一种冰川分布区泥石流灾害危险性分级评价方法与流程

本发明涉及一种地质灾害危险性分级评价方法，具体涉及一种冰川分布区泥石流灾害危险性分级评价方法。

背景技术：

90％以上的泥石流是由降雨激发的，因此一般的泥石流危险性分级评价也多针对雨洪型泥石流。而在冰川分布区泥石流的发育和激发都受到冰川活动的明显影响，与非冰川区泥石流有着很大的区别，主要为：

1、冰川在运动过程中侵蚀沟谷，并将大量的固体物质向下游输移，在消融后形成冰碛陇等地貌，不仅为泥石流提供充足的物源条件，也通过形成的冰碛陇等地貌作用产生的侵蚀、堆积通过影响泥石流的物源条件而对泥石流产生影响；

2、冰川融水是泥石流水源条件的重要来源，冰川的分布、发育必然对泥石流的发育产生直接的影响，同时冰川融水在一定条件下也会成为泥石流的激发因素。

鉴于此，目前对冰川分布区泥石流灾害的危险性分级评价的研究较少。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中对冰川分布区泥石流危险性评价未涉及的问题，提供一种冰川分布区泥石流灾害的评价方法。本发明针对发育和激发受冰川影响和控制的泥石流危险性评价，用于反映冰川分布区泥石流灾害的危险性。

本发明的具体方案为：

冰川分布区泥石流灾害危险性分级评价方法，所述方法包括以下步骤：

1)确定用于描述影响泥石流发育常规因子的指标，并分级；

2)计算泥石流常规影响因子的加权和，得出无冰川影响下泥石流危险性值，并分级分区；

3)分析冰川分布和活动对泥石流发育的影响，确定用于描述冰川影响的指标，并分级；

4)确定冰川因子相对常规因子的相对重要性值；

5)计算常规因子加权和和冰川影响因子乘以其相对重要性的和，并进行分级，完成冰川分布区泥石流危险性评价。

所述描述冰川影响的指标为消融型冰川的分布；

所述冰川分布区泥石流灾害计算方法：

R＝R_c+B_c*W_c

其中，R为冰川分布区泥石流危险性，R_c为常规因子加权和，B_c为冰川影响因子，W_c为冰川影响因子的相对重要性。

更进一步的方案是，所述泥石流常规因子包括地层岩性、地质构造、新构造活动、地形、降水。

更进一步的方案是，步骤1)中的泥石流发育常规因子用岩石风化系数、断层影响系数、新构造活动系数、地形影响系数、降水影响系数等指标来表征，并进行分级量化，级别越高则越有利于泥石流的形成和发育，每个级别赋予一个量化数值用以加权求和。

更进一步的方案是，步骤2)中无冰川影响下泥石流危险性计算方法为：首先确定影响泥石流的各常规因子的权重；然后将拟评价的区域划分成栅格，确定每个栅格中各个泥石流影响因子表征参数的分级值，根据权重，求出每个栅格的加权和；得到各栅格内无冰川影响下泥石流危险性值。

更进一步的方案是，步骤3)中冰川影响以消融型冰川(即分布于雪线以下的冰川)的分布为指标，并根据其有无进行分级。

更进一步的方案是，步骤4)中冰川因子相对常规因子的相对重要性值的确定方法为：根据区域调查资料和认识，以全体常规因子的影响为1，判定冰川对泥石流危险性的贡献相对全体常规因子的重要性。

更进一步的方案是，步骤5)中冰川分布区泥石流危险性评价方法为：把评价区域划分为栅格，计算各栅格中常规因子加权和和冰川影响因子乘以其相对重要性的和，从而得到各栅格内冰川泥石流危险性指数，数值越高，表示危险性越大。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和效果：

1、本发明提供的方法考虑了冰川因素，反映的是冰川分布区泥石流的危险性评价和分级；

2、由于冰川只有在消融过程中产生的大量水源及消融后带来的松散固体物质才是影响泥石流的关键因素，因此本发明在评价指标中选择消融型冰川的有无来表征冰川对区域泥石流发育的影响，针对性强，评价结果符合实际；

3、本发明提供的方法是在传统的一般区域泥石流危险性评价方法的基础上叠加冰川影响因子，适用于冰川分布区泥石流危险性分级；

4、本发明提供的方法简单易用，操作便捷，便于推广。

附图说明

图1是非冰川分布区泥石流灾害危险性评价技术过程及步骤；

图2是冰川分布区泥石流灾害危险性评价技术过程及步骤；

图3是根据本发明提供的冰川分布区泥石流灾害危险性分级评价方法，对藏东南冰川泥石流危险性进行分级评价，得到分级评价图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

