不同地貌单元中黄土滑坡工程地貌制图研究

摘要

受到了极端气候、人类工程活动的影响，近年来黄土高原地区黄土滑坡频发，严重威胁西部地区重大工程建设与人居安全，预防和治理迫在眉睫，而研究黄土滑坡的启动机制、运动特征对滑坡灾害预防、治理有重要的指导作用。然而，黄土高原现代地貌的演变过程成为滑坡灾害的主控因素之一，主要表现在不同地貌类型上滑坡的发育程度、类型、规模、发生机理不同。尽管关于黄土滑坡机制机理的研究成果丰富，但在指导预防和治理工作上的工程地貌制图研究不够，讨论不同地貌单元下黄土滑坡机制机理的研究少。　　本论文以甘肃省东乡县巴谢河流域黄土峁梁、兰州市老狼沟黄土沟壑和永靖县黑方台黄土台塬为研究区，通过解译历史遥感影像，结合野外调查绘制研究区滑坡分布图，统计滑坡数量，调查滑坡类型，阐述研究区内滑坡的分布规律，讨论地形地貌对滑坡分布的影响；并且基于历史遥感影像和野外调查调绘典型滑坡滑动前后的工程地貌图，再利用ArcGIS软件基于高精度DEM提取滑动前地形地貌、水文地质条件，以及滑动后滑体的堆积特征，分析典型滑坡的启动机制和运动过程。研究获得主要结论如下：　　通过解译巴谢河流域的历史遥感影像，发现研究区滑坡发育的程度高、类型多、大小规模齐全、灾害严重，沿着河流和冲沟呈带状分布，而且上、中、下游和两岸不对称、不均匀分布，中下游、北岸发育的滑坡发育的程度最大。洒勒山滑坡是研究区内最典型的灾难性滑坡，基于滑动前后的DEM空间分析和历史遥感影像解译，结合野外调查建立其滑动后前后的地质模型，认为水是滑坡启动和运动的主导诱因，首先滑动前地表和地下径流向坡脚汇集，连同水库蓄水抬高坡脚地下水位，浸泡软化基岩，导致边坡长期变形，而且变形速度随时间增大；其次剪破滑动时底部液化是其高速运动的直接原因。　　基于解译Google earth历史影像和野外调查绘制滑坡分布图，发现老狼沟仅仅发育中小型浅层黄土滑坡，整体呈不对称、不均匀、两侧对滑分布。通过详细的工程地貌制图，分析滑坡的启动机制和运动方式，发现旋转式滑坡后部的地形明显向后壁反倾，而平移式滑坡表面平直，崩滑式滑坡呈近垂直下错；发现节理不仅控制着滑坡的周界，滑动剪切面的形成也是沿着构造节理面发展，而降水沿着节理、落水洞下渗，强烈改变边坡的地下渗流条件，影响边坡稳定性。　　通过解译黑方台历史遥感影像和详细的野外工程地貌调查，绘制滑坡分布期次图与台塬周界期次图，发现研究区共发育87个滑坡，在空间上具有发生频率大、密度大、灾害破坏严重的特点，类型的分布沿着台塬周界有分段特征，数量和规模在时间期次上有增大的趋势，逐年侵蚀破坏台塬边界，导致台塬面积逐年内缩，局部最大后退距离可达182.5 m。在成因机制上，农业灌溉抬高了台塬的地下水位，并沿着相对隔水层长期排泄，使排泄路径内的岩土体饱和软化、脱盐而抗剪强度减小，上覆岩土体沿着软弱带下滑形成滑坡。　　滑坡工程地貌制图就是调查滑坡发生前的地层岩性、地质构造、地形地貌和水文地质条件，分析滑坡的启动机制，调查滑动后滑体的堆积特征，反演滑坡的运动过程。本文采用的基于历史遥感影像解译、DEM 数据的空间分析，配合便携式激光测距仪绘制黄土滑坡工程地貌图的方法，以及总结出的滑坡成灾模式，可以为研究区滑坡灾害的风险评价、预警与防治提供基础数据和理论依据，为相同或相似地质背景区的滑坡灾害分布、成因调查工作提供方法参考。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 工程地貌制图

1.2.2 滑坡分类和分布

1.2.3 黄土滑坡机制机理

1.3 研究内容和技术路线

第二章 黄土地貌演化和滑坡分布概况

2.1 新构造运动演化

2.1.1 新构造分区

2.1.2 新构造运动的阶段划分

2.2 黄土地貌演化

2.3黄土地貌类型和滑坡分布规律

2.3.1地貌类型

2.3.2 地貌类型与滑坡分布的关系

第三章 黄土梁峁地貌滑坡工程地貌制图

3.1 研究区概况

3.2 研究方法

3.3 巴谢河流域滑坡类型和分布规律

3.4 典型滑坡机制机理研究——洒勒山滑坡

3.4.1 工程地质地貌勘探

3.4.2 地质概况

3.4.3 滑动前的水文地貌条件

3.4.4 变形过程和启动模式

3.4.5 运动特征分析

3.4.6 洒勒山滑坡演化过程

3.5 本章小结

第四章 黄土沟壑地貌滑坡工程地貌制图

4.1 研究区概况

4.2 研究方法

4.3 滑坡分类和成因分析

4.3.1 滑坡分类

4.3.2 成因分析

4.4 滑坡工程地貌制图和沟道演化分析

4.4.1 平移式滑坡

4.4.2 旋转式滑坡

4.4.3 崩滑式滑坡

4.4.4 沟壑演化过程

4.5 本章小结

第五章 黄土台塬地貌滑坡分布及机理研究

5.1 研究区概况

5.2 研究方法

5.2.1 滑坡分布图

5.2.2 滑坡分类和体积估算

5.3 滑坡野外调查

5.3.1 滑坡类型空间分布规律

5.3.2 滑坡的时间演变规律

5.3.3 滑坡侵蚀台塬分析

5.4 机理研究

5.4.1 地下水位线抬升模式

5.4.2 滑坡机制机理分析

5.5 本章小结

第六章 结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

在学期间的研究成果

致谢