文章导读
地震滑坡是由地震触发的边坡失稳事件，常常造成巨大的生命和财产损失。近年来，全球强震频发，关于地震滑坡的研究已经成为国际上的热点。中国是一个多山多地震的国家，长期面临着极高的地震滑坡风险，准确预测地震滑坡的空间分布是一项极富挑战性的研究，对于地震防灾减灾具有非常重要的意义。力学模型分析法基于力学原理分析边坡的失稳机制及滑动过程，定量表征边坡的动力学或运动学参数，能够为地震滑坡易发性评估提供定量判据，具有明确的物理意义。Jibson et al. (1998，2000) 引入有限滑动位移法 (Newmark，1965) 来预测斜坡在地震作用下的位移，是目前国际上应用最广泛的斜坡地震稳定性力学评价模型。Newmark有限滑动位移法通过对地震加速度与斜坡临界加速度的差值进行二次积分得到斜坡的地震永久位移来判断斜坡在地震作用下的稳定性。国际上众多学者研究了斜坡地震永久位移与地震动参数如峰值地面加速度 (PGA)、峰值地面速度 (PGV)、阿里亚斯烈度 (Ia) 以及斜坡临界加速度 (ac) 与PGA的比值 (AR) 之间的拟合关系，使Newmark有限滑动位移法能够适用于区域尺度的地震滑坡易发性评估。但是这些位移回归模型的确定均依赖特定的地质背景和特定的地震事件，位移回归模型的选取原则及预测效果的控制因素仍不明确，严重制约着地震滑坡易发性评估的精度。
针对上述问题，中国地质大学 (北京) 工程技术学院硕士研究生刘天浩，在臧明东副教授、彭建兵教授和应急管理部国家自然灾害防治研究院许冲研究员的共同指导下在 Remote Sensing 期刊发表了一篇论文，系统总结了Newmark有限滑动位移法的六种位移回归模型，通过与2022泸定地震实际诱发的同震滑坡清单进行对比，确定了拟合度最高的回归模型。在此基础上，绘制了2022泸定地震同震滑坡易发性分区图。此外，论文探讨了震中距和发震断层距对同震滑坡易发性评估的控制作用，为同震滑坡的预测和防范提供了重要的科学依据。
研究过程与结果
通过高清遥感影像解译和大量野外实地验证，发现了2022年9月5日四川省泸定县Ms6.8级地震诱发的13759处同震滑坡，建立了2022泸定地震同震滑坡数据集。根据参数组合，总结Newmark有限滑动位移法的六种位移回归模型 (图1)。采用受试者工作特征曲线 (ROC) 下面积 (AUC) 来衡量六种不同位移回归模型的拟合度 (图2)，建立了斜坡地震永久位移与同震滑坡空间概率的拟合关系，并据此对2022泸定地震同震滑坡易发性进行区划 (图3)。结果表明，采用四参数 (即PGA、PGV、Ia及AR) 位移回归模型的计算结果与实际同震滑坡的空间分布拟合度最高，拟合出的同震滑坡空间概率公式相关系数可达0.87，据此方法将磨西镇、得妥镇及大渡河河谷等地区列为同震滑坡高易发区。
图1. 六种位移回归模型预测的位移图。
图2. 六种位移回归模型的ROC曲线下面积比较。
图3. 由拟合度最高的位移回归模型计算的同震滑坡空间概率分布图。
研究总结
本研究采用六种Newmark位移回归模型对2022年泸定Ms6.8地震诱发的同震滑坡进行了易发性评估，确定了泸定县磨西镇、得妥镇、大渡河两岸及周边河谷为同震滑坡高发区，并发现由PGA、PGV、Ia、AR四项参数组成的位移回归模型在预测同震滑坡空间分布方面表现良好，而仅考虑ac和Ia的模型预测效果不理想。研究建议，开展同震滑坡易发性评估时，在近发震断层区域，应优先考虑距发震断层距离和震中距的影响；当远离发震断层时，应更加关注震中距、地形、岩性等因素的影响。
原文出自 Remote Sensing 期刊：https://www.mdpi.com/2880194
期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/remotesensing
Remote Sensing 期刊介绍
主编：Prasad S. Thenkabail, USGS Western Geographic Science Center (WGSC), USA
期刊范围涵盖遥感科学所有领域，从传感器的设计、验证和校准到遥感在地球科学、环境生态、城市建筑等各方面的广泛应用。
2023 Impact Factor：4.2
2023 CiteScore：8.3
Time to First Decision：24.7 Days
Acceptance to Publication：2.8 Days
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