甘肃白龙江流域活动构造带控制影响下的滑坡发育研究

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由于印度板块向北俯冲,与欧亚板块发生碰撞,使得甘肃白龙江流域同时受到来自南部东昆仑断裂带向北的挤压和来自北部西秦岭北缘构造带向南的挤压,从而使该区构造断裂发育,主要发育的次级构造有临潭-宕昌活动构造带、光盖山-迭山活动构造带、迭部-白龙江活动构造带和康县-文县活动构造带四条。该区内强烈的构造活动对滑坡发生的主控因素起着控制作用,如地貌的发育、岩性和地下水的出露等;另外,由于构造活动影响而形成的高山峡谷地形,不仅利于形成地形雨(多暴雨中心),还严格控制着人口沿河谷地带的带状分布。由此可见,该区内受构造控制影响的滑坡发育分布与人口分布相一致的现象极大的加重了滑坡灾害的严重性,使得该区成为我国滑坡泥石流灾害四大高发区之一。因此,本文以甘肃白龙江流域作为研究区,开展活动构造带控制影响下的滑坡发育研究。本文主要从研究区的活动构造带特征、活动构造带对滑坡的控制作用和震后效应三个大方面来阐述。首先,研究区的活动构造带特征主要是结合前人的相关工作,利用地貌水系法和InSAR技术进行新构造应力场和主要构造带的活动速率的分析;其次,利用室内外调查、分形理论、InSAR技术和元素分析来探讨活动构造带对滑坡的控制作用;最后,选取典型小流域(构林坪流域)和滑坡(构林坪滑坡),利用InSAR技术、影像解译和原位监测的方法分析了极端构造事件和降雨对滑坡的影响。取得的主要研究成果如下:(1)研究区主压应力方向从西北部到东南部存在着顺时针的偏转,范围在NW39.8°-NE74.8°之间。(2)利用InSAR技术获取了研究区主要活动构造带的运动特征,其中临潭-宕昌活动构造带、光盖山-迭山活动构造带、迭部-白龙江活动构造带和文县-康县活动构造带上下盘的运动速率分别为(3.5 mm/a,0.9 mm/a)、(2.6 mm/a,0.1mm/a)、(4.6 mm/a,2.1 mm/a)和(4.1 mm/a,-0.6 mm/a),相对运动速率分别为2.6 mm/a,2.5 mm/a,2.5 mm/a和4.7 mm/a;活动构造带的活动性西北部要明显强于东南部,且以两河口为主要的分界点。(3)活动构造带对滑坡的控制作用主要表现在对滑坡点的空间分布的控制、对大型滑坡地貌形态的控制和对大型滑坡滑带位置的控制。其中,大型滑坡的发育模式可以分为近平行构造带滑坡和近垂直构造带滑坡两类。(4)汶川地震对研究区有显著影响,导致构林坪流域内的迭部-白龙江活动构造带上下盘相对运动速率由震前的8 mm/a增至11.5 mm/a;汶川地震诱发构林坪流域内滑坡崩塌数量的剧增,但这种效应随时间逐渐减小。(5)构林坪滑坡滑坡体含水量受下伏基岩裂隙水和降水的共同补给,且随降雨过程存在着时间和空间上的变化;暴雨对滑坡体表层土体变形影响比较大,并且降雨过程与滑坡滑动存在着密切的联系。
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