汶川地震滑坡与影响因素

第３３卷２０１１年增刊　８月　西　北　地震　学报　Ｖｏ１．３３　Ｓｕｐｐ．　Ａｕｇｕｓｔ，２０１１　ＮＯＲＴＨＷＥＳＴＥＲＮ　ＳＥＩＳＭＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＪＯＵＲＮＡＬ　汶川地震滑坡与影响因素　侯景瑞　，　袁中夏Ｌ　，。　（１．中国地震局兰州地震研究所，甘肃兰州　７　３００００；２．中国地震局黄土地震工程开放实验室，　甘肃兰州　７３００００；３．甘肃省岩土防灾工程技术研究中心，甘肃兰州　７３００００）　摘要：通过结合对汶川地震ＶＩＩ￣ＸＩ烈度区内３０　０００多平方公里的研究区内中大型滑坡遥感解译，　利用地震烈度分区、发震断裂展布等影响因素构建了多个ＧＩＳ图层，分析了地震滑坡的空间分布与　影响因素的相关关系，建立了基于ＧＩｓ手段的最临近程度方法地震滑坡危险性分析模型。研究表明：　（１）整体和每一类型的滑坡频度都随着地震烈度而指数增加，而且面积在１０　Ｏ００～１　Ｏ０　０００　ｍ　的地震　滑坡在各个烈度区都是发生频度最大的；（２）地震滑坡在距离发震断裂较近的地方更为集中，但是在　垂直和平行于发震断裂的两个方向上地震滑坡频度的衰减是不相同的，垂直方向较平行方向衰减更　快；（３）地震滑坡主要发生在２　５。～４０。坡度范围；（４）地震滑坡主要发生在１．０～１．５　ｋｍ高程内，约　占研究区内滑坡总数量的４２％；（５）地震滑坡主要集中在东、东南和南三个方向，约占地震滑坡总数　的一半。通过最临近程度方法进行建模对研究区地震滑坡进行危险性分析，结果与实际情况基本相　符。　关键词：地震滑坡：汶川地震；影响因素；最临近程度方法　中图分类号：Ｐ６４２．２２　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—０８４４（２０１１）增刊一３９８—０５　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　Ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　Ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　Ｗｅｎｃｈｕａｎ　Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ｈ０Ｕ　Ｊｉｎｇ．ｒｕｉ　．ＹＵＡＮ　Ｚｈｏｎｇ．ｘｉａ　’　’　（』．ＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｉｓｍｏｌｏｇｙ，ＣＥＡ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００００，Ｃｈｉｎａ，＂２．ＯｐｅｎＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｏｅｓｓＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣＥＡ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００００，Ｃｈｉｎａ　３．ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＤｉｓａｓｔｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ　ＣｅｎｔｅｒｏｆＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｕｇｅ　ａｎｄ　ｍｉｄｄｌｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　ｉｎ　ＶｌＩ￣ＸＩ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ　ａｒｅａ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｖｅｒｓ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　３０　０００　ｋｍ２ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ＧＩＳ　ｌａｙｅｒｓ　ａｒｅ　ｂｕｉｌｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｓｔｒｉｋｅ　ｏｆ　，ｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃ　ｆａｕｌｔ　ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｅａ￣ｈｑｕａｋｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　ｈａｚａｒｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｏｄｅｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｄｅｇｒｅｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｒｏｍ　