陳曉利 劉春國(guó) 傳一健 蘭 劍 魏延坤

1)中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，北京 100029 2)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京 100045 3)北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，北京 100871

0 引言

滑坡在構(gòu)造與侵蝕的相互作用過(guò)程中起著重要作用(Montgomery，2001；Larsenetal.，2010)。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使山脈隆升、海拔高程及局部高差增大；侵蝕作用通過(guò)使山坡物質(zhì)從高處向低處運(yùn)移來(lái)限制山脈的高度，并調(diào)節(jié)或平衡了構(gòu)造隆升和河流下切作用。在構(gòu)造活動(dòng)區(qū)，滑坡使山坡變陡的速率可能超過(guò)河流下切作用的影響，它引起的物質(zhì)運(yùn)移對(duì)局部地貌演化有著重要影響(Malamudetal.，2004；Fanetal.，2012)。與長(zhǎng)時(shí)間緩慢的侵蝕過(guò)程不同，地震滑坡是瞬間的突發(fā)性事件，一次大地震能產(chǎn)生成百上千的滑坡，所造成的剝蝕、堆積等將使震區(qū)地貌發(fā)生顯著改變。一些規(guī)模較大的滑坡會(huì)對(duì)局部地形產(chǎn)生重要影響，而地形條件是地震滑坡的一個(gè)重要控制因素(Hsü，1975；Ashfordetal.，1997；Chigiraetal.，2006；Meunieretal.，2008；Huangetal.，2009)。

地震滑坡涉及從山坡臨界狀態(tài)的形成、地震事件的觸發(fā)到滑坡體運(yùn)動(dòng)、堆積和震后滑坡體演變的過(guò)程(Montgomery，2001)。每一次地震滑坡之后，山坡物質(zhì)的分布狀態(tài)就會(huì)重新進(jìn)行調(diào)整：一方面，臨界失穩(wěn)狀態(tài)的物質(zhì)以 “滑坡”的方式運(yùn)移進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)；另一方面，物質(zhì)運(yùn)移的過(guò)程形成了一些新的不穩(wěn)定區(qū)域，如滑坡體的后緣將成為潛在滑坡危險(xiǎn)區(qū)?？傮w上，地震誘發(fā)的滑坡是對(duì)地表物質(zhì)均衡狀態(tài)的調(diào)整。

Keefer(2002)及Malamud等(2004)基于大量實(shí)例研究了地震滑坡引起的侵蝕速率。根據(jù)震級(jí)與誘發(fā)滑坡數(shù)量的關(guān)系，通過(guò)樣本統(tǒng)計(jì)分析獲得一定震級(jí)下相應(yīng)的地震誘發(fā)滑坡總體積的計(jì)算公式，即地震事件造成的物質(zhì)剝蝕量。這類關(guān)于地震滑坡剝蝕量的計(jì)算一般將整體的滑坡體積(運(yùn)移物質(zhì))平均到一定范圍，獲得的是該區(qū)域內(nèi)的平均剝蝕量。例如，汶川地震后，Parker等(2011)依據(jù)目前廣泛應(yīng)用的地震滑坡體積計(jì)算公式和震后SAR數(shù)據(jù)反映出的地形變化，計(jì)算了同震滑坡產(chǎn)生的物質(zhì)剝蝕量和構(gòu)造隆升形成的物質(zhì)凈增量，認(rèn)為汶川地震在地震復(fù)發(fā)周期內(nèi)將導(dǎo)致山體物質(zhì)的減少。實(shí)際上，地震誘發(fā)滑坡的空間分布受到震級(jí)、斷裂、河流、地形等的影響，使滑坡相對(duì)集中地分布在一些區(qū)域，并造成這些區(qū)域的地形變化。例如，汶川地震誘發(fā)了100多個(gè)規(guī)模>50i000m3的大型滑坡，這些滑坡受到發(fā)震斷裂的控制，主要分布在地表破裂帶附近5km范圍內(nèi)(許強(qiáng)等，2010)；由于滑坡規(guī)模大，地表破裂帶附近的地貌受到較為明顯的影響(王運(yùn)生等，2008；祁生文等，2009；張永雙等，2009；吳樹(shù)仁等，2010)。除此之外，此次地震還形成了828個(gè)堰塞湖，這些堰塞湖規(guī)模不等，泄洪時(shí)間長(zhǎng)短不一，無(wú)疑會(huì)影響河流附近的地貌形態(tài)(Fanetal.，2012)。

