318國道拉薩—日喀則段地質災害特點與發育規律

扶敏 詹濤 許沖 謝超

摘要：利用高分辨率遙感影像目視解譯技術，結合野外調查，對318國道拉薩—日喀則段沿線兩側10 km范圍內的崩塌、滑坡與泥石流地質災害開展解譯與調查，并分析其特點與發育規律。結合研究區高程、坡度、坡向與地層分布，統計了崩塌與滑坡的空間分布規律。結果表明：研究區內發育有79處崩塌、117處滑坡與133條泥石流溝。面積為001～01 km2的崩塌有45處，崩塌高度主要在300 m以內，300～700 m崩塌體數量隨高度增加而減少;面積為01～001 km2滑坡有74處，包括一處面積大于10 km2的巨型滑坡體，滑坡的高度主要集中在100～300 m，包括54處滑坡體;面積在1～10 km2和10～100 km2的泥石流溝分別為70條和39條。崩塌多發生在40～45 km高程、20°～30°坡度、南坡向、白堊紀（K）地層中，滑坡多發生在40～45 km高程、20°～30°坡度、NE坡向、三疊紀（T）地層中。

關鍵詞：318國道;拉薩—日喀則段;藏中南;地質災害

中圖分類號：P315942?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1000-0666（2019）03-0438-09

0 引言

強烈的構造運動、各塊體之間復雜的相互作用、特殊的地形地貌及巖體分布特征，導致青藏高原及周緣地區成為我國地質災害發育最為嚴重的地區之一（Ge et al，2014;Wei et al，2018;Dai et al，2019;彭建兵等，2004）。藏中南地區，特別是雅魯藏布江流域以其獨特的雨季、干旱季風氣候以及險峻的地貌形態成為滑坡、泥石流等地質災害的重災區（孫妍等，2014）。

318國道拉薩—日喀則段近東西向展布于青藏高原中南部地區，現場工作條件差，沿線地質條件復雜，崩塌、滑坡、泥石流等地質災害發育，已成為該地區交通安全與經濟發展的重要威脅。近年來，很多學者開展該地區的地質災害研究（于曉東，2010;孫妍等，2014;王永斌，2009;焦國鋒，2013;姚杰，2011）。在關于318國道拉薩—日喀則沿線地質災害的調查、識別與統計工作方面，孫妍等（2014）根據遙感地質判譯沿線確定了8處滑坡、84條泥石流和69處崩塌;于曉東（2010）通過野外調查以及收集資料認為沿線發育了96條泥石流溝、21處崩塌及9個滑坡體;謝程（2008）在沿線識別出20余處規模較大的滑坡體;湯明高等（2012）在西藏境內的318國道沿線識別出162個崩塌體、39處滑坡和88條泥石流。在沿線地質災害的成因機制方面，孫妍等（2014）認為沿線滑坡、崩塌及泥石流明顯受到地貌控制，泥石流和滑坡的數量也與區域巖性分布和降水量有關;也有研究認為（郭佳寧等，2009;于曉東，2010）沿線地質災害分布除受到地形、地貌、巖性及降水量影響外，還受到構造斷裂、區域構造應力及地震等因素的影響;湯明高等（2012）認為人類活動也可以誘發各類地質災害，如坡腳開挖或爆破造成的巖體失穩，均是引發崩塌或者滑坡的因素;也有學者（焦國鋒，2013;謝程，2008;強巴等，2015）根據沿線地質災害的類型與特征，提出了一系列防治措施。

總體上，318國道拉薩—日喀則段地質災害研究程度較低，數據不完整，缺少對不同類型地質災害規模與規律的分析，對地質災害與影響因素的關系研究也不夠深入。本文利用高分辨率遙感影像與GIS技術開展沿線地質災害目視解譯，結合詳細的野外調查，比較全面地獲取了318國道拉薩—日喀則段沿線崩塌、滑坡及泥石流等地質災害的分布數據與類型，對各類地質災害的規模進行了分析，并統計了崩塌與滑坡的空間分布規律。

1 研究區概況

318國道拉薩—日喀則段位于青藏高原中南部，自拉薩至貢嘎機場高速公路協榮互通起，經曲水縣、尼木縣、仁布縣，止于日喀則和平機場，與日喀則機場至日喀則市專用公路嘎東互通相接，全長約165 km。該區主要沿雅魯藏布江分布，區域交通條件總體較為便利（圖1）。區內多年平均降水量為4614 mm（拉薩氣象站）、3411 mm（尼木縣氣象站）、4699 mm（日喀則氣象站）。一年中降水時間分布不均勻，一般集中在6—9月，其降雨量一般占全年的70%以上，平均降雨日數一般為80天。線路所在地區屬高原溫帶亞干旱氣候區，具有冬寒夏涼、無霜期短、空氣相對濕度小、日照充足豐富、冬春兩季干燥、風沙大、多雷暴等特征。

