向靈芝，崔 鵬，陳洪凱，沈 娜

(1.重慶交通大學(xué) 水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400074；2.重慶交通大學(xué) 巖土工程研究所，重慶 400074；3.中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所 中國(guó)科學(xué)院山地災(zāi)害與地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041)

基于災(zāi)害熵的汶川震后道路泥石流敏感性分析

向靈芝1，2，崔 鵬3，陳洪凱2，沈 娜1，2

(1.重慶交通大學(xué) 水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400074；2.重慶交通大學(xué) 巖土工程研究所，重慶 400074；3.中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所 中國(guó)科學(xué)院山地災(zāi)害與地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041)

2008年汶川8.0級(jí)地震釋放的巨大能量導(dǎo)致震區(qū)地表巖體產(chǎn)生了強(qiáng)烈的擾動(dòng)和破壞，許多震前非泥石流溝轉(zhuǎn)化為大規(guī)模高頻泥石流溝。鑒于震區(qū)近年來(lái)頻發(fā)的泥石流災(zāi)情，以汶川主要公路沿線(xiàn)(都汶公路和省道303)泥石流溝為研究對(duì)象，依據(jù)震后泥石流形成條件與活動(dòng)特征，遴選出影響泥石流發(fā)生的關(guān)鍵因子，運(yùn)用災(zāi)害熵理論模型，考慮因子相互之間的影響，計(jì)算各個(gè)因子的權(quán)重，對(duì)研究區(qū)泥石流進(jìn)行敏感性區(qū)劃。分析結(jié)果表明：較高敏感性的泥石流溝谷多達(dá)47條，占總數(shù)的78.3%，且集中分布在中央斷裂的上盤(pán)，特別是以映秀為暴雨中心的峽谷地帶。分析結(jié)果可作為震區(qū)泥石流防治，災(zāi)區(qū)重建的理論依據(jù)。

巖土工程；泥石流；汶川地震；評(píng)價(jià)指標(biāo)；敏感性；災(zāi)害熵

0 引 言

2008年汶川地震所釋放的巨大能量改變了震區(qū)的地表形態(tài)，誘發(fā)的大量崩塌滑坡體給泥石流提供了充足的物源。近年來(lái)，震區(qū)大規(guī)模泥石流災(zāi)害頻繁發(fā)生，給重建工程造成了極大損失。由于震后泥石流的形成條件發(fā)生了較大的改變，有必要對(duì)震后泥石流的敏感性進(jìn)行分析。

目前在泥石流敏感性評(píng)價(jià)方面，主要是從區(qū)域背景出發(fā)，分析泥石流的發(fā)育特征、性質(zhì)、形成條件和發(fā)生頻率等，選取孕災(zāi)因子，利用層次分析法、模糊綜合評(píng)判、灰色系統(tǒng)理論等數(shù)理分析方法對(duì)泥石流進(jìn)行敏感性分析[1-6]。由于泥石流是在地形地貌、地質(zhì)、降雨等多種因素的共同作用下產(chǎn)生的，形成機(jī)理極其復(fù)雜，并且其發(fā)生具有很大的不確定性。長(zhǎng)期以來(lái)，計(jì)算每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重問(wèn)題一直是該研究方法的一個(gè)難點(diǎn)和瓶頸，大多通過(guò)專(zhuān)家評(píng)判或?qū)哟畏治龇ǖ贸?，這些方法具有相當(dāng)程度的人為控制性。自1948年美國(guó)工程師Shannon將熱力學(xué)中熵的概念應(yīng)用到通信領(lǐng)域并建立了信息熵的概念以來(lái)，它已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用[7-8]。

筆者基于汶川地震后災(zāi)區(qū)泥石流形成條件分析，遴選出影響震后泥石流形成的關(guān)鍵因子，利用災(zāi)害熵模型，對(duì)汶川主要公路沿線(xiàn)泥石流溝進(jìn)行敏感性分析。以期為泥石流敏感性分析過(guò)程中指標(biāo)權(quán)重分配，及定量地評(píng)價(jià)具體區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的敏感性提供參考。

