岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性:特征、因素與評(píng)估_第1頁(yè)
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岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性:特征、因素與評(píng)估一、引言1.1研究背景與意義岷江上游壽江流域,地處長(zhǎng)江支流岷江上游,其重要性不言而喻。壽江,俗稱壽溪河,源出汶川縣和大邑縣之交界處大塘山,全長(zhǎng)65公里左右,從三江口到漩口長(zhǎng)約25公里,在漩口匯入岷江。該流域地理位置獨(dú)特,處于青藏高原東緣地形陡變帶內(nèi),是成都平原的重要水源地,也是長(zhǎng)江的重要支流區(qū)域,對(duì)維持區(qū)域生態(tài)平衡和水資源合理利用起著關(guān)鍵作用。然而,該流域地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,地震頻發(fā),巖體破碎,生態(tài)環(huán)境十分脆弱。加之流域內(nèi)地形起伏大,溝谷縱橫,地表遭受強(qiáng)烈侵蝕切割,為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了有利的地形條件。受大氣降水、地震以及人類工程活動(dòng)等因素的影響,崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。例如,在暴雨季節(jié),短時(shí)間內(nèi)大量降水滲入地下,增加了巖土體的重量和孔隙水壓力,降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度,從而容易引發(fā)滑坡和泥石流災(zāi)害;而地震的發(fā)生則會(huì)使巖體結(jié)構(gòu)遭到破壞,產(chǎn)生大量的松散巖土體,為后續(xù)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供物質(zhì)基礎(chǔ)。這些災(zāi)害不僅對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞,還極大地威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全,阻礙了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行深入分析具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)準(zhǔn)確評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性,可以為該流域的防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)。一方面,有助于提前制定針對(duì)性的防治措施,如在高危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)志、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警、實(shí)施工程治理等,從而有效減少災(zāi)害發(fā)生時(shí)可能造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失;另一方面,對(duì)于合理規(guī)劃區(qū)域發(fā)展,如土地利用規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)布局等,具有重要的指導(dǎo)作用,能夠避免在地質(zhì)災(zāi)害高危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行不合理的開(kāi)發(fā)建設(shè),降低未來(lái)可能面臨的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析作為地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的重要研究方向,長(zhǎng)期以來(lái)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。國(guó)外在該領(lǐng)域的研究起步較早,20世紀(jì)60年代以前,研究主要集中在地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)以及災(zāi)害機(jī)理方面,重點(diǎn)剖析災(zāi)害的活動(dòng)過(guò)程與形成原因。隨著時(shí)間的推移,70年代之后,由于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率和造成的損失不斷增加,研究領(lǐng)域逐漸拓展到災(zāi)害評(píng)估以及重點(diǎn)災(zāi)害類型的分析。例如,美國(guó)加利福尼亞MenloPark地質(zhì)調(diào)查局的EarlE.Brabb在1986年率先將GIS技術(shù)應(yīng)用于加利福尼亞SanMateo地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害研究,充分利用了GIS的數(shù)據(jù)處理、數(shù)字繪圖及數(shù)據(jù)管理等功能,為后續(xù)的研究提供了新的思路和方法。此后,各國(guó)學(xué)者不斷探索,將GIS技術(shù)與統(tǒng)計(jì)模型、遙感技術(shù)等相結(jié)合,應(yīng)用于滑坡、泥石流、地震等多種地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)與分析。如印度Roorkee大學(xué)地球科學(xué)系的R.P.GUPTA和B.C.JOSHI在1990年運(yùn)用GIS方法對(duì)喜馬拉雅山麓的RamgangaCatchment地區(qū)進(jìn)行滑坡災(zāi)害危險(xiǎn)性分析,基于多源數(shù)據(jù)集,利用GIS的存儲(chǔ)、更新、網(wǎng)格化、空間疊加功能,成功得到反映每個(gè)地區(qū)權(quán)重總和的綜合圖件,進(jìn)而勾繪出滑坡災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)。國(guó)內(nèi)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的研究也取得了豐碩的成果。早期主要是對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的類型、分布特征等進(jìn)行調(diào)查和總結(jié),為后續(xù)的深入研究奠定基礎(chǔ)。近年來(lái),隨著科技的不斷進(jìn)步,國(guó)內(nèi)學(xué)者積極引入先進(jìn)的技術(shù)手段,如地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)等“3S”技術(shù),以及大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù),在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析方面取得了顯著進(jìn)展。在滑坡災(zāi)害研究中,通過(guò)建立滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)模型,結(jié)合地形地貌、巖土體性質(zhì)、水文地質(zhì)等多源數(shù)據(jù),利用GIS的空間分析功能,對(duì)滑坡災(zāi)害的危險(xiǎn)性進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估。在泥石流災(zāi)害研究中,運(yùn)用RS技術(shù)獲取泥石流溝的地形地貌、物源分布等信息,結(jié)合氣象數(shù)據(jù),通過(guò)建立泥石流災(zāi)害預(yù)警模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)泥石流災(zāi)害的提前預(yù)警。然而,當(dāng)前針對(duì)岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析的研究仍存在一定的局限性。一方面,雖然已有研究對(duì)該流域的地質(zhì)災(zāi)害類型和分布有了一定的認(rèn)識(shí),但在地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)制的深入研究上還存在不足,對(duì)于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震活動(dòng)、地形地貌、氣象條件以及人類工程活動(dòng)等多種因素相互作用下的地質(zhì)災(zāi)害演化過(guò)程,尚未形成全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。另一方面,在危險(xiǎn)性分析方法上,雖然多種技術(shù)手段被應(yīng)用,但不同方法之間的融合和優(yōu)化還不夠完善,導(dǎo)致分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性有待進(jìn)一步提高。例如,在利用GIS技術(shù)進(jìn)行危險(xiǎn)性分區(qū)時(shí),如何合理選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)和權(quán)重,以及如何有效整合多源數(shù)據(jù),仍然是需要解決的問(wèn)題。此外,對(duì)于該流域地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)研究相對(duì)較少,難以滿足實(shí)時(shí)防災(zāi)減災(zāi)的需求。針對(duì)現(xiàn)有研究的不足,本文將在研究中著重創(chuàng)新。在研究?jī)?nèi)容上,深入剖析岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)制,綜合考慮多種因素的耦合作用,構(gòu)建更加全面準(zhǔn)確的地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)制模型。在研究方法上,優(yōu)化多種技術(shù)手段的融合應(yīng)用,引入機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等人工智能算法,對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析,提高地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析的精度和可靠性。加強(qiáng)對(duì)該流域地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)研究,建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體系和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型,為防災(zāi)減災(zāi)提供更加及時(shí)有效的決策支持。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本文深入剖析岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性,從多個(gè)關(guān)鍵層面展開(kāi)系統(tǒng)研究。在地質(zhì)災(zāi)害類型與分布特征研究方面,通過(guò)全面收集整理該流域地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)資料,涵蓋歷史災(zāi)害記錄、實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)以及遙感影像解譯成果等,精準(zhǔn)識(shí)別出崩塌、滑坡、泥石流等主要地質(zhì)災(zāi)害類型。運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù),對(duì)這些災(zāi)害在空間上的分布進(jìn)行詳細(xì)分析,揭示其分布規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),該流域內(nèi)的滑坡災(zāi)害多集中于地形起伏較大、巖土體穩(wěn)定性較差的區(qū)域;泥石流災(zāi)害則主要發(fā)生在溝谷縱橫、植被覆蓋度較低且降水集中的地段。對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害形成的影響因素,從自然因素與人為因素兩方面進(jìn)行深入探究。自然因素層面,詳細(xì)分析新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性的影響,研究發(fā)現(xiàn)該流域處于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍區(qū)域,斷裂構(gòu)造發(fā)育,巖體破碎,為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了地質(zhì)基礎(chǔ);地形地貌方面,流域內(nèi)地形起伏大,高差懸殊,溝谷深切,這種地形條件使得巖土體在重力作用下容易失穩(wěn);氣象條件也是重要影響因素,暴雨、強(qiáng)降雨等極端天氣事件增加了巖土體的含水量,降低其抗剪強(qiáng)度,從而誘發(fā)滑坡、泥石流等災(zāi)害。人為因素方面,重點(diǎn)研究人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞,如不合理的工程開(kāi)挖、切坡等行為,改變了巖土體的原始應(yīng)力狀態(tài),增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn);大規(guī)模的植被破壞導(dǎo)致水土流失加劇,也為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了物質(zhì)條件。在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方面,基于前期對(duì)災(zāi)害類型、分布及影響因素的研究,選取坡度、坡向、地層巖性、降雨量、地震動(dòng)峰值加速度、植被覆蓋度、工程活動(dòng)強(qiáng)度等多種評(píng)估指標(biāo)。