西藏吉隆县地质灾害及其影响因素分析

韩培锋,王镁河,姜兆华, 樊晓一,田述军

(1.西南科技大学土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621010; 2.水利部山洪地质 灾害防治工程技术研究中心，湖北 武汉 430010)

0 引言

2015年4月25日14时11分，位于喜马拉雅山南麓的尼泊尔境内博克拉市(北纬28.2°，东经84.7°)发生 Ms8.1级地震，震源深度20 km，随后多次余震发生，其中Ms7. 0 级以上余震3次。地震造成大量的人员伤亡和财产损失，此次地震造成了尼泊尔、印度、中国等国家7 500 多人伤亡，其中中国西藏26人死亡，49人受伤[1-3]。

吉隆县距离此次地震源较近，受此次地震影响较重。震后西藏自治区国土部门组织各地方专业地质灾害调查队开展震后地质灾害隐患点排查工作，调查发现吉隆县境内震后地质灾害主要包括崩塌、滑坡、泥石流等。地震及其触发的地质灾害造成吉隆县境内大量的房屋倒塌、道路中断，严重威胁当地居民的生命财产安全和生产生活。开展震后地质灾害空间分布规律与影响因子敏感性分析工作，可为吉隆县震后灾害评估及灾后重建提供参考。

本文依托尼泊尔地震后灾害排查获得的地质灾害数据，基于GIS平台与统计学知识开展尼泊尔地震后吉隆县境内地质灾害的影响因子与极其敏感性研究。国内外学者利用GIS技术开展过大量研究工作，李为乐等[4]基于GIS技术，以地形坡度、地层岩性、海拔高度、距离水系的距离等作为评价因子，开展芦山地震次生地质灾害空间分布快速预测。祁生文等[5]选取汶川地震重灾区为研究对象，利用GIS分析高程、坡度、坡向等对次生地质灾害空间分布的影响。许冲等[6]利用GIS技术开展分析玉树地震后滑坡的空间分布规律及其影响因素，分析其敏感性。杨志华等[7]剖析了青藏高原东缘地质灾害发育分布与影响因子之间的关系， 探讨影响因子对地质灾害发育分布的控制作用及其敏感性。利用GIS分析震后地质灾害分布对地震灾区灾害评估及灾后重建十分重要。本文基于GIS技术，依据研究区域的地形地貌、地震等相关资料，采用确定性系数法，详细分析不同影响因子与地质灾害空间分布关系，得到相关影响因子的敏感性。因此开展震后地震灾区地质灾害空间分布及其影响因子的敏感性分析工作能为地震区震后地质灾害处置及灾后重建提供参考，具有重要的现实意义。

1 吉隆县地质环境

1.1 吉隆县地貌

吉隆县地处西藏西南部，由喜马拉雅山主脉分割为南坡和北坡两部分，地势北高南低。北坡属雅鲁藏布江上游河谷区，支流为岗布普曲、旅隆普曲、札那普曲、塘果普曲、得藏布，均以山地为主，平均海拔4 800 m，山峰较平缓，有开阔的草原，高差在1 000 m左右。南坡属于高山峡谷，为东林藏布、吉隆藏布、斗嘎尔河流域，以山地为主，平均海拔4 000 m以上，山峰较陡峭，高差在3 000 m左右。最高海拔是7 299 m的岗彭庆峰，终年积雪，最低海拔是热索地区1 820 m左右。总体属高山峡谷地貌。根据其地形地貌特征可划分为山地和河谷两大地貌单元。