受SN向擠壓和EW向擴展作用，研究區主要發育了近EW向的雅魯藏布江斷裂和NNE向的亞東—谷露斷裂（圖1）（鄧起東等，2004，2007），這2條斷裂對318國道工程影響較大 西藏自治區地震局工程地震研究所2001西藏米林機場場地地震安全性評價報告 西藏自治區地震局工程地震研究所2005拉薩河干流中游段旁多、卡多、布嘎、扎雪水電站工程地震安全性評價報告。研究區包含多套地層，主要為第四系全新統風積粉砂，沖、洪積粉土，細砂，中、粗礫砂，細圓、粗圓礫土，卵石土，洪積碎石、塊石土，坡積粗角礫土、碎石土;第四系上更新統洪積粉土、沖積卵石土、洪積塊石土等。基巖主要為白堊系頁巖夾砂巖、變質砂巖、板巖，燕山期—喜山期閃長巖、花崗巖、橄欖巖、玢巖、凝灰巖等。在地貌上，研究區包括拉薩河河谷平原、雅魯藏布江寬谷區、雅魯藏布江峽谷區，經歷了不同的構造體系及眾多的地貌單元，水文地質條件復雜。受到青藏高原長期隆升的影響，沿線新構造運動強烈，地震活動比較頻繁。且空間分布與EW向、NNE向斷裂有明顯的關系。研究區歷史上曾發生MS≥47破壞性地震145次，其中8級地震2次，70～79級地震4次，60～69級地震21次，50～59級地震74次，最大地震為1411年當雄南和1951年崩錯的2次8級地震。自1970年以來，記錄到1 346次MS20～46現代小震。根據地震地質資料，研究區及附近在歷史上影響較大的高烈度地震，均來自于近場區外的8級大地震（鄧起東等，2004）。

2 數據與方法

結合覆蓋整個區域的地質、地形等資料，利用高分辨率遙感影像與GIS技術開展研究區地質災害的目視解譯，框定出地質災害的邊界以及各種不良地質現象的特點與規模等屬性，并結合野外調查，調整解譯結果。滑坡、崩塌、泥石流等地質災害在遙感影像上具有不同的表現形式。

滑坡的遙感解譯主要通過遙感圖像的形態、色調、陰影、紋理等進行，具有明顯的形態、結構特征。滑坡的形態特征在高分辨率的衛星圖像上顯示較清楚，多呈簸箕型、舌形、橢圓形、長椅形、倒梨形、牛角形、平行四邊形、菱形、樹葉形、疊瓦形或不規則形等。滑坡后壁陡峻并呈圍椅狀，微地貌特征比較清楚，且滑坡體與周圍地質體在色調、紋理、植被發育及生長狀況上有明顯的差異，陡峭的滑坡后壁及其形成的圍谷在遙感圖像上表現為向上彎曲的弧形。由于不能直接見到滑坡的地下部分，滑坡體和滑坡后壁是滑坡遙感解譯的2項最基本要素，其他要素視圖像分辨率及滑坡的可解譯程度而定。

崩塌部位可見明顯的崩塌壁，下方為崩塌堆積物，在遙感圖像上較容易識別。崩塌堆積體地貌特征明顯，多發育在溝谷或河流兩側的陡崖、陡坎或巖體破碎地帶，崩塌后壁陡峭而粗糙，崩塌體在坡腳形成錐狀的堆積體。崩塌壁的顏色與巖性有關，多呈淺色調，一般不長植被或植被稀疏。

溝谷型泥石流一般可分為3個部分，即物源區、流通區和堆積區。泥石流解譯主要是對堆積區的識別，根據溝口的地貌特征，即只要在圖像上發現溝口有明顯的泥石流堆積扇，則判別其為泥石流溝;堆積區位于溝谷出口處，縱坡平緩，常形成堆積扇或沖出錐;堆積扇輪廓明顯，呈淺色調，扇面無固定溝槽，多呈漫流狀態（王治華，1999;許沖，徐錫偉;2014;歐陽華平，2010;遙感地質解譯方法指南，DD2011—03;滑坡崩塌泥石流災害調查規范，DZ/T 0261—2014）。