ＧＩＳ　ｍｅａｎｓ　ｉｓ　ｂｕｉｌｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　（１）ｔｈｅ　ｌｎｄｓａｌｉｄｅ’Ｓ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ａｎｄ　ｈｅ　ｔｎｕｍｂｅｒ　ｏｆｌｎｄｓｌａｉｄｅ　ｗｉｔｈ　ｒｅａ　ａｏｆ　１０　０００￣１００　０００　ｍ２　ｉｓ　ｂｉｇｇｅｓｔ　ｅｖｅｒｙ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｄｉｓｔｉｒｃｔ；（２）ｔｈｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｌａｃｅ　ｎｅａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃ　ｆａｕｌｔｓ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄｓ　ｒｅ　ｄｉｆａｆｅｒｅｎｔ　ｉｎ　ｔｗｏ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｆａｓｔｅｒ　ｉｎ　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｔｈａｎ　ｉｎ　ｐａｒａｌｌｅｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ｈｅ　ｔｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃ　ｆａｕｌｔｓ，（３）ｔｈｅ　ｌｎｄｓｌａｉｄｅｓ　ｈａｐｐｅｎ　ｍａｉｎｌｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅ　ｗｉｔｈ　２５。～４０。，（４）ｔｈｅ　ｌｎｄｓａｌｉｄｅｓ　ｒｅａ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ｉｎ　１．０～１．５　ｋｍ　ｉｎ　ｅｌｅｖａｔｉｏｎ，ｍａｋｉｎｇ　ｕｐ　ａｂｏｕｔ　４２％ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｉｎ　ｈｅｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｒｅａ，（ａ５）ｔｈｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　ｈａｐｐｅｎ　ｍａｎｌｙ　ｉｎ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅａｓｔ，ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　ａｎｄ　ｓｏｕｔｈ　ｍａｋｉｎｇ　ｕｐ　ａｂｏｕｔ　ｈａｌｆ　ｔｏｔａ１．Ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｂｕｉｌｔ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｄｅｇｒｅｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　Ｗｅｎｃｈｕａｎ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ　ｈａｚａｒｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｒｅａ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｂａｓｉｃａｌｌｙ　ｉｎ　ａｇｒｅｅｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｕａｔｉｔｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ；Ｗｅｎｃｈｕａｎ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒ；Ｍｏｓｔ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｄｅｇｒｅｅ　ｍｅｔｈｏｄ　０前言　地震滑坡是山区和丘陵地带的主要地震次生灾　害，它的发生总是伴随着巨大的损失，特别是中大　型滑坡。２００８年５月１２目四川汶川发生８．０级特　大地震，震区主要以山地、丘陵为主。据统计由　次生地质灾害所造成的损失中有三分之一是由滑坡　造成　¨。它对人类生命和经济等所造成的影响的巨　收稿日期：２０１１－０１．