1.2 吉隆县地质条件

吉隆县位于西藏南部，处于冈底斯构造带和北喜马拉雅构造带之间，隶属西藏缓慢抬升区，区内新构造运动除表现为缓慢抬升外，第四系冰川活动，在两构造带之间岩块的河谷地带多级阶地显示出河流潜蚀、侵蚀作用较强烈。吉隆县虽处于缓慢抬升期，但目前地壳仍处于相对稳定阶段。吉隆县受地震的影响较大，据地震动峰值加速度划分，该地区地震峰值加速度为 0.15g～0.20g；据地震烈度划分，吉隆县处于Ⅶ—Ⅸ度烈度区，该区为缓慢抬升区，加之地震多发生强烈，诱发差异性抬升形成区内等特殊的第四纪地质环境，使之成为崩塌、滑坡、泥石流多发区。较强烈的地震仍可能阶段性发生，不但成为区内的一大灾害，而且还不断孕育地质灾害，甚至形成灾害链。

2 吉隆县地震灾区受灾概况

2.1 吉隆县地质灾害数据获取

“4·25”尼泊尔地震发生后，西藏自治区的国土部门组织多家地质调查单位在日喀则各县级国土部门的配合下迅速开展震后地质灾害隐患点排查工作，本文统计数据来源于西藏自治区国土部门地质调查汇总资料。统计发现“4·25”尼泊尔地震导致吉隆县境内全县分布各类地质灾害隐患点183处，其中泥石流57处，滑坡46处，崩塌78处(图1)，具体统计数据见表1。

2.2 吉隆县受灾情况初步统计分析

吉隆县全县6个乡(镇)都不同程度发育地质灾害。其中宗嘎镇、吉隆镇和贡当乡的地质灾害较发育，地质灾害数量较多。地质灾害隐患点直接造成吉隆县428户2 226人受威胁，直接威胁财产达到58.138亿元(表2)。国道G216公路为“4·25”地震吉隆县连接吉隆边境口岸与尼泊尔国的重要交通线，国道G216沿线地质灾害频发(图2、图3)。威胁国道G216生命交通线的地质灾害隐患点达到79个(表3)，潜在威胁财产达到37.47 亿元。

图1 吉隆县震后地质灾害分布图Fig.1 Distribution map of geological disasters after the earthquake in Jilong County

表1 震后吉隆县境内地质灾害隐患点统计表

Table 1 Statistical table of hidden danger points of secondary geological disasters in Jilong County after the earthquake

灾害点名称泥石流滑坡崩塌不稳定斜坡合计数量/个5746782183百分比%31.125.142.61.1100.00

表2 地震后吉隆县直接威胁人口情况统计表

注：据吉隆县国土部门统计数据

表3 G216国道沿线地质灾害类型分布统计表

注：据吉隆县国土部门统计数据

图2 G216沿线崩塌灾害Fig.2 Collapse disaster along G216

图3 G216沿线滑坡Fig.3 Landslides along G216

3 地质灾害敏感性分析模型

3.1 敏感性分析

地震后多种因素影响导致地质灾害分布各异，各因素对地质灾害的影响可以用敏感性分析方法来分析。通过敏感性分析方法，分析地震后地质灾害各因子的敏感性系数，从而为尼泊尔地震后吉隆县地质灾害评价及灾后重建提供参考。利用敏感性系数Sci定量描述坡度、坡向、高程和岩性等对地质灾害的影响。

(1)

式中：Hi——某类灾害在i类土地利用类型中分布的面积比率或出现的频率；

D——所有该类灾害总面积比率或频率；

Ni——第i类影响因素下的灾害点个数；

Ai——第i类影响因素下的面积；

N——表示为地质灾害总个数；

A——表示为研究区总面积。

Sci的值越大，则表示影响因子的敏感性越高，该类影响因素越容易导致灾害发生；若其值越小或为负，表示敏感性越低，越不易导致灾害发生。

3.2 评价指标选取

地质灾害的影响因素较多，如何建立科学合理的评价指标体系，是地质灾害敏感性分析结果合理准确的关键因素。结合震后吉隆县灾害调查数据及灾区的实际情况，选取高程、坡度、坡向、岩性4个因子开展敏感性分析。将高程按照每1 000 m划分一组，共计划分为7组；将坡度按照15°一组，共计划分为6组，将坡向东南西北划分为8组；地层岩性，划分为10组。分别针对不同的组别计算其敏感性系数，从而分析不同组别的敏感性。

