1. معرفی
بر اساس گزارش مرکز شبکه زلزله چین (CNEC) [ 1 ]، زمین لرزه ای به بزرگی 6.1 مگاوات در ساعت 4:30 بعدازظهر (به وقت پکن UTC+8) منطقه بین شهرستان لودیان، شهرستان کیائوجیا و شهرستان هویز در استان یوننان را لرزاند. 3 آگوست 2014. کانون این زمین لرزه در 27.11 درجه شمالی، 103.13 درجه شرقی، با عمق کانونی کم 12 کیلومتر و حداکثر شدت IV در ناحیه اطراف مرکز زمین لرزه بوده است. بر اساس گزارش اداره زلزله چین (CEA)، این زمین لرزه در مجموع یک میلیون و 888 هزار و 800 نفر را تحت تاثیر قرار داده است و تا ساعت 10:30 صبح روز 6 اوت، زلزله 589 کشته، 2401 مجروح، 80900 ساختمان متعلق به 25800 خانواده را دچار ریزش و خسارت جدی کرده است. به 129100 ساختمان متعلق به 40600 خانواده [ 2]. زمین لرزه لودیان همچنین باعث رانش زمین های گسترده ای شد که برخی از آنها باعث آسیب جدی، مسدود شدن جاده ها، ایجاد سدهای رانش زمین و تهدید زیرساخت ها شد.
زمین لغزش های ناشی از زلزله اخیراً توجه محققان را در زمینه های زمین ساختی، ژئومورفولوژی، مخاطرات طبیعی، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور (RS) جلب کرده است. خسارات ناشی از زمین لغزش های ناشی از زلزله حداقل از 1789 قبل از میلاد در چین و 373 یا 372 قبل از میلاد در یونان ثبت شده است [ 3 ]. زمین لغزش های ناشی از زمین لرزه باعث کشته شدن ده ها هزار نفر و خسارات اقتصادی میلیاردها دلاری شده است. به خصوص در مناطق کوهستانی، خسارات ناشی از زمین لغزش و ریزش شیب های ناشی از زلزله ممکن است شدیدتر از خسارت ناشی از خود زلزله باشد [ 4] .]. در دهه گذشته، مطالعات مختلفی در مورد زمین لغزش های ناشی از زلزله در مناطق کوهستانی انجام شده است، از جمله در زمین لرزه 2004 نیگاتا در ژاپن [ 5 ، 6 ]، زلزله 2005 شمال پاکستان [ 7 ، 8 ]، زلزله ونچوان در سال 2008 با بزرگی موج سطحی (Ms) 8.0 در چین [ 9 ، 10 ]، زمین لرزه توهوکو 2011 (Mw = 9.0) در ژاپن [ 11 ، 12 ] و زلزله 2013 لوشان (Ms = 7.0) در چین [ 13 ، 14 ] .
تهیه فهرست دقیق و جامع زمین لغزش، پیش نیاز مطالعات بعدی، مانند تجزیه و تحلیل توزیع، ارزیابی خطر، و تحقیقات تکامل توپوگرافی منطقه ای است [ 16 ، 17 ]. نقشههای فهرست زمین لغزش را میتوان با استفاده از تکنیکهای مختلفی مانند بررسی میدانی، دیجیتالی کردن فهرست زمین لغزشهای تاریخی، تفسیر بصری عکسهای هوایی، تفسیر تحت نظارت یا بدون نظارت رایانهای از تصاویر سنجش از دور تهیه کرد [16 ]]. اگرچه بررسی میدانی اطلاعات دقیقتر و شهودیتری درباره زمین لغزشها ارائه میکند، اما نقص قابل توجه این روش این است که لغزشهایی که در مناطق صعب العبور رخ میدهند، بهویژه در برخی مناطق کوهستانی نادیده گرفته میشوند. در مقابل، روش تفسیر عکس تا حد زیادی کارایی آماده سازی فهرست زمین لغزش را افزایش می دهد و از دهه 1970 رایج شده است [ 17 ]. در دو دهه اخیر، با افزایش دسترسی به حسگرهای با وضوح بالا و بسیار بالا، توسعه سختافزار رایانه و فناوریهای سنجش از راه دور (RS)، استفاده از تصاویر ماهوارهای و فناوریهای RS برای بررسی زمین لغزش به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. فهرست دقیق و جامع بسیاری از زمین لغزش های ناشی از زلزله گزارش شده است [ 5 ، 6], 11 , 12 ] که زمینه مناسبی برای ارزیابی و کاهش خطر زمین لغزش فراهم کرده است. در حال حاضر، مطالعات بر روی استخراج خودکار زمین لغزش ها از طریق تصاویر سنجش از دور به موضوعات مهمی در مهندسی، زمین شناسی و سایر زمینه های مرتبط تبدیل شده است. این روش به شدت به وضوح تصویر و مدل ها بستگی دارد و برای نقشه برداری زمین لغزش در مقیاس بزرگ بسیار مناسب است. با این حال، ممکن است هنگامی که برای زمین لغزش های کوچکتر اعمال می شود باعث خطا شود [ 18]. از این رو، تفسیر بصری توسط پرسنل آموزش دیده هنوز هم دقیق تر و قابل اعتمادتر از رایانه ها است، اگرچه زمان بیشتری می برد. کیفیت نتایج چنین روش های تفسیر بصری تا حد زیادی به تجربه مفسران بستگی دارد. یک راه بهتر برای به حداقل رساندن ذهنیت تفسیر بصری انجام برخی تحقیقات میدانی برای اعتبار سنجی است.
در چند دهه گذشته، مطالعات متعددی بر روابط بین توزیع زمین لغزش و عوامل لرزهای محرک متمرکز شدهاند [ 5 ، 6 ، 11 ، 12 ]. مطالعات اولیه تهیه فهرست زمین لغزش و تجزیه و تحلیل توزیع فضایی ساده توسط [ 4 ]، و اخیراً توسط [ 19 ] از طریق چندین فهرست جهانی یا منطقه ای زمین لغزش های ناشی از زلزله [ 20 ، 21 ، 22 ، 23] خلاصه شده است.]. در سالهای اخیر، فهرستهای رخداد زمین لغزشهای مرتبط با رویدادهای تک زلزله بر اساس GIS و فنآوریهای سنجش از دور، مانند مواردی که بر اساس زلزله چی-چی 1999 (تایوان) [24]، زلزلههای چوتسو (ژاپن) 2004 ساخته شدهاند، پدیدار شدهاند . ) [ 5 ]، زلزله 2007 Niigata Chuetsu (ژاپن) [ 25 ] و زلزله 2008 Wenchuan (چین) [ 10]]. از یک سو، مطالعات بر روی توزیع زمین لغزش های ناشی از زلزله اهمیت عمده ای برای درک بهتر مکانیسم زمین لغزش و حساسیت زمین لغزش در مناطق زلزله خیز دارد. از سوی دیگر، حمل و نقل و رسوب مواد زمین لغزش نقش اساسی در تکامل ژئومورفولوژی منطقه و تعادل رشد تکتونیکی بلند مدت داشت. شیب تپه های مرتفع و شیب دار معمولاً اختلاف انرژی گرانشی پتانسیل را فراهم می کند، که نیروی اصلی حرکت توده زمین لغزش مکرر است، صرف نظر از اینکه زمین لغزش توسط زلزله ایجاد می شود یا خیر. در همین حال، لغزش زمین به توده سنگی برافراشته برید، باعث گسترش بیش از حد زهکشی ها، مقابله با شار توده زمین ساختی به سیستم های آلی، و محدود کردن نقش برجسته کوهستانی شد.
