46°,距离断层0～300 m,坡向东和东南的砂岩区域; 2010年暴雨后研究区泥石流物源主要分布在坡度26°～46°,距断层0～300 m,坡向东和东南的砂岩区域;与汶川地震后和2010年暴雨后泥石流新增物源分布不同的是,汶川地震后五年,泥石流物源主要分布在距断层距离大于300 m的南坡向的区域。对五期遥感影像解译的泥石流新增物源个数和面积进行统计,分析汶川地震前后近十年龙池地区新增泥石流物源的演化特征。统计结果表明,研究区泥石流物源在汶川地震后急剧增加,随后逐渐降低,十年后逐步恢复震前水平;研究区泥石流物源在坡度、坡向、距断层距离和地层岩性上的演化趋势基本与泥石流物源整体演化趋势相同。     

2013年7月22日岷县漳县MS6.6级地震滑坡编录与空间分布规律分析

2013年7月22日,中国甘肃省岷县漳县交界地区发生MS6.6级地震。地震触发了大量的滑坡,主要类型为小型的黄土崖崩、滑、倾,还有一些深层连贯型滑坡、大型土质流滑、侧向滑移等地震滑坡类型。本文主要基于地震滑坡野外考察与高分辨卫星影像人工目视解译方法,开展本次地震触发滑坡的编录图制作工作,并基于编录成果开展地震滑坡空间分布规律分析工作。滑坡编录结果表明此次地震至少触发了2330处滑坡。基于GIS平台下开展了地震滑坡与地形控制因子、地质控制因子与地震控制因子的关系统计。结果表明岷县漳县地震滑坡受地形因子的控制作用较小; 受地层岩性的控制作用较大。其中1401处滑坡(占总滑坡的60.13%)分布在下伏基岩为古近系下统地层(Eb)砾岩与砂岩的区域内,其中滑坡密度是所有地层分类中最高的,达到22.78个km-2。地震滑坡与PGA的统计关系并不明显。地震滑坡主要集中在一个与发震断层走向一致的长条形区域内,长约14km,宽约5km。该区域内滑坡数量为1864个,占所有滑坡数量的80%,表明了岷县漳县地震滑坡空间分布的密集特征。文章获得的基于地震事件的区域滑坡编录成果是后续地震滑坡相关科学研究的重要基础与核心数据; 空间分布规律分析成果可为地震区滑坡与泥石流防灾减灾提供科学参考。     

2008年汶川地震滑坡详细编目及其空间分布规律分析

最新研究成果表明, 2008年5月12日汶川MS 8.0级地震触发了超过197000处滑坡。首先,基于GIS与遥感技术构建了汶川地震滑坡的3类编目图,分别为单体滑坡面分布数据、滑坡中心点位置和滑坡后壁点位置。构建方法为基于地震前后高分辨率遥感影像的目视解译方法,区分单体滑坡并圈定其边界,对滑坡后壁进行识别与定点,并开展了部分滑坡的野外验证工作。这些滑坡分布在一个面积大约为110000km2的区域内,滑坡总面积约为1160km2。选择一个面积约为44031km2的区域作为研究区,区内滑坡数量为196007个,滑坡面积为1150.622km2,这是最详细完整的汶川地震滑坡编录成果,也是单次地震事件触发滑坡最多的记录。其次,开展研究区内的地震滑坡空间分布规律的研究。基于滑坡面与滑坡中心点分别构建滑坡空间分布面积密度图与点密度图,结果表明:滑坡多沿着映秀北川断裂分布,多发生在断裂的上盘。滑坡的高密度区位于映秀北川同震地表破裂的南西段(映秀镇与北川县之间)的上盘区域,这一区域恰对应着逆冲分量为主的断裂上盘,表明逆冲断裂对上盘区域发生滑坡的极强烈的控制作用,而该区域正是形变最大的区域,因此说明是地震滑坡发生的强烈控制作用。基于滑坡面密度(LAP)、滑坡中心点密度(LCND)与滑坡后壁点密度(LTND)这3个衡量指标,使用统计分析方法,评价了汶川地震滑坡与地震参数、地质参数、地形参数的关系。结果表明:LAP、LCND与LTND这3个衡量指标与坡度、地震烈度与PGA存在明显的正相关关系; 与距离震中、距离映秀北川同震地表破裂存在负相关关系; 斜坡曲率越接近0,滑坡越不易发生; LAP、LCND与LTND的高值高程区间为1200～3000m; 滑坡发生的优势坡向为E、SE、S方向; 滑坡发育的易发岩性为砂岩与粉砂岩(Z)、花岗岩; 滑坡与坡位的相关关系不太明显。统计结果还表明LCND与LTND两个衡量指标的差异对地震与地质因子不敏感,而对地形因子较敏感。最后将本文的统计结果与以往的汶川地震滑坡空间分布规律统计成果进行了一些对比,对比结果表明,对于某些因子,如高程、岩性、距离震中、距离映秀北川断裂的统计分析结果,采用不完整的滑坡分布数据或点数据,与采用较完整的滑坡分布面数据会有一定的差异,这种差异并未出现在针对坡度与坡向等因子的统计对比结果中。总之,作者认为一个完备、详细的地震滑坡分布面要素编目图是地震滑坡空间分布规律定量分析、危险性定量分析与滑坡控制的地震区地貌演化研究的重要基础,否则,与实际情况相比,得到统计结果会有一定的偏差,本文的研究成果与以往成果的对比结果证明了这一点。     

