318國道拉薩—日喀則段地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)與發(fā)育規(guī)律

扶敏 詹濤 許沖 謝超

摘要：利用高分辨率遙感影像目視解譯技術(shù)，結(jié)合野外調(diào)查，對318國道拉薩—日喀則段沿線兩側(cè)10 km范圍內(nèi)的崩塌、滑坡與泥石流地質(zhì)災(zāi)害開展解譯與調(diào)查，并分析其特點(diǎn)與發(fā)育規(guī)律。結(jié)合研究區(qū)高程、坡度、坡向與地層分布，統(tǒng)計(jì)了崩塌與滑坡的空間分布規(guī)律。結(jié)果表明：研究區(qū)內(nèi)發(fā)育有79處崩塌、117處滑坡與133條泥石流溝。面積為001～01 km2的崩塌有45處，崩塌高度主要在300 m以內(nèi)，300～700 m崩塌體數(shù)量隨高度增加而減少;面積為01～001 km2滑坡有74處，包括一處面積大于10 km2的巨型滑坡體，滑坡的高度主要集中在100～300 m，包括54處滑坡體;面積在1～10 km2和10～100 km2的泥石流溝分別為70條和39條。崩塌多發(fā)生在40～45 km高程、20°～30°坡度、南坡向、白堊紀(jì)（K）地層中，滑坡多發(fā)生在40～45 km高程、20°～30°坡度、NE坡向、三疊紀(jì)（T）地層中。

關(guān)鍵詞：318國道;拉薩—日喀則段;藏中南;地質(zhì)災(zāi)害

中圖分類號：P315942?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1000-0666（2019）03-0438-09

0 引言

強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動、各塊體之間復(fù)雜的相互作用、特殊的地形地貌及巖體分布特征，導(dǎo)致青藏高原及周緣地區(qū)成為我國地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育最為嚴(yán)重的地區(qū)之一（Ge et al，2014;Wei et al，2018;Dai et al，2019;彭建兵等，2004）。藏中南地區(qū)，特別是雅魯藏布江流域以其獨(dú)特的雨季、干旱季風(fēng)氣候以及險(xiǎn)峻的地貌形態(tài)成為滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的重災(zāi)區(qū)（孫妍等，2014）。

318國道拉薩—日喀則段近東西向展布于青藏高原中南部地區(qū)，現(xiàn)場工作條件差，沿線地質(zhì)條件復(fù)雜，崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，已成為該地區(qū)交通安全與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要威脅。近年來，很多學(xué)者開展該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害研究（于曉東，2010;孫妍等，2014;王永斌，2009;焦國鋒，2013;姚杰，2011）。在關(guān)于318國道拉薩—日喀則沿線地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查、識別與統(tǒng)計(jì)工作方面，孫妍等（2014）根據(jù)遙感地質(zhì)判譯沿線確定了8處滑坡、84條泥石流和69處崩塌;于曉東（2010）通過野外調(diào)查以及收集資料認(rèn)為沿線發(fā)育了96條泥石流溝、21處崩塌及9個(gè)滑坡體;謝程（2008）在沿線識別出20余處規(guī)模較大的滑坡體;湯明高等（2012）在西藏境內(nèi)的318國道沿線識別出162個(gè)崩塌體、39處滑坡和88條泥石流。在沿線地質(zhì)災(zāi)害的成因機(jī)制方面，孫妍等（2014）認(rèn)為沿線滑坡、崩塌及泥石流明顯受到地貌控制，泥石流和滑坡的數(shù)量也與區(qū)域巖性分布和降水量有關(guān);也有研究認(rèn)為（郭佳寧等，2009;于曉東，2010）沿線地質(zhì)災(zāi)害分布除受到地形、地貌、巖性及降水量影響外，還受到構(gòu)造斷裂、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力及地震等因素的影響;湯明高等（2012）認(rèn)為人類活動也可以誘發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害，如坡腳開挖或爆破造成的巖體失穩(wěn)，均是引發(fā)崩塌或者滑坡的因素;也有學(xué)者（焦國鋒，2013;謝程，2008;強(qiáng)巴等，2015）根據(jù)沿線地質(zhì)災(zāi)害的類型與特征，提出了一系列防治措施。