4 吉隆县地质灾害空间分布与敏感性分析

4.1 吉隆县震后地质灾害规模分析

按照地质灾害的体积大小，基于地质灾害划分标准，将尼泊尔地震触发吉隆县境内的地质灾害划分为巨型、大型、中型和小型灾害4个等级(图4)。

图4 不同规模地质灾害数量统计直方图Fig.4 Statistics histogram of geological disasters of different scales

由图4可知，此次地震触发吉隆县的地质灾害主要是中小型地质灾害，无巨型地质灾害发生，其中小型灾害最多，占65.55%，中型规模灾害数量居次，占29.5%。滑坡、崩塌和泥石流三种地质灾害较接近，其中，中型地质灾害中崩塌较多，滑坡较少。

4.2 震后吉隆县境内地质灾害空间分布密度

根据西藏自治区国土部门震后组织的灾害调查数据统计,地震触发吉隆县全县地质灾害隐患点183处(表4)。震后境内地质灾害空间分布差异较大(图5)。

从图5可知，尼泊尔地震后吉隆县境内地质灾害密度差异较大，靠近吉隆县南侧地质灾害密度较大，主要原因是由于靠近震源较近。根据表4可知，尼泊尔地震触发吉隆县境内崩塌、滑坡、泥石流和不稳定斜坡等地质灾害隐患点数量差异较显著，地质灾害主要集中在吉隆镇、宗嘎镇和贡当乡这3个乡(镇)，占到81.41%。而折巴乡、差那乡和萨勒乡的地质灾害数量较少。说明吉隆县境内的次生地质灾害较集中，因此在震后救援，灾后重建和地质灾害隐患点监测预警过程中，重点关注吉隆镇、宗嘎镇和贡当乡的情况。

图5 地质灾害密度差异空间分布图Fig.5 Spatial distribution map of disaster density difference

表4 震后吉隆县各乡(镇)地质灾害隐患点分类统计表

Table 4 Classification and statistics of potential disaster points of geological disasters in towns of Jilong County after the earthquake

乡(镇)灾害点数量/个崩塌滑坡泥石流不稳定斜坡灾害密度/(个·km-2)所占百分比/%吉隆镇693425820.05337.70宗嘎镇532542400.03328.96贡当乡27961200.02014.75折巴乡1234500.0046.56差那乡912600.0054.92萨勒乡1365200.1977.10合计1837846572100

4.3 高程上地质灾害空间分布及敏感性

黄润秋等[8-9]、张英平等[10]、程强等[11]指出高程是影响地质灾害发生及分布的重要影响因素。吉隆县高程落差较大，海拔在5 000 m以上的地区多为高山和极高山地貌，风化土层薄，河流水动力活动强度小，人口密度较小，地质灾害分布极少。尼泊尔地震后地质灾害在高程上的空间分布见图6。为便于分析，将吉隆县海拔高程划分7组，每组划分范围中包含下限，不包含上限(表5)。基于敏感性计算公式，得到各类型灾害在不同高程上的敏感性系数见表6。

从图6和表5可知：吉隆县境内的地质灾害主要分布在2 000～5 000 m高程范围内，占91.25%。其中在海拔3 500 m、3 800 m、4 100 m和4 400 m高程附近地质灾害较集中，而这4个高程与吉隆县南坡的流域平均高度相当，该地段是吉隆县境内人口主要居住活动区段，也是河流水动力作用条件最强，农业种植，牧业活动，交通建设等自然和人类工程经济活动最为频繁的地区，主要是地质灾害的相对集中发育地段。

图6 不同规模地质灾害数量统计直方图Fig.6 Statistics histogram of geological disasters of different scales

表5 震后吉隆县地质灾害点高程分布统计表

Table 5 Statistical table of elevation distribution of geologic disaster points in Jilong County after the earthquake