1 研究區(qū)域概況

汶川地處四川盆地至川西高原的過(guò)渡地帶，山高谷深，河谷狹窄。地勢(shì)西北高東南低，山脈走向與地質(zhì)構(gòu)造線(xiàn)近一致，呈北東-南西向。研究區(qū)內(nèi)巖層受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用，特別是地震的影響，巖體破碎、變質(zhì)加深、節(jié)理發(fā)育、風(fēng)化強(qiáng)烈，為泥石流發(fā)生發(fā)展提供了豐富物源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，汶川地震在汶川共誘發(fā)5582處崩塌滑坡[9]，且主要沿著岷江兩岸分布。岷江及其支流漁子溪為縣域內(nèi)主要河流，受歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，特別是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的多次不均勻抬升，河谷兩岸支溝眾多，且具有較大的縱坡比降，極利于泥石流的活動(dòng)。且汶川地震后流域微地貌變化明顯，溝道堵塞嚴(yán)重。地震后流域內(nèi)大量堆積的崩塌和滑坡體對(duì)流域微地貌的改變非常顯著。近年來(lái)，每逢雨季，區(qū)內(nèi)兩條主要交通干線(xiàn)，依岷江干流及支流漁子溪而建的都汶公路和省道303(圖1)，經(jīng)常因次生地質(zhì)災(zāi)害，特別是泥石流災(zāi)害頻繁發(fā)生而破壞，導(dǎo)致交通中斷。

2 敏感性因子選取及數(shù)據(jù)處理

泥石流形成需具備兩個(gè)基本條件：一為動(dòng)力條件，包括流域面積因素、溝床平均比降、流域山坡平均坡度、流域形態(tài)條件以及流域內(nèi)植被覆蓋因素；二為物質(zhì)條件，包括流域內(nèi)松散物質(zhì)量、巖石類(lèi)型、流域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域氣候因素等。筆者根據(jù)震后對(duì)災(zāi)區(qū)泥石流的考察和資料分析整理，選擇11個(gè)影響因素作為震后泥石流敏感性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，即：流域面積、主溝長(zhǎng)度、主溝縱比降、流域相對(duì)高差、流域形狀系數(shù)、流域平均坡度、溝谷密度、松散固體物質(zhì)指標(biāo)、巖性因子、流域物源中心與活動(dòng)斷裂距離和降雨量。

2.1 流域面積

流域面積的大小反映流域的產(chǎn)沙和匯流狀況，與泥石流規(guī)模和發(fā)生頻率關(guān)系密切。對(duì)于泥石流活動(dòng)，則是當(dāng)溝谷流域的面積在某一范圍內(nèi)最有利。根據(jù)成昆線(xiàn)泥石流溝的流域面積統(tǒng)計(jì)[10]，流域面積小于5 km2的占39.8%，為泥石流極活躍區(qū)間；5～50 km2的占50.2%，為泥石流活躍的面積區(qū)間；50～100 km2分布較小，為泥石流弱活躍面積區(qū)間；大于100 km2的泥石流溝極少，為泥石流極弱活躍面積區(qū)間。

據(jù)汶川震后泥石流溝統(tǒng)計(jì)結(jié)果，汶川公路沿線(xiàn)泥石流溝流域面積介于0.05～54.52 km2之間，屬于泥石流活躍面積區(qū)間內(nèi)。根據(jù)崔鵬等[11]研究，汶川震區(qū)震后泥石流易發(fā)于面積較小流域，即小于5 km2范圍內(nèi)。據(jù)實(shí)地考察，震后研究區(qū)內(nèi)新發(fā)泥石流溝中，其中流域面積小于5 km2的泥石流溝共27條，占45%；小于10 km2的泥石流溝共計(jì)38條，占63.3%；大于10 km2的泥石流溝共計(jì)22條，占36.7%。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，震后新暴發(fā)泥石流溝的流域面積63.3%都小于10.0 km2。需要說(shuō)明的是，22條面積大于10km2的泥石流，有相當(dāng)部分是其大部分支溝先后暴發(fā)泥石流，而并未全流域同時(shí)暴發(fā)，如七盤(pán)溝、桃關(guān)溝、福堂壩溝、七層樓溝、幸福溝、龍?zhí)稖系取Ｒ虼?，震后泥石流的活?dòng)主要集中于流域面積較小的小流域，2～10 km2為泥石流最活躍的流域面積范圍。