總體上，318國道拉薩—日喀則段地質(zhì)災(zāi)害研究程度較低，數(shù)據(jù)不完整，缺少對不同類型地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模與規(guī)律的分析，對地質(zhì)災(zāi)害與影響因素的關(guān)系研究也不夠深入。本文利用高分辨率遙感影像與GIS技術(shù)開展沿線地質(zhì)災(zāi)害目視解譯，結(jié)合詳細(xì)的野外調(diào)查，比較全面地獲取了318國道拉薩—日喀則段沿線崩塌、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的分布數(shù)據(jù)與類型，對各類地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模進(jìn)行了分析，并統(tǒng)計(jì)了崩塌與滑坡的空間分布規(guī)律。

1 研究區(qū)概況

318國道拉薩—日喀則段位于青藏高原中南部，自拉薩至貢嘎機(jī)場高速公路協(xié)榮互通起，經(jīng)曲水縣、尼木縣、仁布縣，止于日喀則和平機(jī)場，與日喀則機(jī)場至日喀則市專用公路嘎東互通相接，全長約165 km。該區(qū)主要沿雅魯藏布江分布，區(qū)域交通條件總體較為便利（圖1）。區(qū)內(nèi)多年平均降水量為4614 mm（拉薩氣象站）、3411 mm（尼木縣氣象站）、4699 mm（日喀則氣象站）。一年中降水時(shí)間分布不均勻，一般集中在6—9月，其降雨量一般占全年的70%以上，平均降雨日數(shù)一般為80天。線路所在地區(qū)屬高原溫帶亞干旱氣候區(qū)，具有冬寒夏涼、無霜期短、空氣相對濕度小、日照充足豐富、冬春兩季干燥、風(fēng)沙大、多雷暴等特征。

受SN向擠壓和EW向擴(kuò)展作用，研究區(qū)主要發(fā)育了近EW向的雅魯藏布江斷裂和NNE向的亞東—谷露斷裂（圖1）（鄧起東等，2004，2007），這2條斷裂對318國道工程影響較大 西藏自治區(qū)地震局工程地震研究所2001西藏米林機(jī)場場地地震安全性評價(jià)報(bào)告 西藏自治區(qū)地震局工程地震研究所2005拉薩河干流中游段旁多、卡多、布嘎、扎雪水電站工程地震安全性評價(jià)報(bào)告。研究區(qū)包含多套地層，主要為第四系全新統(tǒng)風(fēng)積粉砂，沖、洪積粉土，細(xì)砂，中、粗礫砂，細(xì)圓、粗圓礫土，卵石土，洪積碎石、塊石土，坡積粗角礫土、碎石土;第四系上更新統(tǒng)洪積粉土、沖積卵石土、洪積塊石土等。基巖主要為白堊系頁巖夾砂巖、變質(zhì)砂巖、板巖，燕山期—喜山期閃長巖、花崗巖、橄欖巖、玢巖、凝灰?guī)r等。在地貌上，研究區(qū)包括拉薩河河谷平原、雅魯藏布江寬谷區(qū)、雅魯藏布江峽谷區(qū)，經(jīng)歷了不同的構(gòu)造體系及眾多的地貌單元，水文地質(zhì)條件復(fù)雜。受到青藏高原長期隆升的影響，沿線新構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈，地震活動比較頻繁。且空間分布與EW向、NNE向斷裂有明顯的關(guān)系。研究區(qū)歷史上曾發(fā)生MS≥47破壞性地震145次，其中8級地震2次，70～79級地震4次，60～69級地震21次，50～59級地震74次，最大地震為1411年當(dāng)雄南和1951年崩錯的2次8級地震。自1970年以來，記錄到1 346次MS20～46現(xiàn)代小震。根據(jù)地震地質(zhì)資料，研究區(qū)及附近在歷史上影響較大的高烈度地震，均來自于近場區(qū)外的8級大地震（鄧起東等，2004）。

2 數(shù)據(jù)與方法

結(jié)合覆蓋整個(gè)區(qū)域的地質(zhì)、地形等資料，利用高分辨率遙感影像與GIS技術(shù)開展研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的目視解譯，框定出地質(zhì)災(zāi)害的邊界以及各種不良地質(zhì)現(xiàn)象的特點(diǎn)與規(guī)模等屬性，并結(jié)合野外調(diào)查，調(diào)整解譯結(jié)果?；?、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害在遙感影像上具有不同的表現(xiàn)形式。