本文遙感調查范圍主要是公路兩側10 km內，整個研究區面積為3 694 km2。研究區高程數據來自30分辨率的SRTM DEM（圖2a），利用DEM與GIS的空間分析功能，得到研究區的坡度（圖2b）與坡向（圖2c）分布數據。圖2d的研究區地層分布圖來自全國地質圖（1∶ 50萬）。

3 地震災害特點及發育規律

31 地質災害特點

依據上述方法，利用高分辨率遙感影像與GIS技術，結合野外實地考察，沿318國道拉薩—日喀則段提取和判譯出117處滑坡、79處崩塌與133條泥石流溝。各地質災害的分布如圖1所示。

311 沿線滑坡體與崩塌體的形態

滑坡及崩塌根據地形、巖性等不同，其形態特征變化較大。圖3a-1（29270°N，90498°E），3a-2（29219°N，90338°E）反映了沿線2處滑坡發育的地貌和形態。2處滑坡發生在比較陡的谷壁上，其滑坡面積分別為40 908 m2和44 308 m2，滑坡高度均大于100 m。滑坡體地表地形呈波狀起伏，其后緣形成明顯的陡坎，在雨水的沖刷作用下，坡面表現出了坍塌跡象，且圖3a-2顯示的滑坡體坡面發育了一系列小的垂直沖溝。由于滑坡作用，該河段河床被部分堵塞，或者在滑坡地段形成了一系列的古堰塞湖，且河床在該段明顯變窄。

318國道拉薩—日喀則段沿線的崩塌體普遍分布于雅魯藏布江峽谷區兩側。受構造應力作用，峽谷區巖體節理裂隙發育，形成高陡的臨空面，在風化、降雨及自身重力作用下，凌空突出的危巖與母巖分離，即形成崩塌。圖3b顯示了沿線雅魯藏布江峽谷區發育的一系列崩塌體，單體崩塌面積最大約為009 km2，崩塌發育處峽谷陡立、險峻，最大高度達到1 000余米。崩塌作用下，谷壁上形成了多組條帶狀凹形陡坡，崩塌后緣形成較緩的陡坎，相鄰的崩塌可以在下部相連而形成片狀凹陷（圖3b-1）。

312 沿線滑坡體、崩塌體、泥石流體規模

為防治滑坡、崩塌及泥石流等地質災害，并采取相應的工程措施，必須考慮災害體的規模這一因素。圖4a顯示，沿線的117處滑坡中，單個滑坡面積峰值為01～1 km2，該范圍內發育了74處滑坡;面積在001～01 km2的滑坡有30處;面積大于10 km2的特大滑坡只有1處。沿線滑坡體的高度主要集中在100～300 m，該范圍內發育了54處滑坡體;高度小于100 m的滑坡只有3處;高度大于300 m的滑坡數量隨高度的增大逐漸較少，高度大于1 000 m的滑坡只有1處（圖4b）。

研究滑坡體的面積和滑坡高度之間的關系，可以深入了解滑坡的成因機制，并為采取相關的工程防治措施提供科學的數據。由圖4c可知，沿線滑坡體面積與高度呈明顯的正相關性，關系式為：

發育的79處崩塌中，有47處面積為001～01 km2，占崩塌總數的59%，小于0001 km2的崩塌只有2處（圖5a），面積在0001～001 km2及01～10 km2的崩塌數量相當，分別有13和17處;沿線崩塌體高度具有比較明顯的正態分布特征，峰值出現在100～200 m，高度在0～100 m和200～300 m的數量相當，高度大于300 m的崩塌體數量隨高度的增大具有逐漸減少的趨勢，大于700 m的崩塌體只有4處（圖5b）。由圖5c可知，沿線崩塌體的面積與高度成明顯的正比關系，關系式為：

32 地質災害發育規律

本文通過統計不同因子與崩塌和滑坡的數量和密度的關系，探索研究區內崩塌與滑坡地質災害的發育規律。研究區大體上沿著雅魯藏布江分布，這一區域基本上是沿活動構造分布，活動構造分布精度受區域構造研究程度的限制，且近斷層區域都受到較強斷層活動性的影響，加之整個研究區的調查對象是以大型地質災害為主，因此，

研究區內高程范圍是353～608 km，按照353～40，40～45，45～50，50～55，55～608 km將高程范圍分為5類，覆蓋面積分別為1 300，1 105，801，451，36 km2。統計每個因子內部的崩塌與滑坡的數量與密度。結果表明崩塌與滑坡多集中在40～45 km（圖6a），該高程范圍內崩塌與滑坡分別有32個與66個，其密度分別為29個/100 km2與597個/100 km2。