高程/m分区面积/km2面积百分比/%灾害数/个所占百分比/%<1 0000.590.0100.001 000～2 00010.940.1252.732 000～3 000117.081.304122.403 000～4 000374.874.166434.974 000～5 0003 564.239.576233.885 000～6 0004 479.6349.74116.01>6 000459.375.1000.00

表6 不同高程上地质灾害敏感性系数表

由于海拔1 000 m以下及6 000 m以上的区域没有地质灾害，故敏感性分析没有该区域(表6)。通过敏感性系数计算可知，震后地质灾害分布不同高程上的敏感性差异较大，其中在高程1 000～2 000 m敏感性最高，随着高度的增加，敏感性逐渐降低。不同灾害类型对高程的敏感性不同，其中崩塌灾害对高程最敏感，泥石流敏感性最低。高程在4 000 m以下时，高程对地质灾害影响明显，高程在4 000 m以上时，高程对地质灾害影响不明显。

4.4 坡度对地质灾害空间分布及敏感性影响

坡度是影响地质灾害分布的重要因素[12](图7)。为便于分析，将坡度分成小于15°、15°～30°、30°～45°、45°～60°、60°～75°及75°以上共6组(表7)。

图7 吉隆县地质灾害在坡度上的空间分布图Fig.7 Spatial distribution of geologic disasters on slope Jilong County

表7 震后吉隆县地质灾害点坡度分布统计表

Table 7 Statistical table of gradient distribution of geologic disaster points in Jilong County after the earthquake

坡度/(°)分区面积/km2面积百分比/%灾害数/个所占百分比/%>755.070.0600.0060～7533.990.3821.0945～60320.923.56179.2930～451 710.6118.993016.3915～303 366.2437.376032.790～153 569.8539.647440.44

由图7和表7可知，尼泊尔地震后地质灾害在坡度上的空间分布差异明显。由表7可知，地质灾害主要分布在30°以下，占到73.23%，随着坡度的增大，地质灾害占比逐渐降低，但是单位面积内的地质灾害密度呈现相反的趋势，0°～75°范围内，随着坡度的增大，单位面积内的地质灾害数量增多。由表8可知，坡度对地质灾害的敏感性系数整体较低，其中在0°～15°及45°以上范围内，坡度对地质灾害敏感性较强，而坡度在15°～45°范围内时坡度的敏感性较低。

表8 不同坡度上地质灾害敏感性系数表

4.5 坡向对地质灾害空间分布及敏感性影响

坡向是影响地质灾害的重要因素，地质灾害分布在不同坡向上(图8)。为便于表示，将坡向划分为8组(表9)。表9给出吉隆县境内地质灾害在坡向上的统计结果。

图8 吉隆县地质灾害在坡向上的空间分布图Fig.8 Spatial distribution map of geological disasters on slope in Jilong County

从图8、图9和表9可知，地震后吉隆县境内地质灾害坡向上的分布差异不明显，其中西坡向上地质灾害分布较多，在北坡向上地质灾害数量较少，其他坡向上地质灾害差异不明显。为分析坡向对地质灾害空间分布的敏感性，基于公式(1)计算各坡向的敏感性得到表10，吉隆县地质灾害在西坡向上的敏感性最大，而在北坡向上敏感性最低。

表9 震后吉隆县地质灾害点坡向分布统计表

表10 不同坡向上地质灾害敏感性系数表

图9 吉隆县地质灾害在坡向上的雷达分布图Fig.9 Radar distribution map of geological disasters on slope in Jilong County

4.6 岩性对吉隆县地质灾害空间分布影响

地层年代及岩性是影响地质灾害发生的重要因素之一[13-14]。喜马拉雅山脉将吉隆县分割为南坡和北坡两个部分，其地层组合为：前震旦系、震旦系—寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系。南坡为东林藏布、吉隆藏布和斗嘎尔河流域及其源流区一带，包括宗嘎镇、吉隆镇和贡当乡全部地区，地质灾害发育程度高，分布广泛。统计分析吉隆县境内地质灾害岩性，发现吉隆县地质灾害隐患点的发育与分布显示出随地层年代差异而发生变化的特征，详细统计见表11。