地震灾区滑坡遥感解释及三维可视化研究——以安县桑枣镇研究区为例

“5.12”汶川地震后,四川灾区发生了大量的滑坡和泥石流.滑坡不仅威胁到人们的生命财产,而且为泥石流的发生提供了大量的物源.以安县桑枣镇研究区为例,进行了滑坡遥感163处,面积为146.86×104m2,并在erdas软件的支持下,将解译结果叠放在遥感三维影像上,运用遥感三维可视化飞行技术宏观分析研究区地形地貌,地质灾...     

四川汶川地震-滑坡-泥石流灾害链形成演化过程

2008年“5·12”汶川Ms 8.0级地震之后,地震灾区表现出显著的强震地质灾害后效应。地震造成山体分水岭及山脊部位产生大量的崩塌和滑坡,崩滑体大多散落在山体的中上部,在强降雨作用下大量松散堆积物沿陡峻的沟道汇聚、加速,形成破坏性极大的高位泥石流,从而构成典型的地震-滑坡-泥石流灾害链。在回顾汶川地震灾区同震地质灾害的基础上,调查分析了震后汛期地质灾害的主要类型及其6种表现形式,将地震-滑坡-泥石流灾害链形成、演化过程划分为4个阶段：孕育阶段、地震同震滑坡阶段、震后滑坡-泥石流发育阶段、高位泥石流的动态演化阶段,提出高位泥石流的判识指标,并探讨其分布特征、动态变化趋势及其防治对策。     

汶川震区北川县城泥石流源地特征的遥感动态分析

汶川地震导致山地斜坡积累了大量碎屑物质,在降雨作用下极易成为泥石流源地。震后的2008年9月24日一场暴雨导致北川县境内72条沟同时暴发泥石流。本文选择了汶川地震高烈度区的北川县城8条泥石流沟流域为研究区,基于遥感手段开展了震后和相继暴雨后的泥石流源地变化特征。强震后泥石流流域的重要变化是在沟谷内诱发了大量滑坡。通过开展遥感解译和野外调查,重点分析了研究区泥石流源地的滑坡活动。将512汶川地震后的2008年5月18日获取的航空图像与924暴雨后获取的2008年10月14日SPOT图像相比较,发现泥石流源地的地震滑坡面积由1537104m2增加到暴雨后的1912104m2,即汶川高烈度区一场暴雨过程新增滑坡面积达244%。根据SPOT图像解译,暴雨后泥石流沟床中的松散堆积物增大到97104m2。上述研究结果表明汶川震区在强降雨条件下发生泥石流的敏感性特别高。     

国际滑坡、泥石流研究文献计量分析

滑坡、泥石流是山区地区的主要地质灾害之一,往往伴随地震、高强度降雨等发生。随着人口数量的增加、人类经济活动规模的扩大和财产积累的增加以及全球气候变化和极端天气事件的增加,近年来,滑坡、泥石流地质灾害的发生呈上升态势,对所在地区的人民生命和财产造成严重威胁,滑坡、泥石流研究得到国际科学界的高度关注。科技文献能够反映科学研...     