2.2 主溝長(zhǎng)度

主溝長(zhǎng)度指流域干流的的長(zhǎng)度。主溝長(zhǎng)度越長(zhǎng)，表明該流域內(nèi)能夠沿途補(bǔ)給松散固體物質(zhì)的機(jī)會(huì)越多，泥石流的流程越長(zhǎng)。同時(shí)，泥石流的動(dòng)能和破壞力越大。

2.3 主溝縱比降

主溝縱比降反應(yīng)單位長(zhǎng)度內(nèi)坡面高程下降的程度，縱比降越大，溝內(nèi)物質(zhì)動(dòng)能越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)[10]，當(dāng)溝床比降小于100‰時(shí)，流域水動(dòng)力太小，溝床中的松散固體物質(zhì)很難起動(dòng)；而溝床比降太大時(shí)(大于400‰)，接近于松散碎屑物質(zhì)的天然停積角度，易形成坡面泥石流與坡面滑動(dòng)。

筆者通過(guò)對(duì)汶川公路沿線(xiàn)60條泥石流溝的主溝縱比降進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以看出(表1)：該區(qū)域65%的溝道坡降介于100‰～400‰，縱坡降在400‰以上占了35%。這說(shuō)明地震形成的松散物質(zhì)由于形成速度快，堆積迅速，在比降較大的溝道中可以聚集起來(lái)，為震后泥石流的形成提供松散固體物質(zhì)。正是由于在較大比降泥石流溝內(nèi)的松散物質(zhì)很不穩(wěn)定，才導(dǎo)致震后很多溝道頻頻暴發(fā)泥石流，如磨子溝和高家溝等。

表1 汶川公路沿線(xiàn)泥石流溝主溝縱比降分級(jí)統(tǒng)計(jì)

Table 1 Longitudinal slope classification statistics of the debris flow gullies along highway in Wenchuan County

項(xiàng) 目溝道坡降<100‰≥100‰,≤400‰>400‰合計(jì)泥石流溝/條0392160所占比例/%06535100

2.4 流域相對(duì)高差

流域相對(duì)高差是指流域內(nèi)最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的海拔高度之差。其值越大，山坡的動(dòng)能和勢(shì)能越大，松散碎屑體越容易啟動(dòng)，地表水的流速越大，越容易形成泥石流。

2.5 流域形狀系數(shù)

流域形狀系數(shù)Ke是流域分水線(xiàn)的實(shí)際長(zhǎng)度與流域同面積圓的周長(zhǎng)之比(式1)。Ke≈1時(shí)，表示流域的形狀跟圓形相近似，有利于水和沙的匯集；Ke越大，表示流域形狀跟圓形相差越大，呈狹長(zhǎng)形，水流和松散物質(zhì)匯集較慢，泥石流的形成較難。

Ke=L/Lc

(1)

式中：Ke為流域形狀系數(shù)；L為流域分水線(xiàn)的實(shí)際長(zhǎng)度；Lc為流域同面積圓的周長(zhǎng)。

2.6 流域平均坡度

流域內(nèi)平均坡度越大，坡面巖土體發(fā)生崩滑的概率越高，地表水匯流所需時(shí)間越短，洪水峰值大，流域內(nèi)松散物質(zhì)越容易匯集，極有利于泥石流形成和活動(dòng)。統(tǒng)計(jì)資料表明：我國(guó)西部高山、中山的泥石流溝，山坡坡度多在28°～50°[12]。