運(yùn)用層次分析法(AHP)確定各指標(biāo)的權(quán)重,結(jié)合GIS的空間分析功能,構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型。通過(guò)該模型對(duì)流域內(nèi)不同區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行定量計(jì)算,將危險(xiǎn)性劃分為低、較低、中等、較高、高五個(gè)等級(jí),并繪制地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)圖。針對(duì)研究結(jié)果,提出具有針對(duì)性的地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策。對(duì)于高危險(xiǎn)區(qū)域,建議加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警,建立專業(yè)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn),運(yùn)用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù),如全球定位系統(tǒng)(GPS)、合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(InSAR)等,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),并通過(guò)多種渠道向當(dāng)?shù)鼐用癜l(fā)布預(yù)警信息。工程治理方面,根據(jù)不同地質(zhì)災(zāi)害類型,采取相應(yīng)的治理措施,如對(duì)于滑坡災(zāi)害,可采用抗滑樁、擋土墻等工程措施進(jìn)行加固;對(duì)于泥石流災(zāi)害,可修建攔砂壩、排導(dǎo)槽等進(jìn)行防治。在區(qū)域規(guī)劃方面,建議合理調(diào)整土地利用規(guī)劃,避免在高危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行大規(guī)模的開(kāi)發(fā)建設(shè),加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)和修復(fù),提高區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性。1.3.2研究方法本文綜合運(yùn)用多種研究方法,以確保研究的全面性和科學(xué)性。文獻(xiàn)研究法是基礎(chǔ),通過(guò)廣泛查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料,包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、研究報(bào)告、地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)范等,全面了解岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害的研究現(xiàn)狀、已有的研究成果以及存在的問(wèn)題。對(duì)這些文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析,為后續(xù)研究提供理論支持和研究思路,明確研究的重點(diǎn)和方向。實(shí)地調(diào)查法是獲取一手資料的重要途徑。深入岷江上游壽江流域,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)勘查。采用地質(zhì)羅盤、GPS等儀器,測(cè)量地質(zhì)災(zāi)害體的位置、規(guī)模、形態(tài)等參數(shù);觀察災(zāi)害體的巖土體特征、結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況等;調(diào)查周邊地形地貌、水文地質(zhì)條件以及人類工程活動(dòng)狀況。與當(dāng)?shù)鼐用襁M(jìn)行交流,了解歷史上地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生情況、危害程度以及防治措施的實(shí)施效果。通過(guò)實(shí)地調(diào)查,獲取了豐富的第一手資料,為后續(xù)的分析和研究提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。GIS技術(shù)分析是本文研究的關(guān)鍵技術(shù)手段。利用GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理和分析功能,對(duì)收集到的地質(zhì)、地形、氣象、災(zāi)害等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和處理。通過(guò)建立數(shù)字高程模型(DEM),提取流域的地形地貌特征,如坡度、坡向、地形起伏度等;將地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的空間位置信息與其他數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析,研究地質(zhì)災(zāi)害與各影響因素之間的空間關(guān)系;運(yùn)用空間插值方法,將離散的氣象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)的面狀數(shù)據(jù),以便更準(zhǔn)確地分析降雨等氣象因素對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響。通過(guò)GIS技術(shù)分析,實(shí)現(xiàn)了對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的定量評(píng)估和可視化表達(dá),直觀地展示了流域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性分布情況。層次分析法(AHP)用于確定地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重。該方法將復(fù)雜的決策問(wèn)題分解為多個(gè)層次,通過(guò)兩兩比較的方式確定各層次元素的相對(duì)重要性,從而構(gòu)建判斷矩陣。利用數(shù)學(xué)方法對(duì)判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算,得到各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重值。通過(guò)層次分析法,能夠客觀、科學(xué)地確定各指標(biāo)在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估中的重要程度,為構(gòu)建準(zhǔn)確的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型提供依據(jù)。二、岷江上游壽江流域概況2.1自然地理?xiàng)l件2.1.1地形地貌岷江上游壽江流域整體呈現(xiàn)出高山峽谷的地貌特征。該流域地處青藏高原東緣地形陡變帶內(nèi),地勢(shì)起伏顯著,地形高差懸殊。流域內(nèi)山峰林立,海拔多在3000米以上,部分高峰甚至超過(guò)4000米,而河谷地區(qū)海拔相對(duì)較低,一般在1000-2000米之間,地形高差可達(dá)2000米以上。這種巨大的地形高差使得流域內(nèi)地形起伏劇烈,山坡陡峭,溝谷深切,為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生創(chuàng)造了有利的地形條件。從坡度方面來(lái)看,流域內(nèi)大部分區(qū)域坡度較陡,許多山坡坡度超過(guò)30°,部分區(qū)域甚至達(dá)到60°以上。陡峭的坡度使得巖土體在重力作用下容易產(chǎn)生下滑力,當(dāng)下滑力超過(guò)巖土體的抗滑力時(shí),就容易引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。在強(qiáng)降雨或地震等因素的影響下,陡坡上的巖土體更容易失穩(wěn),導(dǎo)致滑坡災(zāi)害的發(fā)生概率大幅增加。流域內(nèi)溝谷縱橫交錯(cuò),這些溝谷大多呈V字形或U字形,溝谷深度和寬度不一。溝谷的存在不僅增加了地形的復(fù)雜性,還為泥石流等災(zāi)害的發(fā)生提供了通道和地形條件。在暴雨季節(jié),大量雨水迅速匯聚到溝谷中,形成強(qiáng)大的洪流,攜帶大量的泥沙、石塊等固體物質(zhì),容易引發(fā)泥石流災(zāi)害。2.1.2氣象水文壽江流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),夏季受來(lái)自海洋的暖濕氣流影響,降水豐富;冬季受大陸冷氣團(tuán)控制,降水相對(duì)較少。年平均降水量在800-1200毫米之間,但降水分布極不均勻,主要集中在5-10月,這期間的降水量占全年降水量的80%以上,且多以暴雨形式出現(xiàn)。短時(shí)間內(nèi)的高強(qiáng)度降雨,如小時(shí)降雨量超過(guò)50毫米的暴雨事件,會(huì)使巖土體迅速飽和,增加孔隙水壓力,降低巖土體的抗剪強(qiáng)度,從而極易誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。流域內(nèi)氣溫變化也較為明顯,年平均氣溫在10-15℃之間,夏季氣溫較高,最高可達(dá)30℃以上,冬季氣溫較低,最低可降至0℃以下。氣溫的劇烈變化,尤其是晝夜溫差較大,會(huì)導(dǎo)致巖石發(fā)生物理風(fēng)化作用,使巖石破碎,產(chǎn)生大量的松散巖土體,為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供物質(zhì)基礎(chǔ)。壽江作為岷江上游的主要支流,其水系較為發(fā)達(dá),除了壽江干流外,還有眾多支流如正河、黑石江等。河流的水位變化受降水和季節(jié)性因素影響顯著,在雨季時(shí),水位迅速上漲,河流流量增大,對(duì)河岸的沖刷作用增強(qiáng),容易導(dǎo)致河岸崩塌;在枯水期,水位下降,河岸巖土體的干濕交替變化,也會(huì)降低巖土體的穩(wěn)定性,增加地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。河流的流速在不同地段也有所差異,在峽谷地段,由于河道狹窄,水流湍急,流速可達(dá)每秒數(shù)米,強(qiáng)大的水流沖擊力會(huì)對(duì)河床和河岸造成侵蝕,破壞巖土體的穩(wěn)定性;在較為開(kāi)闊的河谷地段,流速相對(duì)較慢,但泥沙淤積現(xiàn)象較為明顯,這也會(huì)改變河道形態(tài)和河岸的穩(wěn)定性,間接影響地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。2.1.3地層巖性壽江流域出露的地層較為復(fù)雜,從老到新主要有前震旦系、震旦系、寒武系、奧陶系、二疊系、三疊系以及第四系等。不同地層的巖石類型和巖性特征各異,其抗風(fēng)化、抗侵蝕能力也存在較大差異,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有著不同程度的影響。前震旦系主要為變質(zhì)巖,巖石經(jīng)歷了強(qiáng)烈的變質(zhì)作用,礦物結(jié)晶程度高,巖石結(jié)構(gòu)致密,抗風(fēng)化、抗侵蝕能力較強(qiáng),一般情況下發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性相對(duì)較小。但在長(zhǎng)期的地質(zhì)作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響下,巖石中也會(huì)產(chǎn)生一些節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面,這些結(jié)構(gòu)面會(huì)降低巖石的整體性和強(qiáng)度,在一定條件下也可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。震旦系、寒武系和奧陶系地層主要由砂巖、頁(yè)巖、灰?guī)r等沉積巖組成。砂巖的顆粒結(jié)構(gòu)使其具有一定的透水性,在飽水狀態(tài)下,其強(qiáng)度會(huì)有所降低;頁(yè)巖質(zhì)地較軟,抗風(fēng)化能力弱,容易發(fā)生風(fēng)化破碎,形成松散的巖土體,為滑坡、泥石流等災(zāi)害提供物源;灰?guī)r在地下水的溶蝕作用下,容易形成喀斯特地貌,導(dǎo)致地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。二疊系和三疊系地層中,除了沉積巖外,還分布有火山巖和侵入巖?;鹕綆r的巖石結(jié)構(gòu)和成分復(fù)雜,其抗風(fēng)化、抗侵蝕能力因巖石類型而異。一些火山巖氣孔發(fā)育,強(qiáng)度較低,容易遭受風(fēng)化破壞;侵入巖如花崗巖等,巖石堅(jiān)硬,抗風(fēng)化能力較強(qiáng),但在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響下,巖體中會(huì)產(chǎn)生斷裂、節(jié)理等構(gòu)造形跡,這些構(gòu)造面會(huì)破壞巖體的完整性,增加地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)。第四系地層主要為松散堆積物,包括殘積層、坡積層、洪積層等。這些松散堆積物結(jié)構(gòu)松散,顆粒間的黏聚力較小,在重力、降雨、地震等因素作用下,極易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,是壽江流域地質(zhì)災(zāi)害的主要物源之一。2.2地質(zhì)構(gòu)造背景岷江上游壽江流域處于青藏高原東緣的構(gòu)造帶上,大地構(gòu)造位置特殊,處于松潘-甘孜褶皺帶、西秦嶺造山帶以及龍門山構(gòu)造帶的結(jié)合部位。該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,斷裂、褶皺等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁,對(duì)巖體穩(wěn)定性產(chǎn)生了深刻影響,與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生密切相關(guān)。