زمین لرزه لودیان 2014 فرصت خوبی را برای مطالعه توزیع مکانی زمین لغزش های همزمان لرزه ای فراهم کرده است. این مطالعه بر توصیف الگوهای توزیع زمین لغزشهای ناشی از زلزله لودیان متمرکز است و این دادهها را با مشاهدات قبلی انجام شده در طول زلزله 2008 ونچوان و زلزله 2013 لوشان مقایسه میکند. اهداف اصلی این مطالعه عبارتند از: (1) گردآوری فهرستی از زمین لغزش های ناشی از زلزله لودیان. (2) توصیف توزیع فضایی زمین لغزش ها با توجه به عوامل مختلف توپوگرافی و لرزه ای. و (3) کمک به درک بیشتر ویژگی های زمین لغزش در مناطق تکتونیکی فعال. ابتدا تعدادی عکس هوایی و تصاویر ماهوارهای که منطقه اطراف مرکز زلزله لودیان را پوشش میدهند جمعآوری میکنیم. سپس، ما یک تفسیر بصری از زمین لغزش های ناشی از زلزله لودیان را انجام دادیم. در نهایت، روابط بین این زمین لغزش ها و چندین عامل توپوگرافی و لرزه ای را به طور مقدماتی تجزیه و تحلیل می کنیم. علاوه بر این، ما در مورد پیامدهای توزیع زمین لغزشهای همزمان لرزهای برای تکامل توپوگرافی آستانه منطقهای و شناسایی گسلهای لرزهزا بحث کردیم.
2. زمینه زمین ساختی منطقه ای و لرزه خیزی
زمین لرزه لودیان در گسل Baogunao-Xiaohe، یکی از گسل های ثانویه منطقه گسل Anninghe-Zemuhe-Xiaojiang، واقع در حاشیه شرقی فلات چینگهای-تبت رخ داد. گسل های فعال به طور گسترده در سراسر این منطقه پراکنده شده اند. یک ناحیه مفصلی شکل “Y” متشکل از ناحیه گسلی Xianshuihe، منطقه گسل Longmenshan و منطقه گسل Anninghe-Zemuhe-Xiaojiang بر تکتونیک در این ناحیه غالب است ( شکل 1 a) [ 26 ]. در ناحیه گسلی Anninghe-Zemuhe-Xiaojiang، گسل های امتداد لغز سمت راست زیادی وجود دارد که از شمال شرقی به سمت جنوب غربی روند دارند.
منطقه گسل Anninghe-Zemuhe-Xiaojiang از 500 تا 600 میلیون سال پیش فعال بوده است و فعالیت آن باعث ایجاد لرزه خیزی بسیار مکرر در سال های اخیر شده است. همانطور که در شکل 1 a و جدول 1 نشان داده شده است، 14 زمین لرزه تاریخی با بزرگی بیشتر از Ms 5.7 در اطراف منطقه لودیان از سال 1970 بر اساس مرکز داده زلزله چین (CEDA) ثبت شده است [ 27 ]. 11 مورد از این زمین لرزه ها بزرگتر از Ms 7.0 بودند. همه این زمین لرزه ها باعث ایجاد لغزش های زیادی در داخل یا اطراف این منطقه شدند. به عنوان مثال، زمین لرزه بزرگ ونچوان در استان سیچوان نه تنها باعث بیش از 15000 زمین لغزش در منطقه ای به وسعت 110000 کیلومتر مربع شد [ 9 ]]، همچنین باعث ایجاد لغزش های عظیم در امتداد گسل های لرزه زا شد. به عنوان مثال، زمین لغزش داگوانگ بائو با حجم تخمینی 750 میلیون متر مکعب بزرگترین لغزش تاریخ در آسیا بود [ 28 ]. به طور مشابه، زمین لرزه لانگلینگ حاوی دو شوک اصلی با بزرگی 7.3 و 7.4 نیز زمین لغزش های زیادی را ایجاد کرد که در یک منطقه بزرگ به صورت گروهی توزیع شده اند [ 23 ]. حتی اگر شدت مرکز زمین لرزه با بزرگی زمین لرزه متفاوت بود، این فهرست های رویداد نشان داد که زمین لغزش های ناشی از زلزله ترجیحا در مناطق با شدت لرزه ای VII یا بیشتر رخ داده است [23 ]]. توجه داشته باشید که فهرست دقیق زمین لغزش ها مربوط به این زمین لرزه ها وجود ندارد. یک برآورد تجربی از منطقه تحت تاثیر زمین لغزش های ناشی از زلزله در بخش 4 مورد بحث قرار خواهد گرفت .
3. منطقه مطالعه
زمین لغزش های ناشی از زلزله معمولاً در یک منطقه وسیع توزیع می شوند [ 4 ]. زلزله لودیان در یک منطقه کوهستانی رخ داد. بنابراین، بسیاری از زمین لغزش های ایجاد شده در این زمین لرزه از طریق بررسی میدانی قابل دسترسی نبود. بنابراین تهیه فهرستی جامع از زمین لغزش های ناشی از زلزله برای کل منطقه تحت تاثیر زمین لغزش زمین لرزه بسیار دشوار بود. یک منطقه مستطیل شکل در اطراف مرکز زمین لرزه با شدت لرزه ای IX و VIII با مقیاس CEA ( شکل 1 b) برای این مطالعه انتخاب شد، اگرچه لغزش های ایجاد شده توسط این زمین لرزه ممکن است در خارج از منطقه مورد مطالعه ما رخ دهد. بر اساس نتایج ترکیبی از تفسیر تولید شده توسط CEA، ما فرض میکنیم که اکثر زمین لغزشها در این منطقه رخ دادهاند [ 2]]، تحقیقات ما، و یک تخمین تجربی مرز بالایی منطقه توزیع زمین لغزش هم لرزه ای پیشنهاد شده توسط [ 4 ].
منطقه مورد مطالعه با زمین کوهستانی و اختلاف ارتفاع مشخص می شود. ارتفاع در منطقه مورد مطالعه از 500 تا 3900 متر از سطح دریا متغیر است. رودخانه اصلی، رودخانه نیولان، از منطقه مورد مطالعه از جنوب شرقی (SE) به شمال غربی (NW) می گذرد، در حالی که رودخانه شبا از شمال شرقی (NE) به جنوب غربی (SW) می رود. در امتداد رودخانه ها، بسیاری از تراس های پایین تر تا بالاتر توسعه یافته اند ( شکل 2 ). ترکیب زمین شناسی منطقه مورد مطالعه از نظر سنی از کامبرین تا اردوویسین متفاوت است و شامل سنگهای رسوبی، آذرین و دگرگونی و واحدهای سنگشناسی تجمیع نشده است ( شکل 2 و جدول 2).). درههای شیبدار رودخانهها، زمینهای کوهستانی، رسوبات ضخیم و سست گسترده و صخرههای بسیار شکستهشده به شدت به رانش زمین در طول زلزله کمک کردند.
گسلهای فعال اصلی در منطقه مورد مطالعه، گسل ژائوتنگ-لودیان NE-SW و گسل Baogunao-Xiaohe SE-NW است ( شکل 2 ). گسل Baogunao-Xiaohe یکی از گسل های امتداد لغز ثانویه گسل Zhaotong-Ludian [ 29 ] است. هیچ پارگی سطحی آشکاری در طول بررسی های میدانی پس از زلزله یافت نشد. درست پس از زلزله، بحثهایی پیرامون گسل لرزهزایی بین گسل Zhaotong-Ludian [ 29 ] و Baogunao-Xiaohe [ 30 ] وجود داشت. با این حال، چندین وارونگی برای این زمین لرزه بر اساس راه حل مکانیسم کانونی، توزیع پس لرزه و محیط لرزه زمین ساختی منطقه ای انجام شد [ 29 ، 30]]. نتایج این وارونگی ها نشان می دهد که زلزله لودیان توسط یک گسل امتداد لغز سمت چپ با روند شمال غربی ایجاد شده است. تا 10 اوت 2014، CEDA بیش از 800 شوک را ثبت کرد [ 27 ]. شوک اصلی Ms 6.6 و چهار پس لرزه Ms 4.0 و Ms 4.9 بود ( جدول 3 ). توزیع هواپیمای این پس لرزه ها با برخورد گسل Baogunao-Xiaohe مطابقت داشت ( شکل 1 b).
4. مواد و روش ها
4.1. داده ها
در این تحقیق انواع مختلفی از دادهها از جمله تصاویر سنجش از دور، دادههای توپوگرافی، دادههای زمینشناسی و دادههای لرزهای برای تجزیه و تحلیل جمعآوری شد. دادههای سنجش از دور شامل تصاویر ماهوارهای و عکسهای هوایی با وضوح بالا بود که منطقه مورد مطالعه را پوشش میداد. داده های توپوگرافی مدل رقومی ارتفاع (DEM) و مشتقات آن، مانند شیب شیب، جهت و ارتفاع بود. داده های زمین شناسی شامل گسل ها و واحدهای طبقات منطقه ای بود. دادههای لرزهای شامل هندسه گسل هملرزه، مکانهای کانون، شدت لرزهای و غیره بود. همه دادهها برای تحلیل به ArcGIS 9.3 وارد شدند.
