云南省地質(zhì)災(zāi)害與水系關(guān)系初步分析*

楊迎冬，湯 沛，肖華宗，晏祥省

(云南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，云南 昆明 650216)

云南省地質(zhì)災(zāi)害與水系關(guān)系初步分析*

楊迎冬，湯 沛，肖華宗，晏祥省

(云南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，云南 昆明 650216)

云南省地處六大流域上游或源頭區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，地質(zhì)災(zāi)害與水系關(guān)系比較密切。通過河流密度-信息量法和主干河流-緩沖區(qū)法分析了云南省地質(zhì)災(zāi)害與水系之間的關(guān)系，分析結(jié)果表明：河流密度越高，災(zāi)害點(diǎn)越發(fā)育；六大流域主干河流中，怒江、元江、金沙江對(duì)滑坡影響較大，怒江、金沙江對(duì)崩塌影響較大，大盈江、怒江對(duì)泥石流影響較大。分析結(jié)果對(duì)于研究云南省地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律提供了新的思路，為云南省地質(zhì)災(zāi)害綜合防治體系建設(shè)提供參考。

地質(zhì)災(zāi)害；水系；信息量法；河流密度；主干河流；緩沖區(qū)；云南

云南省地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育,據(jù)1999-2008年近10年的云南省縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃資料統(tǒng)計(jì),云南省共發(fā)育滑坡11 596處,崩塌942處,泥石流2 841處，地面塌陷287處，地裂縫87處，地面沉降10處，不穩(wěn)定斜坡4 393處。據(jù)《云南減災(zāi)年鑒》不完全統(tǒng)計(jì)，從1991-2008年，地質(zhì)災(zāi)害造成2 592人死亡失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失約98.16億元。

云南省河流分屬金沙江、珠江、紅河、瀾滄江、怒江和伊洛瓦底江六大流域，金沙江、珠江為省際河流，紅河、瀾滄江、怒江和伊洛瓦底江為國(guó)際河流；按入海的位置可分為太平洋和印度洋兩大水系，即金沙江、珠江、紅河、瀾滄江注入太平洋，怒江、伊洛瓦底江注入印度洋。六大流域云南境內(nèi)主干河流分別稱為金沙江、南盤江、元江、瀾滄江、怒江和大盈江。

全省流域面積在100 km2以上的河流共902條，100～500 km2的河流(含封閉湖泊)共720條，這些河流及100 km2以下的小流域多因受云南地形地貌的影響，落差大，比降大，又因云南的氣候條件影響，枯水季和汛期水量差別大。云南絕大多數(shù)河流落差大，水流急，水量變幅大，是比較典型的山區(qū)性河流，河谷兩岸谷坡陡峻，多處于準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)，是地質(zhì)災(zāi)害的主要發(fā)育區(qū)[1]。

1 河流對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響

水系為宏觀流域地貌組合，是由主(干)流及其支流組成的多級(jí)河道系統(tǒng)，水系的幾何形態(tài)受地表巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響。河流對(duì)地質(zhì)環(huán)境作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：①側(cè)蝕，使岸坡增高變陡，坡體內(nèi)部軟弱面暴露，坡體前緣物質(zhì)被河水沖刷掏蝕，改變了斜坡的臨空狀態(tài)和坡體的應(yīng)力分布狀況，增加了斜坡的不穩(wěn)定性； ②下蝕，山區(qū)河流下蝕增加斜坡的高度，降低斜坡的穩(wěn)定性，滇西北一帶的金沙江河谷已被切深1 200 m以上，而且目前仍在繼續(xù)，下蝕還導(dǎo)致河流縱坡降變大，河床變窄，溝底物質(zhì)被搬運(yùn)，為泥石流的發(fā)生提供有利的地形條件和帶來大量物源；③溯源侵蝕，溯源侵蝕使得使河床向縱深的方向發(fā)展，河流由小到大，由短變長(zhǎng)，發(fā)育新的支流，河流密度增大，流域面積增大，地面切割深度增加，同時(shí)加速了水土流失并擴(kuò)大了流域的匯水面積[2]。

云南省地處6大流域的上游或源頭區(qū)，河流溯源侵蝕強(qiáng)烈，云南山區(qū)主干河流主要為下蝕和側(cè)蝕，支流主要為溯源侵蝕和下蝕，河流上游段以下蝕和溯源侵蝕為主，下游段以側(cè)蝕為主。