在斷裂構(gòu)造方面,流域內(nèi)存在多條斷裂帶,如岷江斷裂、虎牙斷裂等。這些斷裂帶的活動(dòng)歷史悠久,且在近期仍有不同程度的活動(dòng)跡象。岷江斷裂是區(qū)域內(nèi)的主要斷裂之一,呈北西-南東走向,貫穿整個(gè)流域。其斷裂活動(dòng)具有明顯的階段性,在歷史上曾引發(fā)多次強(qiáng)烈地震,如1933年茂縣疊溪7.5級(jí)地震,就是由岷江斷裂的強(qiáng)烈活動(dòng)導(dǎo)致的。斷裂活動(dòng)使得巖體結(jié)構(gòu)遭到破壞,巖石破碎,形成大量的構(gòu)造裂隙和破碎帶。這些破碎帶降低了巖體的強(qiáng)度和完整性,使得巖土體在重力、降雨、地震等因素作用下,更容易發(fā)生變形和破壞,從而為崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和地質(zhì)條件。褶皺構(gòu)造在流域內(nèi)也較為發(fā)育,主要表現(xiàn)為緊閉褶皺和寬緩褶皺。褶皺的存在改變了地層的原始產(chǎn)狀,使得巖層發(fā)生彎曲和變形。在褶皺的軸部和翼部,巖石受力集中,容易產(chǎn)生節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面,進(jìn)一步破壞巖體的穩(wěn)定性。緊閉褶皺的軸部巖層擠壓強(qiáng)烈,巖石破碎程度高,是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)區(qū)域。在暴雨或地震等觸發(fā)因素作用下,褶皺軸部的破碎巖體容易發(fā)生崩塌和滑坡災(zāi)害。區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)還導(dǎo)致了山體應(yīng)力的重新分布。在構(gòu)造應(yīng)力作用下,巖體內(nèi)部產(chǎn)生了復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài),當(dāng)應(yīng)力超過(guò)巖體的強(qiáng)度極限時(shí),巖體就會(huì)發(fā)生破裂和變形。長(zhǎng)期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得山體內(nèi)部的應(yīng)力積累和釋放不斷交替,進(jìn)一步加劇了巖體的破碎和不穩(wěn)定。這種應(yīng)力狀態(tài)的變化不僅影響了巖土體的物理力學(xué)性質(zhì),還增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)流域地質(zhì)災(zāi)害的影響尤為顯著。自晚第三紀(jì)上新世(N2)以來(lái),該區(qū)域至少經(jīng)歷了五次較大的構(gòu)造變動(dòng),新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成的區(qū)域性地殼抬升使河谷深切,山谷間高差加大,增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展的勢(shì)能。地殼的抬升使得河流下切作用增強(qiáng),導(dǎo)致河谷坡度變陡,巖土體在重力作用下更容易失穩(wěn)。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)還使得斜坡巖體結(jié)構(gòu)面更加發(fā)育,巖層支離破碎,增加了泥石流等災(zāi)害的物源儲(chǔ)量。三、岷江上游壽江流域常見(jiàn)地質(zhì)災(zāi)害類型及特征3.1滑坡3.1.1滑坡的定義與形成機(jī)制滑坡是一種較為常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類型,指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動(dòng)、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象?;碌漠a(chǎn)生通常是內(nèi)因和外因共同作用的結(jié)果。從內(nèi)因來(lái)看,巖土體的自身重力是滑坡發(fā)生的基本動(dòng)力,滑坡體上下巖土層性質(zhì)的差異也至關(guān)重要。如壽江流域內(nèi),上部為松散的第四系堆積物,下部為相對(duì)堅(jiān)硬的基巖,這種巖性差異使得在一定條件下,上部松散堆積物容易沿基巖面滑動(dòng)。巖土體的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造也影響滑坡的發(fā)生,節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面的存在,會(huì)降低巖土體的整體性和強(qiáng)度,增加滑坡的可能性。外因方面,地下水位的變動(dòng)是一個(gè)重要因素。當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí),巖土體飽水,重量增加,孔隙水壓力增大,有效應(yīng)力減小,抗剪強(qiáng)度降低,容易引發(fā)滑坡。地表水運(yùn)動(dòng),特別是河流的沖刷作用,會(huì)破壞斜坡的穩(wěn)定性。在壽江流域,河流對(duì)河岸的沖刷,使得河岸斜坡的坡腳被掏空,上部巖土體失去支撐,從而導(dǎo)致滑坡發(fā)生。地震是誘發(fā)滑坡的最強(qiáng)烈因素之一。在地震作用下,山體受到強(qiáng)烈震動(dòng),巖土體結(jié)構(gòu)被破壞,產(chǎn)生大量裂縫,增加了滑坡的發(fā)生概率。如2008年汶川地震,岷江上游壽江流域受到強(qiáng)烈影響,地震引發(fā)了大量滑坡災(zāi)害,許多山體在地震的震動(dòng)下瞬間失穩(wěn),大量巖土體順坡下滑,掩埋了道路、房屋等,造成了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。人類不合理的生產(chǎn)活動(dòng)也對(duì)滑坡的發(fā)生產(chǎn)生影響。在壽江流域,不合理的工程開(kāi)挖、切坡等行為,改變了斜坡的原始形態(tài)和應(yīng)力狀態(tài),使得斜坡的穩(wěn)定性降低。在山坡上進(jìn)行切坡建房,破壞了山體的自然平衡,增加了滑坡的風(fēng)險(xiǎn);大規(guī)模的工程建設(shè),如修建公路、鐵路等,開(kāi)挖山體,產(chǎn)生大量的棄土棄渣,如果處置不當(dāng),堆放在斜坡上,也會(huì)增加斜坡的荷載,引發(fā)滑坡。3.1.2壽江流域滑坡的分布特征壽江流域內(nèi)滑坡的空間分布呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性,與地形地貌、地層巖性等因素密切相關(guān)。在地形地貌方面,滑坡多發(fā)生在地形起伏較大的區(qū)域。流域內(nèi)高山峽谷地貌顯著,坡度較陡的山坡是滑坡的高發(fā)地段。在坡度大于30°的山坡上,滑坡發(fā)生的頻率明顯增加,這是因?yàn)槎盖偷钠露仁沟脦r土體在重力作用下更容易產(chǎn)生下滑力,當(dāng)下滑力超過(guò)巖土體的抗滑力時(shí),就容易引發(fā)滑坡。如在壽江支流正河沿岸的一些山坡,坡度達(dá)到40°以上,歷史上多次發(fā)生滑坡災(zāi)害。溝谷地帶也是滑坡的常見(jiàn)分布區(qū)域。溝谷的存在使得地形更加復(fù)雜,水流匯聚,對(duì)溝谷兩岸的巖土體沖刷作用增強(qiáng),降低了巖土體的穩(wěn)定性。同時(shí),溝谷兩側(cè)的山坡往往由于受到水流的侵蝕和切割,坡體結(jié)構(gòu)較為破碎,為滑坡的發(fā)生提供了條件。在壽江流域的一些溝谷中,如黑水河溝谷,兩側(cè)山坡上分布著多個(gè)滑坡體,這些滑坡體在暴雨等因素的觸發(fā)下,容易再次活動(dòng),對(duì)溝谷內(nèi)的居民和基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成威脅。從地層巖性來(lái)看,滑坡與巖土體的性質(zhì)密切相關(guān)。壽江流域內(nèi)出露的地層中,第四系松散堆積物和一些軟弱的沉積巖分布區(qū)域是滑坡的主要發(fā)生區(qū)域。第四系松散堆積物結(jié)構(gòu)松散,顆粒間的黏聚力較小,在重力、降雨等因素作用下,極易發(fā)生滑動(dòng)。頁(yè)巖、泥巖等軟弱沉積巖,抗風(fēng)化能力弱,容易風(fēng)化破碎,形成松散的巖土體,為滑坡提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在寒武系和奧陶系地層中的頁(yè)巖分布區(qū),滑坡現(xiàn)象較為普遍,這些頁(yè)巖在長(zhǎng)期的風(fēng)化和水的作用下,變得破碎松軟,一旦遇到強(qiáng)降雨等觸發(fā)因素,就容易引發(fā)滑坡。3.1.3典型滑坡案例分析以2008年汶川地震誘發(fā)的壽江流域某滑坡事件為例,該滑坡位于壽江右岸,地處映秀鎮(zhèn)附近。地震發(fā)生時(shí),該區(qū)域受到強(qiáng)烈震動(dòng),山體瞬間失穩(wěn),引發(fā)大規(guī)?;?。滑坡發(fā)生過(guò)程如下:地震波的強(qiáng)烈震動(dòng)使得山體內(nèi)部的巖土體結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,產(chǎn)生大量裂縫。隨著震動(dòng)的持續(xù),裂縫不斷擴(kuò)展和貫通,將山體分割成多個(gè)大小不一的巖土體塊。在重力作用下,這些巖土體塊開(kāi)始順坡向下滑動(dòng),最初滑動(dòng)速度較慢,但隨著滑動(dòng)距離的增加和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,滑動(dòng)速度逐漸加快,形成一股強(qiáng)大的滑坡體洪流,裹挾著大量的土石沖向山下。該滑坡規(guī)模巨大,滑坡體長(zhǎng)約800米,平均寬度約500米,厚度在10-30米之間,估算滑坡體積達(dá)到1000-1500萬(wàn)立方米。滑坡發(fā)生后,造成了嚴(yán)重的危害?;麦w掩埋了山腳下的村莊,導(dǎo)致數(shù)十名村民遇難,大量房屋被摧毀;附近的公路被掩埋,交通中斷,給抗震救災(zāi)和后續(xù)的恢復(fù)重建工作帶來(lái)了極大困難;滑坡還阻斷了壽江的一條支流,形成了小型堰塞湖,對(duì)下游地區(qū)的安全構(gòu)成了潛在威脅。誘發(fā)該滑坡的主要因素是汶川地震的強(qiáng)烈震動(dòng)。地震產(chǎn)生的地震波使得山體巖土體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生急劇變化,超過(guò)了巖土體的強(qiáng)度極限,導(dǎo)致巖土體失穩(wěn)。該區(qū)域的地形地貌和地層巖性也為滑坡的發(fā)生提供了條件。滑坡所在區(qū)域地形坡度較陡,平均坡度達(dá)到40°左右,為滑坡的滑動(dòng)提供了勢(shì)能條件;地層巖性主要為寒武系的頁(yè)巖和砂巖互層,頁(yè)巖的軟弱特性使得巖土體整體穩(wěn)定性較差,在地震作用下容易發(fā)生破壞和滑動(dòng)。3.2崩塌3.2.1崩塌的定義與形成機(jī)制崩塌是指較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動(dòng)、堆積在坡腳(或溝谷)的地質(zhì)現(xiàn)象。崩塌的形成機(jī)制較為復(fù)雜,涉及多個(gè)方面的因素。地形條件是崩塌發(fā)生的重要基礎(chǔ)。在壽江流域,高陡的斜坡為崩塌提供了勢(shì)能條件。當(dāng)斜坡高度大于30米,坡度大于45°時(shí),崩塌發(fā)生的可能性顯著增加。流域內(nèi)許多山坡坡度超過(guò)60°,這種陡峭的地形使得巖土體在重力作用下處于不穩(wěn)定狀態(tài),稍有外界因素觸發(fā),就容易發(fā)生崩塌。斜坡的外部形狀也對(duì)崩塌有影響,上緩下陡的凸坡和凹凸不平的陡坡,更容易引發(fā)崩塌。在壽江流域的一些山谷地段,山坡呈現(xiàn)凸坡形態(tài),上部巖土體在重力作用下對(duì)下部的壓力較大,當(dāng)下部巖土體的支撐力不足時(shí),就容易導(dǎo)致上部巖土體失穩(wěn)崩塌。巖性條件與崩塌密切相關(guān)。堅(jiān)硬的巖石,如厚層石灰?guī)r、花崗巖、砂巖等,雖然具有較大的抗剪強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力,但在長(zhǎng)期的地質(zhì)作用和外界因素影響下,一旦斜坡穩(wěn)定性遭到破壞,也會(huì)產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象。由軟硬互層構(gòu)成的陡峻斜坡,如壽江流域內(nèi)常見(jiàn)的砂頁(yè)巖互層、石灰?guī)r與泥灰?guī)r互層等,由于差異風(fēng)化,斜坡外形凹凸不平,更容易產(chǎn)生崩塌。頁(yè)巖、泥灰?guī)r等軟弱巖石,抗風(fēng)化能力弱,容易風(fēng)化破碎,形成松散的巖土體,在重力作用下容易發(fā)生墜落和剝落,進(jìn)而引發(fā)崩塌。地質(zhì)構(gòu)造是崩塌形成的關(guān)鍵因素之一。各種構(gòu)造面,如節(jié)理、裂隙、層面、斷層等,對(duì)坡體進(jìn)行切割、分離,為崩塌的形成提供了脫離體(山體)的邊界條件。坡體中的裂隙越發(fā)育,就越容易產(chǎn)生崩塌。在壽江流域,受到新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,巖體中節(jié)理、裂隙較為發(fā)育,這些結(jié)構(gòu)面降低了巖體的完整性和強(qiáng)度,使得巖土體在重力、地震等因素作用下,容易沿著這些結(jié)構(gòu)面發(fā)生崩塌。與坡體延伸方向近乎平行的陡傾角構(gòu)造面,最有利于崩塌的形成,在這種構(gòu)造面的影響下,巖土體更容易從母體上脫離,發(fā)生崩塌。除了上述地質(zhì)條件外,外界因素也會(huì)誘發(fā)崩塌。地震是引發(fā)崩塌的強(qiáng)烈因素之一,地震引起坡體晃動(dòng),破壞坡體平衡,從而誘發(fā)坡體崩塌。一般烈度大于7度以上的地震都會(huì)誘發(fā)大量崩塌,在壽江流域,歷史上的地震事件曾引發(fā)多處山體崩塌。融雪、降雨,特別是大暴雨和長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)降雨,使地表水滲入坡體,軟化巖土及其中軟弱面,產(chǎn)生孔隙水壓力,從而誘發(fā)崩塌。在壽江流域的雨季,強(qiáng)降雨過(guò)后,常常會(huì)出現(xiàn)小型崩塌現(xiàn)象。地表沖刷、浸泡,如河流等地表水體不斷地沖刷邊腳,也能誘發(fā)崩塌。