俯冲带地区压扭断裂型地震触发滑坡及其剥蚀厚度空间分布规律分析

2010年1月12日海地MW 7.0级地震触发了大量的滑坡。我们基于GIS与遥感技术构建了3类详细完备的海地地震滑坡编录图,分别为单体滑坡面分布数据,滑坡中心点位置数据与滑坡后壁点位置数据。结果表明海地地震触发了30828处滑坡,这些滑坡大致分布在一个面积为3192.85km2的区域内,滑坡覆盖面积为15.736km2。基于滑坡中心点密度(LCND)、滑坡后壁点密度(LTND)、滑坡面积百分比(LAP)与滑坡剥蚀厚度(LET)这4个衡量指标,使用统计分析方法,分析了海地地震滑坡及其剥蚀厚度与地震参数、地形参数、公路参数的关系。分析结果表明滑坡与坡度、地震动峰值加速度(PGA)存在大致的正相关关系; 与距离恩里基约芭蕉园断裂、距离水系存在大致的负相关关系; 滑坡沿着恩里基约芭蕉园断裂距离的统计结果表明,震中以西距离震中22~26km与8~12km的区域,与震中以东距离震中6~18km的区域是地震滑坡易发区域; 斜坡曲率值越接近0,也就是坡面较平的斜坡越不容易在地震条件下发生滑动; LCND、LTND、LAP与LET高值对应的高程区间为200~1200m; 滑坡发生的优势坡向为E方向; 滑坡的发生与距离震中、距离公路没有太明确的关系。     

基于岩质滑坡引发泥石流的影响范围评价模型

降雨滑坡引发泥石流是发生于山区的复杂地质灾害现象。通常与地质、地层岩性、岩土体的力学性质、雨量、地下水和土地使用情况有关。分析滑坡与泥石流之间的内在关联因素不仅为分析滑坡破坏机理提供一个参考依据,而且也可以作为滑坡引发泥石流评估的基础。本文基于质量守恒定律和黏性牛顿流体Navier-Stokes方程的泥石流二维数学模型,进行深度积分后采用有限差分法进行数值求解,引用统计得出的溪流倾斜角正切值与泥石流影响范围的宽度关系表达式。结合GIS,完善了3DslopeGIS系统。对以往记载的山体滑坡引发泥石流案例进行类似地质条件的滑坡灾害再发可能性和影响范围分析。本文模型及系统不仅可用于预测泥石流的影响范围,还可以风险地图来显示可能受泥石流影响的地区。     

汶川地震触发崩塌滑坡数量及其密度特征分析

“5·12”汶川地震由于震级高、持续时间长、震区地质环境复杂,因而触发了大量的崩塌、滑坡。地震一年来,作者根据灾后对崩滑地质灾害的应急排查,并结合震后有限的ALOS、ASTER以及航空摄影等多源数据对地震重灾区的崩滑体数量进行了统计分析,获得确定性的崩滑灾害点有16704处,但是,由于排查范围及遥感数据的局限性,上述数据并不能代表这次地震触发崩塌滑坡总的数量。为了查明这个问题,本文在上述资料的基础上,采用不同烈度地区典型抽取样本统计的方法,获得了不同烈度区崩塌滑坡的发育密度,进而根据不同烈度区面积统计得出了本次地震触发崩塌滑坡数量的估计值,并与国际上若干大地震触发崩塌滑坡数量及分布面积进行了对比分析。最后,作者给出了灾区地震触发崩塌滑坡的密度分布图,并讨论了其分布特征。本文的研究结果表明：汶川地震触发的崩塌滑坡数量约为3．5万处,分布面积约为10×10^4km^2,发育密度最高在映秀一北川断裂上盘都江堰和彭州段以及沿岷江河谷的映秀一草坡段,约为5～6处／km^2。     