2 地質(zhì)災(zāi)害流域分布特征

云南省地質(zhì)災(zāi)害與水系關(guān)系比較密切，地質(zhì)災(zāi)害沿河流兩側(cè)呈帶狀分布，主干河流及其一級(jí)支流多受斷裂構(gòu)造控制，造成巖體破碎；此外山區(qū)河流兩側(cè)一般為交通要道，人類工程活動(dòng)對(duì)巖土體產(chǎn)生擾動(dòng)，加劇了斜坡的不穩(wěn)定，為崩塌、滑坡、泥石流和不穩(wěn)定斜坡的形成提供了條件[3-4]。云南省大江大河上中游段一般處于峽谷地貌區(qū)，地形陡峻，地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育，而下游段河谷變寬，地形相對(duì)變緩，地質(zhì)災(zāi)害相對(duì)較少。滇西北獨(dú)龍江地質(zhì)災(zāi)害主要沿河兩側(cè)發(fā)育，共發(fā)育滑坡11個(gè)，崩塌2個(gè)，泥石流16條，不穩(wěn)定斜坡1處，占獨(dú)龍江鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的83.33%。怒江貢山縣至瀘水縣段地質(zhì)災(zāi)害主要沿怒江主河兩側(cè)發(fā)育，共發(fā)育共滑坡58個(gè)，崩塌9個(gè)，泥石流132條，不穩(wěn)定斜坡23處，沿江的地質(zhì)災(zāi)害占貢山、福貢和瀘水三縣地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的44.85%，泥石流數(shù)量占三縣泥石流總數(shù)的80.98%[5]。

在六大流域中，紅河流域發(fā)育的滑坡點(diǎn)密度最大,為4.06處/100km2,珠江流域發(fā)育的滑坡點(diǎn)密度最小,為1.86處/100km2；金沙江流域發(fā)育崩塌點(diǎn)密度最大，為0.35處/100km2,瀾滄江流域發(fā)育的崩塌點(diǎn)密度最小,為0.12處/100km2；伊洛瓦底江流域發(fā)育的泥石流點(diǎn)密度最大，為1.54處/100km2,珠江流域發(fā)育的泥石流點(diǎn)密度最小,為0.37處/100km2(表1、圖1)。

3 地質(zhì)災(zāi)害與河流密度

河流密度在一定程度上反映了該地區(qū)地形切割程度、起伏程度和巖土體松散程度[6]。根據(jù)1：25萬云南省地理底圖水系圖層生成云南省河流密度圖，采用m/km2來表示，將水系密度劃分為5級(jí)：密度低(0 m/km2)、密度較低(0～500 m/km2)、密度中等(500～1 000 m/km2)、密度較高(1 000～1 500 m/km2)和密度高(>1 500m/km2)(圖2)[7]。

云南省河流密度以密度中等和密度較低為主，密度低的主要位于滇西北一帶、文山中部和曲靖南部等地。

圖1 云南省各流域地質(zhì)災(zāi)害分布圖

圖2 云南省河流密度圖

本文采用信息量法對(duì)云南省滑坡、崩塌、泥石流災(zāi)害與河流密度兩者關(guān)系進(jìn)行分析。

信息量法是通過一單位的災(zāi)害點(diǎn)密度與全省災(zāi)害點(diǎn)密度值相比較，幫助確定各因素相對(duì)于各類災(zāi)害的重要程度，Ii為負(fù)值表明該指標(biāo)內(nèi)災(zāi)害不發(fā)育，相關(guān)性差[8-9]。信息量計(jì)算表達(dá)式為：

Ii=Ln((Ni/Si)/(N/S)) 。

(1)

式中：Ii為信息量值，Ni為有災(zāi)害和變量i的單位(像素)數(shù)，Si為有變量i的單位(像素)數(shù)，N為有災(zāi)害的單位(像素)總數(shù)，S為單位(像素)總數(shù)。

表1 云南省六大流域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

3.1 滑坡與河流密度

云南省河流密度中等區(qū)發(fā)育滑坡數(shù)量最多。但從災(zāi)害點(diǎn)密度來分析，河流密度高區(qū)滑坡點(diǎn)密度最高，為4.35處/100km2，其次依照河流密度等級(jí)依次降低。從信息量Ii來分析，有3組正值，河流密度高區(qū)信息量值最大(0.370)，其次為河流密度較高區(qū)(0.356)和中等區(qū)(0.154)；而河流密度較低和低區(qū)信息量值為負(fù)值。信息量值表明河流密度中等及以上區(qū)域兩者相關(guān)性好，河流密度等級(jí)越高越有利于滑坡發(fā)育(表2)。

