汶川地震后绵远河流域地表隆升与侵蚀过程研究

摘要

5.12汶川大地震，在发生数秒内，随着地震波能量由震源向四周的释放，在龙门山地区的山体地表产生了规模大小不一、数量巨多的山体崩塌和滑坡，由此大量的松散堆积物堆积在龙门山地区内;再加之震后频繁爆发的强降雨，进一步的引发了该区的次生地质灾害，如泥石流。这些地质灾害所引发的不仅是地表侵蚀的过程，同时也是在改变该区域的地貌地表形态。
　　绵远河流域，位于龙门山中段北部区域，东西夹于龙门山前山断裂带与后山断裂带之间，发震断裂带映秀-北川断裂带从该流域中部穿过。汶川地震中，该流域滑坡面积在50，000m2以上的大型滑坡就达12处之多，浅层滑坡更是广布。这些崩滑松散堆积物大量的堆积在流域内，为以后该流域频繁发生的泥石流地质灾害提供了物质来源。
　　本论文依托于《汶川地震驱动的崩塌、滑坡和泥石流的河流响应过程研究》，对绵远河流域进行研究，其重点主要集中在地震驱动的构造隆升、同震崩塌滑坡及沉积通量、以及震后强降雨驱动的泥石流及其沉积通量基础上，计算流域内崩塌堆积物的卸载时间。利用ArcGIS10.0软件对研究区内DEM数据进行空间分析，提取了绵远河流域的水系、地形坡度、坡向等地貌参数。此外，通过野外实地勘察确定崩塌、滑坡和泥石流的数量、空间分布特征和沉积量的大小。最后结合流域地貌演化特征以及分析研究动力学机制进行综合分析。本文取得以下认识:
　　(1)绵远河流域的地貌发育和演化受到龙门山构造带控制:从地貌空间形态特征来看，地形坡度、坡向均受龙门山构造带的控制;从水系形态来看，绵远河的流向也受到龙门山构造带影响。
　　(2)引发汶川地震活动的主断裂带映秀-北川断裂带从该流域的中部穿过，在造成地表位移的同时，也为引发山体崩塌滑坡等地表侵蚀提供了地质条件。
　　(3)汶川地震驱动的地表破裂是引发山洪泥石流灾害的主要因素，为泥石流的发生提供了物质来源，区域性强降雨是滑坡、泥石流灾害的诱发因素，体现了汶川地震构造作用过程、地表剥蚀过程和降雨过程之间的正反馈关系。
　　(4)通过计算，汶川地震中研究区的同震地表隆升体积约为1.28×109m3，地震引发的同震地表侵蚀约为1.03×108m3，表明同震隆升量大于同震崩滑量，即流域内地貌出现新的增长。
　　(5)根据经验公式估算，按研究区同震崩滑体的30％质量为可搬运的，即757.1×108kg，在绵远河现有的河流搬运能力的条件下，以及能够完全搬运出同震滑坡物质的前提下，意味着地震同震滑坡物质搬运出龙门山至少需要343yr。表明在一个的强震复发周期内，汶川地震产生的同震崩滑物质是可以搬运出龙门山，根据地壳均衡理论，地壳表层的物质被卸载，使得Moho面以下的软流圈物质的上涌，从而促使龙门山隆升，这与现今龙门山陡峻的地貌是一致的。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及项目依托

1．1．1 选题来源

1．1．2 选题依据及研究意义

1．2 研究现状

1．2．1 构造地貌研究现状

1．2．2 龙门山研究现状

1．2．3 绵远河流域研究现状

1．3 数据准备

1．3．1 软件操作

1．3．2 基本数据

1．4 研究内容及思路

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究方法和技术路线

1．5 完成的主要工作量

第2章 地质与地貌背景

2．1 区域地质背景

2．1．1 区域构造背景

2．1．2 区域地层特征

2．1．3 区域地貌特征

2．2 研究区地质与地貌

2．2．1 研究区地质构造

2．2．2 研究区地层概况

2．2．3 研究区地貌特征

第3章 汶川地震后绵远河流域地表隆升的研究

3．1 汶川地震驱动的地表隆升

3．1．1 映秀-北川同震地表变形带

3．1．2 都江堰-汉旺同震地表变形带

3．2 汶川地震驱动的地表隆升体积的计算

第4章 汶川地震后绵远河流域地表侵蚀的研究

4．1 地形因素与地表侵蚀

4．2 降雨因素与地表侵蚀

4．3 泥石流与地表侵蚀

4．4 地表侵蚀量及卸载时间的计算

第5章 绵远河流域地貌演化的动力学机制探讨

5．1 绵远河流域地貌演化

5．2 地貌演化的动力学机制探讨

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果