從汶川地震誘發(fā)的滑坡可以看出，發(fā)震斷裂和河流附近是大型滑坡的聚集區(qū)，也是地表物質(zhì)侵蝕的主要場(chǎng)所。中強(qiáng)地震所誘發(fā)滑坡的規(guī)模和分布范圍相對(duì)于高震級(jí)地震都會(huì)有所降低，但在一定條件下也可能觸發(fā)較大規(guī)模的滑坡，造成顯著的地貌改觀，如2014年魯?shù)镸S6.5地震觸發(fā)的紅石巖滑坡形成了高達(dá)120m的堰塞壩(Changetal.，2016)。研究表明，該次地震觸發(fā)滑坡的空間分布沒(méi)有明顯受震中或斷裂的控制，一些規(guī)模較大的滑坡發(fā)生在牛欄江及其支流等具有較陡邊坡和較大地形高差的河谷兩岸，顯示出局部地形對(duì)滑坡分布的重要控制作用(Chenetal.，2015)。而魯?shù)檎饏^(qū)現(xiàn)有的地形條件是該區(qū)長(zhǎng)期地貌演化的結(jié)果。

2014年魯?shù)榈卣鸬恼饏^(qū)位于青藏高原東南部邊緣與華南塊體之間，地貌上屬于云貴高原的一部分。中新世以前，這里形成了較完整統(tǒng)一的準(zhǔn)平原。由于經(jīng)歷了中新世末及以后的多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈抬升，以及伴生的侵蝕、溶蝕等外動(dòng)力作用，原來(lái)的準(zhǔn)平原被雕塑、改造成現(xiàn)代的高山峽谷相間的山間凹地景觀(Changetal.，2016)。河流下切使河岸變陡、岸坡巖體強(qiáng)度降低，為沿岸滑坡的發(fā)生創(chuàng)造了條件。魯?shù)榈卣鹩|發(fā)的紅石巖大滑坡的數(shù)值模擬結(jié)果表明，地震動(dòng)的觸發(fā)起到了重要的作用(陳曉利等，2015)。然而，地震作用僅是大型滑坡的一種觸發(fā)條件，并不是必要條件。2017年茂縣新磨村滑坡(Suetal.，2017；Huetal.，2018；Wangetal.，2018)、2018年10月發(fā)生在金沙江上游地區(qū)的滑坡堵江等事件都不是由地震直接觸發(fā)的，而是其他多種因素長(zhǎng)期效應(yīng)的累積結(jié)果，其中，地形可能是較重要的條件(Yangetal.，2019)。

本文以魯?shù)榈卣鹩绊憛^(qū)域?yàn)檠芯繀^(qū)，以網(wǎng)格為基本分析單元對(duì)研究區(qū)的地貌特點(diǎn)進(jìn)行定量描述和統(tǒng)計(jì)分析，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展地貌參數(shù)與魯?shù)榈卣鸹碌南嚓P(guān)性分析，揭示滑坡分布與地貌特點(diǎn)的耦合關(guān)系。與以往從滑坡體本身所處的地質(zhì)地貌特征分析研究滑坡與影響因素之間的相互關(guān)系不同，本文著重從區(qū)域的地貌特點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)地貌特征參數(shù)自相關(guān)性的研究與比較判斷地表物質(zhì)的分布特征，尋找其中的分異性單元(滑坡易發(fā)區(qū))，從而認(rèn)識(shí)滑坡發(fā)生的地貌特點(diǎn)。之后，進(jìn)一步基于研究區(qū)地貌分布特點(diǎn)對(duì)未來(lái)研究區(qū)內(nèi)可能發(fā)生物質(zhì)運(yùn)移的位置進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)