秦岭北麓古滑坡分布特征与地震活动关系研究

地震滑坡是严重的次生地质灾害,也是改变地球表层地貌形态的重要力量,对地震诱发滑坡的规模、数量、类型等研究是地震危险性评价的重要手段,也是认识地震地质灾害的主要方法和途径。位于西安市以南的秦岭山脉北麓中段发育有一条长约50 km的古滑坡群,且基本与山前秦岭北缘断裂带平行展布,普遍认为该古滑坡群可能是由于秦岭北缘断裂的强震活动所诱发,但对于诱发地震的震级大小和影响范围尚没有细致研究。本文通过利用资源3号卫星立体影像制作的高分辨率数值高程模型(DEM)和高分辨率多光谱遥感影像对秦岭北麓古滑坡区域进行了详细的解译工作,并结合对部分古滑坡体进行了野外调查,制作了详细秦岭北麓古滑坡分布图。结果表明:解译出了43处古滑坡,主要集中分布在70 km×10 km的范围内,总滑坡面积是16.57 km2。通过利用地震震级与滑坡面积频度分布的关系分析了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震规模,得到了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震震级应在7.6~8.1之间。并结合区域地震构造环境以及与现代地震诱发滑坡事件的对比,认为秦岭北麓具有发生7.5级以上地震的潜在能力。该研究对认识现今秦岭北麓古滑坡的成因提供了定量化的数据支持,也对理解秦岭北缘断裂的地震危险性具有重要的现实意义。     

中国喜马拉雅山地区滑坡堵江编目及空间特征分析

滑坡堵江数据获取与编目是其区域研究开展的基础。喜马拉雅山脉地处中国西南边陲,新构造运动强烈,滑坡堵江事件频发,在产生巨大经济损失的同时也造成了不良国际影响。鉴于该区区域滑坡堵江现场调查难以开展的问题,本文利用遥感技术、地理信息技术,结合野外验证获取了区内136处滑坡堵江事件的空间位置、基本属性和几何形态,建立了中国喜马拉雅山地区滑坡堵江编目。区内滑坡堵江集中分布在米林、札达、加查、错那、隆子、郎县等县,成因类型以滑坡、崩塌、泥石流为主。基于环境要素信息量计算得出该区滑坡堵江的易发程度随高程、坡度、地震加速度的增大先增大后减小,随地震点密度增大先减小后增大,随构造线密度增大逐渐增大,随与水系距离增大逐渐减小。不同坡向中,西向斜坡更容易诱发滑坡堵江,东南坡向最不容易诱发滑坡堵江。高位高山地貌类型、地层条件中的朗县构造混杂岩组和坚硬岩组,构造分区中的高喜马拉雅分区和雅鲁藏布江分区是滑坡堵江形成的有利条件。对比各环境要素不同类别的信息量取值认为影响该区滑坡堵江事件形成的主要背景因素是高程、地貌类型、地层岩组、构造分区和地震点密度。这些滑坡堵江事件几何参数的研究结果表明坝体长度-坝体面积与滑坡面积-坝体面积之间具有拟合程度较高的乘幂函数关系,而其他参数间的相关性并不突出。     

基于沟床宽度与颗粒粒径的泥石流精细化预报模型

泥石流形成区沟床宽度和颗粒粒径对沟床起动型泥石流的发生影响很大,在强烈地震影响区内显得尤为突出,但目前的泥石流预报中还没考虑到这两个因素,无法准确预测强震区泥石流的发生.在泥石流10 min和1 h精细化预报模型基础上,通过现场调查群发泥石流事件,结合汶川地震强烈影响区泥石流的演化特点,引入了泥石流形成区沟道宽度和颗粒粒径的影响,建立了改进的精细化泥石流10 min和1 h预报模型,并在贵州望谟打易和四川德昌群发泥石流、汶川地震强烈影响区的文家沟多次泥石流事件中获得了很好的验证结果,得出泥石流形成区的颗粒粒径代表泥石流的地质因子,泥石流形成区沟床宽度代表泥石流的地形因子之一,这2个因子在泥石流发生中的作用都非常重要;改进的精细化10 min和1 h预报模型以及临界值,可以用于强烈地震区和一般的泥石流预报.      