坡度是影響地質災害發生的一個常見的因子，其他條件相當情況下，坡度越陡，地質災害越容易發生。根據研究區的DEM數據，利用GIS軟件的空間分析功能得到研究區的坡度分布圖（圖6d）。研究區坡度范圍是0°～845°，以10°為間隔將研究區分為0°～10°，10°～20°，20°～30°，30°～40°，40°～50°，>50°共6類，這6類坡度分級所占面積分別為994，727，983，785，179，26 km2。圖6b展示了不同坡度分級內的崩塌與滑坡的數量與密度，結果表明崩塌與滑坡發生最多的坡度范圍是20°～30°，分別是35與48個。崩塌與滑坡的密度與坡度的關系表現出不同的趨勢。大體上崩塌密度隨著坡度的增加而增加，崩塌密度最大的坡度范圍是40°～50°，為502個/100 km2。滑坡密度總體上呈現出相反的趨勢，其最大的坡度范圍是10°～20°，為564個/100 km2。這可能是由于研究區位于高海拔地區，氣候變化導致巖土體出現凍融現象使得在較緩的斜坡上容易發生滑坡，而在陡峭的斜坡上發生的多為崩塌。

坡向也是影響地質災害發生的一個主要因素，一方面不同坡向的斜坡上受到的光照與降雨強度不同，從而導致巖土體強度不同，另一方面區域主應力的方向與斜坡坡向的關系也會影響著崩塌與滑坡的發生。將研究區按照平坦、N，NE，E，SE，S，SW，W，NW分為9類，覆蓋面積分別為14，455，474，475，475，448，451，436，466 km2。圖6c展示了研究區內不同坡向分級內的崩塌與滑坡的數量與密度。崩塌數量最多的坡向為S向;滑坡數量最多的坡向為NW向，分別為21個與25個。崩塌與滑坡的密度在不同的坡向分級內有較明顯的差異。崩塌密度最高的2個坡向為SE向與S向，分別為421，469個/100 km2;滑坡密度最高的坡向為NW向，高達536個/100 km2。

地層是地質災害發生的物質基礎，決定著斜坡體的相關巖性及力學強度，進而影響著地質災害的發生。研究區下伏地層與巖性從新到老有5類，分別為第四紀（Q）沉積物，古近紀（E）花崗巖與花崗閃長巖等，白堊紀（K）閃長巖與輝長巖等，侏羅紀-白堊紀（J-K）安山巖、砂巖、粉砂巖等，三疊紀（T）板巖與砂巖等。這5類地層所占的面積分別為872，755，988，450，629 km2。圖6d展示了地層巖性與崩塌、滑坡數量與密度的統計關系。崩塌數量最多的地層為白堊紀（K），發育44處;滑坡數量最多的是三疊紀（T），發育72處。崩塌密度與滑坡密度最大的地層也分別在白堊紀（K）與三疊紀（T）地層，分別為445個/100 km2與1145個/100 km2。

4 結論

本文利用高分辨率遙感影像目視解譯，結合野外實地考察，對318國道拉薩—日喀則段沿線兩側各10 km區域開展了地質災害調查與分析工作。得到以下結論：

（1）沿線發育的79處崩塌中，面積在001～01 km2范圍內的有47處，小于0001 km2的崩塌體數量很少，只有2處，崩塌體自身高度大多集中在300 m以內，發育了52處，大于300 m的崩塌體數量與高度呈負相關性，崩塌體的面積與高度呈正相關性。

（2）沿線滑坡體的面積峰值出現在01～10 km2范圍內，發育了74處，滑坡的高度主要集中在100～300 m范圍內，該高度范圍內發育了54處滑坡體，高度大于300 m的滑坡數量隨高度的增大逐漸衰減，滑坡體面積和高度呈正相關性。

（3）研究區內面積在1～100 km2范圍內的泥石流溝發育了109條，面積小于1 km2與大于100 km2的泥石流溝分別為17條和7條。

（4）統計崩塌滑坡與高程、坡度、坡向、巖性的關系，結果表明崩塌多發生在40～45 km高程、20°～30°坡度、南坡向、白堊紀（K）地層中，滑坡多發生在40～45 km高程、20°～30°坡度、NE坡向、三疊紀（T）地層中。

本文為研究318國道拉薩—日喀則段兩側的地質災害發育特點與分布規律提供了科學參考，建議后續針對不同類型地質災害開展專門的風險評價與工程地質工作，以避免或減少地質災害可能造成的經濟損失與人員傷亡。

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