人類不合理的活動(dòng),如開(kāi)挖坡腳、地下采空、水庫(kù)蓄水、泄水等改變坡體原始平衡狀態(tài)的行為,都會(huì)增加崩塌的風(fēng)險(xiǎn)。3.2.2壽江流域崩塌的分布特征壽江流域內(nèi)崩塌的分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性,與地形地貌、巖性等因素密切相關(guān)。從地形地貌角度來(lái)看,崩塌主要分布在河流兩岸的高陡邊坡、峽谷地段以及孤立山嘴或凹形陡坡等區(qū)域。河流的下切和側(cè)蝕作用,使得河岸邊坡不斷變陡,巖土體穩(wěn)定性降低,容易發(fā)生崩塌。在壽江及其支流的河岸,由于長(zhǎng)期受到水流的沖刷,許多邊坡坡度陡峭,崩塌現(xiàn)象較為常見(jiàn)。峽谷地段地形高差大,山坡陡峭,巖土體在重力作用下容易失穩(wěn),也是崩塌的高發(fā)區(qū)域。孤立山嘴或凹形陡坡,由于巖土體受力不均勻,更容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致崩塌發(fā)生。在巖性方面,崩塌多發(fā)生在由堅(jiān)硬性脆的巖石構(gòu)成的斜坡上,如花崗巖、石灰?guī)r、砂巖等。這些巖石在地質(zhì)作用下,容易產(chǎn)生節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面,當(dāng)受到外界因素影響時(shí),結(jié)構(gòu)面進(jìn)一步擴(kuò)展,導(dǎo)致巖體破碎,從而引發(fā)崩塌。由軟硬互層構(gòu)成的斜坡,由于差異風(fēng)化,也容易發(fā)生崩塌。在壽江流域,寒武系和奧陶系地層中的砂巖、頁(yè)巖互層區(qū)域,崩塌現(xiàn)象相對(duì)較多,頁(yè)巖的軟弱特性使得巖體整體穩(wěn)定性較差,在風(fēng)化、降雨等因素作用下,容易發(fā)生崩塌。3.2.3典型崩塌案例分析以壽江流域某公路沿線的崩塌事件為例,該崩塌發(fā)生在一段山區(qū)公路的邊坡處。該邊坡為花崗巖體,坡度約為60°,高度在50米左右。崩塌發(fā)生的原因主要有以下幾點(diǎn):長(zhǎng)期的風(fēng)化作用使得花崗巖體表面產(chǎn)生了大量的節(jié)理和裂隙,降低了巖體的完整性和強(qiáng)度;事發(fā)前連續(xù)多日的強(qiáng)降雨,使雨水滲入巖體裂隙中,增加了巖體的重量,同時(shí)產(chǎn)生的靜水壓力和動(dòng)水壓力進(jìn)一步破壞了巖體的穩(wěn)定性;公路建設(shè)過(guò)程中,對(duì)邊坡進(jìn)行了開(kāi)挖,改變了邊坡的原始形態(tài)和應(yīng)力狀態(tài),使得邊坡的穩(wěn)定性降低。崩塌發(fā)生過(guò)程如下:在強(qiáng)降雨的作用下,巖體裂隙中的水量不斷增加,壓力逐漸增大。隨著壓力的積累,巖體中的裂隙不斷擴(kuò)展和貫通,將巖體分割成多個(gè)大小不一的巖塊。最終,在重力作用下,這些巖塊突然從邊坡上崩落,滾落的巖塊相互碰撞、翻滾,形成一股強(qiáng)大的崩塌體洪流,沖向公路。該崩塌造成了嚴(yán)重的危害,崩塌體掩埋了部分公路,導(dǎo)致交通中斷,過(guò)往車輛無(wú)法通行;崩塌過(guò)程中產(chǎn)生的飛石對(duì)附近的行人、車輛造成了威脅,造成了一定的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失;崩塌還對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成了破壞,大量的巖土體堆積在坡腳,破壞了植被,加劇了水土流失。針對(duì)該崩塌事件,采取了一系列防治措施。在工程治理方面,對(duì)崩塌邊坡進(jìn)行了卸載處理,減輕了邊坡的荷載;在坡腳設(shè)置了擋土墻,增強(qiáng)了坡體的穩(wěn)定性;對(duì)巖體裂隙進(jìn)行了灌漿處理,填充了裂隙,提高了巖體的整體性。加強(qiáng)了監(jiān)測(cè)預(yù)警,在崩塌區(qū)域周邊設(shè)置了位移、地聲等監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)坡體的變形情況,一旦發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào),通知相關(guān)人員撤離。還對(duì)公路沿線的居民和過(guò)往車輛駕駛員進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)宣傳教育,提高了他們的防災(zāi)意識(shí)和自救能力。3.3泥石流3.3.1泥石流的定義與形成機(jī)制泥石流是一種特殊的地質(zhì)災(zāi)害,是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑、地形險(xiǎn)峻的地區(qū),因?yàn)楸┯?、暴雪或其他自然?zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。其形成機(jī)制涉及物源、水源和地形等多個(gè)關(guān)鍵要素,這些要素相互作用,共同促成了泥石流的發(fā)生。豐富的固體松散物質(zhì)是泥石流形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。壽江流域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,斷裂、褶皺等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁,使得巖體破碎,為泥石流提供了大量的松散物源。在壽江流域內(nèi),由于地震、風(fēng)化等作用,山體巖石破碎,形成大量的碎屑物質(zhì),這些碎屑物質(zhì)在山坡上堆積,成為泥石流的潛在物源。流域內(nèi)的滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害也會(huì)產(chǎn)生大量的松散巖土體,進(jìn)一步增加了泥石流的物源儲(chǔ)量。在一些滑坡體的下方,堆積著大量的土石,這些土石在后續(xù)的降雨等因素作用下,很容易參與到泥石流的形成過(guò)程中。充足的水源是觸發(fā)泥石流的重要條件。壽江流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),降水豐富,且多集中在5-10月,多以暴雨形式出現(xiàn)。短時(shí)間內(nèi)的高強(qiáng)度降雨,如小時(shí)降雨量超過(guò)50毫米的暴雨事件,會(huì)使大量雨水迅速匯聚,為泥石流的發(fā)生提供強(qiáng)大的動(dòng)力。在壽江流域的一些溝谷地區(qū),一旦遭遇暴雨,溝谷內(nèi)的水流迅速增大,能夠攜帶大量的泥沙、石塊等物質(zhì),從而引發(fā)泥石流。流域內(nèi)的積雪融化以及水庫(kù)、河流等水體的潰決也可能成為泥石流的水源。在春季氣溫回升時(shí),山區(qū)的積雪融化,形成的水流與山坡上的松散物質(zhì)混合,也有可能引發(fā)泥石流。特殊的地形地貌為泥石流的發(fā)生提供了有利的地形條件。壽江流域高山峽谷地貌顯著,溝谷縱橫,地形高差大,山坡陡峭。這種地形使得水流能夠迅速匯集,并且在重力作用下具有較大的勢(shì)能,能夠推動(dòng)大量的固體物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。溝谷的形態(tài)和坡度對(duì)泥石流的形成和運(yùn)動(dòng)也有重要影響。狹窄且坡度較陡的溝谷,水流速度快,能夠攜帶更多的固體物質(zhì),更容易引發(fā)泥石流。在壽江流域的一些V字形溝谷中,水流在溝谷內(nèi)匯聚后,流速急劇增加,能夠?qū)瞎葍?nèi)的泥沙、石塊等物質(zhì)快速搬運(yùn),形成泥石流。物源、水源和地形等因素相互作用,共同促成了泥石流的形成。在強(qiáng)降雨條件下,大量雨水滲入山坡上的松散巖土體中,使其飽水,重量增加,抗剪強(qiáng)度降低,從而引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,這些災(zāi)害產(chǎn)生的松散物質(zhì)進(jìn)一步增加了泥石流的物源。同時(shí),降雨形成的地表徑流在溝谷中匯聚,形成強(qiáng)大的水流,將這些松散物質(zhì)攜帶而下,形成泥石流。地震等因素也會(huì)破壞山體結(jié)構(gòu),增加松散物源,同時(shí)可能引發(fā)水庫(kù)潰決等,為泥石流的發(fā)生提供水源和動(dòng)力,進(jìn)一步加劇泥石流的形成和發(fā)展。3.3.2壽江流域泥石流的分布特征壽江流域內(nèi)泥石流的分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性,與降水、地形、松散物質(zhì)等因素密切相關(guān)。降水是影響泥石流分布的重要因素之一。壽江流域降水集中在5-10月,且多暴雨,這期間是泥石流的高發(fā)期。在降水較多的區(qū)域,如流域內(nèi)的東南部地區(qū),年降水量可達(dá)1200毫米以上,泥石流發(fā)生的頻率相對(duì)較高。暴雨的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間對(duì)泥石流的發(fā)生也有顯著影響。當(dāng)短時(shí)間內(nèi)降雨量超過(guò)一定閾值時(shí),如小時(shí)降雨量超過(guò)50毫米,日降雨量超過(guò)100毫米,就容易引發(fā)泥石流。在2018年7月,壽江流域東南部地區(qū)遭遇暴雨,日降雨量達(dá)到150毫米,引發(fā)了多處泥石流災(zāi)害,對(duì)當(dāng)?shù)氐慕煌?、農(nóng)田等造成了嚴(yán)重破壞。地形地貌對(duì)泥石流的分布起著關(guān)鍵作用。泥石流主要分布在溝谷地帶,尤其是溝谷狹窄、坡度較陡的區(qū)域。壽江流域內(nèi)高山峽谷地貌顯著,溝谷縱橫,這些溝谷為泥石流的形成和運(yùn)動(dòng)提供了通道和地形條件。在坡度大于30°的溝谷中,泥石流發(fā)生的可能性明顯增加,因?yàn)槎盖偷钠露仁沟盟魉俣瓤?,能夠攜帶更多的固體物質(zhì)。在壽江的一些支流溝谷中,如正河溝谷,溝谷狹窄,兩側(cè)山坡陡峭,坡度達(dá)到40°以上,歷史上多次發(fā)生泥石流災(zāi)害。松散物質(zhì)的分布也影響著泥石流的分布。壽江流域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,巖體破碎,滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生,產(chǎn)生了大量的松散物質(zhì),這些松散物質(zhì)為泥石流的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在滑坡、崩塌等災(zāi)害多發(fā)區(qū)域,如河流兩岸、山坡等,泥石流的分布也相對(duì)集中。在壽江流域的一些河流兩岸,由于受到河流沖刷和山體滑坡的影響,堆積了大量的松散巖土體,這些區(qū)域在降雨條件下容易發(fā)生泥石流。3.3.3典型泥石流案例分析以2013年7月壽江流域某溝谷發(fā)生的泥石流事件為例,該溝谷位于壽江上游,溝谷長(zhǎng)度約5公里,平均寬度約200米,溝谷坡度在35°-45°之間。泥石流發(fā)生前,該地區(qū)遭遇了連續(xù)多日的強(qiáng)降雨,累計(jì)降雨量達(dá)到200毫米以上,大量雨水滲入地下,使得山坡上的巖土體飽水,抗剪強(qiáng)度降低,引發(fā)了多處滑坡和崩塌,為泥石流的發(fā)生提供了豐富的物源。泥石流發(fā)生過(guò)程如下:強(qiáng)降雨形成的地表徑流在溝谷中迅速匯聚,水流速度不斷加快。隨著水流的沖刷,溝谷內(nèi)的松散巖土體被逐漸卷入水流中,形成了一股強(qiáng)大的泥石流。泥石流沿著溝谷向下游快速流動(dòng),流速達(dá)到每秒5-8米,其攜帶的石塊直徑最大可達(dá)1米以上,沖擊力巨大。此次泥石流規(guī)模較大,泥石流總量估計(jì)達(dá)到50-80萬(wàn)立方米,泥石流沖出溝口后,堆積在下游的農(nóng)田和道路上,堆積厚度在1-3米之間,掩埋了大量的農(nóng)田和農(nóng)作物,導(dǎo)致農(nóng)田無(wú)法耕種;沖毀了多條鄉(xiāng)村道路,交通中斷,給當(dāng)?shù)鼐用竦某鲂泻臀镔Y運(yùn)輸帶來(lái)了極大困難;還對(duì)溝谷下游的一座小型橋梁造成了嚴(yán)重破壞,橋梁橋墩被沖毀,橋面坍塌,影響了河流兩岸的交通聯(lián)系。針對(duì)此次泥石流災(zāi)害,采取了一系列防治措施。在工程治理方面,在溝谷上游修建了攔砂壩,攔截泥石流中的固體物質(zhì),減少下游的泥石流災(zāi)害規(guī)模;在溝谷下游修建了排導(dǎo)槽,引導(dǎo)泥石流沿著預(yù)定的方向流動(dòng),避免其對(duì)重要設(shè)施和居民區(qū)造成破壞。加強(qiáng)了監(jiān)測(cè)預(yù)警,建立了氣象監(jiān)測(cè)站和泥石流監(jiān)測(cè)點(diǎn),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨情況和溝谷內(nèi)的水位、流速等參數(shù),一旦發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào),通知當(dāng)?shù)鼐用癯冯x。還對(duì)溝谷周邊的居民進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)宣傳教育,提高了他們的防災(zāi)意識(shí)和自救能力,如教授居民在泥石流發(fā)生時(shí)如何正確逃生,向泥石流溝兩側(cè)的高處跑等。四、影響岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害的因素4.1內(nèi)在因素4.1.1地層巖性地層巖性是控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要內(nèi)在因素之一,不同巖性的巖石具有不同的抗風(fēng)化、抗侵蝕能力,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生起著關(guān)鍵的控制作用。壽江流域出露的地層從老到新較為復(fù)雜,不同地層的巖石類型和巖性特征各異。前震旦系主要為變質(zhì)巖,巖石經(jīng)歷了強(qiáng)烈的變質(zhì)作用,礦物結(jié)晶程度高,巖石結(jié)構(gòu)致密,抗風(fēng)化、抗侵蝕能力較強(qiáng)。一般情況下,在沒(méi)有強(qiáng)烈外力作用或特殊地質(zhì)條件下,發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性相對(duì)較小。