表2 河流密度與滑坡關(guān)系表

3.2 崩塌與河流密度

云南省河流密度中等區(qū)發(fā)育崩塌數(shù)量最多。但從災(zāi)害點(diǎn)密度來分析，河流密度高區(qū)崩塌點(diǎn)密度最高，為0.39處/100km2，其次為河流密度較高區(qū)、中等區(qū)、低區(qū)和較低區(qū)。從信息量Ii來分析，有2組正值，河流密度高區(qū)信息量值最大(0.494)，其次為河流密度較高區(qū)(0.460)；而河流密度中等區(qū)、較低區(qū)和低區(qū)，信息量為負(fù)值，河流密度較低區(qū)Ii值最小(-0.283)。信息量值表明河流密度高區(qū)和較高區(qū)有利于崩塌的發(fā)育，而河流密度較低區(qū)不利于崩塌的發(fā)育；而河流密度中等和低區(qū)信息量值接近0，表明這兩類區(qū)對(duì)崩塌發(fā)育基本無影響(表3)。

表3 河流密度與崩塌關(guān)系表

3.3 泥石流與河流密度

云南省河流密度中等區(qū)發(fā)育泥石流數(shù)量最多。但從災(zāi)害點(diǎn)密度來分析，河流密度高區(qū)泥石流密度最高，為2.84處/100km2，泥石流密度依照河流密度等級(jí)依次降低。從信息量Ii來分析，有3組正值，河流密度高區(qū)信息量值最大(1.376)，其次為河流密度較高區(qū)(0.795)，河流密度中等區(qū)信息量值接近0(0.06)；河流密度較低和低區(qū)信息量值為負(fù)值，河流密度低區(qū)域Ii值最小(-1.288)。信息量值表明河流密度高區(qū)和較高區(qū)有利于泥石流的發(fā)育，河流密度低和較低區(qū)不利于泥石流的發(fā)育，而河流密度中等區(qū)對(duì)泥石流發(fā)育基本無影響(表4)。

表4 河流密度與泥石流關(guān)系表

4 地質(zhì)災(zāi)害與主干河流

通過對(duì)云南六大流域主干河流緩沖區(qū)分析并與滑坡、崩塌和泥石流災(zāi)害進(jìn)行空間疊加分析，從另一個(gè)方面探究地質(zhì)災(zāi)害與水系的關(guān)系。河流緩沖區(qū)半徑按1 km、2 km、5 km和10 km進(jìn)行計(jì)算。

4.1 滑坡與主干河流

1 km緩沖區(qū)內(nèi)，怒江滑坡災(zāi)害點(diǎn)密度最大(7.24處/km2)，其次為元江(6.34處/km2)，南盤江最小(2.18處/km2)。隨著緩沖區(qū)半徑增大，怒江干流兩側(cè)滑坡災(zāi)害點(diǎn)密度迅速降低；元江和金沙江在2 km緩沖區(qū)內(nèi)滑坡密度變化較小，隨后總體呈降低趨勢(shì)，其中金沙江滑坡密度降低速度相對(duì)較大；大盈江災(zāi)害點(diǎn)密度隨緩沖區(qū)增大整體呈增大趨勢(shì)；瀾滄江在1～2 km緩沖區(qū)內(nèi)滑坡密度有一定的增長(zhǎng)，隨后逐漸降低，但總體變化不大；南盤江滑坡密度總體變化不大(圖3)?？梢钥闯雠?、元江和金沙江主干河流對(duì)滑坡影響較大，滑坡沿主干河流發(fā)育[10]。

4.2 崩塌與主干河流

1 km緩沖區(qū)內(nèi)，怒江崩塌密度最大(1.02處/km2)，其次為金沙江(0.60處/km2)，南盤江無崩塌點(diǎn)分布，密度最小；2km緩沖區(qū)內(nèi)，元江崩塌密度最大，其次為怒江，瀾滄江最小。隨著緩沖區(qū)半徑增大，怒江干流兩側(cè)崩塌災(zāi)害點(diǎn)密度迅速降低；瀾滄江崩塌災(zāi)害點(diǎn)密度整體呈降低趨勢(shì)；金沙江崩塌災(zāi)害點(diǎn)密度整體呈降低趨勢(shì)，1～2km緩沖區(qū)內(nèi)變化不大；南盤江崩塌災(zāi)害點(diǎn)密度呈增加狀態(tài)；大盈江崩塌密度變化較為復(fù)雜，在5km緩沖區(qū)內(nèi)最小；元江在1～5km緩沖區(qū)內(nèi)崩塌密度快速增大，隨后又較快地降低(圖4)?？梢钥闯雠徒鹕辰鞲珊恿鲗?duì)崩塌影響較大，瀾滄江、南盤江、元江和大盈江與崩塌發(fā)育關(guān)系不密切。

