基于證據(jù)權(quán)模型的川西鮮水河斷裂帶滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)

王　珂，郭長(zhǎng)寶，馬施民，劉筱怡，牛瑞鵬

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京　100083；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)力學(xué)研究所，北京　100081；3.國(guó)土資源部新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100081)

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基于證據(jù)權(quán)模型的川西鮮水河斷裂帶滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)

王珂1,2，郭長(zhǎng)寶2,3，馬施民1，劉筱怡2，牛瑞鵬1

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京100083；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081；3.國(guó)土資源部新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081)

鮮水河斷裂帶是發(fā)育于青藏高原東緣的一條大型左旋走滑斷裂帶，該區(qū)新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈且歷史強(qiáng)震頻發(fā)，一系列大型-巨型滑坡沿?cái)嗔褞芗植肌Ｔ谫Y料收集的基礎(chǔ)上，對(duì)鮮水河斷裂帶兩側(cè)10 km區(qū)域內(nèi)進(jìn)行遙感解譯和野外地質(zhì)調(diào)查，建立數(shù)據(jù)庫(kù)并對(duì)滑坡主要影響因素進(jìn)行分析。在滑坡區(qū)域發(fā)育分布規(guī)律分析的基礎(chǔ)上，選取地形坡度、地形坡向、地面高程、平面曲率、地形濕度指數(shù)、活動(dòng)斷裂、工程地質(zhì)巖組、年降雨量、河流、道路、植被覆蓋指數(shù)等11個(gè)因素作為滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)因子，在ArcGIS軟件平臺(tái)上，采用證據(jù)權(quán)模型開展了滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)。根據(jù)成功率曲線對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的檢驗(yàn)，滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果具有較好的精度，并將研究區(qū)的滑坡易發(fā)程度劃分為極高易發(fā)、高易發(fā)、中等易發(fā)、低易發(fā)和不易發(fā)5個(gè)級(jí)別?；碌囊装l(fā)性受鮮水河斷裂帶影響顯著，極高易發(fā)區(qū)和高易發(fā)區(qū)主要分布在東谷到道孚縣沿鮮水河斷裂帶兩側(cè)，以及康定縣城和磨西鎮(zhèn)附近；中等易發(fā)區(qū)主要分布在鮮水河支流兩岸及省道沿線；滑坡低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)主要分布在人類工程活動(dòng)少的高山地帶以及地形相對(duì)平緩的區(qū)域?；乱装l(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果很好地反映了鮮水河斷裂帶區(qū)域內(nèi)滑坡發(fā)育分布現(xiàn)狀，為該區(qū)重大工程規(guī)劃建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)提供參考依據(jù)。

青藏高原；鮮水河斷裂；滑坡；易發(fā)性評(píng)價(jià)；證據(jù)權(quán)模型

0　引　言

鮮水河斷裂帶沿線是川西地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)廊帶，城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布較密集，國(guó)道G317、G318、省道S303等沿?cái)嗔褜捁确笤O(shè)，同時(shí)，一系列重大工程也正在該區(qū)規(guī)劃，如川藏鐵路、高速公路、機(jī)場(chǎng)等，它們都不同程度地受到地質(zhì)災(zāi)害的制約。目前對(duì)該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查分析主要為縣市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作，以及部分典型地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查、勘查和防治工作。由于該區(qū)交通條件、工作條件差，針對(duì)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律、影響因素和易發(fā)性評(píng)價(jià)的工作開展較少，因此滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)對(duì)該區(qū)域重大工程選線和防災(zāi)減災(zāi)工作具有重要意義。本文在資料收集、遙感解譯和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)鮮水河斷裂帶兩側(cè)10 km范圍內(nèi)的滑坡進(jìn)行系統(tǒng)分析，建立數(shù)據(jù)庫(kù)。基于ArcGIS軟件平臺(tái)，采用證據(jù)權(quán)模型對(duì)鮮水河斷裂帶內(nèi)滑坡進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)，為該地區(qū)的重大工程規(guī)劃建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)提供參考。

