蘭州大沙溝流域山洪與泥石流易發(fā)性比較分析

本文格式為Word版，下載可任意編輯—4—蘭州大沙溝流域山洪與泥石流易發(fā)性比較分析15°的山區(qū)，因此將物源啟動(dòng)坡度閾值設(shè)為15°。山洪、泥石流常發(fā)生于溝谷地形[14]，為此引入平面曲率作為識(shí)別溝壑參數(shù)。閾值-2/100m已經(jīng)成功運(yùn)用[10，12]，本文設(shè)-2/100m為平面曲率閾值。上坡匯水面積的閾值選取參考Horton等[12]的研究成果，極端狀況下源區(qū)坡度及上坡匯水面積經(jīng)驗(yàn)關(guān)系見文獻(xiàn)[18]。在進(jìn)行泥石流模擬時(shí)，考慮松散堆積物（滑坡災(zāi)難點(diǎn)）這一潛在物源因素。

根據(jù)Park等[13]、Delmonaco等[14]的研究，本文的流向模型參數(shù)為修正高程dh=4、指數(shù)x=4，慣性權(quán)重模型選用余弦慣性模型。運(yùn)動(dòng)距離模擬選擇SFLM模型，根據(jù)Corominas[20]的研究，延伸角參數(shù)的取值范圍一般為7°～11°，研究區(qū)溝道起伏較緩，延伸角為7°;參考馮尊斌[21]、高喆[22]的研究和相關(guān)歷史資料，將最大速度閾值取為25m/s。

3

易發(fā)性模擬結(jié)果

研究區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)難產(chǎn)生的松散堆積體為泥石流的重要物源，不考慮已有滑坡堆積體，可分析山洪易發(fā)性;反之，為泥石流易發(fā)性分析。

3.1

易發(fā)概率分布

圖3為山洪和泥石流災(zāi)難的易發(fā)概率分布狀況，易發(fā)概率值越大說明易發(fā)性越高。不考慮現(xiàn)存滑坡松散堆積物的狀況（即山洪），其模擬的易發(fā)概率分布見圖3（a）。西側(cè)丘陵區(qū)易發(fā)育小規(guī)模的山洪災(zāi)難，東側(cè)溝谷區(qū)沿主溝存在較大規(guī)模的山洪，結(jié)果顯示山洪區(qū)面積約占整個(gè)研究區(qū)面積的16.34%?？紤]現(xiàn)存不穩(wěn)定邊坡、滑坡等松散堆積物的狀況（即泥石流），其易發(fā)區(qū)明顯擴(kuò)大（見圖3（b））。泥石流易發(fā)區(qū)面積約占整個(gè)研究區(qū)面積的24.68%，東側(cè)溝道兩側(cè)大量的不穩(wěn)定邊坡為泥石流的發(fā)生提供了大量碎屑物源，易發(fā)區(qū)范圍有所增大，向兩側(cè)支溝延伸，易發(fā)性也有所提高。由于南部地區(qū)分布大量小型滑坡，大量碎屑物在山洪的基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成泥石流災(zāi)難，因此該區(qū)域的山洪、泥石流易發(fā)性差異最為顯著。

3.2

易發(fā)等級(jí)分布

在易發(fā)概率分布圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)自然斷點(diǎn)法將易發(fā)概率分為3級(jí)：高易發(fā)區(qū)（>0.1），中易發(fā)區(qū)（0.1～0.01），低易發(fā)區(qū)（10°的地區(qū)，高、低易發(fā)等級(jí)的分布狀況與之相反。分析其原因，主要是泥石流的形成需要更多的碎屑物源，而高傾角坡面往往分布有相對(duì)失穩(wěn)的松散物，與實(shí)際狀況基本吻合。

平面曲率是識(shí)別溝谷的有效地貌要素[24]。由圖5（d）可知，由于凹地形具有較好的匯流作用，因此災(zāi)難更多分布在該區(qū)域。敏感性分析說明平面曲率對(duì)滾動(dòng)性較強(qiáng)的山洪影響相對(duì)較小，而泥石流黏度較大，簡(jiǎn)單形成局部淤積，因此平面曲率為（0，1）的谷底局部隆起地形也發(fā)育有一定規(guī)模的山洪和泥石流。山洪中碎屑物質(zhì)稀少，滾動(dòng)性較強(qiáng)，在平坦區(qū)其滾動(dòng)路徑更廣闊，是平坦區(qū)域山洪各級(jí)易發(fā)區(qū)比一致易發(fā)等級(jí)的泥石流占對(duì)比大的主要原因。另外，平面曲率為（0，1）的近平坦突起區(qū)泥石流高易發(fā)區(qū)的占比（23.70%）大于山洪高易發(fā)區(qū)占比（21.74%），可作為泥石流滾動(dòng)性相對(duì)較差、造成局部淤積現(xiàn)象的又一有效佐證（見圖6（d））。

綜上所述，在一致降雨條件下，眾多影響因素中，削坡切坡等工程活動(dòng)造成的不穩(wěn)定巖土體對(duì)泥石流易發(fā)性的影響遠(yuǎn)大于巖土體固有力學(xué)強(qiáng)度的影響，同時(shí)也是造成泥石流和山洪災(zāi)難易發(fā)區(qū)分布差異的重要原因。

5

結(jié)

論

（1）Flow-R模型是一種基于GIS的重力災(zāi)難易發(fā)性評(píng)價(jià)模型，其最大特點(diǎn)是無(wú)須大量繁雜的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該模型可以較好地模擬評(píng)價(jià)研究區(qū)山洪和泥石流的易發(fā)性，且對(duì)繁雜地形的適應(yīng)性較好。

（2）模擬結(jié)果顯示，山洪高易發(fā)區(qū)主要位于西側(cè)丘陵區(qū)，而泥石流高易發(fā)區(qū)主要分布在東側(cè)溝谷區(qū)沿主溝兩側(cè)。分析高程、坡度、平面曲率、巖性4個(gè)要素的敏感性，發(fā)現(xiàn)山洪滾動(dòng)性較強(qiáng)，易發(fā)區(qū)分布受平面曲率影響較小，其Iavel<1。

（3）研究區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)對(duì)巖土體的擾動(dòng)帶來大量潛