GIS支持下云南镇沅县滑坡孕灾环境因子的敏感性评价

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材料与方法

2.1 滑坡数据分级

基于不同孕灾因子,对高程、坡度、距断裂带距离、距河流距离、距道路距离等5个因素进行了分类[3-4]。由于该地地形起伏大且地形地貌复杂,对高程、距断裂带距离、距河流距离、距道路距离等这4个因素进行了等距分级,对坡度进行了自然间断法分级,详见图1。

2.2 算 法

2.2.1 确定性系数概率模型 采用确定性系数进行滑坡的危险性区划的假定是因为滑坡的危险性可以根据过去滑坡与确定为诱发因素之间的统计关系进行预测[5-7]。也就是未来在达到与自己或相似条件地区的其他滑坡发生时所处的相似环境条件时,将发生滑动。CF这一概率函数,最早由Shortliffe和Buchanan提出,由Heckerman进行了改进,如下:

式中,PPs可以表示为整个研究区的滑坡数目与研究区面积的比值,是事件在整个研究区A中发生的先验概率,是时间在数据类a中发生的条件概率,在实际滑坡应用中可以表示为代表数据类a的单元中存在的滑坡数目与单元面积的比值。

通过函数变换,CF的变化区间为[-1,1],负值代表确定性降低,正值代表事件发生确定性的增长;也就是说,负值表示滑坡变形失稳的确定性低,正值表示滑坡变形失稳的确定性高。在这一区间内,值越大,越容易发生滑坡。当值接近于0,则代表先验概率与条件概率很接近,即不能确定这一单元是否为滑坡易发区。

2.2.2 滑坡敏感性指数 滑坡敏感性指数是从整体上来分析滑坡失稳情况,该指数表示同一类因子对滑坡失稳影响程度,计算公式:

3 结果与分析

3.1 高程对镇沅县滑坡发生的影响

高程对降雨量、植被类型及植被覆盖率有一定影响。随着高程的增加,降水量可能减少,植被覆盖率可能会降低,且植被可能由森林变为灌木、草地等。进而间接影响滑坡的分布。通过确定性系数法分析镇沅县内不同高程区间内滑坡的敏感性结果见表1。由表1可知,在780~2 255 m这一区间内CF值最大,是

滑坡易发区。而随着高程的增加,虽然植被覆盖率降低可能会导致水土流失,增大滑坡的几率;但由于降雨减少,滑坡的外界影响因素随之减少;而缺失外界因素的刺激,滑坡灾害发生的可能性也相继降低。

3.2 坡度对镇沅县滑坡发生的影响

坡度反应的是地表的陡缓程度。一般来说,坡度的几何特征能够决定滑坡是否发生,斜坡体的坡度是决定滑坡体下滑动力的控制因素。研究通过确定性系数法来分析镇沅县内不同坡度区间内滑坡的敏感性,结果见表2。镇沅县海拔最低点为774 m,最高点3 137.6 m,高度差达2 363.6 m,大部分地区地形陡峭。其中,地形坡度平缓,坡度在0°~55°的区域分布于河谷两侧,发生滑坡的几率较小;而其他每个坡度区间内滑坡发生的可能性都比较大,尤其是75°~84°这一坡度范围(表2)。

3.3 断裂带对镇沅县滑坡发生的影响

断裂会造成岩体破碎,给滑坡发生提供物质来源。因构造活动造成的裂隙等会改变基岩原有的结构性,也为滑坡提供了物质、结构基础,为外部触发提供了储备条件。镇沅县境内构造系统以近南北向及北西向褶皱、断裂占优势,北东向、北北西向属于次要地位,近东西向构造发育不普遍。从西至东主要断裂构造有:澜沧江、普文、无量山、把边江、阿墨江和哀牢山等深、大断裂。以无量山断裂为界,西部、东部地质构造不同。由表3可知,距断裂带距离越远,CF值越小,即:距断裂带越远,滑坡发生的可能性越小。

3.4 水系对镇沅县滑坡发生的影响

镇沅县水系多,主要以河流为主,该县大小江河超过190条,水利资源总面积约410 km2,占该县水土面积的近1/10。水流的冲刷与河流的切蚀,加大了滑坡灾害发生的可能性。从表4中可以看出,距离河流越近,滑坡隐患点越多,发生滑坡的几率越大。

3.5 道路对镇沅县滑坡发生的影响

道路,是人类活动中的结果,道路建设与开发加速了对自然环境的破坏,从而成为诱发滑坡和加快滑坡灾害发生的重要因素之一。由表5可知,道路的修建对滑坡灾害的发生影响较大,如在道路修建过程中,开挖、爆破等操作可能会导致地层及斜坡失稳,从而增加滑坡发生的可能性。

3.6 孕灾因子对滑坡失稳的影响程度分析

不同孕灾因子对滑坡失稳的影响存在一定差异,同一因子的不同分类对滑坡的影响也不同。由表6可知,各孕灾因子对滑坡的敏感性指数由大到小依次为:坡度>高程>道路>河流>断裂带。

4 结 论

研究结果表明,在镇沅县导致滑坡发生的因素主要有以下几个方面:(1)高程在780~1 960 m的区域降水丰富,滑坡发生几率大,尤其是780~1 075 m的区域,其CF值非常接近1,是滑坡高易发区;(2)坡度在56°~88°的区间坡形陡峭、植被稀少,滑坡发生几率大,而坡度较低和更高的地方,坡体稳定性相对较高;(3)其他方面,如距离道路和水系越远滑坡稳定性系数越高、距离断裂带越远,滑坡发生的可能性越小。

从各类因素的影响程度来看,坡度和高程对滑坡的影响较大,而道路和水系的分布对滑坡稳定性影响次之,断裂带的分布对滑坡灾害发生的影响较小。在研究一个区域内滑坡灾害发生的可能性时,不能只从单一方面考虑,而要综合不同方面,从各个角度进行分析,才能确保数据结果的准确性。

参考文献:

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(责任编辑:成 平)

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