1　地質(zhì)背景

1.1地質(zhì)構(gòu)造

鮮水河斷裂帶位于青藏高原東南緣的川西地區(qū)(圖1)，該區(qū)河谷深切，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。鮮水河斷裂帶北起甘孜東谷附近，大體呈NW—SE向展布，向南經(jīng)爐霍、道孚、康定一線，至石棉縣安順場(chǎng)一帶逐漸減弱消失[11-13]，全長(zhǎng)350 km。鮮水河斷裂帶內(nèi)地層巖性復(fù)雜，廣泛出露震旦紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、第三紀(jì)和第四紀(jì)地層。中部西北區(qū)域主要出露三疊紀(jì)的砂巖、板巖和少量石灰?guī)r，約占研究區(qū)面積的33%；花崗巖主要分布在研究區(qū)的東南部，占研究區(qū)面積的22.5%；第四紀(jì)沉積物主要分布在鮮水河及其支流的相鄰區(qū)域和該區(qū)的一些小盆地，占研究區(qū)面積的5%左右，包括全新世沖積層、砂、粘土、砂石，更新世沖積層、礫石土、粘土；研究區(qū)零星分布有泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)的石灰?guī)r、大理巖和白云巖等。

1.2地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布特征

本文在已有1∶5萬(wàn)和1∶10萬(wàn)縣市地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃報(bào)告的基礎(chǔ)上，對(duì)鮮水河斷裂帶兩側(cè)10 km范圍約7 339 km2的遙感影像進(jìn)行解譯并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)充調(diào)查，建立了滑坡數(shù)據(jù)庫(kù)。研究區(qū)內(nèi)共識(shí)別出415個(gè)滑坡，滑坡總面積為36.82 km2，大多數(shù)滑坡分布在鮮水河斷裂帶附近。例如，1995年發(fā)生在康定縣的白土坎滑坡多次堵塞折多河，位于國(guó)道G317旦都鄉(xiāng)洛扎村段的爐霍縣55道班滑坡前緣發(fā)生滑動(dòng)，造成路基失穩(wěn)、國(guó)道改線(圖2)等。

圖1　川西鮮水河斷裂帶構(gòu)造位置圖Fig.1　Geological location of the Xianshuihe Fault zone1.走滑斷裂；2.逆沖斷裂；3.晚更新世/全新世活動(dòng)斷裂；4.背斜；5.向斜；6.Ms>8.0；7.8.0≥Ms>7.0；8.7.0≥Ms>6.0；9.本文研究區(qū)

2　基于證據(jù)權(quán)法的滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)模型

近年來(lái)，隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)的廣泛應(yīng)用，地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域易發(fā)性、危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作也得到了快速發(fā)展[14-15]，ArcGIS軟件的空間分析功能更是解決了專家評(píng)價(jià)中數(shù)據(jù)空間拓?fù)浞治龅碾y題[16]，已經(jīng)成為滑坡空間易發(fā)性、風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)最有力的手段之一[17]。目前，滑坡易發(fā)性定量化評(píng)價(jià)模型主要有6類：確定性模型、統(tǒng)計(jì)模型、灰色模型、人工智能模型、非線性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型和信息量模型等[18]。其中，證據(jù)權(quán)模型(Weight-of-Evidence)作為一種人工智能模型被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛用于多元信息綜合和空間決策支持系統(tǒng)[19-21]。由于證據(jù)權(quán)模型形式直觀、透明，建模過(guò)程易于解釋，符合地質(zhì)問(wèn)題分析解決的思路，使得該方法被廣泛應(yīng)用。證據(jù)權(quán)模型是以貝葉斯概率統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的二元統(tǒng)計(jì)方法，最早應(yīng)用于礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)價(jià)[22]，隨后應(yīng)用于自流井位置預(yù)測(cè)，DANESHFAR等2002年應(yīng)用證據(jù)權(quán)模型分析地震和斷裂的空間聯(lián)系[23]，該模型同樣應(yīng)用于滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)研究中[20]。本文采用基于滑坡面積概率法的證據(jù)權(quán)模型開展鮮水河斷裂帶滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)。