本文研究區(qū)是圍繞魯?shù)榈卣鹫鹬械囊粋€(gè)矩形范圍，幾乎覆蓋了此次地震誘發(fā)的全部滑坡(圖1)，整體面積約為263km2。將研究區(qū)按照0.01°(經(jīng)度)×0.1°(緯度)大小進(jìn)行網(wǎng)格劃分(每個(gè)網(wǎng)格的面積為1.104i1km2)，得到238個(gè)單元。每個(gè)單元具有4個(gè)基本屬性，即表示滑坡嚴(yán)重程度的滑坡發(fā)生率和3個(gè)表示地形地貌特征的參數(shù)：平均坡度、平均高程和地形高差。各個(gè)參數(shù)的定義如下：

圖1 魯?shù)榈卣鹫T發(fā)的滑坡分布Fig.1 Distribution of landslides triggered by 2014 Ludian MS6.5 earthquake.數(shù)字表示單元內(nèi)的滑坡發(fā)生面積比率(LAR)

(1)滑坡面積發(fā)生率

計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的滑坡面積比(Landslide Area Ratio，LAR)，即滑坡面積占網(wǎng)格單元面積的百分比：LAR=滑坡面積/單元面積(%)，代表滑坡發(fā)生率。圖1 為2014年魯?shù)榈卣鹫T發(fā)滑坡面積的發(fā)生率分布。研究區(qū)共有111個(gè)網(wǎng)格單元受到影響，這些單元的滑坡發(fā)生率變化范圍為0.03%～36.1%，對(duì)應(yīng)的滑坡平面面積為300～398i544m2。其中20個(gè)單元的LAR>10% ，是受到魯?shù)榈卣鹫T發(fā)滑坡影響較嚴(yán)重的地區(qū)，這些區(qū)域幾乎都沿河谷兩岸分布。如SE向距離震中約8km的龍泉河、沙壩河沿岸有2處的滑坡發(fā)生率達(dá)到36%；在震中西部震中距為4km處，沿牛欄江河谷也有一處的滑坡發(fā)生率達(dá)到26.4%。

(2)地形參數(shù)

基于研究區(qū)震前的SRTM 30m數(shù)字高程模型(DEM)(Shuttle Radar Topography Mission 30)計(jì)算得到每個(gè)網(wǎng)格單元的平均坡度(S)、平均高程(H)與地形高差(R)。這些地形參數(shù)所表達(dá)的含義如圖2 所示。

圖2 網(wǎng)格單元地形參數(shù)釋義Fig.2 Topographic parameters of grid cell.S1—S5為通過(guò)DEM數(shù)據(jù)計(jì)算出的坡度；L為單元邊長(zhǎng)，R為局部地形高差，θ為期望坡度

每個(gè)網(wǎng)格單元的平均坡度(S)定義為該網(wǎng)格所包含的從DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)中獲得坡度的算數(shù)平均值，即

(1)

式中，n為網(wǎng)格內(nèi)的坡度數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，Si為網(wǎng)格內(nèi)各數(shù)據(jù)點(diǎn)的坡度。研究區(qū)的平均坡度分布如圖3 所示。

圖3 魯?shù)榈卣鹫T發(fā)的滑坡分布與平均坡度Fig.3 Landslides and average slope angles in the Ludian seismic area.數(shù)字表示單元內(nèi)的平均坡度

與平均坡度的計(jì)算類似，平均高程表示為

(2)

式中，n為網(wǎng)格內(nèi)的高程數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，Hi為網(wǎng)格內(nèi)各個(gè)點(diǎn)的高程。

局部地形高差(R)是單元格內(nèi)最大高程與最小高程的差值，即

R=max(elevation)-min(elevation)

(3)

