岷江上游泥石流灾变对土地利用方式的响应研究

摘要

岷江上游是我国山地环境脆弱区，也是板块内构造活动较为活跃的地区。2008年汶川强震之后，强降雨作用下的泥石流灾害变得极为发育，分别于2008年9月，2010年8月，2013年7月暴发泥石流，损失惨重。在形成泥石流的三大基本条件中，土地利用方式是人类经济活动的一种自然选择，它并不直接导致泥石流灾害发生，而是间接地影响着松散堆积物质进入沟道的速度。基于此，本文综合运用交叉学科，在研究区工程地质背景、人类土地利用活动特征的基础上，对土地利用方式影响泥石流灾害的规律进行探索研究，本文所取得的主要进展和结论如下：
　　（1）在前人调查、研究成果的基础上，选取2005年（TM），2009年（TM），2013年（OLI）多波段遥感影像图作为研究基础数据。采用监督分类的方法，将岷江上游划分为：耕地、裸地、林（草）地、水域、城乡建筑用地、冰川6个土地利用类型，分类结果评价良好。
　　（2）将数据进一步整理、筛选、矢量化，圈定出泥石流流域界线，泥石流沟道淹没界线，并形成矢量面文件，统计到岷江上游泥石流数目为241条，其中，汶川县30条，茂县60条，理县33条，黑水县44条，松潘县73条，都江堰虹口乡1条（不包括茂县4个乡及松潘县3个乡）。
　　（3）在研究区内，选取理县哈尔木沟，黑水县色尔古沟，汶川县七盘沟作为典型泥石流沟，将泥石流松散物质堆积体简化为面数据，以物源面积替代泥石流物源体积。在ArcGIS10.1中，将物源面栅格数据、不同期次的土地利用类型栅格数据、坡度、DEM等数据进行叠加分析，获得不同年份，不同因子条件下泥石流物源面的分布情况。分析可知，在靠近断裂带的泥石流沟内，地震能量巨大，泥石流沟道两侧斜坡表面的破坏程度已经不受地表土地利用方式差异的影响，只要利于崩滑地质灾害发育，林（草）地、耕地、裸地、城乡建筑用地、冰川等类型的土地均可为泥石流提供物质来源。而在远离断裂带的泥石流沟内，地震能量不至完全占据主导，耕地、林（草）地、裸地、城乡建筑用地在不同沟道内，促进泥石流灾害形成的程度不一。
　　（4）在分析前人研究成果基础上，提出改进的敏感性计算模型，可得不同坡度、不同岩性条件下土地利用类型对泥石流灾害敏感性值。计算可知，25°～45°坡度范围内，随坡度增加，林（草）地、裸地、城乡建筑用地的敏感性值快速增加，并达到最大值；在不同岩组条件下，第四系（Q）、志留系（S）、泥盆系（D）地层地区的耕地、城乡建筑用地地区泥石流敏感性值较高。
　　（5）在以面状数据为主要研究方法的基础上，提出了泥石流灾害活跃强度的定量分析方法，本文将物源面转化为该面要素的形心点，计算不同年份，同一个物源形心点距沟道的距离，通过距离D的统计分析可得，哈尔木沟、色尔古沟、七盘沟2005、2009、2013年泥石流物源形心的变化趋势，总体上，地震前2005年的物源形心距离沟道较远，2009、2013年泥石流物源形心距离沟道较近，泥石流在地震之后，活跃性增强。

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第1章 绪论

1.1 选题依据

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第2章 岷江上游流域概况

2.1 自然地理

2.2 气象水文

2.3 地形地貌

2.4 地层岩性与地质构造

2.5 新构造运动与地震

2.6 水文地质特征

2.7 社会经济状况与人类工程活动

第3章 岷江上游土地利用与泥石流的现状及关系

3.1 岷江上游土地利用现状

3.2 岷江上游泥石流灾害现状

3.3 土地利用与泥石流的相互关系

3.4 本章小结

第4章 土地利用方式对泥石流灾害的影响

4.1 理县哈尔木沟泥石流

4.2 黑水县色尔古泥石流

4.3 汶川县七盘沟泥石流

4.4 本章小结

第5章 土地利用方式对泥石流灾害的定量分析

5.1 敏感性分析

5.2 泥石流物源活跃性分析

5.3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果