北京市山体滑坡空间格局与分异机制——以门头沟区“23·7”暴雨事件为例

本文发表于《中国水土保持科学》2024年第22卷第5期“水土保持科学与工程”栏目。

01
目的与方法

    深入分析本次山体滑坡灾害的空间分异格局与影响机制, 对认识北京山区强降雨过程山体滑坡的成灾机制, 合理制订流域治理方案以降低区域水土流失风险具有重要意义。利用国产高分卫星影像及辅助资料, 精确提取滑坡信息, 并运用地统计方法对滑坡空间格局与分异机制进行系统分析。

02
研究区概况

门头沟研究区位于北京市西南部,介于E 115°25′~116°10′,N 39°48′~40°10′之间。与昌平、房山、海淀、丰台4区及河北省相邻。门头沟由西向东倾斜,西部山区山形挺拔高峻,最高海拔达2 200 m。东部为平原城镇区,海拔最低至48 m。全区总面积1 447.85 km2,涵盖永定河流域及56条沟道。此次“23 ·7”洪水灾害中,这些沟道成为滑坡频发区域,对当地生态环境和居民生活造成严重影响。

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研究区分布图

03
讨论与结论

讨论:

由于强降雨引发的大范围滑坡灾害相对较少且缺乏详细数据资料,北京地区山体滑坡的成灾机制尚不明确。笔者基于灾前/灾后国产高分系列卫星观测数据,以及地形、灾前土地覆盖与植被覆盖度等资料,在精确提取滑坡的基础上,对门头沟区山体滑坡的空间分异格局与影响机制进行系统分析。证明由强降雨引发的山体滑坡,其空间分布模式除降雨因素之外,还与地形坡度、植被覆盖度和土地覆盖类型等因素密切相关。其中坡度的增加导致斜坡稳定性变差,坡度>45°时在雨水渗入和重力的双重影响下滑坡规模达到最大。FVC<0.60时滑坡密度较小,但在FVC=0.60时达到最大,随后逐渐降低。可能是由于在FVC=0.60时植被对于坡体稳定的负作用起主导地位,导致土壤渗透系数增加。但总体来说,地形、植被因素对于滑坡产生的影响基本与黄土高原和西南等地类似。人类活动对滑坡产生的促进作用也与广西地区结论相同。

但本文仅针对由遥感影像提取出的滑坡分布现象进行统计分析,并未深入探究影响滑坡的所有复杂因素。在对地形坡度、植被覆盖度和土地覆盖类型进行讨论时,也仅考虑单一因子的影响,并未进行多因子综合分析。在之后的研究中,可综合考虑多种影响因素对华北地区的滑坡现象进行更详细的统计分析。

在以北京市为代表的华北地区开展防灾减灾工程建设和灾后恢复重建过程中,通过采取以下措施:1)在山区坡度较大的区域修建挡土墙等针对性防滑坡措施以降低大型滑坡发生风险;2)提升山区自然植被(特别是森林)覆盖率以增加浅层岩土体的抗滑移能力;3)减少山区农业生产等活动以降低人类生产生活对地表的扰动影响等措施,有望提升区域应对强降雨引发的山体滑坡灾害的韧性,降低水土流失风险。


结论:

本研究旨在分析除降雨之外的其他因素如坡度、植被盖度、以及人为扰动等因素对滑坡成灾和分异机制的影响。结果表明,门头沟区本次灾情过程形成的山体滑坡空间分布格局呈现明显的局部聚集性特征,除降雨因素之外,其异质性空间分布模式还与地形坡度、植被覆盖度和土地覆盖类型等因素密切相关。滑坡密度和单体滑坡规模随着坡度的增大而增加,且随坡度的增大单体滑坡规模的变异程度逐渐降低,滑坡大小趋于一致。而更高的植被覆盖区域所发生的滑坡密度和单体滑坡的平均面积均更小,但滑坡规模变异度更大。此外,地表的生产扰动水平也会在一定程度上影响滑坡的严重程度。裸地与农田等受生产活动扰动较大的区域发生的单体滑坡规模相对更大,而发生在自然植被覆盖区域上的单体滑坡则表现为林地地表上的滑坡规模小于灌木地表。

门头沟区滑坡单体面积等级分布示意

门头沟区山体滑坡核密度分析结果

滑坡规模与坡度等级的统计结果

滑坡规模与植被覆盖度等级的统计结果

门头沟区不同土地覆盖类型下滑坡情况统计


引用本文

廖凇, 任博宇, 殷梦希, 张守红, 于伯华, 曹云锋. 北京市山体滑坡空间格局与分异机制——以门头沟区“23·7”暴雨事件为例[J]. 中国水土保持科学, 2024, 22(5): 53-62. DOI: 10.16843/j.sswc.2024036.

LIAO Song, REN Boyu, YIN Mengxi, ZHANG Shouhong, YU Bohua, CAO Yunfeng. Spatial pattern and differentiation mechanism of landslides in Beijing: A case study of "23·7" heavy rain in Mentougou district[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2024, 22(5): 53-62. DOI: 10.16843/j.sswc.2024036.


项目名称
国家重点研发计划—政府间国际科技创新合作项目“亚太区域对地观测数据枢纽及典型应用工具集研发”(2021YFE0117300-4)





《中国水土保持科学》是由中国科学技术协会主管,中国水土保持学会主办的综合性学术期刊。2003年创刊,双月刊,公开发行,2004年成为中国科技核心期刊,2011年入选中国科学引文数据库(CSCD),2015年入编北京大学《中文核心期刊要目总览》,2020年入选Scopus数据库。





                          


发布于 2025-01-23 17:25:59
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