تصاویر قبل و بعد از زلزله Landsat-8 از سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) دانلود شد [ 31 ]. با توجه به محدودیت وضوح Landsat-8 (15 متر برای باند پانکروماتیک)، آنها را نمی توان برای تفسیر زمین لغزش کوچک استفاده کرد. بنابراین، ما همچنین عکسهای هوایی سه منطقه فرعی آسیبدیده جدی را که بلافاصله پس از زلزله توسط دفتر نقشهبرداری و نقشهبرداری ملی اطلاعات جغرافیایی چین (NGIBSM) گرفته شده بود، دانلود کردیم. این عکس های هوایی دارای وضوح بالای 0.2 متر بودند.
مدل رقومی ارتفاع (DEM) از مدل ASTER Global Digital Elevation Model (ASTER GDEM) نسخه 2 [ 32 ] با فاصله ارسال 30 متر برای تسهیل تحلیل فضایی زمین لغزش بعدی استخراج شد . سپس یک سری از لایههای فاکتور توپوگرافی مانند شیب شیب، جهت شیب و ارتفاع از DEM استخراج شد. داده های زمین شناسی منطقه مورد مطالعه توسط آرشیو ملی زمین شناسی چین (NGAC) [ 33 ] ارائه شده است.
4.2. تفسیر بصری زمین لغزش
در این مطالعه، زمین لغزش های مربوط به زلزله لودیان به صورت بصری در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) تفسیر شد. برای جلوگیری از هرگونه ذهنیتی هنگام تشخیص بصری زمین لغزش در تصاویر دیجیتال، برخی معیارها باید از قبل تعیین شوند. در این مطالعه، ما چندین اصل را برای تفسیر بصری زمین لغزش دنبال کردیم: (1) همه لغزش هایی که در تصاویر قابل تشخیص هستند باید نقشه برداری شوند. (ii) هم مرزهای زمین لغزش و هم موقعیت منطقه منبع زمین لغزش باید نقشه برداری شود. (iii) مجتمع های زمین لغزش باید به مجموعه های جداگانه تقسیم شوند. و (IV) هر گونه رانش زمین که قبل از زلزله رخ داده است باید حذف شود. علاوه بر این، از آنجایی که عکسهای هوایی به طور کامل منطقه مورد مطالعه را پوشش نمیدهند، لغزشهای زمین در هیچ منطقه پوشش عکس هوایی از تصاویر Landsat-8 پس از رویداد تفسیر شدند. با توجه به محدودیت وضوح تصویر Landsat-8 که قبلا ذکر شد، لغزش های کوچک (پوشش کمتر از 1 پیکسل در طول یا عرض) در این مناطق حذف شد. بر اساس اصول بالا، معیارهای زیر در فرآیندهای تفسیر بصری زمین لغزش مورد استفاده قرار گرفت: (1) اگر زمین لغزشی در تصویر قبل از زلزله وجود نداشته باشد، اما در تصاویر پس از زلزله وجود داشته باشد، آن را یک زمین لغزش کمک لرزه ای در نظر می گیرند. (ii) اگر لغزشی در تصاویر قبل و بعد از زلزله وجود داشته باشد و مورفولوژی و بافت یکسانی را نشان دهد، لغزش زمین قبل از زلزله در نظر گرفته میشود که توسط زلزله لودیان ایجاد نشده است. و (iii) از آنجایی که عکسهای هوایی وضوح بالای 0.2 متر داشتند، در حالی که Landsat-8 وضوح 15 متر برای نوار پانکروماتیک داشت.
روش های تفسیر بصری شامل شش مرحله متوالی زیر است: (1) تهیه و پیش پردازش تصاویر از منطقه مورد مطالعه، از جمله کالیبراسیون سیستم، تصحیح عمودی، تصحیح هندسی، و ادغام تصویر. (ii) تصاویر ترکیبی اصلاح شده هندسی سپس به نرم افزار ArcGIS 9.3 وارد شدند و به عنوان نقشه مبتنی بر مشخص شدند. (iii) یک لایه شکل فایل ArcGIS خالی با همان سیستم مختصات نقشه پایه برای ذخیره زمین لغزش ها ایجاد شد. (IV) تصاویر ماهواره ای قبل از رویداد از منطقه مورد مطالعه به صورت هندسی تصحیح شده و به عنوان کنتراست که شرایط پیش از زلزله را نشان می دهد مطابقت داده شد. (v) از سه نفر متخصص در زمین لرزه ها و خطرات زمین دعوت شد تا با توجه به تجربیات و دانش خود، مکان هم لرزه ای را به صورت بصری تفسیر کنند. مکان و مرزهای زمین لغزش های تفسیر شده بر روی تصاویر مشخص شده و به عنوان ویژگی های شکل فایل ArcGIS ذخیره می شود. در نهایت (vi)، نقشههای موجودی زمین لغزشهای تولید شده توسط سه متخصص برای کاهش ذهنیتها و خطاها اعتبارسنجی متقابل شدند.
از آنجایی که در تابستان بود که زلزله رخ داد، لغزش های ایجاد شده را می توان به راحتی با توجه به زخم های زمین لغزش و تغییر پوشش گیاهی تشخیص داد. خاک تازه یا سنگ لخت پس از یک رویداد زمین لغزش در معرض دید قرار می گیرد و ظاهری روشن به مناطق آسیب دیده از زمین لغزش در یک تصویر می دهد. این ویژگی یک زمین لغزش جدید را می توان به خوبی با عکس های هوایی که بلافاصله پس از زمین لغزش گرفته می شود ثبت کرد و به عنوان نشانگرهای کلیدی برای شناسایی زمین لغزش در طول تفسیر بصری استفاده می شود. اگرچه امکان انجام شناسایی دقیق میدانی در هر زمین لغزشی که توسط زلزله ایجاد می شود وجود نداشت، شناسایی میدانی چند زمین لغزش همزمان لرزه ای برای شناسایی انواع زمین لغزش ها و بررسی مواد درگیر انجام شد. تفسیر و نتایج بررسی میدانی برخی زمین لغزش ها در بخش نتایج معرفی شده است.
4.3. تجزیه و تحلیل تأثیر عوامل کنترل کننده زمین لغزش همراه لرزه ای
پراکندگی زمین لغزشهای همزمان لرزهای به عوامل توپوگرافی، زمینشناسی و زلزله مرتبط در نظر گرفته شد. برای زمین لغزش های ناشی از زلزله لودیان، همبستگی زمین لغزش ها با عوامل کنترل کننده با استفاده از سه شاخص انجام شد: تعداد زمین لغزش (LN). نسبت مساحت زمین لغزش (LAR)، که به عنوان درصدی از سطح زمین لغزش در منطقه تحت تأثیر فعالیت زمین لغزش بیان می شود. و تراکم زمین لغزش (LD)، به عنوان تعداد لغزش در هر کیلومتر مربع محاسبه می شود. شش عامل هم لرزه ای کنترل کننده زمین لغزش شامل سه عامل توپوگرافی (ارتفاع، زاویه شیب و جهت شیب)، یک عامل زمین شناسی (سنگ شناسی) و دو عامل زلزله (فاصله از مرکز و فاصله از گسل های فعال) انتخاب شد.
5. نتایج و بحث
5.1. فهرست زمین لغزش
فهرست زمین لغزش پیشنهادی شامل 1826 زمین لغزش بود که به طور نابرابر در یک منطقه بیضی شکل 735 کیلومتر مربع توزیع شده است ( شکل 3 ). مساحت کل این زمین لغزش های نقشه برداری 19.12 کیلومتر مربع بود . بر این اساس، LAR (19.12 کیلومتر مربع / 735 کیلومتر مربع ) × 100٪ = 2.62٪ و LD 1826 زمین لغزش / 735 کیلومتر مربع = 2.48 زمین لغزش / کیلومتر مربع بود . مساحت این زمین لغزش های نقشه برداری شده از 76 متر مربع تا 0.45 کیلومتر مربع متغیر است . همانطور که در شکل 4 الف نشان داده شده است، 368 مورد از این زمین لغزش های نقشه برداری شده بیشتر از 10000 متر مربع و 76 زمین لغزش عظیم دارای مساحتی بیش از 50000 متر مربع هستند.. بیشتر زمین لغزش های بزرگ در جنوب شرقی مرکز زمین لرزه و نزدیک گسل فعال یا حاشیه رودخانه رخ داده است ( شکل 5 ب). تنها 111 زمین لغزش (08/6%) از زمین لغزش ها کمتر از 1000 متر مربع مساحت داشتند.