附图1为非冰川分布区泥石流灾害危险性评价技术过程及步骤。本发明冰川分布区泥石流灾害危险性评价技术过程及步骤主要如附图2所示，冰川分布区泥石流灾害的危险性分级评价方法包括以下步骤：

1)确定用于描述影响泥石流发育的常规因子的指标，并分级：影响泥石流的常规因子包括地层岩性、地质构造、新构造活动、地形、降水等，而表征这些特征的参数可能有多种，紧密结合相关因子对泥石流灾害的影响强度及方式，选出最能表征这些因子在泥石流活动中的作用的以下参数，并进行分级量化，级别越高则越有利于泥石流的形成和发育：

岩石风化系数：一般岩石岩性越软弱，越易于风化。将岩性分为坚硬、中等和软弱三类。以灰岩、石英岩为代表的硬岩类不易风化剥落。软岩类以第四系和泥页岩、千枚岩为代表，风化深厚、块体细小，抗蚀性差，容易成为地质灾害的物质来源。以砂岩、花岗岩、变质岩类为主的中等坚硬岩类其作用居于软岩和硬岩之间。据此分别对不同类型岩石进行赋值，软岩类取10，中岩类取5，硬岩类取3。

断层影响系数：通常断裂通过的地带，岩体破碎，应力集中，能为地质灾害活动提供更多的松散固体物质，可用断裂带的分布及影响来表征地质构造特征对地质灾害发育的影响(表1)。

表1不同级别断裂带的影响范围及取值一览表

新构造活动系数：地震是新构造运动强烈的表现形式，其对地表的影响主要以烈度为参数进行表征，而地震动峰值加速度则是通过烈度值换算而来，因此可用地震动峰值加速度来表征地震活动对地表的影响(表2)。

表2地震影响系数表

地形影响系数：地形破碎、切割强烈、坡陡沟急、相对高差大的地区，可为泥石流提供充足的能量条件。地形条件在相对高差及坡度两个方面影响泥石流的发生，相对高差为泥石流发生提供能量条件，地形坡度则为松散物质势能向动能转化的主要因素。般坡度大的地方相对高差亦较大，所以选取坡度这一参数来表征地形特征(表3)。

表3坡度分类标准及赋值

降水影响系数：降水不仅为泥石流的发生提供水源条件，更是泥石流的激发因素。冰川分布区的降水，就是指液体形态的降水，即降雨，一般发生在每年的5‐9月，其他月份的降水则多以固体降水即降雪的形式发生，只能在消融后才能影响泥石流的暴发。因此选择5‐9月多年平均降水量总值为参数(表4)。

表4雨季降水量的赋值

2、计算泥石流常规影响因子的加权和，得出无冰川影响下泥石流危险性值Rc，并分级。首先用层次分析法确定影响泥石流的各常规因子的权重W_i(表5)；然后将拟评价的区域划分成栅格，确定每个栅格中各个泥石流影响因子表征参数的分级值Bc_i，使用公式(1)求出每个栅格的加权和。

$Rc=\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Bc}}_i\·W_i)---\left(1\right)$

表5危险性计算的各影响因子权重

3、分析冰川分布和活动对泥石流发育的影响，确定用于描述冰川影响的指标，并分级；

冰川活动不仅可为地质灾害的发育提供重要的固体物质来源，冰川融水更可为地质灾害的发育提供激发条件，有些泥石流是冰川活动直接激发，有些则是降水叠加冰川融水形成。因此，冰川的影响成为冰川分布区泥石流的重要影响因素。冰川对泥石流活动的贡献实际上是通过冰川消融进行的，只有冰川消融了，才会提供水源和固体物质，因此方法中仅考虑消融型冰川的影响，也即分布于雪线以下的冰川，其中有则赋值10，无则赋值1。

4、确定冰川因子相对常规因子的相对重要性值；

根据通过调研掌握的区域冰川的特征，判断冰川对泥石流的影响程度，并与影响泥石流的常规因子相比较，给出冰川的相对重要性。以全体常规因子的影响为1，则冰川对泥石流危险性的相对重要性可用评价区内冰川面积与泥石流形成区的面积之比来表示。

5、计算常规因子加权和(R_c)和冰川影响因子(B_c)乘以其相对重要性(W_c)的和，计算方法如式(2)：

R＝R_c+B_c*W_c (2)

得到各栅格内冰川泥石流危险性指数，数值越高，表示危险性越大，至此完成区域内冰川泥石流灾害危险性分级评价。

根据本发明提供的冰川分布区泥石流灾害危险性分级评价方法，对藏东南冰川泥石流危险性进行分级评价，得到分级评价图，如附图3所示。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其申请待批的保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行种种修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和保护范围的任何修改或者等同替换均应涵盖在本发明的申请待批的权利要求范围之内。