The relationship between main geological hazard and topography in the Himalayan seismic belt: A case study in the Xigaze area, Tibet
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摘要:
喜马拉雅山脉是欧亚板块和印度洋板块挤压碰撞形成的巨大山脉，历史上曾多次发生7级以上地震，引发大量次生地质灾害。收集以往资料，结合野外调查和遥感解译，利用喜马拉雅山脉地震带（日喀则段）地貌图和GIS的数据管理与空间分析功能，对日喀则地区主要地质灾害进行分析，绘制地质灾害分布图和密度等值线图。结果表明：①研究区主要地质灾害集中分布，共5个集中区；②主要地质灾害发育于侵蚀剥蚀大起伏高山和冰缘作用的大起伏极高山地貌，河谷平原及冰碛丘陵次之，其他地貌特征发育灾害较少；③滑坡、崩塌灾害易发于海拔3500 m以下阳坡（90°~270°），在南东向敏感性最强，滑坡、崩塌分别易发于斜坡坡度15°~45°和35°~90°；④泥石流灾害多发生于流域面积小于5 km2，相对高差大于100 m的沟谷中，纵坡大于212.56‰的"V"形谷中尤为发育。
Abstract:The Himalayas is a huge mountain formed by the collision between the Eurasian plate and the Indian Ocean plate.In the history, there were many earthquakes with magnitude of 7 or more, which caused a large number of secondary geological disasters, and formed complex and diverse landform.Based on the previous data, field surveys and remote sensing interpretation, combined with the geomorphological map of the Himalayas seismic belt (Xigaze section), the powerful data management and spatial analysis capabilities of GIS were used to analyze major geological hazards in the Xigaze area and make maps of geological hazards and density contour.The results show that the main geological disasters are concentratedly distributed in five areas.The main geological disasters occur in strongly denudated and undulating mountains and periglacial extremely undulating mountain landforms, followed by valley plain and moraine hills.Other geomorphic features have less developmental hazards.Landslides and collapses are prone to occur on sunny slopes below 3500 m (90°~270°), and are most sensitive on the southeast-trending slope.Landslides and collapses are prone to occur at slopes of 15°~45° and 35°~90° respectively.Debris flow disasters occur most often in valleys with basin area less than 5 km2, relative elevation difference greater than 100 m, and the longitudinal slope greater than 212.56‰.They are especially developed in V-shaped valleys.
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Key words:
- geological disaster /
- topography /
- seismic belt /
- Himalayas /
- Xigaze
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表 1 不同地貌单元面积
Table 1. Statistics of unit area for various geomorphic types
地貌类型 面积/km2 百分比/% 分项 总计 流水地貌
(Ⅰ)侵蚀剥蚀大起伏极高山(Ⅰ1) 19482 10.75 22.51 河谷平原(Ⅰ2) 14010 7.73 湖积平原(Ⅰ3) 7300 4.03 岩溶地貌
(Ⅱ)岩溶中起伏高山(Ⅱ1) 4922 2.72 4.95 岩溶大起伏高山(Ⅱ2) 4039 2.23 冰缘地貌
(Ⅲ)冰缘河谷平原(Ⅲ1) 15247 8.42 54.15 冰缘作用的中起伏极高山(Ⅲ2) 5280 2.91 冰缘作用的大起伏极高山(Ⅲ3) 77590 42.82 冰川地貌
(Ⅳ)冰碛丘陵(Ⅳ1) 19464 10.74 18.39 冰川作用的大起伏极高山(Ⅳ2) 12877 7.11 冰川作用的极大起伏极高山(Ⅳ3) 971 0.54 