طبق معیار طبقه بندی قبلی [ 4 ] و در ترکیب با نتایج تحلیل و بررسی های میدانی ما، لغزش های ایجاد شده توسط زمین لرزه لودیان را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد: ریزش سنگ و خاک، بهمن سنگ و لغزش های کم عمق گسترده.
ریزش ها معمولاً ماهیتی سطحی دارند و معمولاً با زهکشی مرتبه اول یا دوم همراه هستند. آنها معمولاً در مقایسه با طولشان عرض بسیار کمی دارند. بنابراین، نسبت طول به عرض زیاد است و فاصله خط میانه تا حاشیه زمین لغزش بسیار کم است ( شکل 5 a,b). ریزش سنگ در منطقه مورد مطالعه بسیار رایج بود زیرا شیب های طبیعی و بریده شده زیادی در منطقه مورد مطالعه وجود دارد که از خاک هوازده یا سنگ های شدید شکسته تشکیل شده اند و بنابراین بسیار مستعد شکست لرزه ای هستند (شکل 5 a- c ) . حجم این ریزش ها به طور قابل توجهی از سنگ های منفرد یا توده های خاک تا بلوک های عظیم به اندازه هزاران متر مکعب متفاوت است.
بهمن سنگ به حرکت پیچیده سنگ ها اشاره دارد و شامل جریان لغزشی و/یا سیال مانند است. بهمن های صخره ای با حجم زیاد، سرعت بالا و فاصله طولانی مشخص می شوند [ 4 ]. در نتیجه، منجر به خطرات جدی می شود. منطقه منبع یک بهمن سنگی یک رخنمون سنگ است و شیب آن به طور کلی تند است. از یک طرف، یک بهمن بزرگ یک تغییر ناگهانی در مورفولوژی شیب نشان می دهد، یعنی، تقعر در ناحیه منبع و تحدب در ناحیه نهشته. شکل تاج کمانی است و روی سنگ بستر یا در مجاورت آن قرار دارد. علاوه بر این، ترک های قابل مشاهده را می توان در نقطه شروع بهمن سنگ شناسایی کرد. از سوی دیگر، تشخیص منبع و رسوب بخشی از حرکات شیب پیچیده عمیق یا بزرگ بسیار دشوار است. مرز بین زمین پایدار و توده شکست خورده اغلب انتقالی است. حرکت بهمن سنگی به پایین شیب در امتداد یک سطح مسطح یا مواج گسیختگی. زمین لرزه لودیان زمین لغزش های بزرگ بسیاری را به دنبال داشت که سه مورد از آنها عبارتند از: لغزش زمین هنگشیان (27°02’17″ شمالی، 103°24’00″ شرقی) حدود 0.4 میلیون متر مربع، زمین لغزش گنجیاژهای (27°04’08″ شمال شرقی، 103 درجه و 22 دقیقه و 100 سانتیمتر شرقی) حدود 0.16 میلیون متر مربع و زمین لغزش وانگجیاپو (27 درجه و 20 دقیقه اینچ شمالی، 103 درجه و 25 دقیقه و 07 اینچ شرقی) حدود 0.شکل 6 d-f). مکان سه زمین لغزش فاجعه بار در شکل 3 نشان داده شده است .
بسیاری از زمین لغزش های کم عمق در هر دو شیب طبیعی و مصنوعی در امتداد جاده ها، رودخانه ها و دره ها رخ داده است. این زمین لغزشها عمدتاً از خاک سست تشکیل شدهاند و بسیاری از آنها در امتداد سطح شیب یا کانالهای جویبار فاصلهای طولانی داشتند. این رانش زمین باعث تخریب جادهها و برخورد خودروها در جادهها شد و امدادرسانی از خارج تا مرکز زلزله را بهطور جدی به تاخیر انداخت. آنها همچنین خانه ها و روستاهای مناطق دورافتاده کوهستانی را ویران کردند. این زمین لغزشها عموماً شامل شکست از چند دسیمتر تا متر جرم بودند که از شیبهای تند آبشار میشد [ 18]]. در زمان زلزله لودیان، بیشتر دامنه ها توسط پوشش گیاهی متراکم پوشیده شده بود و این زمین لغزش های کم عمق پوشش گیاهی متراکم را از بین برد. بنابراین با تغییر پوشش گیاهی به راحتی میتوان آنها را در عکسهای هوایی یا تصاویر ماهوارهای با رنگ واقعی شناسایی کرد. دو دلیل اصلی ممکن است برای این زمین لغزشهای سطحی گسترده و فاصله طولانی آنها توضیح دهد. ابتدا، پس از کشاورزی طولانی مدت، استخراج معادن، هوازدگی مکرر ناشی از بارندگی فراوان و تابش آفتاب، ترکیب سطحی این دامنه ها بسیار سست شده بود. بنابراین، تکان دادن زمین می تواند به راحتی خاک سطحی را جابجا کند. دوم، یک بارندگی 63 میلی متری در منطقه مورد مطالعه از 2 تا 9 اوت توسط مرکز ملی هواشناسی چین ثبت شد. سپس توده اشباع شده به جریان های زباله در کانال های جریان تبدیل شد و مسافت زیادی را طی کرد.شکل 5 g–i).
5.2. تجزیه و تحلیل موجودی زمین لغزش
5.2.1. اندازه زمین لغزش
توزیع اندازه فراوانی زمین لغزش ها اطلاعات مهمی برای تعیین خطرات زمین لغزش و تخمین سهم زمین لغزش ها در فرسایش و رسوب است. بسیاری از محققان توزیع اندازه فرکانس زمین لغزشهای ناشی از محرکهای مختلف را بررسی کردهاند و به طور مداوم خاطرنشان کردهاند که توزیع از نوع قانون قدرت یا فراکتال است. رابطه تجمعی تعداد – مساحت زمین لغزشهای ایجاد شده توسط زلزله را میتوان به صورت لگاریتم تعداد زمین لغزشهایی با مساحت بزرگتر از یک منطقه معین A نشان داد و به صورت خطی با منطقه به صورت زیر مرتبط است:
که در آن N تعداد تجمعی زمین لغزش هایی است که مساحت آنها بزرگتر یا مساوی A است . a و b ثابت هستند. نمودار دو لاگ N و A در شکل 4 ب نشان داده شده است. شیب رابطه توان در بخش خطی منحنی با رگرسیون خطی تعیین می شود.
نتایج نشان داد که معدود لغزشهای بزرگ و زمین لغزشهای کوچکتر از 1000 متر مربع از خط خطی در مقیاس دو لگاریتم تعریفشده توسط رابطه (1) منحرف شدهاند که نشاندهنده عدم کفایت فهرست زمین لغزش است [34 ] . خطوط مناسب برای زمین لغزش های ایجاد شده توسط زلزله ونچوان 2008 [ 34 ] و زلزله لوشان در سال 2013 [ 14 ] (مکان در شکل 1 نشان داده شده است.الف) نیز ترسیم شد. هر سه زمین لرزه در سال های اخیر در جنوب غربی چین رخ داده و زمین لرزه های زیادی را به دنبال داشته است. به دلیل بزرگی زیاد، تعجب آور نبود که زلزله ونچوان بیشترین رانش زمین را ایجاد کرد و بسیاری از آنها بسیار بزرگ بودند و حجم ده ها میلیون متر مکعب داشتند. اگرچه زلزله Ms 6.5 لودیان کوچکتر از زلزله Ms 7.0 لوشان در سال 2013 بود [ 35 ]، اما زمین لغزش های بزرگ زیادی را ایجاد کرد که باعث خسارات و تلفات زیادی شد ( شکل 4 ب)، مانند زمین لغزش هانگشیان و گنجیاژدهی. ( شکل 3 ).