2.7 溝谷密度

溝谷密度用流域內(nèi)沖溝的總長(zhǎng)度與流域面積之比來(lái)表示，km/km2。流域切割密度越大，流域地表越破碎，越利于坡面侵蝕，水流通道越發(fā)育，泥石流潛在破壞力就越大。

2.8 松散固體物質(zhì)指標(biāo)

松散固體物質(zhì)是泥石流形成的3大要素之一。利用災(zāi)后雨季前2008年6月的ADS40高精度彩色航片，分辨率為0.5 m，結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查，對(duì)汶川區(qū)域內(nèi)的崩塌和滑坡進(jìn)行了遙感解譯。結(jié)果表明：地震誘發(fā)崩塌滑坡物質(zhì)集中分布于水系兩側(cè)的溝道里，因遙感解譯對(duì)于松散固體物質(zhì)的厚度無(wú)法精確判定，因此采用流域內(nèi)崩塌滑坡面積與流域面積的比值作為松散固體物質(zhì)豐富程度的指標(biāo)參照值。

2.9 巖性因子

不同性質(zhì)的巖石，其抗風(fēng)化能力不同，為泥石流提供松散物質(zhì)的速度和能力各異。一般泥巖、頁(yè)巖等軟弱巖層和軟硬相間的巖層比巖性均一和堅(jiān)硬的巖層易遭受風(fēng)化、破壞，因此提供的松散物質(zhì)也多。汶川8.0級(jí)地震的破壞力大，使得研究區(qū)原本花崗巖、玄武巖等發(fā)育的硬巖區(qū)域也產(chǎn)生了大量的固體松散物質(zhì)。而且，在同一流域內(nèi)通常由多種不同的巖石類(lèi)型所組成，不同類(lèi)型的巖石組合增加了流域內(nèi)松散物質(zhì)形成的復(fù)雜性。尤其是軟硬相間的巖石類(lèi)型組合，由于差異風(fēng)化作用，比巖性均一的巖層或堅(jiān)硬巖層更易遭到破壞，從而為泥石流的形成提供更多的松散固體物質(zhì)，對(duì)泥石流的形成就更有利。

根據(jù)研究區(qū)各個(gè)泥石流流域內(nèi)的地層巖性情況，可以分為硬、較硬和較軟3類(lèi)[9](表2)，將各個(gè)泥石流流域內(nèi)的各類(lèi)巖層按照面積百分比進(jìn)行疊加得出每個(gè)流域的巖性因子數(shù)值(fDSF)(式2)。

(2)

式中：SFi表示流域內(nèi)某類(lèi)巖性賦值；Ai表示流域內(nèi)某類(lèi)巖性所占的面積百分比。

表2 研究區(qū)泥石流溝巖性分類(lèi)

2.10 流域物源中心與活動(dòng)斷裂距離

距離活動(dòng)斷裂，特別是地表斷裂越近，受到地震波的強(qiáng)度越高，巖體越破碎，地震誘發(fā)的崩塌和滑坡越多，松散物質(zhì)越多。地震形成的松散物質(zhì)主要沿發(fā)震斷裂成帶狀分布，而且隨距離斷裂距離的增大，地震直接誘發(fā)的松散物質(zhì)量迅速減少[9]。而震后泥石流的活動(dòng)與發(fā)震斷層關(guān)系密切。距離斷層越近泥石流頻率越高，規(guī)模越大。

2.11 降雨量

降雨量是流域降雨過(guò)程匯流形成泥石流災(zāi)害的一個(gè)重要因素。汶川年降水量分布以岷江上游下段即漁子溪口—都江堰段兩側(cè)山地為最大，可達(dá)1 000～1 100 mm；境內(nèi)西側(cè)大部分山地和映秀以上至桃關(guān)地區(qū)為700～1 000 mm；而桃關(guān)-威州河谷一般只有500～700 mm。震后大規(guī)模群發(fā)性泥石流災(zāi)害事件也主要分布于桃關(guān)以下地區(qū)，即年降雨量大于700 mm區(qū)域。因此，將年降雨量作為研究區(qū)泥石流敏感性評(píng)判的降雨因素參照值。

