地质灾害发育及空间分布规律范文

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1地质灾害物质组成

陕南秦巴山区滑坡按物质组成分为土质滑坡和岩质滑坡，其中土质滑坡占滑坡总数的93.74%。土质滑坡中堆积层滑坡占94.95%，粘性土滑坡较少。堆积层滑坡滑体物质由第四系坡积物、残积物、粉土、粉质粘土及岩屑碎石组成，是陕南分布最广、数量最多、发生频率最高的滑坡类型。该类滑坡滑坡形态明显、完整，滑面多位于堆积层与下覆基岩分界面处或堆积层内部，大多数处于初期蠕动变形阶段，诱发因素主要为暴雨或连阴雨，突发性强是其灾变的主要特点。岩质滑坡受控于岩性，滑带主要产生于岩体软弱夹层、构造破碎带，或临空面形成过程中的卸荷裂隙等;滑面多为折线型或直线型，倾角30°～40°;滑体由基岩岩石或与其上的松散堆积物共同构成，多发生在页岩、板岩、千枚岩或强烈风化的岩浆分布区，特点是规模大、突发性强。崩塌均为岩质崩塌，多发生于高陡斜坡，坡度35°～60°。风化作用和重力作用使节理裂缝扩张贯通，加上基岩裂隙水的溶蚀作用，特别是人为开采中的强振或暴雨，均是陕南崩塌产生的重要原因。

2地质灾害空间分布

2.1地质灾害空间点密度分布陕南秦巴山区总面积15472.5km2，采用1:50万比例尺制图，将其剖分为764个10km×10km的单元网格，在此基础上进行灾点密度的量化与提取(图6)。由图6a可见，陕南地质灾害整体空间点密度自西向东呈“四高两低”区域分布。“四高”区:略阳—宁强—勉县—南郑—汉台—留坝区、佛坪—宁陕区、镇巴—紫阳—汉滨区、镇安—柞水—山阳—商南区。“两低”区为以汉中、安康盆地为中心的区域。点密度最高处位于汉台区北部和商南县中南部。由于区内地质灾害以滑坡为主，其空间点密度图与整体相似(图6b)。崩塌空间点密度自西向东呈“三高四低”区域分布(图6c)。“三高”区:略阳—宁强—南郑—城固—汉台—留坝区、镇巴—紫阳—汉滨—旬阳—镇安—柞水区、洛南—商州—丹凤—商南区。“四低”区为以勉县、山阳、岚皋—镇坪为中心的区域及佛坪—洋县—西乡—汉阴—宁陕的环形区域，最高点密度位于汉台区北部。泥石流空间点密度分布较星散，自西向东近似呈“三高两低”区域分布(图6d)。“三高”区:略阳—宁强—南郑—汉台—留坝区、镇巴—紫阳—岚皋—镇坪—平利—旬阳—汉滨—石泉—宁陕—佛坪区、柞水—山阳—商南—丹凤—洛南区。“两低”区为以勉县—城固—洋县—西乡—汉阴—镇安、商州为中心的区域。

2.2地质灾害空间分布特征陕南秦巴山区受内部风化破碎的地层岩性、复杂多变的地形地貌、纵横交错的断裂构造及外部区域性气象水文条件、剧烈的人类工程活动因素的影响，地质灾害在空间上呈现地域性、分散性、聚集性和链生性。地域性表现为各县灾点密度与该县占陕南地区的面积比率呈负相关关系(见图7)。分散性表现为灾害分布地点分散，空间分布上“星罗棋布”，呈现“点”格局的分布状态［7］。聚集性表现为发育聚集性、规模聚集性、威胁对象聚集性等，图5反映出滑坡(崩塌)规模的聚集性，图6反映出地质灾害发育的聚集性，图7反映出陕南各县(区)灾害集中发育程度，发育的聚集性进而导致威胁对象的聚集性。链生性表现为空间上彼此相依，在成因上相互联系、互为因果，呈连锁反应依次出现的几种灾害组成的灾害链［7］，如2000年6月，镇坪县斐河、曾家等地突降暴雨，发生数量众多的滑坡，水土流失严重，短时间内形成泥石流。所经之处，深切沟中堆积物，使沟谷两侧坡脚临空，又造成新的滑塌，阻断沟渠，继而发生更大规模的泥石流，故在本区常有滑坡—泥石流，崩塌—泥石流的链生性。

2.3地质灾害的空间分布形态(1)地质灾害的分形分布本文采用盒维数法对陕南地质灾害空间分布进行分形特征研究。盒维数法是将陕南地区分成若干边长为ξ的正方形格子，数出地质灾害或断裂、河流、道路落入的格子数N(ξ)，改变ξ的大小，数出对应的N(ξ)，获得若干组数据，在双对数坐标中拟合成一条直线。(2)地质灾害规模参数的幂律相依性陕南秦巴山区滑坡与崩塌数量占地质灾害总数的86.43%，具有统计意义，因此分别建立了滑坡(崩塌)的面积与体积、长、宽的关系(图9)，得出滑坡(崩塌)规模参数之间具有很好的幂律相依性。采用幂律关系式(式2)对滑坡(崩塌)规模参数之间的幂律关系进行拟合，得出经验关系式。在野外调查时可利用滑坡(崩塌)规模参数之间的幂律关系式对滑坡、崩塌规模参数进行估算，减少了该区地质灾害信息收集的工作量和难度，提高了调查的效率，并可对搜集的滑坡(崩塌)规模异常参数进行检验。(3)地质灾害规模的正态分布对陕南秦巴山区滑坡(崩塌)的面积与体积取对数后做P－P图、Q－Q图、直方图进行正态分布检验(图10)。由图10可见，滑坡(崩塌)面积(体积)P－P(图10a～图10d)和Q－Q图(图10e～图10h)均呈直线，因此滑坡(崩塌)面积(体积)满足对数正态分布;对对数直方图进行正态分布函数拟合(图10i～图10l)亦可验证滑坡(崩塌)面积和体积满足对数正态分布。

3结论

本文通过概率统计分析揭示了陕南秦巴山区地质灾害发育及空间分布规律，结论如下所示。(1)陕南秦巴山区地质灾害类型以滑坡为主，其次为崩塌。滑坡以小型、浅层和等长式堆积层滑坡为主;崩塌以小型、等长式岩质崩塌为主。(2)陕南秦巴山区地质灾害空间点密度自西向东呈“四高两低”区域分布;崩塌空间点密度自西向东呈“三高四低”分布;泥石流整体分布较星散，自西向东呈近似“三高两低”区域分布。(3)陕南秦巴山区地质灾害空间分布具有地域性、分散性、聚集性和链生性等特征。(4)陕南秦巴山区地质灾害、断裂、河流与道路的空间分布具有分形特征。(5)陕南秦巴山区滑坡崩塌规模参数面积与体积、长、宽之间具有幂律相依性。通过对滑坡崩塌面积、体积取对数进行P－P图、Q－Q图、直方图正态分布检验，得出陕南秦巴山区滑坡(崩塌)面积(体积)呈对数正态分布。

作者：强菲 赵法锁 段钊 单位：长安大学 地质工程与测绘学院 西安科技大学