滑坡的遙感解譯主要通過遙感圖像的形態(tài)、色調(diào)、陰影、紋理等進(jìn)行，具有明顯的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征。滑坡的形態(tài)特征在高分辨率的衛(wèi)星圖像上顯示較清楚，多呈簸箕型、舌形、橢圓形、長椅形、倒梨形、牛角形、平行四邊形、菱形、樹葉形、疊瓦形或不規(guī)則形等?；潞蟊诙妇⒊蕠螤睿⒌孛蔡卣鞅容^清楚，且滑坡體與周圍地質(zhì)體在色調(diào)、紋理、植被發(fā)育及生長狀況上有明顯的差異，陡峭的滑坡后壁及其形成的圍谷在遙感圖像上表現(xiàn)為向上彎曲的弧形。由于不能直接見到滑坡的地下部分，滑坡體和滑坡后壁是滑坡遙感解譯的2項(xiàng)最基本要素，其他要素視圖像分辨率及滑坡的可解譯程度而定。

崩塌部位可見明顯的崩塌壁，下方為崩塌堆積物，在遙感圖像上較容易識別。崩塌堆積體地貌特征明顯，多發(fā)育在溝谷或河流兩側(cè)的陡崖、陡坎或巖體破碎地帶，崩塌后壁陡峭而粗糙，崩塌體在坡腳形成錐狀的堆積體。崩塌壁的顏色與巖性有關(guān)，多呈淺色調(diào)，一般不長植被或植被稀疏。

溝谷型泥石流一般可分為3個(gè)部分，即物源區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。泥石流解譯主要是對堆積區(qū)的識別，根據(jù)溝口的地貌特征，即只要在圖像上發(fā)現(xiàn)溝口有明顯的泥石流堆積扇，則判別其為泥石流溝;堆積區(qū)位于溝谷出口處，縱坡平緩，常形成堆積扇或沖出錐;堆積扇輪廓明顯，呈淺色調(diào)，扇面無固定溝槽，多呈漫流狀態(tài)（王治華，1999;許沖，徐錫偉;2014;歐陽華平，2010;遙感地質(zhì)解譯方法指南，DD2011—03;滑坡崩塌泥石流災(zāi)害調(diào)查規(guī)范，DZ/T 0261—2014）。

本文遙感調(diào)查范圍主要是公路兩側(cè)10 km內(nèi)，整個(gè)研究區(qū)面積為3 694 km2。研究區(qū)高程數(shù)據(jù)來自30分辨率的SRTM DEM（圖2a），利用DEM與GIS的空間分析功能，得到研究區(qū)的坡度（圖2b）與坡向（圖2c）分布數(shù)據(jù)。圖2d的研究區(qū)地層分布圖來自全國地質(zhì)圖（1∶ 50萬）。

3 地震災(zāi)害特點(diǎn)及發(fā)育規(guī)律

31 地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)

依據(jù)上述方法，利用高分辨率遙感影像與GIS技術(shù)，結(jié)合野外實(shí)地考察，沿318國道拉薩—日喀則段提取和判譯出117處滑坡、79處崩塌與133條泥石流溝。各地質(zhì)災(zāi)害的分布如圖1所示。

311 沿線滑坡體與崩塌體的形態(tài)

滑坡及崩塌根據(jù)地形、巖性等不同，其形態(tài)特征變化較大。圖3a-1（29270°N，90498°E），3a-2（29219°N，90338°E）反映了沿線2處滑坡發(fā)育的地貌和形態(tài)。2處滑坡發(fā)生在比較陡的谷壁上，其滑坡面積分別為40 908 m2和44 308 m2，滑坡高度均大于100 m?；麦w地表地形呈波狀起伏，其后緣形成明顯的陡坎，在雨水的沖刷作用下，坡面表現(xiàn)出了坍塌跡象，且圖3a-2顯示的滑坡體坡面發(fā)育了一系列小的垂直沖溝。由于滑坡作用，該河段河床被部分堵塞，或者在滑坡地段形成了一系列的古堰塞湖，且河床在該段明顯變窄。

318國道拉薩—日喀則段沿線的崩塌體普遍分布于雅魯藏布江峽谷區(qū)兩側(cè)。受構(gòu)造應(yīng)力作用，峽谷區(qū)巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，形成高陡的臨空面，在風(fēng)化、降雨及自身重力作用下，凌空突出的危巖與母巖分離，即形成崩塌。圖3b顯示了沿線雅魯藏布江峽谷區(qū)發(fā)育的一系列崩塌體，單體崩塌面積最大約為009 km2，崩塌發(fā)育處峽谷陡立、險(xiǎn)峻，最大高度達(dá)到1 000余米。崩塌作用下，谷壁上形成了多組條帶狀凹形陡坡，崩塌后緣形成較緩的陡坎，相鄰的崩塌可以在下部相連而形成片狀凹陷（圖3b-1）。