5.2.2. منطقه متاثر از زمین لغزش های ناشی از زلزله
منطقه تحت تأثیر زمین لغزش ها در طول یک زلزله، گستره تقریبی منطقه ای را نشان می دهد که اکثر یا تقریباً تمام زمین لغزش های ناشی از زلزله را در بر می گیرد. تعیین وسعت دقیق چنین منطقه ای دشوار است. با این حال، کیفر (1984) [ 4] ابتدا پیشنهاد کرد که منطقه تحت تاثیر زمین لغزش های ناشی از زلزله را می توان بر اساس بزرگی زمین لرزه تخمین زد. اگرچه کمی ذهنی است، اما این ایده برای بیش از 30 سال مورد استفاده قرار گرفته است زیرا داده های تاریخی زمین لغزش های ناشی از زلزله همیشه کمیاب است. پس از آن، رگرسیون خطی حداقل مربعات برای ارتباط منطقه تحت تاثیر زمین لغزش های هم لرزه ای (A) به بزرگی زمین لرزه (M) (معادله (2)) استفاده شد. به دنبال این ایده، منطقه تحت تاثیر زمین لرزه Ms 6.5 لودیان رانش زمین در محدوده 370 کیلومتر مربع تا 3235 کیلومتر مربع سقوط کرد . اخیراً، بر اساس مشاهدات مبنی بر اینکه زمین لغزش های ناشی از زلزله قبلاً در منطقه ای با شدت لرزه ای VII یا بیشتر در جنوب غربی چین رخ داده است، چن و همکاران. [ 23] از شدت لرزه خط VII برای تخمین منطقه آسیب دیده برای زمین لرزه های تاریخی در این منطقه استفاده کرد ( جدول 1 ). برای رویداد لودیان، منطقه محصور شده توسط خط شدت VII 1959 کیلومتر مربع بود ، در حالی که منطقه محصور شده توسط خط شدت VIII 374 کیلومتر مربع بود .
که در آن A بر حسب کیلومتر مربع و M برابر با قدر ( 5.5 ≤ M≤ 9.25.5≤م≤9.2). قدر موج سطحی ریشتر زمانی که قدر کوچکتر از 7.5 باشد، و M به قدر لحظه (Mw) اشاره دارد که قدر 7.5 یا بیشتر است [ 36 ].
همانطور که در شکل 6 الف نشان داده شده است، کل مساحت تحت تاثیر زمین لغزش های ناشی از زلزله لودیان کمتر از منطقه تحت تاثیر زمین لغزش های ناشی از زلزله لوشان در سال 2013 بود ( شکل 5).الف) که قدر مشابهی داشت. این ممکن است به تضعیف سریع انرژی آزاد شده توسط رویداد لودیان به عنوان یک زلزله با کانون کم عمق مرتبط باشد. با این وجود، همانطور که قبلا ذکر شد، فهرست زمین لغزش پیشنهادی نظارتی نبود. با محدودیت کیفیت و وضوح تصاویر و ذهنی بودن تفاسیر بصری، ممکن است برخی از زمین لغزش ها (به ویژه برخی زمین لغزش های کوچک) در محدوده نقشه برداری شده شناسایی نشده باشند یا در خارج از محدوده مورد مطالعه رخ داده باشند. حتی اگر نتیجه پیشنهادی مطابقت قابل قبولی با مطالعات قبلی نشان داد، ممکن است زمانی که اطلاعات جدیدی در مورد زمین لغزشها یافت میشود، مانند تصاویر تازه منتشر شده با وضوح بالاتر، بازبینیهایی انجام شود.
5.3. تجزیه و تحلیل عوامل کنترل کننده زمین لغزش لرزه ای
5.3.1. سنگ شناسی
سنگ شناسی نقش مهمی در وقوع زمین لغزش همزمان لرزه ای ایفا می کند. منطقه مورد مطالعه را سنگهای رسوبی و سنگهای آذرین پوشانده است. بیشتر منطقه مورد مطالعه عمدتاً توسط سنگهای رسوبی پوشیده شده است. همبستگی فراوانی زمین لغزش های همزمان لرزه ای با واحدهای زمین شناسی در شکل 7 نشان داده شده است . کلاس سنگ های رسوبی پرمین بیشترین سطح را پوشش می دهد و پس از آن سنگ های کلاس کامبرین-اردویسین قرار دارند ( شکل 7).آ). برای بررسی رابطه بین سنگشناسی و زمین لغزشهای نقشهبرداری شده، فهرست بر روی نقشه زمینشناسی قرار گرفت. سپس تعداد زمین لغزش ها در هر کلاس سنگ شناسی جدول بندی شد. شاخصهای فراوانی زمین لغزش الگوهای متفاوتی را نشان میدهند که مطابق با 13 کلاس سنگشناسی است. 40 درصد زمین لغزش ها (738 زمین لغزش) در ماسه سنگ و آهک پرمین میانی بالا رخ داده است. به این دلیل که 42 درصد از کل مساحت مورد مطالعه را به خود اختصاص داده بود و هر دو گسل لرزه زا و گسل فعال اصلی در این واحد زمین شناسی قرار داشتند. واحد کامبرین-اردویسین با ماسه سنگ، سنگ آهک و دولومیت دارای بیشترین تراکم 5.27 زمین لغزش در کیلومتر مربع است . دومین تراکم زمین لغزش 3.65/ km2در سنگ های نئوپروتروزوییک ثبت شد. یکی از دلایل احتمالی بالاترین چگالی در سنگ های کامبرین-اردویسین این است که گسل فعال ژائوتنگ-لودی از کل منطقه این واحد عبور می کند. علاوه بر این، سنگهای دولومیت سینین بالایی که نسبتاً دورتر از گسلها قرار گرفتهاند نیز چگالی نسبتاً بالایی 3.47 زمین لغزش در کیلومتر مربع را نشان میدهند . نتایج نشان می دهد که سنگ های کامبرین-اردویسین دارای بالاترین LAR (6.43 درصد) هستند. دومین LAR بالاتر در کلاس دونین پایین و متوسط با 4.29% و پس از آن Upper Devonian با 3.1% قرار دارد.
5.3.2. پارامترهای توپوگرافی
همبستگی بین زمین لغزش های زمین و لرزه ای در بسیاری از زمینه های تحقیقاتی مهندسی عملی، مانند تجزیه و تحلیل تکامل توپوگرافی، ارزیابی حساسیت زمین لغزش هم لرزه ای منطقه ای و بررسی مکانیسم زمین لغزش کمک لرزه ای اهمیت زیادی داشت. از یک طرف، حمل و نقل و رسوب مواد زمین لغزش همزمان لرزه ای تأثیر اساسی بر تکامل توپوگرافی دارد. از سوی دیگر، شرایط توپوگرافی نیز بر حساسیت زمین لغزش تأثیر می گذارد [ 37 ، 38 ، 39 ، 40 ، 41 ، 42.]. علاوه بر این، با توسعه سریع فنآوریهای سنجش از دور (RS) و افزایش دسترسی به تصاویر RS با وضوح بالا، شناسایی زمین لغزشهای زمینلغزشی منطقهای و نقشهبرداری دقیق با جزئیات امکانپذیر شده است که مزایای زیادی برای تحقیقات زمینلغزشهای همزمان لرزهای فراهم کرده است. برای تجزیه و تحلیل ثبات و ارزیابی پایان [ 40 ، 43 ].
برای بررسی تأثیر عوامل توپوگرافی بر زمین لغزش، نقشه های موضوعی ارتفاع، زاویه شیب و جنبه شیب ابتدا از DEM در ArcGIS 9.3 استخراج شد. سپس فهرست زمین لغزش بر روی این عوامل پوشش داده شد.