圖2　鮮水河斷裂帶內(nèi)典型滑坡發(fā)育特征Fig.2　Characteristics of typical landslides in the study area(a)亞拖村東南線性展布的滑坡群；(b)麻孜鄉(xiāng)東倒葫蘆狀滑坡；(c)摩崗嶺滑坡全貌；(d)道孚縣足灣村滑坡；(e)55道班滑坡全貌

其計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

3　滑坡易發(fā)性影響因素分析

滑坡的形成是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，受多種因素的影響。根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)條件、地貌和滑坡的發(fā)育分布特征，本文選取地形坡度、地形坡向、地面高程、平面曲率、地形濕度指數(shù)(TWI)、活動(dòng)斷裂、工程地質(zhì)巖組、降雨量、河流、道路和植被歸一化指數(shù)(NDVI)11個(gè)因素作為滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)的影響因子，并將矢量格式的影響因子圖層?xùn)鸥窕癁?0m×10m分辨率的柵格格式的因子圖層進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)(圖3)。研究區(qū)7 339km2的范圍內(nèi)共劃分為7 339萬(wàn)個(gè)柵格。

3.1地形影響因素分析

3.1.1地形坡度

坡度是最基本的地形要素?；滦纬傻年P(guān)鍵在于斜坡體是否具備有效的臨空面，緩坡重力沿斜坡方向的分量較少，下滑力較低，失穩(wěn)概率較小。隨著坡度的增加，重力沿斜坡方向的分量增加，斜坡易失穩(wěn)變形。地形坡度與滑坡分布相關(guān)性分析表明：鮮水河斷裂帶內(nèi)大多數(shù)滑坡發(fā)育在20°～40°坡度范圍內(nèi)，坡度30°～40°最有利于滑坡的形成；10°～20°和>40°的坡度范圍滑坡發(fā)育較少，0°～10°的坡度范圍滑坡幾乎很少發(fā)育(圖3(a)，表1)。

3.1.2地形坡向

坡向是地形要素中非常重要的因素，坡向會(huì)影響風(fēng)化作用、氣候狀態(tài)、土地覆蓋和土壤滲透能力等。坡向從0°到360°，分為平坦(無(wú)坡向)、N、NE、E、SE、S、SW、W和NW9類(圖3(b))，鮮水河斷裂帶內(nèi)約有26%的滑坡分布在南西向的斜坡上，這可能與南西向斜坡受陽(yáng)光照射時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)化作用強(qiáng)烈有一定關(guān)系，因而斜坡容易失穩(wěn)。

3.1.3地面高程

高程是地形要素中最重要的因素之一，根據(jù)數(shù)字高程模型(DEM)，研究區(qū)海拔高度1 100～6 000m，將其地面高程分為10類(圖3(c))。在3 000～3 500m的高程范圍，滑坡面積比例高達(dá)60%，超過(guò)滑坡總面積的一半(表1)。從3 000～3 500m開始，隨著高程的降低或增高，滑坡面積比例逐漸變小。

表1　滑坡影響因子與滑坡空間關(guān)系統(tǒng)計(jì)

(續(xù))表1　滑坡影響因子與滑坡空間關(guān)系統(tǒng)計(jì)

(續(xù))表1　滑坡影響因子與滑坡空間關(guān)系統(tǒng)計(jì)

注：工程地質(zhì)巖組劃分見(jiàn)表2。

3.1.4平面曲率

平面曲率是坡度的變化率，也是誘發(fā)滑坡失穩(wěn)的因素之一。平面曲率是指在地形表面上，具體到任何一點(diǎn)，指用經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的水平面沿水平方向切地形表面所得的曲線在該點(diǎn)的曲率值。平面曲率描述的是地表曲面沿水平方向的彎曲、變化情況，也就是該點(diǎn)所在的地面等高線的彎曲程度，其直接影響地表徑流的匯集和分散，反映了地勢(shì)的變化情況。曲率為正表示該處地勢(shì)向上凸，曲率為負(fù)表示該處地勢(shì)向下凹。0值表示該柵格處地勢(shì)沒(méi)有變化。研究區(qū)中滑坡所在柵格曲率值范圍在-8.36到12.06之間(表1)。曲率大的區(qū)域土壤的濕度大，從而會(huì)增加土壤飽和度，加快侵蝕，進(jìn)而降低斜坡穩(wěn)定性。

