基于GIS的瀘定縣地質災害的地貌環(huán)境特征研究

趙陽

摘 要：通過分析瀘定縣的地質災害高發(fā)區(qū)的地貌環(huán)境特征，結果表明：瀘定縣地質災害分布受到高程、坡度、溝壑密度地貌因素的制約。

關鍵詞：地貌；地質災害；DEM

中圖分類號：P694 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）07-0195-02

Abstract： Based on the analysis of the geomorphological environmental characteristics of the high incidence area of geological hazards in Luding County， the results show that the distribution of geological hazards in Luding County is restricted by the geomorphological factors of elevation， slope and gully density.

Keywords： geomorphology； geological hazard； DEM

引言

地表是人類活動的主要空間，地貌是地表在內外力作用下展現(xiàn)出的形態(tài)。地貌環(huán)境限制著人類活動范圍，地貌環(huán)境也常因外力作用的影響發(fā)生形變，形成地質災害。瀘定縣位于四川省西北部，是大渡河流域中游的地質災害高發(fā)區(qū)[1-3]，地貌單元受到外部擾動較多。對誘發(fā)瀘定縣地質災害的地貌環(huán)境因素進行研究，將有對該縣災害防治工作起到重要的參考作用。

1 研究區(qū)概況

1.1 瀘定縣概況

瀘定縣位于四川省西北部甘孜藏族自治州境內，大渡河流域中游地區(qū)，101°49′～102°21′E、29°27′～30°05′N之間，全縣面積約2165km2。研究區(qū)地處青藏高原東側的川西高原與四川盆地過渡地帶，整體地勢西高東低，地貌環(huán)境受到大渡河的侵蝕作用和冰川侵蝕等外力作用的影響，呈現(xiàn)出高山峽谷地貌特征。研究區(qū)內西側貢嘎山地區(qū)為高山和極高山地貌；大渡河以東地區(qū)為中山地貌，海拔較低，地勢相對平緩；谷坡、臺地等主要分布于大渡河流域河谷中[3-5]。此外，瀘定境內有斷層和褶皺分布，地質活動較為頻繁。該縣低海拔地區(qū)為季風氣候特征，降雨集中。由于瀘定的地貌環(huán)境受到的外力作用多，地質災害形成的條件復雜且充沛，人口分布局部集中，與地質災害高發(fā)地區(qū)重合，一旦發(fā)生地質災害將造成重大損失。

1.2 研究區(qū)內地質災害分布概況

瀘定縣境內的地質災害有群發(fā)性和季節(jié)性的特征[6]。地質災害點在瀘定境內，由北向南主要沿大渡河流域水系分布，大渡河流域河谷，以及東側冷磧鎮(zhèn)、興隆鎮(zhèn)為地質災害高發(fā)區(qū)域。地質災害在該縣分布與人口聚集密度分布情況和路網(wǎng)分布情況高度重合。瀘定縣境內的地質災害，類型上以泥石流、崩塌為主，災害規(guī)模多為中小型。由于每年的6月至8月為降雨集中期，地質災害多集中于這一時間窗口發(fā)生[7]。

2 地質災害地貌環(huán)境提取

對地質災害控制的因素有很多，但本研究對瀘定縣地質災害的分析以地貌環(huán)境特征為主。通過提取地質災害高發(fā)地貌單元內的地貌環(huán)境因子，將數(shù)值分級，分析每級地貌因子在地質災害高發(fā)地貌單元中所占面積的比例，并與瀘定縣整體地貌因子分級的結果面積相對比，結合人口密度等數(shù)據(jù)綜合分析，得出地貌環(huán)境因子在地質災害中的影響程度。

研究區(qū)內的地貌環(huán)境因子選取三個空間層次，分高程、坡度、地貌分維指數(shù)、地表起伏度、溝壑密度共五項。地貌環(huán)境因子的提取，通過劃分地質災害高發(fā)地區(qū)的地貌單元，依據(jù)地貌單元來進行地貌環(huán)境因子提取。由于溝谷面對地質災害的發(fā)生范圍有著控制作用[8]，地貌單元劃分采用溝谷面劃分的形式，使用DEM生成流向數(shù)據(jù)后，然后提取河網(wǎng)來劃分流域，其次進行溝谷面的提取，獲得災害高發(fā)地貌單元共466.65km2。

3 地貌環(huán)境因子分析

3.1 微觀地貌因子分析

高程對地質災害有著較強控制作用。在研究區(qū)內，高程對地質災害的控制通過限制外力作用范圍展現(xiàn)。從研究區(qū)內提取災害高發(fā)地貌單元的海拔分布數(shù)值特征表明， 91.76%的地質災害高發(fā)地貌單元位于海拔1000-3000m區(qū)間，平均值普遍位于2000m左右，即中山海拔地區(qū)。由于研究區(qū)內中山地貌約占全縣總面積的65.83%，是人口主要的活動聚居范圍。中山地貌多位于大渡河流域內河谷地區(qū)，這些地區(qū)受到的外力擾動較多。除了人類活動影響，河流侵蝕，季風降雨作用在這一海拔區(qū)間較明顯，且河谷巖層內同樣多為河流堆積物，為地質災害提供了豐富的條件。因此，高程在1000-3500m地貌單元為地質災害高發(fā)區(qū)。

