【摘 要】
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黄河上游尖扎河段位于青藏高原腹地与黄土高原过渡地带,地质背景复杂,新构造运动强烈,黄土与粉砂岩分布广泛,松散物源储量丰富。虽然研究区属典型干旱少雨气候区,但降雨不均、形成区比降大、物源易于启动,泥石流灾害仍十分发育。由于沟口排泄不畅,支沟泥石流长期威胁沟口沟内基础设施、居民及其财产,因此,展开泥石流危险性评价是研究区防灾减灾的重要工作内容。本文基于野外调查及试验,结合遥感影像解译,揭示了黄河上游尖
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黄河上游尖扎河段位于青藏高原腹地与黄土高原过渡地带,地质背景复杂,新构造运动强烈,黄土与粉砂岩分布广泛,松散物源储量丰富。虽然研究区属典型干旱少雨气候区,但降雨不均、形成区比降大、物源易于启动,泥石流灾害仍十分发育。由于沟口排泄不畅,支沟泥石流长期威胁沟口沟内基础设施、居民及其财产,因此,展开泥石流危险性评价是研究区防灾减灾的重要工作内容。本文基于野外调查及试验,结合遥感影像解译,揭示了黄河上游尖扎河段泥石流发育特征和分布规律;通过对典型泥石流沟(哇加滩泥石流沟)形成条件、物源条件、启动模式,动力学、冲淤特征等深入调研,确立了泥石流形成的主要影响因子(地质背景、断裂构造、坡度、植被、干旱气候、降水)。基于泥石流的成生环境和形成发育特征,选取地层岩性、地质构造、坡度、地形起伏度、平均沟床比降、流域切割密度、植被归一化指数、气候降水等因素,运用AHP和熵值法的组合赋权法以及确定性系数与信息量结合的加权信息量法,对黄河上游尖扎河段泥石流进行危险性评价,取得以下主要认识:(1)独特的地质环境与高原大陆性半干旱性气候耦合致使研究区泥石流频发。研究区地处我国两大地貌单元过渡带,同时发育高山深切峡谷地貌和黄土丘陵地貌,沟壑纵横,沟谷发育且纵比降大,植被不发育,滑坡、崩塌、沟床及坡面松散碎屑物源丰富,具备泥石流形成基本条件。典型高原大陆性半干旱性气候,降雨量少且集中,长期干湿循环下,新近系红色砂砾岩和黄土等细粒软弱岩体,极易风化崩解,受暴雨激发形成泥石流。(2)泥石流密度大、空间分布不均匀。研究区共发育171条泥石流沟,空间上泥石流堆积扇主要沿一级支流沟口及较大支流河谷两侧呈点状面状分布,沟口密集处或扇体较大时常相接成带。线密度上,一级支流泥石流堆积扇密度有向下游增加趋势;二级支流泥石流堆积扇主要分布在支流中上游段,其密集分布趋势按照中游、上游、下游的顺序逐渐减少。一级支流泥石流数量少于二级支流泥石流,但主沟更长、相对高差大,纵比降大,流域面积及规模更大。左岸阳坡受阳光直接照射,蒸发量大,不易保存水分,植被覆盖差,岩体表层的破碎程度高及土体的固结程度低,泥石流发育数量更多。(3)泥石流发生时间集中在雨季。区内泥石流灾害暴发与降水周期变化呈现年际一致性,年内特征具有季节性和集中性,主要集中在5~9月。且研究区单次降水呈现夜间频发,高度集中的特点,泥石流灾害具有突发性和夜发性。(4)以稀性活动泥石流为主。研究区泥石流是以细颗粒为主的暴雨激发型稀性活动泥石流,沟谷型泥石流发育136条,规模大,成熟度高,过渡型泥石流35条,相对规模较小,流域特征不明显,流域小,沟谷成熟度低。(5)哇加滩泥石流沟是稀性活动泥石流沟,暴发频率高,流域形态近桦叶状,流域面积约7.63km~2,主沟长度5.16km,三区纵比降分别为209‰、119‰、75‰,现场配浆容重为1.61 t/m~3,目前处于发展阶段(壮年期),逐步向中频甚至高频泥石流发展,启动模式为堵溃型,可能堵塞方式包括下蚀沟床堵塞、下蚀坡面堵塞以及凹岸侧蚀堵塞。(6)在泥石流形成发展前期,地质环境背景是区域泥石流的主要控制因素,决定物源类型及储量大小。粉砂岩和黄土等软弱岩体易崩解破碎,被水浸润饱和后失稳流动,断裂构造在盆地边缘密集分布,山高坡陡,植被不发育,水土流失严重,导致松散物源不断堆积。在物源及其丰富的现阶段,区域内干湿循环气候特征与集中降水是泥石流频发的主要控制因素。(7)基于黄河上游尖扎河段泥石流发育特征、分布规律以及各类影响因素,选取地层岩性、地质构造、坡度、地形起伏度、流域切割密度、平均沟床比降、植被归一化指数、5~9月降水量等8个评价因子,基于356个评价流域单元,运用AHP和熵值法以及确定系数法和信息量法建立泥石流危险性评价模型,基于GIS平台完成危险性区划。根据ROC验证结果,基于AHP和熵值法评价结果ROC为0.71,基于确定系数法和信息量法评价结果ROC为0.61。因此,AHP和熵值法组合模型更适合研究区区域评价,其结果可信度更高。
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