汶川地震滑坡灾害研究综述

汶川地震后,次生滑坡灾害问题受到了广泛关注。文章从以下七个方面对当前汶川地震次生滑坡灾害研究成果进行了总结:①汶川地震滑坡区域分布调查与编录;②重点滑坡详细调查、类型、机制、稳定性分析、运动堆积模拟;③特点与分布特征;④影响因子敏感性分析;⑤汶川地震滑坡评价;⑥汶川地震区泥石流研究;⑦滑坡岩体力学试验研究。最后,总结了当前研究存在的问题,并对以后的研究方向进行了展望。     

环境地球科学之滑坡地震地质学

本文提出滑坡地震地质学学科概念,属于环境地球科学学科范畴。滑坡地震地质学是研究地震荷载下滑坡发生机理、分布与演化规律的学科;也是借助地震滑坡解决地震地质问题的学科。它是地质灾害学、地震地质学、工程地质学之间的一门交叉边缘学科。其也与固体地球物理学、构造地质学、构造地貌学、环境地质学、数值计算、地理信息系统、遥感、统计分析等学科密切相关。文章从科研层面与应用层面的分类大体构建了滑坡地震地质学的研究框架与体系。科研层面的目的是探索地震滑坡规律,应用层面的目的是地震滑坡防灾减灾。根据科研与应用层面的研究目的,将其研究内容大体分为两部分:（1）研究地震滑坡发生机制、分布样式、演化规律等;（2）建立地震滑坡与地震、发震构造、地震破裂过程等的关系式,进而利用地震滑坡解决地震地质问题,如地震问题（地震参数、地震动强度、地震烈度）、发震构造问题（性质、破裂过程）、地质问题（震区地貌演化）等。最后,从地震滑坡数据库,全球范围多震例的地震滑坡分析,地震滑坡与地震地质对象关联的机理研究,地震滑坡演化规律等方面对该学科进行了展望。总之,考虑到随着遥感与GIS等技术的发展成熟、地震滑坡防灾减灾的越来越迫切的需求、多学科的融合交叉的发展趋势等方面,滑坡地震地质学势必会受到越来越广泛的关注。     

新疆叶城“7·6”滑坡泥石流灾害调查与形成机理研究

2016年7月6日晨0时40分左右,新疆喀什地区叶城县柯克亚乡六村发生特大滑坡泥石流灾害,造成重大人员伤亡和财产损失。本研究采用地面调查、访问和遥感解译方法,从滑坡、泥石流形成的地形地貌、地层岩性和水文气象条件着手,分析了滑坡特征与成因,泥石流形成条件、灾害链过程与致灾机理,并对未来本区滑坡泥石流的发展趋势进行了预测。现场调查表明:（1）位于西昆仑山北坡中高山区的六村与七村毗邻区域,在6日凌晨发生的大暴雨,触发了38处群发性浅层黄土滑坡,属蠕滑-拉裂机制,且部分大滑坡表现为远程滑坡-泥流特征;（2）这些滑坡体堆积在“V”形沟谷中形成堰塞坝,其中六村上游发育15处滑坡和2个滑坡堰塞坝,在持续降水和小型沟谷泥石流的作用下,滑坡坝发生串联式溃决而形成堵溃型泥石流,冲毁六村居民区和道路;（3）同时,该毗邻区域两侧存在超过227处的黄土滑坡变形体,未来在区域气候由暖干转向暖湿条件下,强降雨的极端气候事件会增多,若遭遇强降雨,研究区仍然会爆发滑坡-堰塞坝-溃决泥石流模式的灾害,其规模可能比“7·6”事件还大。建议深化本区浅层黄土滑坡变形机理、临界雨量及泥流运动机理等方面的深入研究,同时加强滑坡泥石流的监测和预测研究。     

四川省北川县赵家沟地震次生泥石流形成条件分析

赵家沟位于北川县擂鼓镇坪上村西北侧,属汶川地震极重灾区,在地震发生前为一般性清水沟或洪水沟。由于地震的影响,流域内发育了多处滑坡和崩塌,斜坡上和沟道中堆积了大量松散固体物质。在2008年9月24日暴雨的作用下,赵家沟流域发生了百年不遇的泥石流灾害,成为地震次生泥石流沟。通过现场实地调查和室内分析,对地震次生泥石流灾害形成的地质地貌条件、物源条件和水源条件进行了分析。表明地震次生泥石流灾害的发生频率和规模有可能加大,其危险性由于松散固体物质的增大而上升,这是地震次生泥石流灾害显著的特征。     