表11 震后吉隆县地质灾害地层年代统计表

由表11可知，尼泊尔地震触发吉隆县地质灾害主要发生在第四系，灾害数量为84个，占45.7%；其次是前震旦系，占13.0%，而上第三系、奥陶系、石炭系和喜山期晚期则灾害数量极少。可见地层年代及岩性是影响地震过程中地质灾害发生的重要因素，震后灾害排查过程中，可以基于地层岩性和地质年代快速分析灾害分布特点。

4.7 地震烈度对吉隆县地质灾害影响

地震烈度是影响地震后地质灾害的重要因素[15](图10)。据国家地震台网中心测定，尼泊尔地震在吉隆县境内波及区域主要分为4个烈度区Ⅸ～Ⅵ。

图10 不同烈度区域地质灾害数量直方图Fig.10 Histogram of geological disasters in different intensity regions

由图10可知，Ⅸ烈度区域内的地质灾害数量最多，且4种地质灾害数量差异明显。Ⅷ烈度区内的地质灾害数量与Ⅵ烈度区的灾害数量相当，而Ⅶ烈度区的地质灾害数量居中。不同烈度区域内的地质灾害数量差异较明显，说明地震烈度对地质灾害影响明显。

5 吉隆县震后重建重点关注区域分析

根据地震后吉隆县地质环境条件、降雨及地质灾害形成条件分析，地震后吉隆县汛期地质灾害将处于高发态势，主要具有以下几个方面的特点：

(1)重点关注G216沿线潜在地质灾害威胁

G216沿线统计的地质灾害数量达到79个，直接威胁人员数量较少，但是公路受阻造成的影响较大，为此应该加强公路沿线灾害监测与预警，确保交通要道的畅通。

(2)加强重点防治区灾后监测、治理工作

吉隆县地质灾害分布较集中，主要威胁分布在几个重点区域，其中宗嘎镇沃玛—吉隆镇—热索—郭巴一带，总面积约为 297 km2。境内共分布地质灾害隐患点121处，占整个吉隆县灾害66.1%，其中泥石流29处、滑坡33处、崩塌57处、潜在不稳定斜坡2处，主要分布于吉隆镇、热索村沿线及附近。加强该区域灾害监测治理将有效减少地质灾害威胁。

(3)泥石流灾害会明显增加

吉隆县境内的岩土体受地震影响，多处岩土体结构破损，泥石流物源量快速增加，加上灾区降雨较集中，部分泥石流沟谷岸坡内滑坡、崩塌等不良地质现发育，因此，区内泥石流易发程度提高，险情加剧。

6 结论

(1)吉隆县境内地质灾害主要为滑坡、崩塌和泥石流，且分布极不均匀。地质灾害主要集中在吉隆镇、宗嘎镇和贡当乡，占81.41%。地质灾害主要是中、小型地质灾害，分别为65.55%和29.5%。

(2)地震后吉隆县境内的地质灾害空间分布受高程、坡度、坡向、岩性和地震烈度的影响较大。地质灾害主要分布在2 000～5 000 m内，占91.25%，高程上的敏感性差异较大；地质灾害主要分布在坡度30°以下，占73.23%，坡度对地质灾害的敏感性系数整体较低；地质灾害坡向上的分布差异不明显；地质灾害主要发生在第四系，占45.7%；Ⅸ烈度区域内的地质灾害数量最多，且4种地质灾害数量差异明显。

(3)国道G216公路是连接吉隆县与尼泊尔的重要交通线路，是灾后重建和对外连通的重要要道。沿线统计的地质灾害数量达到79个，吉隆县地质灾害分布较集中，其中宗嘎镇沃玛—吉隆镇—热索—郭巴一带，总面积约为 297 km2，占吉隆县总面积的 3.3%。境内共分布地质灾害隐患点183处，主要分布于吉隆镇、热索村沿线及附近。加强该区域灾害监测治理将有效减少地质灾害威胁。