但長(zhǎng)期的地質(zhì)作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可能會(huì)在變質(zhì)巖中產(chǎn)生節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面,這些結(jié)構(gòu)面會(huì)降低巖石的整體性和強(qiáng)度,當(dāng)受到降雨、地震等因素影響時(shí),也可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。震旦系、寒武系和奧陶系地層主要由砂巖、頁(yè)巖、灰?guī)r等沉積巖組成。砂巖的顆粒結(jié)構(gòu)使其具有一定的透水性,在飽水狀態(tài)下,其強(qiáng)度會(huì)有所降低。當(dāng)砂巖地區(qū)遭遇強(qiáng)降雨時(shí),雨水滲入砂巖孔隙中,增加了巖石的重量,同時(shí)孔隙水壓力增大,有效應(yīng)力減小,巖石的抗剪強(qiáng)度降低,容易導(dǎo)致巖體失穩(wěn),進(jìn)而引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。頁(yè)巖質(zhì)地較軟,抗風(fēng)化能力弱,容易發(fā)生風(fēng)化破碎。在壽江流域,頁(yè)巖地區(qū)的風(fēng)化作用較為強(qiáng)烈,風(fēng)化后的頁(yè)巖形成大量的松散巖土體,這些松散巖土體在重力、降雨等因素作用下,極易滑動(dòng),為滑坡、泥石流等災(zāi)害提供了豐富的物源?;?guī)r在地下水的溶蝕作用下,容易形成喀斯特地貌??λ固氐孛仓械娜芏?、地下河等會(huì)削弱巖石的承載能力,導(dǎo)致地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。在壽江流域的一些灰?guī)r分布區(qū)域,由于地下水的長(zhǎng)期溶蝕作用,地面塌陷現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,對(duì)當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施和居民安全造成了威脅。二疊系和三疊系地層中,除了沉積巖外,還分布有火山巖和侵入巖?;鹕綆r的巖石結(jié)構(gòu)和成分復(fù)雜,其抗風(fēng)化、抗侵蝕能力因巖石類型而異。一些火山巖氣孔發(fā)育,強(qiáng)度較低,容易遭受風(fēng)化破壞。這類火山巖在風(fēng)化作用下,巖石逐漸破碎,形成松散的顆粒,增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)。侵入巖如花崗巖等,巖石堅(jiān)硬,抗風(fēng)化能力較強(qiáng)。但在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響下,花崗巖體中會(huì)產(chǎn)生斷裂、節(jié)理等構(gòu)造形跡,這些構(gòu)造面會(huì)破壞巖體的完整性,使得巖體在外界因素作用下更容易發(fā)生破裂和變形,增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。第四系地層主要為松散堆積物,包括殘積層、坡積層、洪積層等。這些松散堆積物結(jié)構(gòu)松散,顆粒間的黏聚力較小,在重力、降雨、地震等因素作用下,極易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。在壽江流域的山坡和溝谷地帶,第四系松散堆積物廣泛分布,這些區(qū)域在暴雨季節(jié),由于雨水的沖刷和浸泡,松散堆積物容易滑動(dòng),形成滑坡和泥石流災(zāi)害。4.1.2地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造對(duì)岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有著深遠(yuǎn)的影響,斷裂、褶皺等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破壞了巖體結(jié)構(gòu),為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生創(chuàng)造了條件。岷江上游壽江流域處于青藏高原東緣的構(gòu)造帶上,大地構(gòu)造位置特殊,斷裂構(gòu)造發(fā)育。流域內(nèi)存在多條斷裂帶,如岷江斷裂、虎牙斷裂等。這些斷裂帶的活動(dòng)歷史悠久,且在近期仍有不同程度的活動(dòng)跡象。斷裂活動(dòng)使得巖體結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,巖石破碎,形成大量的構(gòu)造裂隙和破碎帶。在斷裂帶附近,巖體的完整性被破壞,強(qiáng)度大幅降低。當(dāng)受到降雨、地震等因素影響時(shí),這些破碎的巖體容易發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。如1933年茂縣疊溪7.5級(jí)地震,就是由岷江斷裂的強(qiáng)烈活動(dòng)導(dǎo)致的。此次地震引發(fā)了大量的滑坡和崩塌災(zāi)害,山體瞬間崩塌,大量巖土體滑落,堵塞岷江形成堰塞湖,給當(dāng)?shù)貛?lái)了巨大的災(zāi)難。褶皺構(gòu)造在流域內(nèi)也較為發(fā)育,主要表現(xiàn)為緊閉褶皺和寬緩褶皺。褶皺的存在改變了地層的原始產(chǎn)狀,使得巖層發(fā)生彎曲和變形。在褶皺的軸部和翼部,巖石受力集中,容易產(chǎn)生節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面,進(jìn)一步破壞巖體的穩(wěn)定性。緊閉褶皺的軸部巖層擠壓強(qiáng)烈,巖石破碎程度高,是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)區(qū)域。在暴雨或地震等觸發(fā)因素作用下,褶皺軸部的破碎巖體容易發(fā)生崩塌和滑坡災(zāi)害。當(dāng)褶皺的翼部巖層傾向與山坡傾向一致時(shí),在重力作用下,巖層容易沿著層面滑動(dòng),增加了滑坡發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)還導(dǎo)致了山體應(yīng)力的重新分布。在構(gòu)造應(yīng)力作用下,巖體內(nèi)部產(chǎn)生了復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài),當(dāng)應(yīng)力超過(guò)巖體的強(qiáng)度極限時(shí),巖體就會(huì)發(fā)生破裂和變形。長(zhǎng)期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得山體內(nèi)部的應(yīng)力積累和釋放不斷交替,進(jìn)一步加劇了巖體的破碎和不穩(wěn)定。這種應(yīng)力狀態(tài)的變化不僅影響了巖土體的物理力學(xué)性質(zhì),還增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)。在壽江流域的一些山區(qū),由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的應(yīng)力變化,巖體出現(xiàn)了大量的裂縫,這些裂縫在降雨等因素的作用下,進(jìn)一步擴(kuò)大和貫通,最終引發(fā)了滑坡災(zāi)害。4.2外在因素4.2.1氣象條件氣象條件是誘發(fā)岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害的重要外在因素之一,其中降水和氣溫的變化對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生起著關(guān)鍵作用。降水是觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要因素之一。壽江流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),年平均降水量在800-1200毫米之間,但降水分布極不均勻,主要集中在5-10月,這期間的降水量占全年降水量的80%以上,且多以暴雨形式出現(xiàn)。短時(shí)間內(nèi)的高強(qiáng)度降雨,如小時(shí)降雨量超過(guò)50毫米的暴雨事件,會(huì)使大量雨水迅速滲入地下,增加巖土體的重量,同時(shí)產(chǎn)生孔隙水壓力,降低巖土體的抗剪強(qiáng)度,從而極易誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。當(dāng)降水量達(dá)到一定閾值時(shí),如日降水量超過(guò)100毫米,就會(huì)使山體巖土體飽水,抗滑力減小,滑坡發(fā)生的可能性大幅增加。在壽江流域的一些山區(qū),每逢暴雨季節(jié),常常會(huì)發(fā)生滑坡和泥石流災(zāi)害,對(duì)當(dāng)?shù)氐慕煌?、農(nóng)田和居民生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。降水的持續(xù)時(shí)間也對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生產(chǎn)生影響。長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)降雨,會(huì)使巖土體長(zhǎng)時(shí)間處于飽水狀態(tài),導(dǎo)致巖土體強(qiáng)度持續(xù)降低,增加地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。連續(xù)降雨72小時(shí)以上,巖土體的抗剪強(qiáng)度會(huì)降低20%-30%,從而使原本穩(wěn)定的斜坡變得不穩(wěn)定,容易引發(fā)滑坡等災(zāi)害。氣溫變化對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生也有一定影響。壽江流域年平均氣溫在10-15℃之間,夏季氣溫較高,最高可達(dá)30℃以上,冬季氣溫較低,最低可降至0℃以下,晝夜溫差較大。氣溫的劇烈變化,尤其是晝夜溫差較大,會(huì)導(dǎo)致巖石發(fā)生物理風(fēng)化作用。在白天,巖石受熱膨脹,夜晚冷卻收縮,這種反復(fù)的脹縮作用會(huì)使巖石表面產(chǎn)生裂縫,隨著時(shí)間的推移,裂縫不斷擴(kuò)展,巖石逐漸破碎,產(chǎn)生大量的松散巖土體,為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供物質(zhì)基礎(chǔ)。在高海拔地區(qū),氣溫較低,巖石中的水分凍結(jié)膨脹,也會(huì)導(dǎo)致巖石破碎,增加地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。4.2.2人類工程活動(dòng)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,岷江上游壽江流域的人類工程活動(dòng)日益頻繁,這些活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成了不同程度的破壞,成為誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要外在因素。不合理的工程開(kāi)挖是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的常見(jiàn)人類活動(dòng)之一。在壽江流域,為了修建公路、鐵路、房屋等基礎(chǔ)設(shè)施,常常進(jìn)行大規(guī)模的工程開(kāi)挖。在山區(qū)進(jìn)行公路建設(shè)時(shí),切坡、填方等工程活動(dòng)改變了山體的原始形態(tài)和應(yīng)力狀態(tài),使得斜坡的穩(wěn)定性降低。當(dāng)切坡角度過(guò)大,超過(guò)了巖土體的穩(wěn)定坡度時(shí),就容易引發(fā)滑坡和崩塌災(zāi)害。在壽江流域的一些公路沿線,由于切坡不當(dāng),多次發(fā)生滑坡災(zāi)害,導(dǎo)致公路中斷,影響交通通行。工程堆載也是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的因素之一。在工程建設(shè)過(guò)程中,大量的棄土棄渣如果隨意堆放在斜坡上,會(huì)增加斜坡的荷載,改變斜坡的應(yīng)力分布,從而引發(fā)滑坡等災(zāi)害。在一些建筑施工場(chǎng)地,將棄土堆放在山坡上,堆土高度過(guò)高,且未進(jìn)行有效的防護(hù)措施,在降雨等因素的作用下,棄土堆發(fā)生滑動(dòng),引發(fā)了滑坡災(zāi)害,對(duì)下方的房屋和人員造成了威脅。水電工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響也不容忽視。在壽江流域,修建了多座水電站,水庫(kù)蓄水后,水位上升,庫(kù)岸巖土體長(zhǎng)期浸泡在水中,強(qiáng)度降低,容易發(fā)生滑坡和崩塌。水庫(kù)水位的頻繁變化,會(huì)使庫(kù)岸巖土體產(chǎn)生干濕循環(huán),進(jìn)一步降低巖土體的穩(wěn)定性。水庫(kù)蓄水還可能引發(fā)庫(kù)岸的地下水位上升,增加孔隙水壓力,導(dǎo)致滑坡等災(zāi)害的發(fā)生。在壽江流域的某水庫(kù),蓄水后庫(kù)岸出現(xiàn)了多處滑坡和崩塌現(xiàn)象,對(duì)水庫(kù)的安全運(yùn)行和周邊居民的安全造成了隱患。礦產(chǎn)資源開(kāi)采也會(huì)對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成破壞,引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。在壽江流域,一些小型礦山存在不合理的開(kāi)采方式,如過(guò)度開(kāi)采、亂采濫挖等,導(dǎo)致山體巖石破碎,地下采空區(qū)增多,引發(fā)地面塌陷、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。地下采空區(qū)的存在,使得上方巖土體失去支撐,在重力作用下容易發(fā)生塌陷和崩塌。在壽江流域的一些礦產(chǎn)開(kāi)采區(qū),由于長(zhǎng)期過(guò)度開(kāi)采,出現(xiàn)了大面積的地面塌陷,房屋開(kāi)裂,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈蜕a(chǎn)。