年龙陵地震诱发滑坡的影响因子敏感性分析pdf

北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本),2008年第2期,2008206230

Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis On Line First ,N o.2,June 30,2008

论文编号(Paper C ode ):pkuxbw2008024　http :ΠΠ

中国地震局地质研究所基本科研业务专项(DF 2IG CE A 206082223)资助项目收稿日期:2008201207;修回日期:2008204217

1976年龙陵地震诱发滑坡的影响因子敏感性分析

陈晓利

1,

　冉洪流1　祁生文

2

1

中国地震局地质研究所,北京100029;2中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029;

E 2mail :04chxl @

摘要　基于前人的研究和龙陵地震滑坡的调查资料,选取了地层岩性、断裂、地震烈度、震中距、地形坡度、坡向、高程、水系等8个因子作为1976年龙陵地震诱发滑坡的影响因子。利用GIS 强大的空间分析能力,结合滑坡确定性系数(CF )的方法,对1976年龙陵地震诱发滑坡的诸影响因子进行敏感性分析,确定了该区域内各因子最利于地震滑坡发育的数值区间,为进一步区域地震滑坡稳定性评价奠定基础。关键词　地震滑坡;确定性系数(CF );GIS;敏感性分析;空间分析中图分类号　P315

Triggering F actors Susceptibility of E arthquake 2I nduced

Landslides in 1976Longling E arthquake

CHE N X iaoli

1,

,RAN H ongliu 1,QI Sheng wen

2

1

Institute of G eology ,China Earthquake Administration ,Beijing 100029;2

Institute of G eology and G eophysics ,

Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100029;

E 2mail :04chxl @

Abstract Based on GIS ,the susceptibility of earthquake 2induced landslide triggering factors of Longling Earthquake in 1976is analyzed by means of the slope certainty factors (CF ).The factors contributing the landslide occurrence include lithology ,faults ,earthquake intensity ,epicenter distance ,slope angle ,slope aspect ,elevation ,river etc.The results show that different factor contribution to landslide is due to its value ,and the m ost numerical intervals of each factor which are inclined to landslides are determined.This w ork is the basement for further study of earthquake 2induced landslide susceptibility analysis.K ey w ords earthquake 2induced landslide ;certainty factor (CF );GIS;susceptibility analysis ;spatial analysis

地震滑坡是一种常见的地震次生灾害形式,以其巨大的致灾力引起人们的广泛关注。在山岳地区,强烈地震诱发的滑坡、崩塌等灾害具有量大、面广的特点,造成的损失往往超过地震本身。自20世纪60年代始,地震滑坡的研究得到各国科研工作者的重视,在研究方法上经历了从定性分析到半定量、定量分析的发展,出现了以工程地质法、概率统计法、斜坡稳定性分析、有限元法等为代表的多种定性、定量的方法,取得了一系列重要的研究成果[1217]。

事实上,对于任何一种地震滑坡稳定性评价的方法,确定诱发地震滑坡失稳的潜在因素是一个重要的基本步骤。已有的研究成果表明,影响地震滑坡形成的自然因素很多,从历史地震滑坡发生的数量、分布范围、活动规模都直接反映了地层岩性、地形地貌、现存新老滑坡以及有关地震动力环境对地震诱发滑坡的控制作用。地震滑坡是一个非常复杂的非线性动态系统,不同区域、不同构造背景下,各个因素所起的作用各不相同。在这种情况下,采用的分析模型将会使结果产生很大的误差,甚至出现不合理的结果。要想获得较好的预测结果,需要在模型中仅输入那些对滑坡的发生具有显著影响作用的因子。因此,地震滑坡因素敏感性分析是提高地

震滑坡危险性预测准确性的前提条件[2,3]

。

确定性系数CF(certainty factor)方法作为一个概率函数,最早由Shortlife和Buchanan[18]提出,由Heckerman[19]加以改进,用来分析影响某一事件发生的各因素的敏感性。兰恒星等[2,3]及周翠英等[5]将CF方法成功应用到某一地区区域性滑坡的因素敏感性分析之中。K eefer[11]、丁彦慧等[20222]、王余庆等[23]及辛鸿博等[10]则在地震滑坡的空间预测方面做了大量工作。然而关于地震滑坡影响因素敏感性分析的研究却很缺乏。