1.2 方法

一定區(qū)域范圍內(nèi)，地形條件對(duì)形成滑坡具有重要的作用。在對(duì)研究區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格劃分的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析獲得這些子區(qū)域地貌特征的相關(guān)性認(rèn)識(shí)。如果某些子區(qū)域的地貌參數(shù)特點(diǎn)與區(qū)域整體地貌特點(diǎn)之間存在較大差異，則認(rèn)為這些子區(qū)域的地貌特征與區(qū)域特征不符，是需要進(jìn)行物質(zhì)調(diào)整的單元，即易于發(fā)生滑坡的單元。

如何尋找可以衡量某一類地貌參數(shù)變化的物理量則需要根據(jù)不同的研究目的設(shè)定。楊曉平等(2019)通過(guò)分析南迦巴瓦地區(qū)的地形坡度和高程變異系數(shù)對(duì)活動(dòng)斷裂進(jìn)行了識(shí)別。本文提出了一個(gè)新的網(wǎng)格單元坡度的度量值：期望坡度(Expected Slope Angle，簡(jiǎn)稱ES)，表示數(shù)據(jù)的差異程度。對(duì)于每個(gè)單元，根據(jù)其地形高差(R)和單元的邊長(zhǎng)(L)計(jì)算出坡度角θ，

θ=tan-1(R/L)

(4)

該坡度角θ即為期望坡度ES。

從圖2 及其計(jì)算方式可以看出，期望坡度(θ)和算數(shù)平均坡度(S)之間在物理意義和計(jì)算方法上均存在差異。期望坡度是以網(wǎng)格單元為度量尺度的描述地形特點(diǎn)的一種表示方法，僅與單元的局部地形高差和單元邊長(zhǎng)密切相關(guān)；而算數(shù)平均坡度與單元內(nèi)坡度計(jì)算點(diǎn)本身的坡度數(shù)值及計(jì)算點(diǎn)的數(shù)量相關(guān)?？梢哉J(rèn)為，期望坡度是對(duì)一個(gè)分析單元實(shí)際地形的一種平滑。研究區(qū)期望坡度的分布見(jiàn)圖4。

圖4 魯?shù)榈卣鹫T發(fā)的滑坡分布與期望坡度Fig.4 Landslides and expected slope angles in the Ludian seismic area.數(shù)字表示單元內(nèi)的期望坡度

這里，引入統(tǒng)計(jì)學(xué)中 “變異系數(shù)”的概念來(lái)解釋期望坡度和平均坡度的關(guān)系。變異系數(shù)又稱 “標(biāo)準(zhǔn)差率”，是衡量資料中各觀測(cè)值變異程度的另一個(gè)統(tǒng)計(jì)量。具體到本文所研究的問(wèn)題，即通過(guò)局部地形高差獲得的ES就是一個(gè)表示差異程度的量，而平均坡度又是一個(gè)表示平均數(shù)的量。從這種角度上，可以定義一個(gè)用期望坡度/平均坡度的指標(biāo)，該指標(biāo)能夠在去除量綱的情況下分析不同地形的差異。

依據(jù)其統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可以用期望坡度和平均坡度這二者的相互關(guān)系來(lái)刻畫(huà)地貌特征。具體而言，依據(jù)這二者之間的相對(duì)大小，可以將地貌的類型分為3類，如圖5 所示(即后文圖7 中A、B、C 3塊區(qū)域的劃分依據(jù))。

圖5 平均坡度和期望坡度的相互關(guān)系代表的不同地貌特征示意圖Fig.5 Sketch showing topographic features derived from relationship between average and expected slope angles.θ為期望坡度角，A、B、C曲線為簡(jiǎn)化的地貌形態(tài)，其含義見(jiàn)正文。S1—S5是網(wǎng)格單元內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的分區(qū)，為便于理解，按照海拔由高到低的順序排列數(shù)據(jù)點(diǎn)S1—S5

圖6 坡度、高程、地形高差的關(guān)系Fig.6 Relationships between slope angles，elevations and topographic reliefs in the study area.