五、岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估5.1評(píng)估指標(biāo)體系的建立5.1.1選取評(píng)估指標(biāo)為了準(zhǔn)確評(píng)估岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性,本研究從多個(gè)關(guān)鍵方面選取評(píng)估指標(biāo),全面涵蓋了地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣象條件以及人類工程活動(dòng)等對(duì)地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生重要影響的因素。地形地貌因素是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要基礎(chǔ)條件,其對(duì)災(zāi)害的影響主要體現(xiàn)在坡度、坡向、地形起伏度和溝谷密度等方面。坡度直接影響巖土體的穩(wěn)定性,坡度越大,巖土體在重力作用下越容易失穩(wěn),發(fā)生滑坡、崩塌等災(zāi)害的可能性也就越大。通過(guò)對(duì)壽江流域的實(shí)地調(diào)查和數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)坡度大于30°的區(qū)域,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率明顯增加。坡向則影響著陽(yáng)光照射和降水分布,進(jìn)而影響巖土體的干濕狀態(tài)和風(fēng)化程度。陽(yáng)坡由于光照充足,風(fēng)化作用相對(duì)較強(qiáng),巖土體穩(wěn)定性可能較差;而陰坡則相對(duì)濕潤(rùn),巖土體飽水后抗剪強(qiáng)度降低,也容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。地形起伏度反映了區(qū)域內(nèi)地形的變化程度,起伏度越大,說(shuō)明地形越復(fù)雜,巖土體所受的應(yīng)力分布也越不均勻,增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。溝谷密度與泥石流等災(zāi)害密切相關(guān),溝谷是泥石流的主要通道,溝谷密度越大,泥石流發(fā)生的概率和規(guī)??赡芫驮酱?。地層巖性是控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)在關(guān)鍵因素。不同的地層巖性具有不同的物理力學(xué)性質(zhì),其抗風(fēng)化、抗侵蝕能力以及強(qiáng)度等特性對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生起著決定性作用。壽江流域出露的地層復(fù)雜多樣,前震旦系的變質(zhì)巖結(jié)構(gòu)致密,抗風(fēng)化能力強(qiáng),但在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素影響下,也可能產(chǎn)生節(jié)理、裂隙,從而增加地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)。震旦系、寒武系和奧陶系的沉積巖中,砂巖的透水性使其在飽水狀態(tài)下強(qiáng)度降低,頁(yè)巖質(zhì)地軟,抗風(fēng)化能力弱,容易風(fēng)化破碎,為滑坡、泥石流等災(zāi)害提供物源?;?guī)r在地下水溶蝕作用下易形成喀斯特地貌,導(dǎo)致地面塌陷等災(zāi)害。二疊系和三疊系中的火山巖和侵入巖,其結(jié)構(gòu)和成分復(fù)雜,抗風(fēng)化能力差異較大,火山巖氣孔發(fā)育,強(qiáng)度低,侵入巖雖堅(jiān)硬,但受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響易產(chǎn)生斷裂、節(jié)理,破壞巖體完整性。第四系的松散堆積物結(jié)構(gòu)松散,顆粒間黏聚力小,在重力、降雨等因素作用下,極易發(fā)生滑坡、泥石流等災(zāi)害,是壽江流域地質(zhì)災(zāi)害的主要物源之一。地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巖體穩(wěn)定性和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生有著深遠(yuǎn)影響。斷裂和褶皺是地質(zhì)構(gòu)造的主要表現(xiàn)形式,岷江上游壽江流域處于構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈區(qū)域,斷裂構(gòu)造發(fā)育,如岷江斷裂、虎牙斷裂等。這些斷裂帶的活動(dòng)破壞了巖體結(jié)構(gòu),形成大量構(gòu)造裂隙和破碎帶,降低了巖體強(qiáng)度和完整性,使得巖土體在降雨、地震等因素作用下更容易發(fā)生變形和破壞,從而引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。褶皺構(gòu)造改變了地層原始產(chǎn)狀,在褶皺軸部和翼部,巖石受力集中,節(jié)理、裂隙發(fā)育,巖體穩(wěn)定性差,是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)區(qū)域。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)還導(dǎo)致山體應(yīng)力重新分布,長(zhǎng)期的應(yīng)力積累和釋放加劇了巖體的破碎和不穩(wěn)定。氣象條件是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要外在因素,其中降水和氣溫的變化對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生起著關(guān)鍵作用。壽江流域降水集中在5-10月,多以暴雨形式出現(xiàn),短時(shí)間內(nèi)的高強(qiáng)度降雨,如小時(shí)降雨量超過(guò)50毫米,會(huì)使巖土體迅速飽水,增加重量和孔隙水壓力,降低抗剪強(qiáng)度,極易誘發(fā)滑坡、泥石流等災(zāi)害。降水持續(xù)時(shí)間也對(duì)地質(zhì)災(zāi)害有影響,長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降雨會(huì)使巖土體長(zhǎng)期處于飽水狀態(tài),強(qiáng)度持續(xù)降低,增加災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。氣溫變化,尤其是晝夜溫差較大,會(huì)導(dǎo)致巖石物理風(fēng)化作用增強(qiáng),巖石反復(fù)脹縮,表面產(chǎn)生裂縫,逐漸破碎,為地質(zhì)災(zāi)害提供物質(zhì)基礎(chǔ)。人類工程活動(dòng)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益頻繁,對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成破壞,成為誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要因素。不合理的工程開(kāi)挖,如在山區(qū)修建公路、鐵路時(shí)切坡、填方等,改變了山體原始形態(tài)和應(yīng)力狀態(tài),當(dāng)切坡角度過(guò)大,超過(guò)巖土體穩(wěn)定坡度時(shí),容易引發(fā)滑坡和崩塌。工程堆載,將大量棄土棄渣隨意堆放在斜坡上,增加了斜坡荷載,改變應(yīng)力分布,可能引發(fā)滑坡。水電工程建設(shè),水庫(kù)蓄水后,庫(kù)岸巖土體長(zhǎng)期浸泡,強(qiáng)度降低,水位頻繁變化產(chǎn)生干濕循環(huán),地下水位上升增加孔隙水壓力,都可能導(dǎo)致滑坡、崩塌等災(zāi)害。礦產(chǎn)資源開(kāi)采,不合理的開(kāi)采方式,如過(guò)度開(kāi)采、亂采濫挖,導(dǎo)致山體巖石破碎,地下采空區(qū)增多,引發(fā)地面塌陷、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。5.1.2指標(biāo)權(quán)重的確定為了準(zhǔn)確反映各評(píng)估指標(biāo)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的影響程度,本研究運(yùn)用層次分析法(AHP)來(lái)確定各指標(biāo)的權(quán)重。層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的多目標(biāo)決策方法,能夠?qū)?fù)雜的決策問(wèn)題分解為多個(gè)層次,通過(guò)兩兩比較的方式確定各層次元素的相對(duì)重要性,從而構(gòu)建判斷矩陣,進(jìn)而計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重值。運(yùn)用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重的具體步驟如下:建立層次結(jié)構(gòu)模型:將地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估作為目標(biāo)層(A);把地形地貌(B1)、地層巖性(B2)、地質(zhì)構(gòu)造(B3)、氣象條件(B4)、人類工程活動(dòng)(B5)作為準(zhǔn)則層;各準(zhǔn)則層下的具體評(píng)估指標(biāo),如坡度(C1)、坡向(C2)、地層巖性類別(C3)、斷裂密度(C4)、降雨量(C5)、工程開(kāi)挖強(qiáng)度(C6)等作為指標(biāo)層,構(gòu)建出層次分明的結(jié)構(gòu)模型。構(gòu)造判斷矩陣:邀請(qǐng)?jiān)诘刭|(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家,采用1-9標(biāo)度法,對(duì)同一層次中各元素相對(duì)于上一層次某元素的重要性進(jìn)行兩兩比較,從而構(gòu)造判斷矩陣。例如,對(duì)于準(zhǔn)則層中地形地貌(B1)、地層巖性(B2)、地質(zhì)構(gòu)造(B3)、氣象條件(B4)、人類工程活動(dòng)(B5)這五個(gè)元素相對(duì)于目標(biāo)層地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估(A)的重要性進(jìn)行兩兩比較,得到判斷矩陣A-B。假設(shè)專家認(rèn)為地形地貌(B1)相對(duì)于地層巖性(B2)稍微重要,那么在判斷矩陣中對(duì)應(yīng)的元素a12取值為3,而a21取值為1/3(因?yàn)榕袛嗑仃嚲哂谢シ葱裕?。以此類推,?duì)準(zhǔn)則層與指標(biāo)層之間的元素也進(jìn)行類似的兩兩比較,構(gòu)造出相應(yīng)的判斷矩陣,如B1-C、B2-C等。層次單排序及一致性檢驗(yàn):通過(guò)計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax及其對(duì)應(yīng)的特征向量W,對(duì)判斷矩陣進(jìn)行層次單排序,得到同一層次各元素對(duì)于上一層次某元素的相對(duì)重要性排序權(quán)值。為了確保判斷矩陣的一致性,需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。計(jì)算一致性指標(biāo)CI=(λmax-n)/(n-1),其中n為判斷矩陣的階數(shù)。引入隨機(jī)一致性指標(biāo)RI,根據(jù)判斷矩陣的階數(shù)從標(biāo)準(zhǔn)表中查得相應(yīng)的RI值。計(jì)算一致性比率CR=CI/RI,當(dāng)CR<0.1時(shí),認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性,其對(duì)應(yīng)的特征向量W即為權(quán)向量;若CR≥0.1,則需要重新調(diào)整判斷矩陣,直到滿足一致性要求。以判斷矩陣A-B為例,假設(shè)計(jì)算得到λmax=5.2,n=5,查得RI=1.12,則CI=(5.2-5)/(5-1)=0.05,CR=0.05/1.12≈0.045<0.1,說(shuō)明該判斷矩陣具有滿意的一致性,其對(duì)應(yīng)的特征向量W即為準(zhǔn)則層各元素相對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)向量。層次總排序及一致性檢驗(yàn):計(jì)算指標(biāo)層所有因素對(duì)于目標(biāo)層相對(duì)重要性的權(quán)值,即層次總排序。這一過(guò)程是從最高層次到最低層次依次進(jìn)行的。將層次單排序得到的各層次權(quán)向量進(jìn)行組合,得到指標(biāo)層各因素相對(duì)于目標(biāo)層的組合權(quán)向量。同樣需要對(duì)層次總排序結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn),方法與層次單排序一致性檢驗(yàn)類似,通過(guò)計(jì)算得到的一致性比率CR來(lái)判斷層次總排序結(jié)果是否具有滿意的一致性。若CR<0.1,則層次總排序結(jié)果合理可靠,各指標(biāo)的權(quán)重值確定完成;若CR≥0.1,則需要重新檢查和調(diào)整判斷矩陣,直至滿足一致性要求。通過(guò)層次分析法確定各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重后,能夠更科學(xué)、準(zhǔn)確地反映各指標(biāo)在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估中的重要程度,為后續(xù)構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型提供可靠依據(jù)。例如,經(jīng)過(guò)計(jì)算得到坡度(C1)的權(quán)重為0.15,地層巖性類別(C3)的權(quán)重為0.12,降雨量(C5)的權(quán)重為0.18等,這些權(quán)重值表明在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估中,降雨量相對(duì)其他指標(biāo)對(duì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的影響程度較大,而地層巖性類別相對(duì)較小,但各指標(biāo)都在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估中起著不可或缺的作用。