3.1.5地形濕度指數(shù)

地形濕度指數(shù)(Topographic Wetness Index, TWI)可以定量模擬流域內(nèi)土壤的干濕狀況，其計(jì)算公式如下：

TWI=ln(As/tanβ)

(3)

式中：As為特定集水區(qū)面積(m2)，β是坡度(°)。

TWI是重要的滑坡影響因素之一。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育滑坡的區(qū)域其TWI值較高(圖3(f))，其主要原因是地形濕度指數(shù)愈大，該區(qū)具有更大潛力的飽和帶發(fā)育，土壤愈容易達(dá)到飽和，因而更易發(fā)育滑坡，所以大多數(shù)滑坡發(fā)育在TWI值高的區(qū)域。

3.2活動(dòng)斷裂影響

構(gòu)造活動(dòng)在地質(zhì)災(zāi)害形成過(guò)程中起著非常重要的作用[26]，地殼抬升、斷裂活動(dòng)、地震等內(nèi)動(dòng)力作用直接或間接影響著滑坡的形成和演化[27]。鮮水河斷裂帶是控制研究區(qū)滑坡類型和滑坡分布的最主要因素，斷裂活動(dòng)造成巖體破碎強(qiáng)烈，巖體力學(xué)性質(zhì)差，斷裂活動(dòng)誘發(fā)地震的同時(shí)也造成大量山體崩塌、滑坡?；顒?dòng)斷裂與滑坡分布相關(guān)性分析表明：滑坡主要分布在鮮水河斷裂帶的兩側(cè)，大約23%、22%和21%的滑坡分布在距離斷裂0.0～0.5 km、0.5～1.0 km和1.0～1.5 km的區(qū)域內(nèi)，整個(gè)研究區(qū)2/3的滑坡分布在距離鮮水河斷裂1.5 km的區(qū)域內(nèi)(圖3(e))。從距離斷裂1.5 km開始，滑坡的面積比例隨著距斷裂的距離的增大而減小。因此距離斷裂帶0～1.5 km是滑坡發(fā)育最優(yōu)勢(shì)的區(qū)間范圍，活動(dòng)斷裂對(duì)滑坡的發(fā)育分布影響十分顯著。

3.3巖性因素

巖土體是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，其巖性及結(jié)構(gòu)特征對(duì)滑坡變形失穩(wěn)的影響非常顯著[28]。研究區(qū)劃分為9類工程地質(zhì)巖組(表2)，其中堅(jiān)硬薄-厚層狀礫巖、砂巖巖組是最易發(fā)育滑坡的巖組(表1, 圖3(g))。堅(jiān)硬碳酸鹽巖巖組是由第四紀(jì)砂、粘土以及崩積物組成的，巖性較弱，斜坡在降雨和重力作用下極易被破壞，也極易形成滑坡?；◢弾r在研究區(qū)大面積分布，但是滑坡在此巖組中極少發(fā)育，這與花崗巖體的力學(xué)性質(zhì)較好有一定關(guān)系。

3.4降雨因素

降雨也是誘發(fā)滑坡的因素之一。將降雨數(shù)據(jù)劃分為6個(gè)級(jí)別，分別是<700 mm，700～750 mm，750～800 mm，800～900 mm，900～1000 mm和1000～1100 mm，滑坡所占每個(gè)級(jí)別的面積百分比為38.47%，21.38%，31.40%，3.08%，1.79% 和3.88%(圖3(h))。隨著降雨量的增加，滑坡百分比沒(méi)有顯著增加的趨勢(shì)(表1)。這表明在研究區(qū)短時(shí)間降雨就能打破斜坡體臨界平衡，從而造成斜坡失穩(wěn)。