1976年5月29日,在云南省龙陵、潞西一带发生了713级和714级两次强烈地震,造成了严重的地表破坏,产生了大量的滑坡、崩塌。震后的调查表明,该区的地震滑坡的分布有一定的规律可循。我们通过对前人资料的收集和实地调查,确定了龙陵地震滑坡的主要影响因子。但是仅仅依靠主要影响因子进行斜坡地震稳定性评价是不够的,还需要对各个因子的敏感性进行研究,为精确评价斜坡稳定性评价奠定基础。基于此,本文在利用GIS强大的空间分析能力,结合CF分析方法,对龙陵地震滑坡各影响因素的敏感性进行了研究,这对该区进一步的地震滑坡危险性预测具有重要意义。

1　龙陵地区地质环境研究

1976年5月29日,在云南省龙陵、潞西一带发生了两组强烈地震,第一组发生在20点23分,最大震级713级,震中位置为北纬24°22′,东经98°38′,震源深度20km,这次大震在龙陵县朝阳公社一带和平达公社一带形成了两个极震区,最高烈度分别为Ⅸ强和Ⅸ;第二组发生在22点00分,最大震级714级,震中位置为北纬24°33′,东经98°45′,震源深度20km,这次大震在镇安盆地和金竹坪形成两个极震区,最高烈度均为Ⅸ[4]①。两组地震产生了4个宏观震中,均造成了严重的地表破坏,引发了大量的滑坡和崩塌。本文的研究范围为9815°—9910°E,2412°—2419°N,涵盖了此次地震诱发的所有滑坡。图1为该区的地质概况图。

本研究区位于澜沧江大断裂以西的滇西地区,是我国西南地区的一个新构造活动单元,属于藏滇地槽褶皱系横断山褶皱带的一部分。它是喜马拉雅地震带向南拐弯后的南延部分,处于印度洋板块与亚欧板块接触带的东侧。在印度洋板块向北推挤作用下,本区构造运动强烈,地震频繁。此次地震发生在由西侧北东向龙陵2瑞丽断裂,东侧北北西2南北向怒江断裂,和南侧北东东向畹町2落虎山断裂所围成的三角形断块内部[4]。

震区地层按岩性可分为4大类:花岗岩、沉积岩、变质岩和第四纪玄武岩类。花岗岩类以中、粗粒及斑状结构为主,新鲜基岩坚硬,表层为全风化花岗岩,完全丧失原岩石物理性。垂直剖面结构,0～215m由石英砂、砾石及少量粘土物质及腐植质组成之粉砂土层,土质松散,植被发育;215～40m为花岗岩强风化壳,孔隙度较大;风化壳以下为花岗岩基岩。上述结构特征是造成震区90%以上崩塌性滑坡在花岗岩区集中分布的重要原因之一①。

震区地貌垂直方向的层次十分鲜明,总的地势特征东高西低。区内可分出高度不等的6级夷平面,高程自上而下分别为1000,1530～1600,1800, 2000,2200m和大于2400m。夷平面表现为高差小于100m的平缓波状准平原,但面积不宽,比较零碎,且往往以断裂为其边界。震区内构造盆地一般低于周围夷平面100m左右,其高程随夷平面的高程不同而变化,分布明显受到北北东2南东和北东向断裂控制。水系分属于怒江、龙川江流域,各支流的坡降较大,达60‰～280‰,谷坡坡度多在35°～48°,为滑坡的形成创造了良好的临空面和底床条件①。

在3条主干断裂围限的主震极震区还发育有一系列次一级的规模较小的断层,分别是北北西2南北向、北东2北东东向、北北东和北西向(见图1),其中以前两组最为发育。这些较小的“断层带”表现为相互交切的网格状构造形式,地貌上表现为山岭间广泛发育山间盆地的格局,这里正好是地震能触发的浅层崩塌性滑坡群集中发育的地方(图1)[4]①。

2　地震滑坡影响因子的确定及其敏感性分析的CF方法

根据前人的研究[1224],地震滑坡灾害的影响因子主要包括岩性、地震烈度、震中距、断裂、水系、坡度、坡向和高程等8个主要因子,各个因子具体的分组结果见表1。为了进行影响因子的敏感性分析,我们采用了CF方法[2,5]。

应用确定性系数CF进行地震滑坡影响因子的敏感性分析和危险性区划时,我们引入如下假定:地

　pkuxbw2008024陈晓利等:1976年龙陵地震诱发滑坡的影响因子敏感性分析　

①四川省地理研究所.一九七六年五月二十九日龙陵地震滑坡调查报告.1976