5.2評(píng)估模型的選擇與應(yīng)用5.2.1常用評(píng)估模型介紹在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估領(lǐng)域,層次分析法(AHP)和模糊綜合評(píng)價(jià)法是兩種常用的評(píng)估模型,它們各自具有獨(dú)特的原理、優(yōu)缺點(diǎn),在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮著重要作用。層次分析法(AHP)是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授薩蒂于20世紀(jì)70年代初提出的一種層次權(quán)重決策分析方法。其基本原理是將一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)決策問(wèn)題作為一個(gè)系統(tǒng),將目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)或準(zhǔn)則,進(jìn)而分解為多指標(biāo)(或準(zhǔn)則、約束)的若干層次,通過(guò)定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序,以作為目標(biāo)(多指標(biāo))、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法。在確定各層次各因素之間的權(quán)重時(shí),采用相對(duì)尺度,不把所有因素放在一起比較,而是兩兩相互比較,以減少性質(zhì)不同的諸因素相互比較的困難,提高準(zhǔn)確度。層次分析法具有系統(tǒng)性的優(yōu)點(diǎn),它把研究對(duì)象作為一個(gè)系統(tǒng),按照分解、比較判斷、綜合的思維方式進(jìn)行決策,成為繼機(jī)理分析、統(tǒng)計(jì)分析之后發(fā)展起來(lái)的系統(tǒng)分析的重要工具。系統(tǒng)的思想在于不割斷各個(gè)因素對(duì)結(jié)果的影響,而且在每個(gè)層次中的每個(gè)因素對(duì)結(jié)果的影響程度都是量化的,非常清晰明確。該方法還具有簡(jiǎn)潔性,它將定性分析與定量分析相結(jié)合,用決策者的經(jīng)驗(yàn)判斷各衡量目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)之間的相對(duì)重要程度,并合理地給出每個(gè)決策方案的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)數(shù),利用權(quán)數(shù)求出各方案的優(yōu)劣次序,比較有效地應(yīng)用于那些難以用定量方法解決的課題。然而,層次分析法也存在一定的局限性。其主觀性較強(qiáng),盡管在一定程度上盡量客觀化處理問(wèn)題,但在實(shí)際操作中,判斷矩陣的構(gòu)建依賴于專家的主觀判斷,不同專家的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知水平可能導(dǎo)致判斷結(jié)果存在差異。當(dāng)問(wèn)題涉及的因素較多時(shí),層次分析法的計(jì)算過(guò)程會(huì)變得較為復(fù)雜,判斷矩陣的階數(shù)增加,一致性檢驗(yàn)的難度也會(huì)增大,可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法,根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià),即用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)。該方法以模糊關(guān)系合成的原理為基礎(chǔ),將一些邊界不清,不易定量的因素定量化,進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),首先確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素域值(建立指標(biāo)集)和評(píng)語(yǔ)集,然后對(duì)因素集中的每一個(gè)因素進(jìn)行模糊判斷,確定其在評(píng)價(jià)集中對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度,構(gòu)成模糊矩陣。對(duì)因素集中每個(gè)因素賦予不同的權(quán)重,構(gòu)成權(quán)重向量,最后通過(guò)模糊變換原理得出最后的評(píng)判結(jié)果。模糊綜合評(píng)價(jià)法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠處理模糊和不確定的信息,對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估中一些難以精確量化的因素,如巖土體的穩(wěn)定性、地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度等,能夠通過(guò)模糊化處理進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。該方法數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單,容易掌握,評(píng)價(jià)結(jié)果可以是一組向量,也可以是一個(gè)點(diǎn)值,包含的信息比較豐富。但模糊綜合評(píng)價(jià)法也存在一些缺點(diǎn)。模糊關(guān)系矩陣、權(quán)重、算子的選擇都有一定的主觀性,不同的選擇可能導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的差異。隸屬函數(shù)的確定還沒(méi)有明確且系統(tǒng)的方法,通常依賴于經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷,這也會(huì)影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)同一指標(biāo)層級(jí)的指標(biāo)個(gè)數(shù)較多時(shí),會(huì)導(dǎo)致權(quán)系數(shù)較小,出現(xiàn)超模糊現(xiàn)象,分辨率較差,造成評(píng)估失敗。5.2.2模型在壽江流域的應(yīng)用本研究針對(duì)岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估,選用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合的方式進(jìn)行分析。之所以選擇這兩種方法,是因?yàn)閷哟畏治龇軌虺浞掷脤<业慕?jīng)驗(yàn)和知識(shí),合理確定各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重,反映各因素對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的相對(duì)重要程度;而模糊綜合評(píng)價(jià)法能夠有效地處理地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估中存在的模糊性和不確定性問(wèn)題,將定性與定量分析相結(jié)合,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性做出全面、客觀的評(píng)價(jià)。運(yùn)用層次分析法確定各評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的過(guò)程如下:建立層次結(jié)構(gòu)模型:將壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估作為目標(biāo)層;把地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣象條件、人類工程活動(dòng)作為準(zhǔn)則層;各準(zhǔn)則層下的具體評(píng)估指標(biāo),如坡度、坡向、地層巖性類別、斷裂密度、降雨量、工程開(kāi)挖強(qiáng)度等作為指標(biāo)層,構(gòu)建出清晰的層次結(jié)構(gòu)模型。構(gòu)造判斷矩陣:邀請(qǐng)?jiān)诘刭|(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家,采用1-9標(biāo)度法,對(duì)同一層次中各元素相對(duì)于上一層次某元素的重要性進(jìn)行兩兩比較,構(gòu)造判斷矩陣。例如,對(duì)于準(zhǔn)則層中地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣象條件、人類工程活動(dòng)這五個(gè)元素相對(duì)于目標(biāo)層地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估的重要性進(jìn)行兩兩比較,得到判斷矩陣A-B。假設(shè)專家認(rèn)為地形地貌相對(duì)于地層巖性稍微重要,那么在判斷矩陣中對(duì)應(yīng)的元素a12取值為3,而a21取值為1/3(因?yàn)榕袛嗑仃嚲哂谢シ葱裕?。以此類推,?duì)準(zhǔn)則層與指標(biāo)層之間的元素也進(jìn)行類似的兩兩比較,構(gòu)造出相應(yīng)的判斷矩陣,如B1-C、B2-C等。層次單排序及一致性檢驗(yàn):通過(guò)計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax及其對(duì)應(yīng)的特征向量W,對(duì)判斷矩陣進(jìn)行層次單排序,得到同一層次各元素對(duì)于上一層次某元素的相對(duì)重要性排序權(quán)值。為確保判斷矩陣的一致性,進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。計(jì)算一致性指標(biāo)CI=(λmax-n)/(n-1),其中n為判斷矩陣的階數(shù)。引入隨機(jī)一致性指標(biāo)RI,根據(jù)判斷矩陣的階數(shù)從標(biāo)準(zhǔn)表中查得相應(yīng)的RI值。計(jì)算一致性比率CR=CI/RI,當(dāng)CR<0.1時(shí),認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性,其對(duì)應(yīng)的特征向量W即為權(quán)向量;若CR≥0.1,則重新調(diào)整判斷矩陣,直到滿足一致性要求。以判斷矩陣A-B為例,假設(shè)計(jì)算得到λmax=5.2,n=5,查得RI=1.12,則CI=(5.2-5)/(5-1)=0.05,CR=0.05/1.12≈0.045<0.1,說(shuō)明該判斷矩陣具有滿意的一致性,其對(duì)應(yīng)的特征向量W即為準(zhǔn)則層各元素相對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)向量。層次總排序及一致性檢驗(yàn):計(jì)算指標(biāo)層所有因素對(duì)于目標(biāo)層相對(duì)重要性的權(quán)值,即層次總排序。這一過(guò)程從最高層次到最低層次依次進(jìn)行。將層次單排序得到的各層次權(quán)向量進(jìn)行組合,得到指標(biāo)層各因素相對(duì)于目標(biāo)層的組合權(quán)向量。同樣對(duì)層次總排序結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn),方法與層次單排序一致性檢驗(yàn)類似,通過(guò)計(jì)算得到的一致性比率CR來(lái)判斷層次總排序結(jié)果是否具有滿意的一致性。若CR<0.1,則層次總排序結(jié)果合理可靠,各指標(biāo)的權(quán)重值確定完成;若CR≥0.1,則重新檢查和調(diào)整判斷矩陣,直至滿足一致性要求。在確定各評(píng)估指標(biāo)權(quán)重后,運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估,具體步驟如下:確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素域值(建立指標(biāo)集):基于前文選取的評(píng)估指標(biāo),確定因素集U={U1,U2,…,Um},其中U1為坡度,U2為坡向,…,Um為工程開(kāi)挖強(qiáng)度等。確定評(píng)語(yǔ)集:將地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性劃分為低、較低、中等、較高、高五個(gè)等級(jí),確定評(píng)語(yǔ)集V={V1,V2,V3,V4,V5},其中V1表示低危險(xiǎn)性,V2表示較低危險(xiǎn)性,V3表示中等危險(xiǎn)性,V4表示較高危險(xiǎn)性,V5表示高危險(xiǎn)性。進(jìn)行單因素評(píng)判:對(duì)因素集中的每一個(gè)因素進(jìn)行模糊判斷,確定其在評(píng)語(yǔ)集中對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度,構(gòu)成模糊矩陣R。對(duì)于坡度因素,通過(guò)對(duì)壽江流域不同坡度區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn),確定其對(duì)低、較低、中等、較高、高危險(xiǎn)性的隸屬度分別為0.1、0.2、0.3、0.3、0.1,從而得到坡度因素對(duì)應(yīng)的模糊向量(0.1,0.2,0.3,0.3,0.1)。以此類推,得到其他因素對(duì)應(yīng)的模糊向量,共同構(gòu)成模糊矩陣R。確定權(quán)重向量:根據(jù)層次分析法計(jì)算得到的各評(píng)估指標(biāo)權(quán)重,確定權(quán)重向量A={a1,a2,…,am},其中a1為坡度的權(quán)重,a2為坡向的權(quán)重,…,am為工程開(kāi)挖強(qiáng)度的權(quán)重。進(jìn)行模糊變換:通過(guò)模糊變換B=A?R,得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量B。B中的元素分別表示壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性屬于低、較低、中等、較高、高五個(gè)等級(jí)的隸屬度。