圖7 研究區(qū)網(wǎng)格單元的平均坡度和期望坡度的關(guān)系及滑坡發(fā)生率Fig.7 Average slope angles(S)versus expected slope angles(ES)of grid cells and landslide occurrence rates denoted by landslide area ratios(LAR)in the study area.橙色點(diǎn)代表2014年魯?shù)榈卣鸹掳l(fā)生率LAR>10% 的單元，數(shù)字是其LAR值。A、B、C代表的區(qū)域地貌特征見(jiàn)正文解釋

(1)A型地貌：地形單元的期望坡度>平均坡度，單元的局部地形高差較大，大部分地區(qū)的坡度較為緩和；

(2)B型地貌：地形單元的期望坡度<平均坡度，單元內(nèi)的坡度普遍較陡；

(3)C型地貌：地形單元的期望坡度幾乎與平均坡度相等，表明單元內(nèi)的坡度分布或梯度變化較為均勻。

在以上地貌類型劃分依據(jù)基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步分析地貌類型與同震滑坡的關(guān)系。

2 結(jié)果

(1)總體地形特征

統(tǒng)計(jì)分析表明，研究區(qū)全部分析單元的平均坡度、地形高差和高程三者兩兩之間存在不同的相關(guān)性(圖6)：1)平均坡度與局部地形高差呈正相關(guān)，局部地形高差值越大則平均坡度值就越大；2)平均坡度和高程呈負(fù)相關(guān)，高程越大，則平均坡度值越??；3)地形高差與高程呈負(fù)相關(guān)，隨著高程值的逐漸增大，局部地形高差則變小。

Liu-Zeng等(2008)在研究青藏高原北部、中部、東南部地貌特征時(shí)提出了正地形和負(fù)地形的概念：如果高程與地形高差、坡度正相關(guān)，則為正地形；如果高程與地形高差、坡度負(fù)相關(guān)，則為負(fù)地形。其研究表明，青藏高原北部和中部以正地形為特征，東南部以負(fù)地形為特征，反映了水系侵蝕對(duì)于控制高原地貌的重要性。本文的研究區(qū)位于青藏高原東南部，高程與坡度和地形高差呈負(fù)相關(guān)，故屬于負(fù)地形地貌，這與Liu-Zeng等(2008)的認(rèn)識(shí)是一致的，說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)河流侵蝕是影響地貌特征的重要因素。此次魯?shù)榈卣鹫T發(fā)滑坡主要沿河谷分布，也是河流侵蝕作用的一種間接表現(xiàn)，說(shuō)明局部地形條件對(duì)地震滑坡具有重要控制作用。

(2)滑坡分布特征

研究區(qū)各個(gè)單元的期望坡度和平均坡度的相關(guān)性分析結(jié)果表明，二者之間存在很好的正線性相關(guān)關(guān)系(圖7)，其擬合公式為

y=0.940i5x+5.099i9 (R2=0.822i9)

(5)

R2>0.8，表明具有顯著的回歸效果。

然而，除了大量樣本點(diǎn)沿?cái)M合線密集分布外，還有一些樣本點(diǎn)呈現(xiàn)出較為明顯的離散性，接下來(lái)將對(duì)這部分樣本點(diǎn)進(jìn)行分析。為了分析這些離散程度較大單元的特點(diǎn)，首先需要確定哪些單元點(diǎn)是離散點(diǎn)。為此，采用

y=0.940i5x+5.099i9±2.5

(6)

作為上限和下限篩選出與回歸擬合線相差較大的點(diǎn)(即ES與S的差異較大，位于圖7 中的矩形框外)。在這樣的篩選準(zhǔn)則下，R2=0.822i9這一擬合結(jié)果能夠保證62%的單元位于擬合線±2.5的范圍內(nèi)(即圖7 中的矩形框內(nèi))，這部分樣本點(diǎn)也就是該線性關(guān)系的主體數(shù)據(jù)。之后，再將剩余的38%的離散點(diǎn)根據(jù)其位于矩形框的左上側(cè)(18%)與右下側(cè)(20%)分為2類(圖7 中矩形框外的A區(qū)和B區(qū))。