中国崩塌滑坡泥石流灾害成因类型

通过收集编录中国1920~2013年间160例重大滑坡泥石流灾害事件基本数据,结合笔者多年来从事地质灾害防治研究的体验,按引发因素初步划分了中国崩塌滑坡和泥石流灾害的成因类型。崩塌滑坡灾害成因分为降雨引发型、地震激发型、自然演化型、冻融渗透型、地下开挖型、切坡卸荷型、工程堆载型、水库浸润型、灌溉渗漏型和爆破振动型等10种,初步描述了每种类型的作用机理、破坏模式、运动特征和危害方式,列举了典型案例。泥石流灾害成因分为沟谷演化型、坡地液化型、滑坡坝溃决型、工程弃碴溃决型、尾矿坝溃决型、冰湖坝溃决型和堆积体滑塌侵蚀型等7种,描述了每类的引发因素、启动模式、运动特征和危害方式,列举了典型案例。这个分类方案拟为重大地质灾害成因的快速研判和应急响应决策技术支持系统的研发提供科学基础。     

地震滑坡编目图误差分析

地震滑坡编目是地震滑坡区域研究的基础。近年来,单次地震事件后的地震滑坡编目工作成果多有出现,然而,地震滑坡编目误差分析,尤其是滑坡的面积与体积误差分析研究却是一项空白。本文提出了一种基于遥感影像空间分辨率的地震滑坡编目误差分析方法,并分别对2010年4月14日玉树Mw69级地震触发的2036处滑坡、2010年1月12日海地Mw70级地震触发的30828处滑坡、2008年5月12日汶川Mw79级地震触发的197481处滑坡编目图进行误差分析。结果表明玉树地震滑坡面积为1191 km2,误差范围是1153 ~1229 km2（9681%~10319%）,体积为2012×106m3,误差范围是1947×106~2078×106m3（9677%~10328%）;海地地震滑坡面积为15743km2,误差范围是15118 ~16368 km2（9603%~10397%）,体积为29698×106m3,误差范围是28594×106~30821×106m3（9628%~10378%）;汶川地震滑坡面积为1160025km2,误差范围是1072258 ~1248424km2（9243%~10762%）,体积为4693159×106m3,误差范围是4372957×106~5033739×106m3（9318%~10726%）。遥感影像分辨率与滑坡编目误差的关系分析表明不同分辨率遥感影像对地震滑坡编目图误差有明显影响,地震滑坡强频分布与滑坡编目误差的关系分析表明滑坡规模对地震滑坡编目图误差也有明显影响。该地震滑坡编目图误差分析方法可以推广应用于更多的地震滑坡事件。     

青海玉树活动断裂带的多期古地震滑坡及其年龄

2010年青海玉树Ms 7.1级地震发生后,笔者在开展玉树灾区地震地质灾害调查中发现13处古地震滑坡遗迹。调查结果表明,玉树古地震滑坡主要集中分布在玉树活动断层两侧5km范围内,规模普遍较大,多具有多期活动特征,且与周围古地震相伴生,空间上体现出发震断层对其发育的控制作用。同时,古地震滑坡地形地貌、沉积特征、年代学特征等方面的证据表明,其常具有原地复发的特征。据古地震滑坡堆积体的AMS14C测年结果,认为目前发现的典型古地震滑坡主要发生在全新世中晚期,并集中分布在5个时期,与古地震探槽揭示的古地震事件期次及发生年代具有较好的对应关系。进一步对比古滑坡规模和分布范围,发现玉树断裂带在全新世中晚期发生2次规模较大的古地震滑坡事件,与地震探槽揭示的古地震特点相符。研究结果表明,群发性古地震滑坡是识别古地震事件的重要地貌标志,可从年代学上揭示古地震事件发生的具体时间,对于补充古地震事件资料和恢复古地震在时间与强度上的分布都具有重要意义。