結(jié)果分析:根據(jù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量B,確定壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)。若B=(0.15,0.25,0.3,0.2,0.1),則說(shuō)明該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性屬于中等的隸屬度最高,可初步判斷該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)為中等。通過(guò)上述層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合的應(yīng)用,得到了壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果,并繪制了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)圖(圖1)。從評(píng)估結(jié)果和分區(qū)圖可以看出,壽江流域不同區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性存在明顯差異。在流域的西北部,由于地形起伏大,地層巖性以松散堆積物和軟弱沉積巖為主,斷裂構(gòu)造發(fā)育,且人類工程活動(dòng)較為頻繁,地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性較高;而在流域的東南部,地形相對(duì)平緩,地層巖性較為穩(wěn)定,地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性相對(duì)較低。[此處插入地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)圖]圖1岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)圖通過(guò)將評(píng)估結(jié)果與實(shí)際地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況基本相符。在歷史上發(fā)生過(guò)地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域,評(píng)估結(jié)果顯示其危險(xiǎn)性等級(jí)大多為較高或高;而在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生較少的區(qū)域,評(píng)估結(jié)果顯示其危險(xiǎn)性等級(jí)大多為低或較低。這表明運(yùn)用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合的方式對(duì)壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估是可行且有效的,能夠?yàn)樵摿饔虻牡刭|(zhì)災(zāi)害防治和區(qū)域規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。5.3危險(xiǎn)性分區(qū)結(jié)果分析根據(jù)評(píng)估結(jié)果,岷江上游壽江流域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性可劃分為高危險(xiǎn)區(qū)、中危險(xiǎn)區(qū)和低危險(xiǎn)區(qū)三個(gè)區(qū)域,不同區(qū)域呈現(xiàn)出獨(dú)特的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性特征和分布規(guī)律。高危險(xiǎn)區(qū)主要分布在壽江流域的西北部和中部的部分地區(qū)。這些區(qū)域地形起伏大,坡度陡峭,多在35°以上,部分區(qū)域甚至達(dá)到60°,地形高差可達(dá)1000米以上,為滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了有利的地形條件。地層巖性以松散堆積物和軟弱沉積巖為主,如第四系的殘積層、坡積層以及寒武系、奧陶系的頁(yè)巖、泥巖等,這些巖土體結(jié)構(gòu)松散,抗風(fēng)化、抗侵蝕能力弱,在重力、降雨等因素作用下,極易發(fā)生滑動(dòng)和崩塌。斷裂構(gòu)造發(fā)育,如岷江斷裂在該區(qū)域穿過(guò),斷裂活動(dòng)使得巖體破碎,結(jié)構(gòu)面發(fā)育,進(jìn)一步降低了巖體的穩(wěn)定性,增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。該區(qū)域人類工程活動(dòng)頻繁,如公路建設(shè)、水電工程開(kāi)發(fā)等,不合理的工程開(kāi)挖和堆載,改變了山體的原始形態(tài)和應(yīng)力狀態(tài),導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性顯著增加。在高危險(xiǎn)區(qū),地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率較高,且規(guī)模較大,一旦發(fā)生災(zāi)害,往往會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施也會(huì)造成極大的破壞。中危險(xiǎn)區(qū)主要位于壽江流域的東北部和西南部的部分區(qū)域。該區(qū)域地形起伏相對(duì)較小,坡度多在20°-35°之間,地形高差一般在500-1000米。地層巖性以砂巖、灰?guī)r等沉積巖以及部分火山巖和侵入巖為主,雖然這些巖石的抗風(fēng)化、抗侵蝕能力相對(duì)較強(qiáng),但在長(zhǎng)期的地質(zhì)作用和外界因素影響下,也會(huì)產(chǎn)生節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面,降低巖體的穩(wěn)定性。斷裂構(gòu)造相對(duì)較少,但褶皺構(gòu)造較為發(fā)育,褶皺的軸部和翼部巖石受力集中,容易發(fā)生變形和破壞,增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。人類工程活動(dòng)對(duì)該區(qū)域的影響相對(duì)較小,但降水等氣象條件仍是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要因素。在中危險(xiǎn)區(qū),地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率相對(duì)較低,但在暴雨、地震等極端情況下,仍有可能發(fā)生規(guī)模較大的地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成一定的影響。低危險(xiǎn)區(qū)主要分布在壽江流域的東南部和一些河谷平原地區(qū)。這些區(qū)域地形較為平坦,坡度一般在20°以下,地形高差較小,多在500米以下。地層巖性以堅(jiān)硬的變質(zhì)巖和穩(wěn)定的沉積巖為主,如前震旦系的變質(zhì)巖,巖石結(jié)構(gòu)致密,抗風(fēng)化、抗侵蝕能力強(qiáng),地質(zhì)條件相對(duì)穩(wěn)定。斷裂和褶皺構(gòu)造不發(fā)育,巖體完整性較好,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)較低。人類工程活動(dòng)相對(duì)有序,對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞較小。低危險(xiǎn)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率較低,且規(guī)模較小,一般不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐木用裆詈徒?jīng)濟(jì)發(fā)展造成重大影響。但在特殊情況下,如遭遇極端暴雨或地震等,仍不能完全排除地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性,因此也需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和防范。六、地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策與建議6.1工程防治措施6.1.1滑坡防治工程抗滑樁是滑坡防治中常用的一種工程措施,其原理是通過(guò)將樁體穿過(guò)滑坡體,深入到滑床穩(wěn)定地層中,利用樁體與滑床之間的錨固力來(lái)抵抗滑坡體的滑動(dòng)力,從而起到穩(wěn)定邊坡的作用??够瑯兜淖饔妙愃朴谠诨麦w中打入一根堅(jiān)實(shí)的支撐柱,阻止滑坡體的下滑??够瑯哆m用于淺層和中厚層的滑坡,尤其對(duì)于那些滑動(dòng)面較為明顯、滑坡體規(guī)模較大的滑坡,抗滑樁能夠有效地發(fā)揮其抗滑作用。在選擇抗滑樁時(shí),需要根據(jù)滑坡體的厚度、推力大小、防水要求及施工條件等因素來(lái)確定樁的材料,常用的樁材料有木樁、鋼樁、混凝土及鋼筋混凝土樁等??够瑯堵袢氲貙右韵碌纳疃纫灿幸欢ǖ囊?,一般來(lái)說(shuō),在軟質(zhì)巖層中錨固深度為設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的三分之一;硬質(zhì)巖中為設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的四分之一;土質(zhì)滑床中為設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的二分之一。當(dāng)土層沿基巖面滑動(dòng)時(shí),錨固深度也有采用樁徑的2-5倍。樁柱間距一般取樁徑的3-5倍,以保證滑動(dòng)土體不在樁間滑出為原則。擋土墻也是一種廣泛應(yīng)用的滑坡防治工程措施,其主要作用是通過(guò)自身的重力或結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)阻擋滑坡體的下滑。根據(jù)滑坡的性質(zhì)、類型和擋土墻的受力特點(diǎn)、材料和結(jié)構(gòu)不同,擋土墻可分為多種類型。從結(jié)構(gòu)型式上分,有重力式抗滑擋土墻、錨桿式抗滑擋土墻、加筋土抗滑擋土墻、板樁式抗滑擋土墻、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式抗滑擋土墻等;從材料上分,有漿砌條石(塊石)抗滑擋土墻、混凝土抗滑擋土墻(漿砌混凝土預(yù)制塊體式和現(xiàn)澆混凝土整體式)、鋼筋混凝土式抗滑擋土墻、加筋土抗滑擋土墻等。重力式抗滑擋土墻是一種典型而常用的型式,它主要依靠自身的重力來(lái)維持穩(wěn)定,適用于小型滑坡或滑坡推力較小的情況。錨桿式抗滑擋土墻則是通過(guò)錨桿將擋土墻與穩(wěn)定的巖體或土體連接起來(lái),增強(qiáng)擋土墻的抗滑能力,適用于邊坡較高、滑坡推力較大的情況。在修建擋土墻時(shí),需要認(rèn)真進(jìn)行踏勘、調(diào)查滑坡的性質(zhì)、滑體結(jié)構(gòu)、滑移面層位和層數(shù),以及基礎(chǔ)的地質(zhì)情況,合理確定滑坡體的推力大小。擋土墻應(yīng)設(shè)置在滑坡體前緣穩(wěn)定基礎(chǔ)上,防止由于滑坡體前緣地基過(guò)大的變形,而使擋土墻體變形而失效。對(duì)于深層滑坡體和正在滑移的滑動(dòng)體,可能因修建擋土墻進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí),加劇滑坡體的滑動(dòng),因此這類滑坡,不宜采用抗滑擋土墻,而宜采用其他抗滑整治措施,如抗滑樁等。除了抗滑樁和擋土墻,還可以采用排水工程來(lái)降低地下水位,減少地下水對(duì)滑坡體的影響,提高滑坡體的穩(wěn)定性。通過(guò)設(shè)置排水孔、盲溝等設(shè)施,將滑坡體內(nèi)的地下水排出,減小孔隙水壓力,降低地下水對(duì)滑坡巖土體的軟化作用。減重與加載也是常用的方法,通過(guò)削方減載或填方加載方式來(lái)改變滑體的力學(xué)平衡條件,達(dá)到治理滑坡的目的。但這種措施只有在滑坡的抗滑地段加載,主滑地段或牽引地段減重才有效果。如果滑坡的滑動(dòng)方式為推動(dòng)式,并具有上陡下緩的滑動(dòng)面,采取后部主滑地段和牽引地段減重的治理方法可起到治理滑坡的作用。減重時(shí)需經(jīng)過(guò)滑坡推力計(jì)算,求出沿各滑動(dòng)面的推力,才能判斷各段滑體的穩(wěn)定性。減重不當(dāng),不但不能穩(wěn)定滑坡,還會(huì)加劇滑坡的發(fā)展。加載,即在滑坡前部或滑坡剪出口附近填方壓腳,以增大滑坡抗滑段的抗滑能力。采用此項(xiàng)措施的前提條件是滑坡前緣必須有抗滑地段存在。與減重一樣,滑坡前部加載也要經(jīng)過(guò)精確計(jì)算,才能達(dá)到穩(wěn)定滑坡的目的。6.1.2崩塌防治工程危巖體錨固是崩塌防治的重要工程措施之一,對(duì)于板狀、柱狀和倒錐狀等極易發(fā)生崩塌錯(cuò)落的危巖體,利用預(yù)應(yīng)力錨桿(索)進(jìn)行加固處理,能夠有效地防止崩塌的發(fā)生。預(yù)應(yīng)力錨桿(索)通過(guò)外端固定于坡面,另一端錨固在滑動(dòng)面以內(nèi)的穩(wěn)定巖體中,直接在滑面上產(chǎn)生抗滑阻力,增大抗滑摩擦阻力,使結(jié)構(gòu)面處于壓緊狀態(tài),從而提高邊坡巖體的整體性,從根本上改善巖體的力學(xué)性能,有效地控制巖體的位移,促使其穩(wěn)定。在進(jìn)行危巖體錨固時(shí),需要根據(jù)危巖體的形狀、大小、結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)條件等因素,合理確定錨桿(索)的長(zhǎng)度、直徑、間距和錨固深度等參數(shù),以確保錨固效果。坡面防護(hù)措施也是防治崩塌的重要手段。對(duì)于危險(xiǎn)塊體連片分布,并存在軟弱夾層或軟弱結(jié)構(gòu)面的危巖區(qū),首先清除部分松動(dòng)塊體,然后修建條石護(hù)壁支撐墻保護(hù)斜坡坡面,防止坡面巖土體進(jìn)一步風(fēng)化、剝落和坍塌。還可以采用掛網(wǎng)噴射混凝土的方法,在坡面上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng),然后噴射混凝土,形成一層堅(jiān)固的防護(hù)層,增強(qiáng)坡面的穩(wěn)定性。掛網(wǎng)噴射混凝土能夠有效地防止坡面巖土體在風(fēng)化、雨水沖刷等作用

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