3 評(píng)價(jià)方法—災(zāi)害熵理論

熵是一個(gè)系統(tǒng)受到各種因素相互作用后，不確定性的量度[13-16]。對(duì)于需要評(píng)價(jià)的m個(gè)待評(píng)價(jià)的泥石流溝谷，每個(gè)流域的泥石流災(zāi)害的產(chǎn)生由n個(gè)影響因素共同作用?！盀?zāi)害熵”模型的建立步驟包括以下幾點(diǎn)[16-19]。

3.1 遴選評(píng)價(jià)指標(biāo)

通過(guò)對(duì)研究區(qū)影響泥石流災(zāi)害形成的環(huán)境地質(zhì)背景和作用機(jī)制進(jìn)行深入分析，選出對(duì)區(qū)域泥石流災(zāi)害有重要影響的n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3.2 建立評(píng)價(jià)矩陣

泥石流災(zāi)害評(píng)價(jià)矩陣為：

(3)

式中：Xij為第i條泥石流溝的第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的值。

對(duì)某泥石流流域而言，流域相對(duì)高差因子數(shù)值越大則越利于泥石流的形成，而流域面積因子數(shù)值的大小對(duì)于泥石流的形成影響則界定于一個(gè)范圍之中，因此無(wú)法對(duì)這些評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行直接比較。根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，可先將每種因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，轉(zhuǎn)換成無(wú)量綱數(shù)據(jù)，再進(jìn)行比較。以R表示評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣標(biāo)準(zhǔn)化后的矩陣，如式(4)。

(4)

式中：rij為第i條泥石流溝的第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值，為無(wú)量綱，rij值可通過(guò)專(zhuān)家評(píng)分等方法對(duì)每個(gè)因子進(jìn)行分級(jí)打分來(lái)確定。

3.3 確定“災(zāi)害熵”

確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的“災(zāi)害熵”，按式(5)確定。

(5)

式中：E(j)為第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的“災(zāi)害熵”，E(j)越大，表示該指標(biāo)在災(zāi)害產(chǎn)生過(guò)程中的貢獻(xiàn)越??；K=1/lnm；Fij為評(píng)價(jià)指標(biāo)j在泥石流災(zāi)害產(chǎn)生過(guò)程中出現(xiàn)的頻率。

3.4 計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要度

評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要度Vj代表了該指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中的重要性大小，其計(jì)算如式(6)。

Vj=1-E(j)

(6)

3.5 計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重越大，表示該指標(biāo)對(duì)災(zāi)害產(chǎn)生的控制性越強(qiáng)。第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算如式(7)。

(7)

3.6 計(jì)算敏感性

泥石流災(zāi)害的敏感性計(jì)算如式(8)。

(8)

式中：P(i)為第i條泥石流溝泥石流災(zāi)害的敏感性；rij為第i條泥石流溝的第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值；wj為第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

P(i)越大，表示該溝谷發(fā)生泥石流災(zāi)害的可能性就越大。

4 敏感性計(jì)算與分析

4.1 因子評(píng)價(jià)體系及敏感性計(jì)算

以汶川公路沿線(xiàn)60條泥石流溝谷為研究對(duì)象，因此m=60，n=11。參考以往相關(guān)研究成果[20-21]和震后泥石流活動(dòng)特征的分析結(jié)果，采用專(zhuān)家打分法將各評(píng)價(jià)指標(biāo)分為3類(lèi)，并分別賦以分值1～3，如表3，各災(zāi)害評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)過(guò)賦值已經(jīng)全部變成無(wú)量綱單位。表4為通過(guò)專(zhuān)家打分法對(duì)每條泥石流溝的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化處理。

表3 泥石流溝敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)

表4 泥石流溝評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化

(續(xù)表 4)