3.5河流因素

河流是控制坡面侵蝕過(guò)程的主要因素之一，流水侵蝕力直接影響坡腳沖蝕和河流下切。借助ArcGIS軟件獲取了從0 m到900 m河流緩沖區(qū)，得到10個(gè)河流級(jí)別(圖3(i))。研究區(qū)約36.0%滑坡分布在距離河流300 m區(qū)域內(nèi)，距離河流越近，斜坡失穩(wěn)的概率越高。

3.6道路因素

道路建設(shè)特別是切坡是導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)的重要因素。在區(qū)內(nèi)道路數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的基礎(chǔ)上，獲取從0 m到900 m道路緩沖區(qū)，得到10個(gè)道路級(jí)別(圖3(j))。分析表明100 m、200 m和300 m的緩沖區(qū)內(nèi)斜坡失穩(wěn)的概率較高，從100 m開始，隨著與道路距離的增加，滑坡比例也逐漸增加。因此，距離道路300 m內(nèi)最有利于斜坡的失穩(wěn)。

3.7NDVI因素

地表的植被覆蓋同樣影響滑坡的發(fā)育和分布[29]。歸一化植被指數(shù)(NDVI)是對(duì)ETM+遙感影像經(jīng)過(guò)處理，增強(qiáng)植被信號(hào)，削弱噪音組合而成，是植被生長(zhǎng)狀態(tài)及植被覆蓋度最佳指示因子。其計(jì)算公式為近紅外波段反射值與紅光波段反射值之差比上兩者之和：

(4)

式中：IR為近紅外波段的反射值，R為紅光波段的反射值。

將NDVI值分為10個(gè)級(jí)別，分別是<0.0，0.00～0.05，0.05～0.1，0.1～0.15，0.15～0.2，0.2～0.25，0.25～0.3，0.3～0.35，0.35～0.40和>0.4(表1, 圖3(k))；空間分析表明，研究區(qū)內(nèi)NDVI值較高的區(qū)域，滑坡易發(fā)性程度較低(表1)。

表2　研究區(qū)工程地質(zhì)巖組分類

4　滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果檢驗(yàn)與分析

將Wfi作為因子權(quán)重，分別對(duì)11個(gè)影響因子進(jìn)行疊加，得到滑坡易發(fā)性指數(shù)(Landslide Susceptibility Index, LSI)。LSI越高，滑坡易發(fā)程度越高。

LSI=∑Wfi

(6)

式中，i為地形坡度、地形坡向、地面高程、平面曲率等11個(gè)影響因子。

4.1結(jié)果檢驗(yàn)

滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果還需進(jìn)行檢驗(yàn)。本文采用成功率曲線檢驗(yàn)方法(ROC曲線)對(duì)滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，即易發(fā)區(qū)面積百分比累加與實(shí)際滑坡面積百分比累加形成的曲線進(jìn)行檢驗(yàn)(圖4)，曲線下的面積為0.90，說(shuō)明證據(jù)權(quán)滑坡評(píng)價(jià)模型的成功率為0.90。

圖4　滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)成功率曲線Fig.4　Success rate curve for landslide susceptibility value

4.2評(píng)價(jià)結(jié)果分析

在滑坡易發(fā)性指數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)自然斷點(diǎn)法，將研究區(qū)按滑坡易發(fā)程度分為5個(gè)級(jí)別：極高易發(fā)、高易發(fā)、中等易發(fā)、低易發(fā)和不易發(fā)，分別占研究區(qū)總面積的13%、21%、27%、23%和16%(圖5)。極高易發(fā)區(qū)和高易發(fā)區(qū)主要分布在東谷到道孚縣沿鮮水河斷裂帶及鮮水河河谷兩側(cè)，包括康定縣城和磨西鎮(zhèn)附近；中等易發(fā)區(qū)主要分布在鮮水河支流兩岸及省道沿線兩側(cè)300 m；低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)主要分布在人類工程活動(dòng)微弱的高山地帶以及地形相對(duì)平緩的區(qū)域。根據(jù)野外調(diào)查的結(jié)果，證據(jù)權(quán)模型得到的滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際條件相符。

