论文摘要
作为世界上黄土分布面积最大、堆积厚度最厚的黄土高原,不仅是我国生态系统的环境脆弱区,而且也是我国地质灾害的易发区和频发区。成千上万的黄土滑坡分布其中,不仅加剧了黄土高原的水土流失,也对人民群众的生命财产和国民经济建设造成严重威胁。因此,深入探究黄土高原滑坡空间格局与分布规律,揭示黄土滑坡对地貌演化的影响显得尤为迫切。本研究在黄土高原开展了大量的黄土滑坡调查实践,获取了翔实的黄土滑坡编目。在此基础上,以黄土滑坡为研究对象,以黄土滑坡与地貌演化为切入点,从“黄土高原全区—典型流域（典型地形区）—典型单体滑坡”多种空间尺度,综合运用地理学、地质学、地貌学、测量学、岩土力学、水文学、数值模拟、“3S”技术、无人机摄影测量、三维建模技术和滑坡监测预警等理论和技术手段,最终实现了黄土滑坡与地貌演化的“格局—过程—关系—模式（机制）”研究。本研究的主要创新点在于:（1）利用先进测量技术手段,精细化研究了黄土滑坡特征及其对地貌的影响;（2）研究发现大规模黄土滑坡在黄土高原局部地貌演化中扮演着十分重要的作用,往往会加速地貌演化进程的突变;（3）提出了黄土高原滑坡、土壤侵蚀与地貌演化的典型模式。本研究内容丰富了黄土高原地貌演化研究的理论和实践,为进一步深入研究黄土高原土壤侵蚀、黄土滑坡和地貌演化的相互作用机理奠定了一定的基础,为黄土高原地区滑坡灾害风险减轻提供了科学支撑,为生态文明建设提供了科学依据。主要研究结果如下:（1）本研究完成了迄今为止黄土高原数量最多的高分辨率黄土滑坡编目（307个）,基于高分辨率和高精度滑坡调查的成果和滑坡编目有助于深入研究黄土滑坡特征,为研究黄土滑坡与地貌演化相互关系提供了数据支撑。（2）黄土高原滑坡空间分布具有空间自相关性,表现为其规模等级具有一定的集聚性特征,呈现不显著聚集、高高聚集（HH）、高低聚集（HL）、低高聚集（LH）、低低聚集（LL）五种聚类模式;黄土滑坡的高程频率分布和主坡向频率分布分别呈现正偏态、正态分布的特征,黄土高原85.53%的滑坡集中分布在海拔1241500 m之间,黄土高原滑坡的发育与坡向关系不大,(90°,135°]坡向区间滑坡分布数量最多;黄土高原滑坡易发县区以低、中易发区为主,低易发县区占59%,中易发县区占18%,高易发县区占14%,极高易发县区占8%;根据黄土滑坡密度空间分布、区域构造、地形、地质、地貌条件,可将黄土高原分为八大滑坡易发区:西宁—兰州—临夏—定西易发区（Ⅰ区）、白银—定西—天水易发区（Ⅱ区）、固原—平凉—西峰—铜川易发区（Ⅲ区）、包头—呼和浩特易发区（Ⅳ区）、陕北高原易发区（Ⅴ区）、汾渭盆地易发区（Ⅵ区）、吕梁山区易发区（Ⅶ区）、三门峡—晋城—长治—阳泉—五台山易发区（Ⅷ区）。（3）黄土高原地区滑坡不敏感区域和敏感区域面积相当,敏感区中以中度和高度敏感区为主。黄土高原滑坡不敏感区的面积为298 069.00 km2,占整个黄土高原面积的47.16%;低度敏感区的面积为62 926.20 km2,占整个黄土高原面积的9.96%;中度敏感区的面积为93 217.70 km2,占整个黄土高原面积的14.75%;高度敏感区的面积为133 143.00 km2,占整个黄土高原面积的21.06%;极高敏感区的面积为44703.20 km2,占整个黄土高原面积的7.07%。（4）数字地形分析的理论和方法应用于黄土滑坡研究,为进一步研究黄土滑坡的形态特征、地形地貌变化、稳定性状态、剖面结构等特征奠定了基础,也为深入研究黄土滑坡与地貌演化的相互作用提供了理论和技术支撑。高分辨率黄土滑坡地貌特征定量化分析的基本内容包括特征参数提取与分析、水文分析、地形变化监测分析、面积高程积分与稳定性分析、形态学分析、结构分析。（5）虽然土壤侵蚀在地貌漫长的演化过程中举足轻重,但作为快速土壤侵蚀现象和地表过程的黄土滑坡往往会加速地貌演化进程的突变,黄土滑坡在塑造地表形态方面的能力不应被低估,大规模黄土滑坡在黄土高原局部地貌演化中扮演着十分重要的作用。地形地貌对黄土滑坡的控制作用,尤其是相对高差在控制滑坡最长滑动距离、滑坡周长与面积等方面具有很强的幂律关系,如相对高差（x）与最长滑动距离（y）呈良好的幂指数关系,其拟合公式如下:y=0.3626x1.3906（R2=0.7448,整个黄土高原）,y=0.1831x1.5226（R2=0.8346,黄土丘陵区）,y=3.9846x0.8835（R2=0.3,黄土台塬区）。（6）通过在典型黄土台塬区泾阳南塬开展长时间序列和高精度的滑坡监测,发现黄土滑坡会加速塬面面积的缩减,减少速率约为3358.7 m2/年,时间间隔（年）x与塬面退化面积（m2）y满足线性趋势,拟合公式为:y=-3358.7x+4543.3（R2=0.9589）。黄土台塬滑坡不仅改变了台塬原始斜坡的坡度,而且具有很强的路径依赖性,黄土滑坡发生具有群发机制。一次完整的滑坡在线监测记录表明,黄土台塬滑坡经历了“前期缓慢式蠕动—中期突变式滑动—后期局部崩滑”的形变和运动过程,单次滑坡可导致泾阳南塬塬面后退16.1 m。（7）总结了黄土高原滑坡、土壤侵蚀与地貌演化的典型模式,黄土丘陵区大致可分为四个演化阶段（Ⅰ-缓慢演化阶段、Ⅱ-局部演化阶段、Ⅲ-加速演化阶段、Ⅴ-稳定演化阶段）,黄土台塬区大致可分为五个演化阶段（Ⅰ-缓慢演化阶段、Ⅱ-局部演化阶段、Ⅲ-快速演化阶段、Ⅳ-加速演化阶段、Ⅴ-稳定演化阶段）。
论文目录
文章来源
类型: 博士论文
作者: 胡胜
导师: 曹明明
关键词: 黄土滑坡,空间格局,地貌演化,黄土高原
来源: 西北大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 自然地理学和测绘学,地质学,地质学,工业通用技术及设备
单位: 西北大学
基金: 国家自然科学基金项目“典型黄土地貌类型区黄土滑坡规模与影响范围研究”(41771539),“区域黄土滑坡空间格局研究”(41401602),中科院国际合作局对外合作重点项目“‘一带一路’自然灾害风险与综合减灾国际研究计划”(131551KYSB20160002)
分类号: P642.22;P931.6
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