序號(hào)溝名流域面積主溝長(zhǎng)度主溝比降形狀系數(shù)相對(duì)高差平均坡度溝谷密度崩滑比例巖性距斷裂距離年降雨量28紅椿溝3233121213329一號(hào)橋溝2133133313330二號(hào)橋溝2133131313331干溝2133131213332瓦司溝2132131313333下大水溝3133231213334羅寶樹(shù)溝2132231313335肖家溝3233231322336彎溝2133133322337蟹子溝3131231312338香家溝2131231212339上木漿坪溝3133231213340羊香兒溝3133231213341黃連溝1222331223342銀廠溝3231231222343大陰溝1233331322344螃蟹溝2131132322345下鹽水溝2133231312346上鹽水溝3132231322347燒香溝3232331222348青崗溝3132231222349無(wú)名溝2132231321350上大水溝3132231221351油桌坪溝2133231321352七層樓溝1223221221353幸福溝1222321221354龍?zhí)稖?323321231355關(guān)門(mén)溝3133231221356周家溝3232231121357金豪溝3131231121358轉(zhuǎn)經(jīng)樓溝1222121131359覺(jué)磨溝1322331121360花紅樹(shù)溝32312211213

依據(jù)式(7)計(jì)算各評(píng)價(jià)因子權(quán)重(表5)。由前述步驟， 可以計(jì)算出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的災(zāi)害熵及其權(quán)重， 如表5。

表5 評(píng)價(jià)因子權(quán)重計(jì)算值

由表5可以看出：在11個(gè)致災(zāi)因子中，平均坡度、主溝比降、降雨和崩滑比例的權(quán)重最大，分別為0.122，0.119，0.104，0.099；這說(shuō)明這是汶川災(zāi)區(qū)泥石流發(fā)生的最主要原因，這與實(shí)際情況基本上是吻合的。震后雨季幾乎逢暴雨必發(fā)的肖家溝、彎溝、蟹子溝、高家溝平均坡度均大于40°，而主溝比降也大多大于400‰，地震誘發(fā)的大量松散固體物質(zhì)在這些典型溝道里面也大量堆積，崩塌滑坡面積比例大于20%，蟹子溝高達(dá)52%。

在計(jì)算出每種評(píng)價(jià)指標(biāo)或致災(zāi)因子的權(quán)重后，由式(8)來(lái)計(jì)算出每條泥石流溝的敏感性數(shù)值， 其結(jié)果見(jiàn)如圖2。

圖2 汶川縣公路沿線(xiàn)泥石流溝震后敏感性評(píng)價(jià)Fig. 2 Sensitivity evaluation map of the debris flow gullies along highway in Wenchuan County after earthquake

4.2 計(jì)算結(jié)果分析

通過(guò)分級(jí)計(jì)算，研究區(qū)內(nèi)60條泥石流溝的敏感性數(shù)值位于1.73～2.54之間，較高敏感性數(shù)值(大于2)的多達(dá)47條，占總數(shù)的78.3%；敏感性性數(shù)值(小于2)僅有13條，僅占21.7%。

由圖2可看出：都-汶公路桃關(guān)溝以下區(qū)段和省道303映秀-耿達(dá)區(qū)段的大多數(shù)泥石流溝屬于較高敏感性泥石流溝。此區(qū)域?yàn)橹醒霐嗔训纳媳P(pán)，且屬于以映秀為暴雨中心的影響區(qū)域內(nèi)，年降雨量大于700 mm。此結(jié)果說(shuō)明：距離發(fā)震斷裂(中央斷裂)越近，受地震波震動(dòng)越劇烈，地震引發(fā)的崩塌滑坡堆積體越大，且地貌以陡崖深谷為主，造成該區(qū)段泥石流呈群發(fā)性態(tài)勢(shì)。公路沿線(xiàn)泥石流溝較低敏感性的泥石流溝集中分布于省道303線(xiàn)耿達(dá)至臥龍區(qū)段以及桃關(guān)至威州路段，該區(qū)域距離映秀暴雨中心較遠(yuǎn)，且位于后山斷裂以西，地貌為寬谷和峽谷相間，以寬谷為主，公路兩側(cè)巖石的破壞程度較低，流域內(nèi)聚集的崩塌滑坡體積相對(duì)較小，河流侵蝕作用較弱，工程地質(zhì)條件相對(duì)較好。評(píng)價(jià)結(jié)果與震后泥石流活動(dòng)情況基本上是一致的。

