同震滑坡是最具破壞的地震次生災(zāi)害之一，可以造成大范圍嚴(yán)重的破壞，尤其是山區(qū)。了解同震滑坡的易發(fā)性控制因素是預(yù)測潛在地震區(qū)同震滑坡易發(fā)性、危險性和風(fēng)險性的基礎(chǔ)，對防震抗災(zāi)具有重要意義。然而，控制同震滑坡發(fā)生的因素眾多，包括氣象水文、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、巖體破碎程度、同震斷層、地震、場地烈度、人類活動、土地利用等，各個因素之間相互影響、相互依存。為此，前人發(fā)展了信息量法、主成分分析法、頻率比法、多元統(tǒng)計方法、邏輯回歸方法、蒙托卡羅方法、模糊數(shù)學(xué)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等來開展同震滑坡易發(fā)性、危險性及風(fēng)險性的評價。然而由于主控因素不明，現(xiàn)有研究往往要采集各因素的海量數(shù)據(jù)。在討論各因素與同震滑坡空間分布的統(tǒng)計關(guān)系的基礎(chǔ)上，開展?jié)撛谡饏^(qū)同震滑坡易發(fā)性、危險性及風(fēng)險性評價，難以高效準(zhǔn)確實現(xiàn)同震滑坡空間分布預(yù)測。
針對上述問題，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所工程師鄒宇、研究員祁生文、副研究員郭松峰等，以2014年8月3日中國云南省魯?shù)榭h發(fā)生的Mw6.1級地震為例開展研究。該地震由前期未測繪的隱伏斷層（包谷垴-小河斷層）引發(fā)，同震滑坡分布并未沿發(fā)震斷層兩側(cè)展布，如汶川地震等揭示的情況?；诮⒌耐鸹录坝绊懸蜃訑?shù)據(jù)庫，研究人員通過空間分析揭示了同震滑坡空間分布的主控因素。通過對震前、震后山體滑坡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合圖像解譯和實地調(diào)查，在面積為704.7 km2的研究區(qū)內(nèi)，共識別出1414個滑坡，建立了魯?shù)榈卣鸹驴臻g數(shù)據(jù)庫（圖1）。詳細(xì)繪制了研究區(qū)構(gòu)造、巖性等地質(zhì)背景圖。研究利用地理信息系統(tǒng)（GIS）分析滑坡的空間特征，通過GIS空間分析，表征了滑坡發(fā)生與坡度、高程、坡向、地震烈度、距發(fā)震斷層距離（以下簡稱“斷層距”）、距震中距離、巖性、距非發(fā)震斷層距離、距河流距離、距公路距離等因素之間的相關(guān)性。
研究人員利用空間分析方法，分析了各個因素與同震滑坡易發(fā)性之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，利用曲線下面積方法，對各個因素之間的相關(guān)性展開研究。通過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，坡度和斷層距是同震滑坡易發(fā)性的兩個控制性因素，隨著斷層距的增加，同震滑坡發(fā)育密度呈明顯的指數(shù)下降趨勢，但隨著坡度的增大，同震滑坡密度表現(xiàn)出良好的韋伯累積分布（圖2和圖3）。其他因素的影響受到這兩個因素的控制，對同震滑坡易發(fā)性的貢獻(xiàn)通過坡度和斷層距兩個因素得以體現(xiàn)。以高程為例，研究分析了坡度、斷層距與高程之間的關(guān)系。在700-1200 m范圍內(nèi)的高程區(qū)域，邊坡坡度在10°以下的百分比約9%，在20°以下的百分比約28%；而在>2700 m范圍內(nèi)的高程區(qū)域，邊坡坡度在10°以下的百分比約為30%。在20°以下的百分比約74%?？梢姡S著高程的增加，邊坡坡度逐漸降低（圖4）。與此同時，在700-1200 m范圍內(nèi)的高程區(qū)域，斷層距在3 km內(nèi)的百分比約為29%，在6 km內(nèi)的百分比約為52%；而在>2700 m的高程區(qū)域，斷層距在3 km內(nèi)的百分比約為0，在6 km內(nèi)的百分比約為18%?？梢?，隨著高程的增加，斷層距逐漸增加（圖5）。該研究闡述了坡度、斷層距與高程的關(guān)系，揭示隨著高程的增加，滑坡密度逐漸下降的現(xiàn)象是由坡度、斷層距控制的結(jié)果（圖6）。
該研究表明，對于隱伏的同震斷層，其同震滑坡易發(fā)性和非隱伏同震斷層易發(fā)性類似，比如汶川地震（Qi et al, 2010），坡度和斷層距兩個因素是其控制性因素。該研究對于同震滑坡易發(fā)性的預(yù)測評價具有重要意義。
相關(guān)研究成果發(fā)表于Engineering Geology。研究工作得到第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究等項目的資助。
圖1 魯?shù)榈卣鹞恢脠D及同震滑坡數(shù)據(jù)庫
圖2 滑坡密度與斷層距的關(guān)系
圖3 滑坡密度與坡度的關(guān)系
圖4 高程與坡度之間的關(guān)系
圖5 高程與斷層距之間的關(guān)系
圖6 滑坡密度與高程的關(guān)系
標(biāo)簽： 同震滑坡