ارتفاع منطقه مورد مطالعه از 812 متر تا 2961 متر از سطح دریا با میانگین ارتفاع 1895 متر است. در این مطالعه منطقه مورد مطالعه را به فواصل 23100 متری تقسیم کردیم. شکل 8همبستگی ارتفاع با مساحت طبقات، تعداد زمین لغزش، LAR و LD را نشان می دهد. می توان مشاهده کرد که مساحت 1400 تا 2300 متر (آبلاغ) اکثریت منطقه مورد مطالعه را به خود اختصاص داده است. هیچ تناظر آشکاری بین مساحت کلاس و ارتفاع وجود ندارد. فراوانی زمین لغزش ارتفاعات 900-1300 متر و 1800-2000 متر از سطح زمین نسبت به سایر طبقات بیشتر است. از یک طرف، به نظر می رسد مناطق کم ارتفاع به دلیل ارزش LN و LD بالا و بخش نسبتاً کم، وقوع زمین لغزش بیشتری را ثبت می کنند. از سوی دیگر، توزیع مقادیر LN، LAR و LD نشان دهنده یک ویژگی ناهموار از وقوع زمین لغزش در مقیاس مشابه در کلاسهای ارتفاعی مختلف است، زیرا هر دو LAR و LD تمایل مشابهی را در همه طبقات ارتفاعی نشان میدهند. اگرچه بزرگترین مقدار LN در کلاس 1900-2000 متر رخ می دهد،2 به ترتیب در ارتفاع 900-1000 متری.
شیب شیب یک پارامتر کنترل کننده زمین لغزش های همزمان لرزه ای است. دامنه زاویه شیب منطقه مورد مطالعه 0-73.88 درجه است و در فواصل 2 درجه طبقه بندی شد. اگرچه مناطقی با زاویه شیب کمتر از آستانه (مانند 5 درجه یا 10 درجه) گاهی از تجزیه و تحلیل آماری حذف میشوند، بسیاری از مطالعات دیگر به منظور حفظ یکپارچگی مناطق آسیبدیده از زلزله، چنین مناطقی را اجباری حذف نکردند. بنابراین تصمیم گرفتیم در این مطالعه نواحی با زاویه شیب کم را حفظ کنیم. میانگین زاویه شیب منطقه مورد مطالعه 24.43 درجه است و اکثر شیب های منطقه مورد مطالعه نسبتا ملایم هستند. با توجه به فاصله 2 درجه شیب، منطقه مورد مطالعه به 35 طبقه تقسیم شد. روابط زاویه شیب با مناطق طبقات و سه فراوانی زمین لغزش در شکل 9 نشان داده شده است.. مساحت کلاس با افزایش شیب شیب تا 20 درجه افزایش می یابد و پس از آن کاهش می یابد. گرایش های کلی LAR و LD مشابه سطح کلاس با شیب شیب بود. با این حال، نقاط معکوس در LAR و LD بالاتر از منطقه کلاس بود. بالاترین LN 108 زمین لغزش در کلاس 28 درجه تا 30 درجه بود. همانطور که برای LAR، بالاترین مقدار 5.39٪ بود که در کلاس 40°-42° رخ داد و به دنبال آن 5.02٪ در 32°-34 درجه رخ داد. برعکس، LD با شیب شیب افزایش می یابد. این نتایج نشان میدهد که از یک طرف، زمین لغزشهای هم لرزهای در همه کلاسهای زاویه شیب توزیع شدهاند، اما شیبهای تندتر در برابر زمین لغزشهای همزمان لرزهای حساستر هستند. از سوی دیگر، به نظر می رسد منطقه شیب دار به دلیل LN نسبتاً زیاد و LAR نسبتاً کم، لغزش های کوچک مقیاس را ثبت می کند ( شکل 9).قبل از میلاد مسیح).
جنبه شیب ممکن است به دلیل دماهای مختلف، شرایط رسوب، پوشش گیاهی و غیره تأثیر اساسی بر وقوع زمین لغزش داشته باشد. به عنوان مثال، شیب های رو به جنوب در برابر نور خورشید و باد گرم بازتر هستند و تحت تأثیر هوازدگی مکانیکی، شیمیایی و بیولوژیکی بسیار بیشتری قرار می گیرند. شیب های رو به شمال [ 44 ، 45 ]. شیب منطقه مورد مطالعه را با فواصل 10 درجه تقسیم کردیم (در جهت عقربه های ساعت از شمال به عنوان 0 درجه تنظیم شده است). نتایج آماری همبستگی فراوانی زمین لغزش همزمان لرزه ای و جنبه شیب را نشان می دهد. همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است، LN، LAR و LD با جنبه های شیب متفاوت متفاوت است. به طور کلی، شیب های رو به جنوب شرقی (SE)، جنوب (S) و جنوب غربی (SW) لغزش بیشتری را نسبت به سایر جنبه ها ثبت می کنند، علیرغم اینکه دامنه های رو به جنوب شرقی و جنوب غربی مساحت بیشتری را نسبت به سایر جنبه ها اشغال می کنند. مقادیر LN و LAR و LD روندهای متفاوتی را نشان می دهند ( شکل 10 ). این نشان دهنده تمرکز زمین لغزش های مقیاس های مختلف در طبقات مختلف شیب است. به عنوان مثال، به نظر می رسد بسیاری از زمین لغزش های مقیاس بزرگ در شیب های رو به جنوب شرقی به دلیل LD پایین نسبی و LAR نسبی بالا رخ می دهد. بزرگترین LN در کلاس 120 درجه تا 130 درجه (رو به جنوب شرقی) ظاهر می شود و به دنبال آن 82 زمین لغزش در کلاس 180-190 درجه رخ می دهد. بالاترین مقدار LAR 6.88٪ در کلاس 190 درجه تا 200 درجه یافت شد، در حالی که بزرگترین LD 4.56 زمین لغزش در کیلومتر مربع بود .در کلاس 180-190 درجه.
5.3.3. عوامل مرتبط با زلزله
به منظور انجام آمار پراکندگی مکانی زمین لغزش همزمان لرزه ای و عوامل زلزله، دو عامل فاصله از کانون و فاصله از گسل ها را انتخاب کردیم. ما مناطق حائل را با فاصله از زمین لغزش تا گسل Baogunao-Xiaohe و گسل Zhaotong-Ludian ساختیم. فاصله نسبی و موقعیت زمین لغزش ها به سمت کانون زلزله نیز محاسبه شد. این فواصل به عنوان کوتاهترین فاصله از مراکز چند ضلعی زمین لغزش تا خطوط گسل یا نقطه کانونی در ArcGIS 9.3 محاسبه شد. بخش نسبی زمین لغزش ها به عنوان زاویه قطب مرکز چندضلعی های زمین لغزش به نقطه کانونی، در خلاف جهت عقربه های ساعت از جهت شرق تعریف می شود.
رابطه بین توزیع زمین لغزش و فاصله تا گسل Baogunao-Xiaohe در شکل 11 a نشان داده شده است. بیشتر زمین لغزش ها در سمت جنوب غربی (SW) گسل Baogunao-Xiaohe واقع شده اند. رده 5-6 کیلومتری این گسل در سمت جنوب غربی بیشترین غلظت زمین لغزش را داشت. علاوه بر این، یک رابطه منفی کلی بین غلظت زمین لغزش و فاصله تا سطح برجستگی مرکز زمین لرزه (به جای برجستگی سطحی لبه شیب بالای گسل) پیدا شد. مقادیر LN، LD و LAR ابتدا با فاصله تا گسل تا 6 کیلومتری (تقریباً محل کانون شوک اصلی) افزایش یافته و سپس تمایل معکوس نشان دادند.
جایگزینی برای گسل Zhaotong-Ludian، همچنین تأثیر زیادی بر توزیع زمین لغزش داشت. شکل 11b رابطه بین توزیع زمین لغزش و فاصله تا این گسل را نشان می دهد. حدود 55 درصد از زمین لغزش ها در دیواره پا (سمت جنوب شرقی) گسل Zhaotong-Ludian رخ داده است. بیشترین تراکم زمین لغزش و نسبت مساحت برهنه شده در ناحیه 2-3 کیلومتری این گسل فعال در دیواره پا ثبت شد. نتایج همچنین یک تصحیح منفی کلی بین توزیع زمین لغزش و فاصله تا گسل را نشان داد. با این حال، برخی از انحرافات در گرایش کاهشی در ناحیه آن سوی رودخانه یا گسل مشاهده شد. این ممکن است اثر ترکیبی توپوگرافی و نیروی ماشه را نشان دهد. توپوگرافی شیب دار دره رودخانه در این منطقه مزایایی را برای وقوع زمین لغزش در هنگام وقوع زلزله فراهم می کند.
