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地形地貌对滑坡的影响

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:滑坡是斜坡岩土体在自重以及其他动力作用下发生运动的结果,地形地貌与滑坡的关系十分密切,是滑坡形成的主控因素之一。下面分别从地形坡度、地形起伏度、斜坡坡向和斜坡坡形4个方面论述地形地貌对滑坡的影响。统计关系曲线形态整体呈现为近似轴对称的“单峰”型,表明地形起伏度对于滑坡易发程度的非单调性,最为敏感的地形起伏度介于120~160m/km2之间,这一区间具有最高的滑坡空间分布密度。

地形地貌对滑坡的影响

滑坡是斜坡岩土体在自重以及其他动力作用下发生运动的结果,地形地貌与滑坡的关系十分密切,是滑坡形成的主控因素之一。青藏高原东缘地形急变带以高山、中山为主要地貌单元,其中川东和川南红层地区以中低山、丘陵为主。下面分别从地形坡度、地形起伏度、斜坡坡向和斜坡坡形4个方面论述地形地貌对滑坡的影响。

1.地形坡度

坡度能够影响斜坡的应力分布,随着坡度的增大,坡面附近应力卸荷带的范围随之扩大,坡脚应力集中程度随之增高,发生滑坡的概率也相应增高。研究区内的高坡度地形主要分布在白龙江流域、龙门山断裂带、大渡河流域和其他高山峡谷区(图5-1)。

对区内不同坡度区间内的滑坡分布情况进行统计分析,按照5°区间进行坡度分类,然后计算每个坡度区间内的滑坡数量和滑坡密度(图5-2)。结果表明,滑坡分布与地形坡度的关系曲线为类似于正态分布轴对称“单峰”型曲线,滑坡主要集中发育于坡度20°~35°区间内,滑坡高密度区主要集中在坡度25°~40°区间内。地形坡度对滑坡形成的贡献呈非线性关系,即并非地形坡度越大,对应的斜坡就易发生滑坡。虽然坡度影响滑坡启动的动力条件,但是高坡度不利于坡积物、堆积物等滑坡物源的累积,因此滑坡发育密度并非与坡度呈线性关系。

2.地形起伏度

斜坡坡高、坡角及谷底的应力分布状态与坡体变形方式存在密切联系,随着坡高的变化,坡角和谷底的应力状态也会发生显著变化,最终导致斜坡不同部位变形破坏方式的改变。在相同坡度条件下,随着坡高的增大,坡体安全系数减小。

地形起伏度实质代表了区域范围内斜坡相对高差(坡高)的意义,按照1000m×1000m进行邻域空间分析得出研究区地形起伏度的分布结果[图5-1(b)],进而统计分析滑坡空间分布与地形起伏度之间的相关关系(图5-3)。统计关系曲线形态整体呈现为近似轴对称的“单峰”型,表明地形起伏度对于滑坡易发程度的非单调性,最为敏感的地形起伏度介于120~160m/km2之间,这一区间具有最高的滑坡空间分布密度。

图5-1 青藏高原东缘地形急变带地形坡度和地形起伏度分布图

图5-2 滑坡灾害空间分布与地形坡度的关系

图5-3 滑坡灾害空间分布与地形起伏度的关系

3.斜坡坡向

坡向是滑坡的间接致灾因子,它能够影响光照、风向和降雨分布等外界因素,进而影响植被覆盖和岩土体风化等环境因素。把研究区划分为8个方向上的坡向区间,每个坡向区间跨度为22.5°,即北(N,0°~22.5°和337.5°~360°)、北东(NE,22.5°~67.5°)、东(E,67.5°~112.5°)、南东(SE,112.5°~157.5°)、南(S,157.5°~202.5°)、南西(SW,202.5°~247.5°)、西(W,247.5°~292.5°)和北西(NW,292.5°~337.5°),获得各坡向区间的覆盖面积和滑坡数量[图5-4(a)],计算单位面积上的滑坡数量得到坡向区间上的滑坡密度[图5-4(b)]。SE方向上的滑坡数量相对较大,但是各方向上的滑坡密度差异性不大,说明坡向对研究区的滑坡发育分布影响不大。(www.xing528.com)

图5-4 滑坡灾害空间分布与斜坡坡向的关系

4.斜坡坡形

坡形可以影响坡体内的应力状态和地下水分布,进而影响坡体的稳定状态,发生不同类型的滑坡。研究区斜坡坡面几何形态可以划分为5种基本类型:凸形、凹形、阶梯形、直线形和复合形。利用DEM地形数据,按照500m×500m进行栅格邻域均值分析,将结果作为“减图层”,将原始DEM图层作为“被减图层”,两者作差得到区域斜坡凹凸形态的统计图层。区域栅格图层中负值对应凹形坡,0值对应直线形坡,正值对应凸形坡;而最小负值区间对应水系沟谷地形,最大正值区间对应脊状山梁地形;通常绝对的直线形坡分布较少,对于区域统计而言并不具有代表性,因此将区域斜坡分为凹形坡和凸形坡两类。

统计分析滑坡空间分布与坡形之间的相关关系(图5-5),结果表明,优势凸形坡(右侧峰值区)的滑坡敏感程度高于凹形坡(左侧峰值区),滑坡在凹形坡地区的分布面积相比凸形坡地区更大。此外,由于自然斜坡中的绝对直线形坡以及沟谷和山脊分布面积较少,对应位置的滑坡分布也随之较少,反映在统计曲线中,分别对应了“弓形”的中心及两端的低值部分。

图5-5 滑坡空间分布与坡形的关系

(负值表示凹形坡,0值表示直线形坡,正值表示凸形坡。负值越小,坡形越下凹,正值越大,坡形越上凸)

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