在這樣的劃分原則下，A區(qū)共有43個(gè)單元，其中有7個(gè)滑坡面積 ≥10% 的單元；B區(qū)有49個(gè)單元，其中也有7個(gè)滑坡面積 ≥10% 的單元。因此，在研究區(qū)內(nèi)20個(gè)LAR≥10% 的單元中，共有14個(gè)單元的期望坡度與平均坡度有較大的差異，位于圖7 中矩形框外的A區(qū)和B區(qū)內(nèi)，占總數(shù)的70%(14/20=70%)。該結(jié)果表明，不同的地貌環(huán)境與滑坡空間分布之間具有較為密切的關(guān)系，滑坡發(fā)生密度較大的單元其地貌特點(diǎn)與研究區(qū)整體的地貌特點(diǎn)具有較為明顯的差異。因此，通過(guò)分析研究區(qū)整體的地貌特點(diǎn)，可以較好地識(shí)別出潛在的滑坡發(fā)生單元。我們的分析結(jié)果也認(rèn)為魯?shù)檎饏^(qū)的地貌主要以C類型為主，即單元內(nèi)以坡度分布較為均勻的地貌類型占主導(dǎo)。

3 討論

對(duì)于一定范圍的區(qū)域，高低起伏的地形是該區(qū)長(zhǎng)期物質(zhì)運(yùn)移、分配的結(jié)果。不同地形具有不同的重力勢(shì)能。在地貌演化的各階段中，無(wú)論局部地形高差大或小、地形坡度陡或緩，每個(gè)階段都存在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，它反映了構(gòu)造隆升與侵蝕之間的平衡(Montgomery，2002)。如果用地貌參數(shù)的相互關(guān)系來(lái)體現(xiàn)這個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，則應(yīng)存在某種相對(duì)穩(wěn)定的關(guān)系，反映出地貌侵蝕的主要機(jī)制。因此，在地貌參數(shù)數(shù)據(jù)的分析上，這種相對(duì)穩(wěn)定的關(guān)系可表現(xiàn)為一定范圍內(nèi)各個(gè)單元都遵循某種規(guī)則，存在一定的自相關(guān)性。

本文研究區(qū)的高程與坡度和地形高差呈負(fù)相關(guān)，表明研究區(qū)內(nèi)河流侵蝕是影響地貌特征的重要因素。在這樣的地貌侵蝕機(jī)制下，盡管本研究所提出的期望坡度與平均坡度是從不同尺度對(duì)地形特點(diǎn)進(jìn)行描述，但二者之間表現(xiàn)出較高的相關(guān)性(R2=0.822i9)，表明2種衡量地形變化程度的參數(shù)之間存在相對(duì)穩(wěn)定的關(guān)系，代表一種占主導(dǎo)的地貌形態(tài)所具有的特征。因此，可利用期望坡度作為衡量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)剔除一些 “特殊”的單元，這些特殊單元與Bl?the等(2015)提出的過(guò)量載荷地形具有一定的相似之處。Bl?the等(2015)認(rèn)為，若一定區(qū)域范圍內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的地貌形態(tài)，坡體應(yīng)同時(shí)保持一個(gè)特征性的臨界坡度，超過(guò)這個(gè)臨界角度的地形就稱為過(guò)量地形。過(guò)量地形代表了一種不穩(wěn)定狀態(tài)的地形，其在地形特征分析上應(yīng)該表現(xiàn)出一定的 “特殊性”。本文中與穩(wěn)定狀態(tài)不符的單元，則可能是存在過(guò)量地形載荷分布的區(qū)域。這些單元將最終通過(guò)滑坡等物質(zhì)運(yùn)移方式進(jìn)行地形高差或坡度的調(diào)整，從而靠近該區(qū)的分布規(guī)律(如擬合線)以達(dá)到與整體的和諧。