موقعیت نسبی زمین لغزش ها نسبت به کانون زمین لرزه در مختصات قطبی ترسیم شده است ( شکل 11 ج). زمین لغزش ها در یک منطقه بیضی شکل با یک محور طولانی 25 کیلومتری شمال غربی-جنوبی و یک محور کوتاه 15 کیلومتری شمال غربی-جنوبی متمرکز شده است. خطوط تراکم زمین لغزش سه ناحیه با تراکم بالا تا 14 زمین لغزش در کیلومتر مربع را نشان داد . رانش زمین بیشتر جنوب شرقی (SE)، شمال شرق به شرق (NEE) و تقریباً غرب مرکز زلزله را متمرکز کرد. با این حال، بیشتر زمین لغزش های بزرگ (بیشتر از 10000 متر مربع ) در جنوب مرکز زمین لرزه قرار داشتند ( شکل 11) .ب). علاوه بر این، توزیع زمین لغزش نیز تحتتاثیر شرایط توپوگرافی و زمینشناسی محلی قرار گرفت، هر سه منطقه با تراکم زمین لغزش بالا در امتداد ساحل رودخانه قرار داشتند، جایی که توپوگرافی شیبدار، فعالیتهای انسانی بیشتر و بریدگیهای رودخانه مزایای زیادی را ارائه میکردند.
6. پیامدهای توزیع زمین لغزش همزمان لرزه ای
6.1. مفهوم برای توپوگرافی آستانه
دامنههای بلند و شیبدار معمولاً اختلاف انرژی گرانشی پتانسیل را فراهم میکنند، که نیروی محرکه اصلی حرکت توده زمین لغزش، بدون توجه به محرک زمین لغزش است. در همین حال، زمین لغزش نقش فعالی در برش توده سنگی بالابرنده، وادار کردن گسترش بیش از حد زهکشیها، مقابله با شار تودههای زمین ساختی به سیستمهای آلی و محدود کردن تسکین کوه دارد. مفاهیم توپوگرافی آستانه در مدل های تکامل دامنه از طریق قوانین حمل و نقل غیر خطی که نرخ فرسایش زمین لغزش به سرعت افزایش می یابد زمانی که شیب به شیب آستانه نزدیک می شود [46 ، 47 ، 48 ، 49 ] ادغام شده است.]. برای نشان دادن مفهوم توپوگرافی آستانه می توان از یک توده ماسه استفاده کرد. در حالت ثابت یک توده ماسه، سطح توده ماسه به طور متوسط یک زاویه ثابت با صفحه افقی ایجاد می کند که به آن زاویه استراحت می گویند. در ساده ترین سطح، توپوگرافی کوهستانی به عنوان تعادل بین فرآیندهای تکتونیکی مانند همگرایی صفحه یا ایزوستازی که تمایل به ایجاد تسکین و شیب دار کردن توپوگرافی دارد و فرآیندهای فرسایشی مانند لغزش های زمین که تمایل به محدود کردن آن دارند، تکامل می یابد.
در این مطالعه، بررسیهای میدانی و نتایج تفسیر نشان داد که زمین لغزشهای ناشی از زلزله در کل دامنه شیبها رخ داده است. نمودارهای هیستوگرام شیب های توپوگرافی و شیب زمین لغزش های همزمان لرزه ای با فاصله 1 درجه نشان داد که هر دوی آنها تقریباً بین 0 تا 70 درجه توزیع شده اند ( شکل 12 a). برای آزمایش بیشتر این فرضیه، برازش توزیع نرمال را انجام دادیم. پارامترهای میانگین و واریانس توزیع نرمال و همچنین فاصله اطمینان 95 درصد نیز محاسبه شد ( جدول 4). نتایج نشان میدهد که مقدار انتظاری گرادیان توپوگرافی 24.37 درجه است، در حالی که مقدار انتظار برای زمین لغزش 27.58 درجه است. به دنبال مفهوم شیب آستانه، مورفولوژی دامنه می تواند با تنظیم یک گرادیان آستانه، پایداری شیب را تحت تأثیر قرار دهد. گرادیان آستانه اساساً توسط خواص مقاومت منطقه ای آنها قبل از اینکه توسط یک نیروی خارجی تحریک شوند محدود می شود. علاوه بر این، ما برخی از دادههای آزمایش برش سنگ زمین لغزشهای تاریخی ناشی از زلزله را از آزمایشگاه ملی مهندسی ساخت راهآهن پرسرعت [ 50 ] جمعآوری میکنیم. نمودارهای جعبه ای که محدوده زاویه اصطکاک سنگ ها را در این ناحیه نشان می دهد، با استفاده از نمودار جعبه بر روی منحنی های چگالی احتمال همپوشانی داده شد ( شکل 12) .ب). نتایج نشان داد که توزیع گرادیان توپوگرافی به طور کلی با قدرت منطقه مطابقت دارد. علاوه بر این، با نزدیک شدن شیب به مقدار آستانه، شیب نسبت به زمین لغزش حساس تر می شود. بنابراین، ممکن است نتیجه بگیریم که این شکاف بین شیب شیب و گرادیان آستانه آن است که حساسیت شکست شیب را تعیین می کند.
همانطور که توسط لارسن و مونتگومری (2012) [ 49 ] پیشنهاد شده است، مورفولوژی دامنه تپه در شرق هیمالیا، جایی که منطقه مورد مطالعه ما قرار دارد، ناشی از اثر جفت بالا بردن مکرر سنگ و برش رودخانه است، و دامنه های آستانه به طور گسترده در این منطقه رخ می دهد. بربنک و همکاران (1996) [ 51] پیشنهاد کرد که در ناحیه شمال شرقی هیمالیا، زوایای شیب تپه با توزیع یکنواخت فضایی در آستانه شکست قرار دارند، که با سایر کمربندهای کوهستانی فعال تکتونیکی، مانند آلپ جنوبی نیوزیلند، علیرغم نرخ های بالا آمدن، محرک ها، مطابقت دارد. و فرسایش، و همچنین انواع مختلف سنگ. توزیع نرمال شیب های توپوگرافی در شمال غربی هیمالیا با مقادیر میانگین نزدیک به زاویه مشخص شده توسط خاک های درشت منطقه نیز شواهدی برای دامنه های آستانه بود.
6.2. مفهوم برای شناسایی گسل لرزه زا
گسلهای لرزهزا و ویژگیهای آنها (مانند مکان و مکانیسم کانونی) الگوی توزیع مکانی زمین لغزشهای ناشی از زلزله را به شدت کنترل میکنند. یک زلزله گسل رانش انرژی بیشتری نسبت به زلزله گسل امتداد لغز آزاد می کند و متعاقباً باعث ایجاد تعداد بیشتری لغزش می شود. الگوهای توزیع زمینلغزشهای همزمان لرزهای با گسلهای لرزهزا متفاوت است. همبستگی منفی بین غلظت زمین لغزش همزمان لرزه ای و فاصله تا گسل لرزه زا در بسیاری از رویدادهای رانش-گسل پیدا شد. لغزشهای زمینلغزشهای ناشی از رویدادهای زمینلرزه گسل رانش بیشتر در دیوارهای آویزان رخ داده و با افزایش فاصله تا گسل لرزهزا با نرخی بهطور قابلتوجهی کمتر از روی دیواره پا کاهش مییابد. نمونههای معمولی از زمینلرزههای گسل رانش زمینلرزه چیچی 1999 (تایوان) است.24 ]، 2004 زمین لرزه های چوتسو (ژاپن) [ 5 ]، زلزله نیگاتا چوتسو در سال 2007 (ژاپن) [ 25 ] و زلزله ونچوان (چین) 2008 [ 10 ]. به عنوان یک مقایسه، لغزش های ایجاد شده توسط یک زمین لرزه گسل امتداد لغز الگوهای توزیع مشابهی در دو طرف گسل لرزه زا داشتند و معمولاً نزدیک به گسل لرزه زا متمرکز بودند، مانند زلزله 1973 Luhuo (چین) [23 ، 35 ] و زمین لرزه یوشو 2010 (چین) [ 52 ].