研究區(qū)坡度水平最小值和最大值之間差值較大，災害高發(fā)地貌單元的坡度水平主要分布于10-45°之間。坡度值小于25°雖可用與開發(fā)建設，但多分布于大渡流域河谷中，這些區(qū)域河流堆積物和廣泛露出的第四系巖層普遍強度差，易風化，因此這一坡度范圍內的地貌單元發(fā)生地質災害較多。35°～45°區(qū)間的地貌單元受災面積在研究區(qū)內所占比例58.91%，這一坡度區(qū)間的地貌單元極易受外力作用干擾發(fā)生災害，且多分布于河谷兩岸谷坡中，與研究區(qū)人口分布密度重合，人類活動造成的外力影響多，因此發(fā)生地質災害的數(shù)量很多。

3.2 中觀地貌因子分析

地貌分維指數(shù)反映地貌復雜程度，與坡度和地表起伏度有著較大關系[9]。研究區(qū)內地貌環(huán)境分維指數(shù)分四級后，地質災害高發(fā)地貌單元的地貌分維指數(shù)分布區(qū)間較為分散。因研究區(qū)內低分維值的地貌單元在地層條件和外力作用雙重因素影響下，地質災害發(fā)生數(shù)量較多。而災害高發(fā)的地貌單元內，通常地質災害點周圍地貌分維指數(shù)通常有著較大的差異，因此區(qū)域分維值水平偏高。研究區(qū)內地質災害高發(fā)地貌單元內，地貌分維指數(shù)高低值間往往有較高的差異。endprint

3.3 宏觀地貌因子分析

地質災害高發(fā)地貌單元的起伏度數(shù)值主要位于20-75m之間，屬于小起伏。小起伏地貌單元在研究區(qū)內分布廣泛，在大渡河及其支流河谷以及冷磧鎮(zhèn)、興隆鎮(zhèn)分布集中，這些地區(qū)外力作用較為豐富，所以地質災害高發(fā)地貌單元多發(fā)生于這些區(qū)域。低起伏度地貌單元在地質災害高發(fā)區(qū)中占到了約91.62%的面積。研究區(qū)內起伏度值區(qū)間位于中起伏和山地起伏的地貌單元海拔較高，分布于這些區(qū)間的地質災害高發(fā)地貌單元較少。

研究區(qū)內地質災害發(fā)生地貌單元內的溝壑密度較高，高溝壑密度地貌單元受災害影響面積高達50.23%。由于研究區(qū)內地質災害多發(fā)生于大渡河流域的河谷和谷坡地帶，這些地帶受到水流侵蝕嚴重，多沖積物等堆積，地貌狀況穩(wěn)定性較差，況且地質災害發(fā)育的需要的物源和下滑動能條件僅存在于有一定坡度的地區(qū)，因此河谷正是理想的區(qū)域。

4 地質災害地貌環(huán)境特征

根據(jù)對研究區(qū)內的地質災害高發(fā)地貌單元的地貌特征進行分析可以得知，研究區(qū)內地質災害分布受到主要受到坡度、高程、溝壑密度的限制。由于坡度和高程是限制人類活動范圍的重要地貌指標，研究區(qū)內人口聚集于地勢平坦的河谷地區(qū)，而這些地區(qū)溝壑密度高，為地質災害形成提供了地貌、物源、外力條件，而人類活動的集中造成的外力擾動下，這些地貌類型中地質災害發(fā)生頻率高。

研究區(qū)內地質災害多發(fā)生于地貌形態(tài)有變異但復雜程度相對較低。由于特殊的地形和地層條件的緣故，研究區(qū)內人口分布集中于起伏度小的低海拔平坦地貌單元中，這些地區(qū)承受的外力作用相對更多，因此有著較高的地質災害發(fā)生頻率。而分布在周圍谷坡等較復雜地貌受到的外力作用也相對較多，也往往呈現(xiàn)出高地質災害發(fā)生頻率。地貌環(huán)境復雜地區(qū)往往由于海拔高，坡度大，條件惡劣，受到人類活動影響較少，且探測難度較大，因此高海拔地區(qū)的地質災害相對較少。

研究區(qū)內地質災害高發(fā)的主要因外力作用影響所致。研究區(qū)內地質災害高發(fā)地貌單元多位于人口聚集的河谷地區(qū)，除區(qū)域內地質構造斷層和褶皺分布以及地震的影響，受到的外力作用也較為豐富，季風氣候、人類活動、河流侵蝕對地貌環(huán)境造成影響，提升了災害發(fā)育幾率。

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