312 沿線滑坡體、崩塌體、泥石流體規(guī)模

為防治滑坡、崩塌及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，并采取相應(yīng)的工程措施，必須考慮災(zāi)害體的規(guī)模這一因素。圖4a顯示，沿線的117處滑坡中，單個(gè)滑坡面積峰值為01～1 km2，該范圍內(nèi)發(fā)育了74處滑坡;面積在001～01 km2的滑坡有30處;面積大于10 km2的特大滑坡只有1處。沿線滑坡體的高度主要集中在100～300 m，該范圍內(nèi)發(fā)育了54處滑坡體;高度小于100 m的滑坡只有3處;高度大于300 m的滑坡數(shù)量隨高度的增大逐漸較少，高度大于1 000 m的滑坡只有1處（圖4b）。

研究滑坡體的面積和滑坡高度之間的關(guān)系，可以深入了解滑坡的成因機(jī)制，并為采取相關(guān)的工程防治措施提供科學(xué)的數(shù)據(jù)。由圖4c可知，沿線滑坡體面積與高度呈明顯的正相關(guān)性，關(guān)系式為：

發(fā)育的79處崩塌中，有47處面積為001～01 km2，占崩塌總數(shù)的59%，小于0001 km2的崩塌只有2處（圖5a），面積在0001～001 km2及01～10 km2的崩塌數(shù)量相當(dāng)，分別有13和17處;沿線崩塌體高度具有比較明顯的正態(tài)分布特征，峰值出現(xiàn)在100～200 m，高度在0～100 m和200～300 m的數(shù)量相當(dāng)，高度大于300 m的崩塌體數(shù)量隨高度的增大具有逐漸減少的趨勢，大于700 m的崩塌體只有4處（圖5b）。由圖5c可知，沿線崩塌體的面積與高度成明顯的正比關(guān)系，關(guān)系式為：

32 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律

本文通過統(tǒng)計(jì)不同因子與崩塌和滑坡的數(shù)量和密度的關(guān)系，探索研究區(qū)內(nèi)崩塌與滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育規(guī)律。研究區(qū)大體上沿著雅魯藏布江分布，這一區(qū)域基本上是沿活動構(gòu)造分布，活動構(gòu)造分布精度受區(qū)域構(gòu)造研究程度的限制，且近斷層區(qū)域都受到較強(qiáng)斷層活動性的影響，加之整個(gè)研究區(qū)的調(diào)查對象是以大型地質(zhì)災(zāi)害為主，因此，

研究區(qū)內(nèi)高程范圍是353～608 km，按照353～40，40～45，45～50，50～55，55～608 km將高程范圍分為5類，覆蓋面積分別為1 300，1 105，801，451，36 km2。統(tǒng)計(jì)每個(gè)因子內(nèi)部的崩塌與滑坡的數(shù)量與密度。結(jié)果表明崩塌與滑坡多集中在40～45 km（圖6a），該高程范圍內(nèi)崩塌與滑坡分別有32個(gè)與66個(gè)，其密度分別為29個(gè)/100 km2與597個(gè)/100 km2。

坡度是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的一個(gè)常見的因子，其他條件相當(dāng)情況下，坡度越陡，地質(zhì)災(zāi)害越容易發(fā)生。根據(jù)研究區(qū)的DEM數(shù)據(jù)，利用GIS軟件的空間分析功能得到研究區(qū)的坡度分布圖（圖6d）。研究區(qū)坡度范圍是0°～845°，以10°為間隔將研究區(qū)分為0°～10°，10°～20°，20°～30°，30°～40°，40°～50°，>50°共6類，這6類坡度分級所占面積分別為994，727，983，785，179，26 km2。圖6b展示了不同坡度分級內(nèi)的崩塌與滑坡的數(shù)量與密度，結(jié)果表明崩塌與滑坡發(fā)生最多的坡度范圍是20°～30°，分別是35與48個(gè)。崩塌與滑坡的密度與坡度的關(guān)系表現(xiàn)出不同的趨勢。大體上崩塌密度隨著坡度的增加而增加，崩塌密度最大的坡度范圍是40°～50°，為502個(gè)/100 km2?；旅芏瓤傮w上呈現(xiàn)出相反的趨勢，其最大的坡度范圍是10°～20°，為564個(gè)/100 km2。這可能是由于研究區(qū)位于高海拔地區(qū)，氣候變化導(dǎo)致巖土體出現(xiàn)凍融現(xiàn)象使得在較緩的斜坡上容易發(fā)生滑坡，而在陡峭的斜坡上發(fā)生的多為崩塌。