4.3 泥石流與主干河流

1km緩沖區(qū)內(nèi)，大盈江泥石流密度最大(20.58處/km2)，其次為怒江(12.16處/km2)，南盤江最小(0.76處/km2)。隨著緩沖區(qū)半徑增大，云南省六大主干河流泥石流密度均呈降低趨勢(shì)，其中降低速度最快的為大盈江和怒江，而南盤江整體變化不大(圖5)?？梢钥闯龃笥团鞲珊恿鲗?duì)泥石流影響較大，泥石流沿主干河流發(fā)育；金沙江、瀾滄江、元江和大盈江與泥石流有一定的相關(guān)性，南盤江與泥石流關(guān)系不密切。

圖3 主干河流緩沖區(qū)-滑坡密度圖

圖4 主干河流緩沖區(qū)-崩塌密度圖

圖5 主干河流緩沖區(qū)-泥石流密度圖

5 結(jié)論與建議

(1)云南省地質(zhì)災(zāi)害與水系關(guān)系比較密切，地質(zhì)災(zāi)害沿河流兩側(cè)呈帶狀分布；在六大流域中，紅河、怒江、金沙江流域滑坡發(fā)育；金沙江、伊洛瓦底江和珠江流域崩塌發(fā)育；伊洛瓦底江、金沙江、怒江泥石流發(fā)育。

(2)云南省滑坡、崩塌與泥石流災(zāi)害點(diǎn)密度總體上隨著河流密度等級(jí)增高而變大，相應(yīng)的信息量值也變大；河流密度等級(jí)越高，地質(zhì)災(zāi)害越發(fā)育。

(3)河流密度高和較高區(qū)，滑坡、崩塌和泥石流信息量值均為正值，其中泥石流信息量值最大。河流密度低和較低區(qū),滑坡、崩塌和泥石流信息量值均為負(fù)值，泥石流信息量值最小。河流密度高區(qū)和較高區(qū)有利于泥石流的發(fā)育，河流密度低和較低區(qū)不利于泥石流的發(fā)育。云南省河流密度等級(jí)與泥石流相關(guān)性最強(qiáng)。

(4)云南省六大流域中，滑坡沿怒江、元江、金沙江主干河流發(fā)育；崩塌沿怒江、金沙江主干河流發(fā)育；泥石流沿大盈江、怒江主干河流發(fā)育。主干河流對(duì)泥石流控制性最明顯。

(5)目前云南省正在開展地質(zhì)災(zāi)害綜合防治體系建設(shè)，針對(duì)各流域及主干河流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征，可在怒江和大盈江部署泥石流治理和專業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作，在怒江和金沙江深切河谷需防范崩塌災(zāi)害，在紅河、怒江、金沙江流域?qū)逻M(jìn)行工程治理及搬遷工作。

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Preliminary Analysis on Relationships between Geo-hazardsand River Systems of Yunnan Province

YANG Yingdong, TANG Pei, XIAO Huazong and YA Xiangsheng

(YunnanInstituteofGeo-EnvironmentalMonitoring,Kunming650216,China)

YunnanProvinceislocatedintheupstreamorheadwaterregionofthesixbasins.Geo-hazardsaredevelopingwellandriversystemiscloselyrelatedtoGeo-hazards.Wegivesageneralanalysisofrelationshipsbetweengeo-hazardsandriversystemsbyriverdensity-informationmethodandmainriver-bufferanalysis,theanalysisshowsthat:thehigherriverdensity,themoregeo-hazards,Nuriver,YuanriverandJinshariverhavestrongimpactonlandslide,NuriverandJinshariverhavestrongimpactoncollapse,DayingriverandNuriverhavestrongimpactondebrisflow.Itprovidesanewwayinresearchondevelopmentrulesofgeo-hazardsandprovidesreferencefortheconstructionofcomprehensivepreventionandcontrolsystemofgeo-hazardsinYunnanProvince.

geo-hazards;riversystem;informationmethod;riverdensity;mainriver;buffer;Yunnan

2016-10-23

2017-01-05

云南省科學(xué)技術(shù)廳科技惠民計(jì)劃“云南怒江流域精細(xì)化地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警系統(tǒng)研究及示范”(2013CA014)；云南省地質(zhì)災(zāi)害綜合防治體系建設(shè)

楊迎冬(1978-)，男，湖南城步人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害綜合防治體系建設(shè)、地質(zhì)環(huán)境信息化建設(shè)等工作. E-mal: yyd304@126.com

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.03.007.]

X43;P694

A

1000-811X(2017)03-0036-04

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.03.007

楊迎冬，湯沛，肖華宗，等. 云南省地質(zhì)災(zāi)害與水系關(guān)系初步分析[J]. 災(zāi)害學(xué)，2017，32(3)：36-39. [YANG Yingdong，TANG Pei，XIAO Huazong,et al. Preliminary Analysis on Relationships between Geo-hazards and River Systems of Yunnan Province[J]. Journal of Catastrophology，2017，32(3)：36-39.