圖5　研究區(qū)滑坡災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.5　Landslide susceptibility map of the study area

5　結(jié)　論

本文在資料收集、遙感解譯和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用證據(jù)權(quán)模型(WOE)開展鮮水河斷裂帶滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)，取得以下主要認(rèn)識(shí)：

(1)建立鮮水河斷裂帶兩側(cè)10 km范圍的滑坡數(shù)據(jù)庫(kù)，共識(shí)別415個(gè)滑坡，約2/3的滑坡分布在距離鮮水河斷裂1.5 km的區(qū)域內(nèi)，部分滑坡直接跨越鮮水河斷裂帶，受鮮水河斷裂帶影響顯著。

(2)統(tǒng)計(jì)分析表明，研究區(qū)內(nèi)，在坡度20°～40°、坡向?yàn)槟衔飨?、高? 000～3 500 m、曲率較大、TWI值較高和NDVI值較低的區(qū)域較易發(fā)育滑坡；斷裂帶內(nèi)巖體力學(xué)性質(zhì)差，在降雨作用下極易發(fā)生滑坡；堅(jiān)硬薄-厚層狀礫巖、砂巖巖組和堅(jiān)硬碳酸鹽巖巖組是較易形成滑坡的工程地質(zhì)巖組；距離活動(dòng)斷裂、河流和道路越近，滑坡也越容易發(fā)生。

(3)選取地形坡度、地形坡向、地面高程、平面曲率、地形濕度指數(shù)(TWI)、活動(dòng)斷裂、工程地質(zhì)巖組、降雨量、河流、道路和植被歸一化指數(shù)(NDVI)11個(gè)因素作為滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)影響因子，基于GIS軟件采用證據(jù)權(quán)模型進(jìn)行空間分析和評(píng)價(jià)，將研究區(qū)劃分為極高易發(fā)區(qū)、高易發(fā)區(qū)、中等易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)5類?；聵O高易發(fā)區(qū)和高易發(fā)區(qū)主要分布在東谷到道孚縣沿鮮水河斷裂帶及鮮水河河谷兩側(cè)，以及康定縣城和磨西鎮(zhèn)附近；滑坡中等易發(fā)區(qū)主要分布在鮮水河支流兩岸及省道沿線兩側(cè)300 m；滑坡低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)主要分布在人類工程活動(dòng)微弱的高山地帶以及地形相對(duì)平緩的區(qū)域。

致謝:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所汪西海教授級(jí)高工、張瑞端碩士、付曉曉碩士，四川省地質(zhì)勘察局九一五地質(zhì)隊(duì)周毅工程師、鐘東高級(jí)工程師等參加了部分野外地質(zhì)調(diào)查工作；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心鄭萬(wàn)模教授級(jí)高級(jí)工程師、倪化勇副研究員在資料收集分析中給予大力支持；中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所張永雙研究員對(duì)本文進(jìn)行指導(dǎo)，楊志華博士后、杜國(guó)梁博士生對(duì)ArcGIS分析提供了幫助，審稿人和編輯老師對(duì)本文提出了有益的修改意見(jiàn)，在此一并表示感謝。

[1]黃潤(rùn)秋. 20世紀(jì)以來(lái)中國(guó)的大型滑坡及其發(fā)生機(jī)制[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2007, 26(3): 433-451.

[2]張永雙, 石菊松, 孫萍, 等. 汶川地震內(nèi)外動(dòng)力耦合及災(zāi)害實(shí)例[J]. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 15(2): 131-141.

[3]郭長(zhǎng)寶, 杜宇本, 張永雙, 等. 川西鮮水河斷裂帶地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征與典型滑坡形成機(jī)理[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2015, 34(1): 9-22.

[4]GUO C B, MONTGOMERY D R, ZHANG Y S, et al. Quantitative assessment of landslide susceptibility along the Xianshuihe Fault zone, Tibetan Plateau, China[J]. Geomorphology, 2015, 248: 93-110.