２５　基金项目：甘肃省自然科学基金（１０１０ＲＪＺＡ０１０）；中国地震局兰』、＇Ｉ１地震研究所论著编号：ＬＣ２０１１０３７　作者简介：侯景瑞（１９８４．），男（汉族），吉林人，硕士研究生，主要从事遥感及地理系统在地震滑坡中的应用　增刊　侯景瑞等：汶川地震滑坡与影响因素　３９９　大，使得对于地震滑坡的研究更加受到重视Ｌ２Ｊ。　影像进行几何较正及去噪等处理；其次是地震滑坡　在中国地震烈度表中，地震滑坡作为烈度评价　提取工作，先期主要是在已有经验下提取确定滑坡、　的参考因素之一，但是还缺乏量化的认识。地震滑　标注不确定滑坡，后期则是对于那些不确定的地震　坡的发生是由地质地貌、坡度及烈度等因素共同决　滑坡利用ＤＥＭ叠加及其它资料辅助等综合方法判　定的，所以对于地震滑坡与影响因素的研究对于地　定，得到最终的地震滑坡解译数据；最后，地震滑　震滑坡的量化及作为烈度参考都是十分必要的。本　坡数据与其它数据的叠加分析工作，得到研究区内　文应用ＲＳ／ＧＩＳ针对地震滑坡的影响因素与地震滑　地震滑坡的分布特点和规律及研究区内影响因素对　坡的关系进行相关性研究，建立地震滑坡与影响因　于地震滑坡的控制作用及地震滑坡危险性区划图。　素的量化关系，同时，根据相关性分析结果进行地　震滑坡危险性分析。　３地震滑坡与影响因素的关系　１研究区范围及数据概况　３．１地震滑坡随烈度变化规律　地震滑坡与烈度存在一定的变化关系。通过以　研究区的遥感数据主要来自８景Ａｓｔｅｒ和３景　烈度区为划分单元，对各烈度区内滑坡的频度及不　ＳＰＯＴ遥感影像，此外不还收集整理了其它基础数　同规模滑坡比例进行统计分析。从分析统计结果（表　据和辅助解译资料。遥感影像的分辨率、来源及相　２）可知，随着烈度的增大地震滑坡的频度也随之增　关说明具体情况如表１所示。　大。　表１资料信息　根据表２的统计数据得到图１。从图１（ａ）可　知，面积＜１０　０００　ｍ２的滑坡在各个烈度区的发生频　度几乎是相同的；面积在１０　０Ｏ０～１００　０００　ｍ２的滑　坡则随着烈度的增大发生频度表现出较大幅度的增　大；面积＞１００　０００　ｍ２的滑坡也表现出相似的变化，　本文选取汶川地震烈度Ⅶ～Ⅺ度区作为研究　只是幅度相对较少。如图１（ｂ）所示，从整体上来说　区，包括或者部分包括了北川县、江油市、平武县、　随着地震烈度的增大地震滑坡的发生频度也随之增　青川县、文县、舟曲县、武都区、康县、成县、西　加，其中面积在１０　００Ｏ～１００　０００　ｍ２的地震滑坡在　和县、礼县和宕昌县１２区县。　各个烈度区都是发生频度最大的。　２研究方法　从图１中得知，面积在１０　０００　１００　０００　ｍ　的　地震滑坡在各个烈度区所占比例是最大的，约占总　通过运用遥感及地理信息系统等技术对地震滑　数的６４．２％：随着烈度的增大面积＜１０　０００　ｍ２的地　坡与影响因素进行空间分析，综合研究地震滑坡与　震滑坡所占比例减少，面积在１０　０００　１００　０００　ｍ２　各影响因素单一及综合响应关系，在研究过程中地　震滑坡数据的获得主要通过遥感解译、基础资料辅　的地震滑坡比例增加，在Ｘ度区达到最大，在Ⅺ度　区比例有所回减；而面积＞１００　０００　ｍ２的地震滑坡　助分析及相关分析，其中基础资料包括地形图、地　质图及数字高程影像等有助于辨别地震滑坡的一系　在Ⅶ～Ｘ度区所占比例均在１５％左右，在Ⅺ度区达　到２４％左右。　列数据资料。　在研究的过程中主要包括三个方面的内容：首　通过对研究区地震滑坡数据分烈度统计分析图　先是遥感影像预处理，主要是应用地形图等对遥感　２，得出地震滑坡发生频度与烈度的对应关系：　表２Ⅶ～Ⅺ烈度区滑坡基本统计数据　西北地震学报　铎　第３３卷　ｌｌｌ　。一．　一＼世蜷　日７度　如　皿８度　。　加　＝２　０　互　●　曰９度　．　口１Ｏ度　ｇ　＼＼　　四ｌ１度　馨　蜒　一＜１００００　．　１００００—１０００００　．　＞１０００００　滑坡规模／ｍ　（ａ）滑坡规模与频度　烈度　（ｂ）滑坡频度与烈度的关系　图１地震滑坡频度信息　Ｆｉｇ．１　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　ｆｅｑｕｅｎｃ￣　一方面，也可直观的看出，当距离在０～４０　ｋｍ时　ｖ＝Ｏ．０１３３ｅ。６５３ｘ　尺。＝ｏ．滑坡数量已经占了研究区一半以上，当距离在０～　｝　９８８１　／　１１０　ｋｍ时滑坡数量已经在９０％左右，更说明滑坡主　要集中在距离断裂较近的地方。　．—　７　／　／　■　．　．　９　１Ｏ　１１　１２　６　７　８　地震烈度　图２频度与烈度的关系　Ｆｉｇ．２　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．　Ｙ＝０．０１３３ｘ　ｅ　”　（１）　断距／ｋｍ　】，代表频度，单位为：个／１００　ｋｍ　２　代表烈度。　看出，无论从整体还是从某一规模地震滑坡来　图３　累积滑坡数量与断距的关系　Ｆｉｇ．３　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　讲都与地震烈度呈现较强的相关关系，而且，频度　与烈度的关系都可以用指数方程较好的拟合，公式　（１）对于以后地震烈度评定和地震滑坡灾害分析都　有一定的参考意义。　ｎｄ　ｄｉｓｔａａｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃ　ｆａｕｌｔｓ．　滑坡分布直方图　３．