坡向也是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的一個(gè)主要因素，一方面不同坡向的斜坡上受到的光照與降雨強(qiáng)度不同，從而導(dǎo)致巖土體強(qiáng)度不同，另一方面區(qū)域主應(yīng)力的方向與斜坡坡向的關(guān)系也會影響著崩塌與滑坡的發(fā)生。將研究區(qū)按照平坦、N，NE，E，SE，S，SW，W，NW分為9類，覆蓋面積分別為14，455，474，475，475，448，451，436，466 km2。圖6c展示了研究區(qū)內(nèi)不同坡向分級內(nèi)的崩塌與滑坡的數(shù)量與密度。崩塌數(shù)量最多的坡向?yàn)镾向;滑坡數(shù)量最多的坡向?yàn)镹W向，分別為21個(gè)與25個(gè)。崩塌與滑坡的密度在不同的坡向分級內(nèi)有較明顯的差異。崩塌密度最高的2個(gè)坡向?yàn)镾E向與S向，分別為421，469個(gè)/100 km2;滑坡密度最高的坡向?yàn)镹W向，高達(dá)536個(gè)/100 km2。

地層是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定著斜坡體的相關(guān)巖性及力學(xué)強(qiáng)度，進(jìn)而影響著地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。研究區(qū)下伏地層與巖性從新到老有5類，分別為第四紀(jì)（Q）沉積物，古近紀(jì)（E）花崗巖與花崗閃長巖等，白堊紀(jì)（K）閃長巖與輝長巖等，侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)（J-K）安山巖、砂巖、粉砂巖等，三疊紀(jì)（T）板巖與砂巖等。這5類地層所占的面積分別為872，755，988，450，629 km2。圖6d展示了地層巖性與崩塌、滑坡數(shù)量與密度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。崩塌數(shù)量最多的地層為白堊紀(jì)（K），發(fā)育44處;滑坡數(shù)量最多的是三疊紀(jì)（T），發(fā)育72處。崩塌密度與滑坡密度最大的地層也分別在白堊紀(jì)（K）與三疊紀(jì)（T）地層，分別為445個(gè)/100 km2與1145個(gè)/100 km2。

4 結(jié)論

本文利用高分辨率遙感影像目視解譯，結(jié)合野外實(shí)地考察，對318國道拉薩—日喀則段沿線兩側(cè)各10 km區(qū)域開展了地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與分析工作。得到以下結(jié)論：

（1）沿線發(fā)育的79處崩塌中，面積在001～01 km2范圍內(nèi)的有47處，小于0001 km2的崩塌體數(shù)量很少，只有2處，崩塌體自身高度大多集中在300 m以內(nèi)，發(fā)育了52處，大于300 m的崩塌體數(shù)量與高度呈負(fù)相關(guān)性，崩塌體的面積與高度呈正相關(guān)性。

（2）沿線滑坡體的面積峰值出現(xiàn)在01～10 km2范圍內(nèi)，發(fā)育了74處，滑坡的高度主要集中在100～300 m范圍內(nèi)，該高度范圍內(nèi)發(fā)育了54處滑坡體，高度大于300 m的滑坡數(shù)量隨高度的增大逐漸衰減，滑坡體面積和高度呈正相關(guān)性。

（3）研究區(qū)內(nèi)面積在1～100 km2范圍內(nèi)的泥石流溝發(fā)育了109條，面積小于1 km2與大于100 km2的泥石流溝分別為17條和7條。

（4）統(tǒng)計(jì)崩塌滑坡與高程、坡度、坡向、巖性的關(guān)系，結(jié)果表明崩塌多發(fā)生在40～45 km高程、20°～30°坡度、南坡向、白堊紀(jì)（K）地層中，滑坡多發(fā)生在40～45 km高程、20°～30°坡度、NE坡向、三疊紀(jì)（T）地層中。

本文為研究318國道拉薩—日喀則段兩側(cè)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特點(diǎn)與分布規(guī)律提供了科學(xué)參考，建議后續(xù)針對不同類型地質(zhì)災(zāi)害開展專門的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與工程地質(zhì)工作，以避免或減少地質(zhì)災(zāi)害可能造成的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。

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