[5]熊探宇, 姚鑫, 張永雙. 鮮水河斷裂帶全新世活動(dòng)性研究進(jìn)展綜述[J]. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 16(2): 176-188.

[6]聞學(xué)澤, ALLEN C R, 羅灼禮, 等. 鮮水河全新世斷裂帶的分段性、幾何特征及其地震構(gòu)造意義[J]. 地震學(xué)報(bào), 1989, 11(4): 362-372.

[7]唐小平, 鄭萬(wàn)模, 楊學(xué)之. 康定白土坎滑坡特征及防治對(duì)策[J]. 地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù), 1999, 10(1): 29-341.

[8]王東輝, 肖紅勇, 李明輝. 滑坡滑前地質(zhì)模型重建方法與思路——以鮮水河斷裂帶老虎嘴滑坡為例[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì), 2013, 40(5): 111-116.

[9]殷躍平, 張永雙, 馬寅生, 等. 青海玉樹Ms 7.1級(jí)地震地質(zhì)災(zāi)害主要特征[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào), 2010, 18(3): 289-296.

[10]李明輝, 王東輝, 高延超, 等. 鮮水河斷裂爐霍7.9級(jí)地震地質(zhì)災(zāi)害研究[J]. 災(zāi)害學(xué), 2014, 29(1): 37-41.

[11]錢洪. 鮮水河斷裂帶上潛在震源區(qū)的地質(zhì)學(xué)判定[J]. 四川地震, 1988(2):20-28.

[12]張?jiān)罉? 陳文, 楊農(nóng). 川西鮮水河斷裂帶新生代剪切變形40Ar/39Ar測(cè)年及其構(gòu)造意義[J]. 中國(guó)科學(xué)(D輯), 2004, 34(7): 613-621.

[13]李凌婧, 姚鑫, 張永雙, 等. 基于PS-InSAR技術(shù)的斷裂帶近場(chǎng)變形特征提取[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2015, 34(1): 217-228.

[14]MONTGOMERY D R. Predicting landscape-scale erosion rates using digital elevation models[J]. Comptes Rendus Geoscience, 2003, 335 (16): 1121-1130.

[15]LAN H X, ZHOU C H, WANG L J, et al. Landslide hazard spatial analysis and prediction using GIS in the Xiaojiang watershed, Yunnan, China[J]. Engineering Geology, 2004,76: 109-128.

[16]王寧濤, 彭軻, 黎清華, 等. 基于RS和GIS的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性定量評(píng)價(jià):以湖北省五峰縣為例[J]. 地學(xué)前緣, 2012, 19(6): 221-229.

[17]王濤, 吳樹仁, 石菊松. 國(guó)際滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理指南研究綜述[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2009, 28(8): 1106-1118.

[18]吳樹仁, 石菊松, 張春山, 等. 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南初論[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2009, 28(8): 995-1005.

[19]DAHAL R K, HASEGAWA S, NONOMURA A, et al. Predictive modeling of rainfall-induced landslide hazard in the Lesser Himalaya of Nepal based on weights-of-evidence[J]. Geomorphology, 2008, 102(3): 496-510.

[20]許沖, 戴福初, 徐錫偉, 等. 基于GIS平臺(tái)與證據(jù)權(quán)的地震滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)[J]. 地球科學(xué), 2011, 36(6): 1155-1163.

[21]張生元, 成秋明, 張素萍, 等. 權(quán)證據(jù)權(quán)模型和逐步證據(jù)權(quán)模型及其在個(gè)舊錫銅礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 地球科學(xué),2009, 34(2): 281-286.

[22]BONHAM-CARTER G F, AGTERBERG F P, WRIGHT D F. Integration of geological datasets for gold exploration in Nova Scotia[J]. American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, 1988, 0099-1112.88/5411-1585.

[23]DANESHFAR B, BENN K. Spatial relationships between natural seismicity and faults, southeastern Ontario and north-central New York state[J]. Tectonophysics, 2002, 353: 31-44.