２滑坡与到断裂带距离的关系　汶川地震的发震断层龙门山断裂带是由北川一　映秀断裂、都江堰一和县断裂、理县断裂三条断裂　平行分布的断裂构成，长约５００　ｋｍ，宽约７０　ｋｍ，　走向为ＮＥ—ＳＷ，也是地震地质灾害的密集带。通过　对解译数据的统计可知，在汶川地震中地震引起的　地震滑坡主要发生在北川．青川一线，主要沿龙门山　断裂带分布，并且在越靠近断裂带滑坡数量越多。　图３是一个滑坡数量百分比对于距地震断层距离的　一图４滑坡数量与到断裂的距离的关系　Ｆｉｇ．４　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｏｕｎｔｓ　ｏｆｔｈｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　个累积分布图，可以间接看出曲线的变化速率是　随着距离的增加而减少的，也就是说在距地震断裂　ｎｄ　ｄｉｓｔａａｎｃｅｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃ　ｆａｕｌｔｓ．　由于汶川地震地面破裂主要沿龙门山断裂，所　较近的地方滑坡数量随着距离的衰减的较快的；另　以，在平行和垂直破裂带两个方向滑坡数量的衰减　西北地震学报　第３３卷　表２地震滑坡影响因素及赋值参考　ｌ０定为轻微危险区，１０　＜１４定为中等危险区，　１４＜－－Ｒ＜１９定为严重区，１９　定义为极重危险区。　图７为根据上述方法所得到的危险程度区划图。　１０４’０　０　１０５‘０　０　１０６。０　０　Ｅ　图２地震滑坡危险性区划图　Ｆｉｇ．７　Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ　ｈａｚａｒｄ　ｚｏｎｉｎｇ　ｍａｐ　从图７中可以看出得到的结果与实际情况比较　相符，整体上表现为随着烈度的降低地震滑坡危险　性也随之降低。而在每一个烈度区内地震滑坡在某　些地方密集出现，体现了影响因素对地震滑坡危险　性的控制作用，这与实际的调查结果也是相符的，　基本可以反映出地震滑坡的危险程度分布。本方法　较以前的研究学者不同的是，本文采用的最临近程　度方法以每个因素的最大发生值为基点，以距离基　点的长度进行赋值，而不是以每个因素的值变化区　间梯度性赋值，所以更为合理，更能反映出实际情　况。　将ＲＳ／ＧＩｓ应用到地震滑坡危险性应用分析中，　更有利于对地震滑坡因素进行管理和空间分析，　ＧＩＳ的强大功能也为模型实现提供了最为便利的条　件。从图７中能够看出，通过最临近程度方法得到　的地震滑坡危险性区划图与烈度图比较匹配，也就　是说，通过临近程度方法得到的地震滑坡危险性区　划图可以定量的反映地震烈度信息。作为地震烈度　评定的定量参考因素，其与遥感及地理信息系统的　结合应用对于地震灾害快速评定也有一定的意义。　５结论　基于对研究区滑坡数据与烈度及环境因子关系　的统计分析研究，得到以下几点结论。　（１）地震震级控制着滑坡的总面积，而地震烈　度影响着地震滑坡的空间分布，且随着烈度的衰减　地震滑坡的发生频度无论从整体上还是从某一规模　上都随之减少，呈现出一定的规律性。　（２）地震破裂带对于地震滑坡的分布有较大的　控制作用，地震滑坡主要集中在距离断裂较近的地　方，当距离在０～４０ｋｍ时滑坡数量占了一半以上，　当距离在０～１００　ｋｍ时滑坡数量已经在９０％左右；　在垂直和平行于破裂带的方向滑坡数量衰减速度不　同，在短轴方向滑坡数量随着距离减少的速度较平　行方向快。　（３１地形条件对于地震滑坡的空间分布有较强　的控制作用，分析发现地震滑坡主要发生在２５。～　４０。坡度范围，在高程上主要集中在１．０～１．５　ｋｍ　高程区间。　（４）滑坡的坡向方向与震中和断裂方向的关　系，决定了地震滑坡坡向与密集度的关系，研究表　明，坡向指向震中和垂直于断裂走向的方向地震滑　坡高密度发生。　（５）ＲＳ／ＧＩＳ在地震滑坡空间分布研究中的应用　提高了工作效率，有利于管理和进一步研究。本文　以最临近程度方法进行建模，结合ＧＩＳ及ＶＢＡ脚　本语言，对研究区进行地震滑坡危险性分析取得了　较好的成果，说明本方法在地震滑坡分析中有较好　的精确性和实用性。　［参考文献］　［１】汶川大地震灾情报告［Ｊ］．中国审计，２００８．　［２］陈晓利，叶洪．利用ＧＩＳ进行地震滑坡分析［Ｊ］．山西地震，２００３，２　（１７）：１７．１９．　［３】李秀珍，孔纪名，崔云，等．汶川地震滑坡与地震参数及地质地貌因　素之间的相关关系［Ｊ］．工程地质学报，２０１０，１８（１）：８－１４．　［４］李宏男，肖诗云，霍林生．汶川地震震害调查与启示［Ｊ］．建筑结　构学报，２００８，２９（４）：１０－１９．　［５】王秀英，聂高众，王登伟．汶川地震诱发滑坡与地震动峰值加速度　对应关系研究　．岩石力学与工程学报，２０１０，２９（１）：８２—８９．　［６］梅安新，彭望碌，等．遥感导论［Ｍ】．北京：高等教育出版社，２００１．　［７］彭瑛，等．基于遥感调查的汶川地震极重灾区次生地质灾害分布特征　［Ｊ］．长江流域资源与环境，２０１０，１９（１）：１０７．１１１．　［８】吴玮江，王念秦．甘肃滑坡灾害［Ｊ　．兰州：兰州大学出版社，２００６．　［９］袁中夏，王兰民．意大利南部Ｓａｎ　Ａｒｃａｎｇｅｌｏ市滑坡研究自［Ｊ］．然灾　害学报，２００５，１４（１）：２５．３１．