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表 2 日喀则地区流水地貌分布
Table 2. Distribution of fluvial geomorphology in the Xigaze area
成因类型 形态成因类型 地貌特征 构造侵蚀山地 侵蚀剥蚀大起伏极高山 海拔5000~6000 m，相对高差大于1000 m，以流水侵蚀作用为主。山坡陡峻，坡面冲沟树枝状发育，水土流失较发育 剥蚀堆积平原 河谷平原 松散堆积物沿河谷分布，阶地发育，地面起伏小于200 m，由河漫滩、阶地、冲洪积扇组成，地势平坦开阔 湖积平原 松散堆积物环湖分布，起伏较小，局部发育沼泽、盐渍土，发育多级砂砾堤和多级阶地
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表 3 日喀则地区岩溶地貌分布
Table 3. Distribution of karst geomorphology in the Xigaze area
成因类型 形态成因类型 地貌特征 构造溶蚀山地 岩溶中起伏极高山 海拔大于5000 m，相对高差500~1000 m，岩溶作用为主。山坡陡峻，风化作用强烈，溶洞、溶隙、峰丛等岩溶地貌现象发育 岩溶大起伏极高山 海拔5000~6000 m，相对高差1000~1500 m，岩溶作用为主。寒冻风化作用为主，化学风化作用较弱
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表 4 日喀则地区冰缘地貌分布
Table 4. Distribution of periglacial geomorphology in the Xigaze area
成因类型 形态成因类型 地貌特征 构造剥蚀山地 冰缘河谷平原 由冰碛、冰水堆积物组成，略有起伏，局部发育沼泽。山麓地带寒冻风化形成的碎石流、岩屑堆等广布 冰缘作用的中起伏极高山 海拔大于5000 m，相对高差500~1000 m，冰冻泥流作用为主。缓坡地带发育融冻泥流、多边形土。强烈的物理风化作用常在山坡上形成大面积分布的岩屑坡、山麓地带形成较大规模的倒石锥、石河、石海等 冰缘作用的大起伏极高山 海拔大于5000 m，相对高差1000~1500 m，冰冻泥流、寒冷风化作用为主。冰碛物大量分布，寒冻风化作用十分强烈，岩屑坡、倒石锥、石河、石海等冰缘地貌现象普遍
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表 5 日喀则地区冰川地貌分布
Table 5. Distribution of glacial geomorphology in the Xigaze area
成因类型 形态成因类型 地貌特征 构造剥蚀山地 冰碛丘陵 由冰碛漂砾、卵石组成，相对高差约100 m，低洼处发育沼泽、冻胀丘。形成高度小于100 m的丘状、垄岗状地形或冰碛平台 冰川作用的大起伏极高山 海拔5000~6000 m，相对高差1000~1500 m，冰川作用为主。寒冻风化作用、冰川作用强烈 冰川作用的极大起伏极高山 海拔大于5500 m，相对高差大于1500 m，冰川作用强烈。基岩裸露，山坡陡峻，寒冻风化作用及冰川作用十分强烈
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表 6 各地貌单元地质灾害发育类型
Table 6. Geological hazard development types of each geomorphic unit
地貌灾害类型 流水地貌 岩溶地貌 冰缘地貌 冰川地貌 合计 侵蚀剥蚀大起伏极高山 河谷平原 湖积平原 喀斯特中起伏高山 喀斯特大起伏高山 冰缘河谷平原 冰缘作用的中起伏极高山 冰缘作用的大起伏极高山 冰碛丘陵 冰川作用的大起伏极高山 冰川作用的极大起伏极高山 滑坡/处 87 5 3 2 6 2 0 36 61 2 0 204 崩塌/处 108 42 14 1 15 14 2 146 261 2 0 605 泥石流/处 1183 408 42 37 71 33 51 1194 142 22 16 3199 合计/处 1378 455 59 40 92 49 53 1376 464 26 16 4008 所占比例/% 34.38 11.35 1.47 1.00 2.30 1.22 1.32 34.33 11.58 0.65 0.40 100
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表 7 日喀则市滑坡地质灾害与坡度关系
Table 7. Relationship between landslide hazards and slope in Xigaze City
坡度/° 面积/km2 滑坡数量/个 POA/% POLN/% LC/(个·100 km-2) 0~15 93766.77 40 51.64% 19.61% 0.04 15~25 45117.85 58 24.85% 28.43% 0.13 25~35 31762.05 66 17.49% 32.35% 0.21 35~45 9010.17 32 4.96% 15.69% 0.36 45~55 1447.40 5 0.80% 2.45% 0.35 55~90 476.39 3 0.26% 1.47% 0.63 注: PoA为面积百分比，PoLN为数量百分比，LC为密度
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表 8 日喀则市崩塌地质灾害与坡度关系
Table 8. Relationship between collapse hazards and slope in Xigaze City
