基于GIS和RS技术的董志塬水土流失与滑坡灾害易发性评价研究

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位于陇东地区的董志塬,处于黄土高原腹地,区域内的黄土具有易湿陷、多孔隙、垂直节理发育等特征,是滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害形成的易发地。近年来,人们对土地资源的过度开发,使得董志塬的水土流失情况进一步加剧,滑坡等地质灾害也频繁发生,塬区面积被不断吞噬,人们的生命财产安全遭受着极大的威胁。因此,研究董志塬的水土流失情况以及滑坡灾害的发生情况,对土地资源的保护和保证人们生命安全均具有十分重要的意义。本研究首先运用修正版的通用泥沙流失方程(RUSLE)对董志塬的水土流失进行了定量分析,然后运用层次分析法(AHP)、信息量模型(I)、确定性系数法(CF)、信息量-逻辑回归耦合模型(I-LR)以及确定性系数-逻辑回归耦合模型(CF-LR)评估了该地区的滑坡灾害易发性,最后通过子流域的划分探讨了区域内土壤侵蚀与滑坡易发性之间关系。研究中的主要结论如下:(1)董志塬2019年土壤侵蚀模数处于0-41012.4 t·km-2·a-1的区间内,侵蚀模数均值为4530.18 t·km-2·a-1,年侵蚀量为1283.34万吨,年泥沙流失量为971.10万吨,属于比较严重的水土流失区。区域内土壤侵蚀主要受地形因素的影响,随着坡度的增加,微度和轻度侵蚀区在各坡度区的面积比重持续降低,中度、强度与极强度侵蚀的比重均展现出先升高后降低的趋势,而剧烈侵蚀区的面积比重持续增大。(2)AHP模型、I模型、CF模型、I-LR模型以及CF-LR模型的评估结果,均反应出董志塬滑坡易发性在整体上呈现出“沟谷高,塬面低”空间分布特征,且在沟壑区,距离河流越近、坡度越大的区域均呈现为极高的易发性。但是,通过对五种模型进行合理性检验和精度检验得出CF-LR耦合模型优于其他几个模型,该模型的计算结果显示董志塬地区滑坡易发性呈现出“两极化”的特征,高易发以及极高易发区的面积分别为775.20km2和694.55km2,二者占总面积的51.63%,极低易发区的面积达到968.15km2,其比重为34.01%,低易发与中易发区的面积较小,仅占总面积的14.36%。(3)各子流域的侵蚀模数均值和CF-LR指数均值在空间分布上均呈现出“北高南低”的特征。土壤侵蚀程度高的子流域,其滑坡易发性CF-LR值也较高,滑坡灾害的发生在一定程度上会受到土壤侵蚀作用的影响。通过分析土壤侵蚀与历史滑坡灾害的关系以及与滑坡易发性评价结果的关系,均能得出土壤侵蚀在一定程度上促使滑坡灾害的形成,各侵蚀强度区内的滑坡密度与土壤侵蚀强度呈现指数的关系,滑坡易发性指数也随着土壤侵蚀模数的增加而线性增大。
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