[24]MOHAMMADY M, POURGHASEMI H R, PRADHAN B. Landslide susceptibility mapping at Golestan Province, Iran: A comparison between frequency ratio, Dempster-Shafer, and weights-of-evidence models[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2012, 61: 221-236.

[25]許沖, 徐錫偉, 于貴華, 等. 基于證據(jù)權(quán)方法的玉樹地震滑坡危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)[J]. 地震地質(zhì), 2013, 35(1): 151-163.

[26]張永雙, 蘇生瑞, 吳樹仁, 等. 強(qiáng)震區(qū)斷裂活動(dòng)與大型滑坡關(guān)系研究[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2011, 30(增刊): 3503-3513.

[27]李曉, 李守定, 陳劍, 等. 地質(zhì)災(zāi)害形成的內(nèi)外動(dòng)力耦合作用機(jī)制[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2008, 27(9): 1792-1806.

[28]許沖, 戴福初, 姚鑫, 等. 基于GIS與確定性系數(shù)分析方法的汶川地震滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào), 2010, 18(1): 15-26.

[29]XU C, XU X W, DAI F C, et al. Landslide hazard mapping using GIS and weight of evidence model in Qingshui river watershed of 2008 Wenchuan earthquake struck region[J]. Journal of Earth Science, 2012,23: 97-120.

Landslide Susceptibility Evaluation Based on Weight-of-Evidence Modeling in the Xianshuihe Fault Zone, East Tibetan Plateau

WANG Ke1,2, GUO Changbao2,3, MA Shimin1, LIU Xiaoyi2，NIU Ruipeng1

( 1.CollegeofGeoscienceandSurveyingEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China;2.InstituteofGeomechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China;3.KeyLaboratoryofNeotectonicMovementandGeohazard,MinistryofLandandResources,Beijing100081,China)

Xianshuihe Fault zone is a sinistral-slip fault system on the eastern margin of the Tibetan Plateau with high Quaternary activity and frequently historic earthquakes. And large landslides are distributed along the fault zone. This paper investigated the landslide distribution characteristics in an approximately 7,339 km2area and adopted Weight-of-Evidence Model (WOE) to develop landslide susceptibility evaluation. A detailed landslide inventory was prepared with a total of 415 landslides. Eleven landslide-causative factors were analyzed including slope angle, slope aspect, altitude, planform curvature, topographic wetness index (TWI), active fault, lithology, annual rainfall, rivers, roads and the NDVI of the study area. Susceptibility mapping schemes with WOE model were put out in this study and the assessment result with ROC method showed that the WOE model had got well result responses. The landslide susceptibility in the study area is controlled by the activity of Xianshuihe Fault zone, and is divided into five levels including no susceptible, low susceptible, moderate susceptible, high susceptible and very high susceptible according to landslide susceptible degree. The areas with very high and high landslide susceptibility are mainly distributed on both sides of Xianshuihe Fault zone from Donggu to Daofu County as well as Kangding County and Moxi town nearby. The moderate susceptibility areas are mostly along the tributaries of the deep-cutting valleys and the roads. Besides, the low and no susceptibility areas are mostly distributed on high mountain areas where human engineering activity is weak, as well as areas where is relatively flat. The evaluation results reflect that the current situation of geological disasters in Xianshuihe Fault zone is well. The result can be used for the planning of geological disaster prevention and the major construction in the region.

Tibetan Plateau; Xianshuihe Fault; landslide; susceptibility evaluation; WOE model

2015-05-25；改回日期：2016-01-14；責(zé)任編輯：潘令枝。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(12120113038000)；“十二·五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAK12B09，2012BAK10B02)；國(guó)家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)(2011FY110100-2)；中鐵二院科研計(jì)劃項(xiàng)目(二院科字13164007)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41402321)。

王珂，男，碩士研究生，1989年出生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，主要從事工程地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害方面的研究。

Email：wangke_89@126.com。

郭長(zhǎng)寶，男，博士，副研究員， 1980年出生，地質(zhì)工程專業(yè)，主要從事工程地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害方面的研究。

Email：guochangbao@163.com。

P642.2；P694

A

1000-8527(2016)03-0705-11