جنبه شیب همچنین ممکن است بر وقوع زمین لغزش همزمان لرزه ای تأثیر بگذارد زیرا جنبه های مختلف شیب ممکن است با توجه به جهت لغزش گسل لرزه زا یا جهت انتشار امواج لرزه ای تأثیر متفاوتی داشته باشد. جهت گیری زمین لغزش های ناشی از زلزله با هندسه گسل لرزه زا مرتبط بود. تیبالدی و همکاران (1995) [ 53 ] دریافتند که لغزش ها ترجیحاً در شیب های عمود بر صفحه گسل لرزه زا و در امتداد برخورد آن به دلیل تقویت پاسخ زمین رخ می دهد، در حالی که شیب های موازی با صفحات گسل لرزه زا تقریباً تحت تأثیر لغزش ها بدون توجه به ساختار سنگ شناسی و خط قرار نمی گیرند. شرایط
با این وجود، صرف نظر از انواع گسل های لرزه زا، جهت گیری غالب زمین لغزش ها توسط جنبه توپوگرافی کلی کنترل نمی شد، بلکه به طور کلی با جابجایی سطح زمین، یعنی جهت تغییر شکل پوسته مطابقت داشت [ 7 ]. ماهیت توزیع شده انتشار انرژی زلزله ممکن است در الگوی زمین لغزش های ناشی از زلزله منتشر شود [ 54 ]. از این رو، الگوی توزیع زمین لغزشهای ناشی از زلزله ممکن است پیامدهایی را برای خواص گسلهای لرزهزا ارائه دهد. زلزله 2008 ونچوان و زلزله 2013 لوشان در حاشیه شرقی فلات تبت رخ داد. منطقه تحت تاثیر این دو زمین لرزه دارای شرایط زمین ساختی، توپوگرافی و زمین شناسی مشابهی است (شکل 1 الف) به عنوان منطقه مورد مطالعه. به منظور مقایسه زمین لغزش های ناشی از زمین لرزه لودیان با زمین لرزه ونچوان 2008 و زلزله 2013 لوشان، اطلاعات اولیه سه رویداد در جدول 5 فهرست شده و در شکل 1 الف نشان داده شده است. برای رویداد Wenchuan، فهرستی از زمین لغزشهایی که در شهرستان Qingchuan اتفاق افتاد به دست آوردیم. زلزله ونچوان به عنوان یک رویداد گسل رانش شناخته شد. با این حال، در بخش شمالی منطقه آسیبدیده از زلزله (شهرستان چینگچوان)، یک نوع حرکت پوسته ترکیبی از امتداد لغز و رانش نقش غالب را ایفا کرد [ 34 ]. زلزله لوشان هیچ گسیختگی آشکاری ایجاد نکرد. چندین مطالعه اخیر نشان داده است که زلزله لوشان توسط یک گسل معکوس کور ایجاد شده است [ 26]]. نتایج نشان میدهد که هیچ همبستگی آشکاری بین غلظت زمین لغزشهای همزمان لرزهای و جهتگیریهای توپوگرافی منطقهای یافت نشد ( شکل 13 a-c). با این حال، توزیع زمین لغزش های ایجاد شده توسط زمین لرزه ونچوان [ 42 ] و زلزله لوشان [ 14 ] نیز نشان می دهد که جهت گیری غالب زمین لغزش ها با جهت حرکت گسل لرزه زا سازگار است. در شهرستان Qingchuan، شمال شرقی (NE)، شرق (E) و جنوب شرقی (SE) شیب های رو به رو بیشترین لغزش های زمین لرزه ای را متحمل شدند. این جهت ها به طور کلی با جهت لغزش و رانش ضربه ای گسل لرزه زا مطابقت دارند ( شکل 13).د). در منطقه زلزلهزده لوشان، شیبهای رو به جنوب شرقی و همسایه دارای بیشترین درصد لغزشها هستند که جهت رانش گسل کور بوده است ( شکل 13 e). با چنین قیاسی، بر اساس توزیع جنبه لغزش های ایجاد شده توسط زلزله لودیان ( شکل 13 f)، ما به طور کلی ممکن است تغییر شکل پوسته NW-SE را در طول زلزله لودیان استنباط کنیم. علاوه بر این، توزیع مکان های زمین لغزش با توجه به کانون زمین لرزه ( شکل 13ج) نشان داد که گسل لرزه زا دارای روند NW-SE است. نتایج ممکن است اثباتی بر نتایج وارونگی مکانیسم کانونی زلزله لودیان باشد که گسل لرزهزای زمینلرزه لودیان، گسل امتداد لغز Baogunao-Xiaohe با روند شمال غربی بود تا گسل لودیان-ژائوتونگ با روند شمال شرقی.
7. نتیجه گیری
در این مطالعه، 1826 زمین لغزش با مساحت 19.12 کیلومتر مربع ناشی از زلزله لودیان از طریق تفسیر بصری عکسهای هوایی با وضوح بالا و تصاویر ماهوارهای Landsat-8 ترسیم شد. تعدادی از این زمین لغزش های نقشه برداری شده نیز با بررسی میدانی تایید شدند.
این زمین لغزشهای نقشهبرداریشده بهطور نابرابر در منطقه مورد مطالعه حدود 735 کیلومتر مربع توزیع شده و در یک منطقه بیضی شکل با یک محور طولانی 25 کیلومتری NW-SE و یک محور کوتاه 15 کیلومتری NW-SE متمرکز شدهاند. انواع اصلی زمین لغزش نقشه برداری شده عبارتند از ریزش سنگ و خاک، بهمن سنگ و لغزش های مختل شده کم عمق. بیشتر زمین لغزش های بزرگ (بیشتر از 10000 متر مربع ) در جنوب شرقی مرکز زمین لرزه قرار داشتند، از جمله سه زمین لغزش در مقیاس بزرگ فاجعه بار.
سه شاخص فراوانی زمین لغزش، شامل تعداد زمین لغزش (LN)، نسبت مساحت زمین لغزش (LAR) و تراکم زمین لغزش (LD) برای همبستگی زمین لغزشهای کمک لرزهای با عوامل کنترل کننده زمین لغزش استفاده شد. زمین لغزش های همزمان لرزه ای فراوانی های متفاوتی را در کلاس های سنگ شناسی مختلف نشان می دهد. واحد پرمین میانی بالایی بیشترین لغزش ها را متحمل شد، در حالی که بالاترین LAR و LD در واحد کامبرین-اردویسین مشاهده شد. دامنه ارتفاعی حساسیت زمین لغزش بالا بین 900-1300 متر و 1800-2000 متر است. به طور کلی همبستگی مثبتی بین زمین لغزشهای همزمان لرزهای و زاویه شیب وجود دارد و به نظر میرسد شیبهای تند لغزشهای کوچکتر را ثبت میکنند. لغزشهای زمین لرزهای ترجیحاً در دامنههای SE، S و SW رخ دادهاند، احتمالاً به دلیل جهت حرکت گسلهای لرزهزا. بطور کلی،
ما پیشنهاد می کنیم توپوگرافی منطقه مورد مطالعه در یک پس زمینه تکتونیکی فعال در حالت آستانه بود. نتایج آماری نشان داد که شیب توپوگرافی منطقه ای و زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه ما به طور معمول بین 0 تا 70 درجه توزیع شده است و همچنین میزان وقوع زمین لغزش نیز به همین ترتیب است. توزیع همچنین ممکن است توسط استحکام سنگ سطحی منطقه ای کنترل شود. این شکاف بین یک شیب و حالت آستانه آن بود که حساسیت آن را برای لغزش تعیین می کرد. مشابه سایر رویدادهای اخیر که در اطراف منطقه مورد مطالعه اتفاق افتاده است، توزیع جهتگیری زمین لغزشها نیز دلالت بر این داشت که گسل لرزهزایی گسل Baogunao-Xiaohe است، زیرا انتظار میرود زمین لغزشهای ناشی از زلزله همیشه در امتداد گسل لرزهزای توزیع شوند و دارای ترجیحترین جنبهها در مطابق با جهت حرکت خطا
منطقه لودیان و اطراف آن به شدت از زلزله آسیب دید و باعث رانش زمین شد. فهرست زمین لغزش ارائه شده در این مطالعه از اهمیت ویژه ای برای ارزیابی حساسیت زمین لغزش منطقه، تجزیه و تحلیل مکانیسم دقیق زمین لغزش های همزمان لرزه ای و مطالعات تکامل ژئومورفولوژی در مناطق فعال زمین ساختی برخوردار است.
بدون نظر