這種地形地貌分布上的差異性與滑坡空間分布及滑坡規(guī)模等之間的關(guān)系值得進(jìn)行深入探討。2017年8月8日發(fā)生于四川省阿壩州的九寨溝MS7.0地震觸發(fā)了大量滑坡崩塌。與魯?shù)榈卣鹫T發(fā)的滑坡相比，九寨溝地震所誘發(fā)滑坡的規(guī)模均較小，以淺表型滑坡為主。這2次地震發(fā)生處的地質(zhì)構(gòu)造背景和地貌環(huán)境也不相同。九寨溝地震發(fā)生在青藏高原中部巴顏喀拉次級(jí)塊體的東緣地區(qū)，南北地震帶中段的東昆侖斷裂帶東端和岷江斷裂帶的交會(huì)區(qū)域。地貌上，九寨溝地震震區(qū)位于青藏高原與四川盆地兩大地貌單元過(guò)渡的、具有河流深切割特征的高山峽谷地帶，地勢(shì)由西向東快速降低，形成較陡的地形，最高海拔>4i500m，最低海拔約為1km，坡度一般>30°。采用本文提出的期望坡度和平均坡度的分析方法對(duì)九寨溝震區(qū)的地貌特征進(jìn)行分析的結(jié)果如圖8 所示，與魯?shù)榈卣鹫饏^(qū)的分析結(jié)果具有顯著不同。九寨溝地震震區(qū)的平均高程和平均坡度之間、平均高程與地形高差之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性，難以用正地形或負(fù)地形進(jìn)行描述；而期望坡度與平均坡度間的關(guān)系更為復(fù)雜。如果魯?shù)榈卣鹫饏^(qū)的地貌參數(shù)特征可以代表以河流侵蝕為主的地貌類型，且河谷是大型滑坡主要的發(fā)育場(chǎng)所，那么九寨溝地震震區(qū)的地貌參數(shù)分析結(jié)果所代表的地貌類型與其眾多的淺表性滑坡分布之間還需進(jìn)行進(jìn)一步研究。

圖8 九寨溝地震震區(qū)平均高程與平均坡度和地形高差的關(guān)系(a)、平均坡度與期望坡度的關(guān)系(b)Fig.8 The relationship between average elevation and average slope and topographic relief(a)and the relationship between average slope and expected slope(b)in the Jiuzhaigou earthquake affected area.

4 結(jié)論

地貌演化具有階段性和動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，一定區(qū)域內(nèi)，各個(gè)地貌單元具有向相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)演化的趨勢(shì)?；伦鳛樯狡挛镔|(zhì)運(yùn)移的方式之一，在地貌演化過(guò)程中起到了重要的作用。2014年魯?shù)镸S6.5地震誘發(fā)滑坡是該區(qū)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的地貌物質(zhì)運(yùn)移的集中調(diào)整過(guò)程。

這些地震觸發(fā)的滑坡主要沿河流分布，表明河流侵蝕使河岸地形變陡、強(qiáng)度降低，形成發(fā)生物質(zhì)運(yùn)移的有利條件，也增加了地震滑坡的易發(fā)性。本文基于SRTM 30m數(shù)字高程模型(DEM)，利用網(wǎng)格方法對(duì)魯?shù)榈卣饏^(qū)的地形特征進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明，研究區(qū)的高程與坡度、地形高差呈負(fù)相關(guān)，反映出顯著的河流侵蝕效應(yīng)；地形特征在期望坡度與平均坡度2個(gè)不同尺度下表現(xiàn)出很高的一致性，可能代表著地貌在穩(wěn)定演化階段所具有的一種特征。而與該特征不符的地貌單元，則是可能發(fā)生滑坡進(jìn)行物質(zhì)調(diào)整的區(qū)域。2014年魯?shù)榈卣鹩|發(fā)的大部分滑坡發(fā)生在期望坡度與平均坡度差異較大的區(qū)域，表明了區(qū)域地貌特點(diǎn)對(duì)滑坡總體上的控制作用。作為對(duì)比的九寨溝地震震區(qū)的地貌參數(shù)分析結(jié)果則表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。這種對(duì)地貌特點(diǎn)與滑坡分布及規(guī)模之間相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)有助于提高地震誘發(fā)滑坡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性及對(duì)潛在較大規(guī)模的滑坡場(chǎng)所進(jìn)行早期識(shí)別。

致謝審稿人的意見(jiàn)和建議使本文得以完善，在此表示衷心感謝!