坡度/° 面积/km2 崩塌数量/个 POA/% POLN/% LC/(个·100 km-2) 0~15 93766.77 2 51.64% 0.33% 0.00 15~25 45117.85 9 24.85% 1.49% 0.02 25~35 31762.05 51 17.49% 8.43% 0.16 35~45 9010.17 126 4.96% 20.83% 1.40 45~55 1447.40 91 0.80% 15.04% 6.29 55~90 476.39 326 0.26% 53.88% 68.43
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表 9 日喀则市滑坡、崩塌地质灾害与坡向关系
Table 9. Relationship between landslide, collapse hazards and slope direction in Xigaze City
坡向/° 面积/km2 滑坡、崩塌/个 POA/% POLN/% LC/(个·100 km-2) 平面 9957.21 0 5.48% 0.00% 0.00 北(337.5~22.5) 21567.43 75 11.88% 9.27% 0.35 北东(22.5~67.5) 21844.23 58 12.03% 7.17% 0.27 东(67.5~112.5) 21353.85 92 11.76% 11.37% 0.43 南东(112.5~157.5) 21106.32 141 11.62% 17.43% 0.67 南(157.5~202.5) 21772.94 108 11.99% 13.35% 0.50 南西(202.5~247.5) 21742.14 108 11.97% 13.35% 0.50 西(247.5~292.5) 21349.23 126 11.76% 15.57% 0.59 北西(292.5~337.5) 20887.29 101 11.50% 12.48% 0.48
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表 10 日喀则市滑坡、崩塌地质灾害与高程关系
Table 10. Relationship between landslide, collapse hazards and elevation in Xigaze City
高程范围/m 面积/ km2 滑坡、崩塌/个 POA/% POLN/% LC/(个· 100 km-2) ＜2500 121.47 76 0.07% 9.39% 62.57 2500~3000 183.87 87 0.10% 10.75% 47.32 3000~3500 460.99 119 0.25% 14.71% 25.81 3500~4000 3996.70 155 2.20% 19.16% 3.88 4000~4500 19272.80 250 10.61% 30.90% 1.30 4500~5000 69207.42 104 38.11% 12.86% 0.15 ＞5000 88337.38 18 48.65% 2.22% 0.02
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表 11 泥石流沟流域面积
Table 11. Statistics of drainage area of debris flow gully
流域面积/km2 ＜5 5~10 10~100 ＞100 泥石流条数/条 2395 405 384 15 所占比例 74.87% 12.66% 12.00% 0.47%
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表 12 泥石流沟域相对高差
Table 12. Statistics of relative elevation difference of debris flow gully
流域相对高差/m ＜100 100~300 300~500 ＞500 泥石流条数/条 120 922 991 1166 所占比例 3.75% 28.82% 30.98% 36.45%
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表 13 泥石流沟槽横断面
Table 13. Statistics of cross sectionfor debris flow trench
流域相对高差/m V形谷 拓宽U形谷 复式断面 平坦型 泥石流条数/条 2451 427 128 193 所占比例 76.62% 13.35% 4.00% 6.03%
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表 14 泥石流沟主沟纵坡降
Table 14. Statistics of longitudinal gradientfor main gully of debris flow
主沟纵坡降 ＜52.41‰ 52.41‰~ 105.11‰ 105.11‰~ 212.56‰ ＞212.56‰ 泥石流条数/条 46 179 925 2049 所占比例 1.44% 5.60% 28.92% 64.05%
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表 15 泥石流沟两侧山坡坡度
Table 15. Statistics of slope gradient on both sides of debris flow gully
沟两侧山坡坡度/° ＜15° 15°~25° 25°~32° ＞32° 泥石流条数/条 74 447 898 1780 所占比例 2.31% 13.97% 28.07% 55.64%
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图(10)
表(15)
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