5 結(jié) 論

1)都-汶公路(映秀-威州)和省道303(映秀-臥龍)沿線(xiàn)流域陡峻的地形和巨大的高差以及震后巨大體積的崩滑堆積體，十分有利于泥石流的形成。較高敏感性泥石流溝集中分布于中央斷裂的上盤(pán)且離斷裂較近的及年降雨量大于700 mm的區(qū)域。

2)分析結(jié)果中敏感度較低的泥石流溝大多數(shù)是由于流域面積較大，降雨匯流路徑較長(zhǎng)，流域內(nèi)崩滑體集中分布于各個(gè)支溝中，不易于全流域同時(shí)爆發(fā)。但是隨著降雨頻度和規(guī)模的增大，支溝中的物質(zhì)逐步向主溝匯集，也能發(fā)生較大規(guī)模的泥石流災(zāi)害。因此可以進(jìn)一步以支溝流域?yàn)榉治鰧?duì)象，判斷其泥石流敏感度。

3)運(yùn)用災(zāi)害熵方法對(duì)11個(gè)致災(zāi)因子進(jìn)行權(quán)重分配，計(jì)算結(jié)果表明平均坡度、主溝縱比降、降雨量和崩滑比例對(duì)泥石流的敏感性影響最大，與實(shí)際考察結(jié)果一致。

4)選取災(zāi)害熵模型進(jìn)行評(píng)價(jià)分析時(shí)，應(yīng)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域?yàn)?zāi)害的形成機(jī)制進(jìn)行深入分析，遴選出關(guān)鍵因子，才能取得比較客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果。

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(責(zé)任編輯：劉 韜)

Sensitivity Analysis of Debris Flow along Highway in Wenchuan County after Earthquake Based on Hazard Entropy Theory

XIANG Lingzhi1, 2, CUI Peng3, CHEN Hongkai2, SHEN Na1, 2

(1. Key Laboratory of Hydraulic and Waterway Engineering of the Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P. R. China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P. R. China; 3. Institute of Mountain Hazards and Environment, CAS Key Lab of Mountain Hazards and Surface Processes, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, Sichuan, P. R. China)

Strong disturbance and destruction of the earthquake zone surface was produced by the Wenchuan earthquake in 2008 which released great energy. And it caused many non-debris flow gullies change into high frequency debris flow gullies after the earthquake. For frequent occurrence of debris flow disaster at the earthquake zone in recent years, the debris flow gullies along the main highway (Du-Wen highway and provincial highway 303) in Wenchuan County were chosen as the research object. According to formation conditions and activity characteristics of debris flow after the earthquake, the key factors which influenced disaster occurrence were selected. Furthermore, considering the influence among various factors, hazard entropy model was applied to calculate the weight of every factor, and the sensitivity of debris flow in the study area was zoned. Analysis results show that the quantity of high sensitivity of debris flow gullies is as many as 47, accounting for 78.3% of the total. And these gullies are intensely distributed on the hanging wall of the center fault, especially in the valley where Yingxiu is the storm center. The proposed analysis results provide theoretical reference for debris flow prevention and mitigation in earthquake area.

geotechnical engineering; debris flow; Wenchuan earthquake; evaluation index; sensitivity; hazard entropy

10.3969/j.issn.1674-0696.2017.05.13

2015-10-20；

2016-01-17

國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(41601565)；2016年度重慶高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃資助項(xiàng)目(CXTDG201602012)；重慶科委基礎(chǔ)與前沿研究資助項(xiàng)目(cstc2013jcyjA30014)

向靈芝(1980—)，女，重慶人，講師，博士，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治方面的研究。E-mail：xlz1223xlz@sina.com。

P642.1

A

1674-0696(2017)05-071-08