植被覆被条件下不稳定斜坡分...律探究——以大渡河流域为例_秦明月.pdf

书书书Journal of Engineering Geology工程地质学报10049665/2023/31(2)-0628-10秦明月，郭剑，邹强 2023 植被覆被条件下不稳定斜坡分布规律探究 以大渡河流域为例J 工程地质学报，31(2):628637 doi:1013544/jcnkijeg2020667Qin Mingyue，Guo Jian，Zou Qiang 2023 Preliminary study on distribution characteristics of potentially unstable vegetated-slopes:A case study of Daduiver basinJ Journal of Engineering Geology，31(2):628637 doi:1013544/jcnkijeg2020667植被覆被条件下不稳定斜坡分布规律探究 以大渡河流域为例*秦明月郭剑邹强(中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所，山地灾害与地表过程重点实验室，成都 610041，中国)(中国科学院大学，北京 100049，中国)(长安大学地质工程与测绘学院，西安 710054，中国)(中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心，北京 100101，中国)摘要近年，浅层滑坡、泥石流灾害发生在植被良好区的频率较大。一方面，植被对灾害的抑制或促进作用还有待进一步深入认知;另一方面，目前灾害风险源评估方法中较少考虑植被对斜坡稳定性的影响。为探究不同植被类型对浅层斜坡的稳定性影响，本文以大渡河流域作为研究区，通过对区域坡度、坡向及植被等数据提取和坡面划分，采用有限差分数值计算方法，对区域内划分的 40 000 余个斜坡进行了稳定性计算，获取了该区域不同植被覆被条件下浅层斜坡的稳定性系数，探究在不同植被覆被条件下浅层不稳定斜坡的分布规律。结果表明随着坡度增加不同植被类型稳定斜坡数下降程度不一，总体上乔木林覆被斜坡稳定性较差，灌丛次之，草甸较好。进一步对区域内潜在浅层不稳定斜坡的植被类型和坡度进行统计分析，发现不同植被类型覆被条件下不稳定斜坡的坡度分布具有正态分布特征，基于建立的 3 种不同植被类型不稳定斜坡发育概率与坡度间的函数关系，确定出不同植被类型不稳定斜坡发育概率最高的坡度区间:乔木林为 26.0 37.0，灌丛为 28.0 39.0，草甸为 31.039.0。本研究可以为流域尺度滑坡、泥石流等地质灾害的防治与规划提供依据，为良好植被区灾害风险评估中指标量化和权重确定提供数据支撑和思路参考。关键词大渡河流域;植被类型;坡度;斜坡稳定性;正态分布中图分类号:TU42;S157文献标识码:Adoi:1013544/jcnkijeg2020667*收稿日期:20201230;修回日期:20210310基金项目:国家自然科学基 金 重 大 项 目(资助 号:41790432)，中 国 科 学 院 战 略 性 先 导 科 技 专 项(资 助 号:XDA23090202，XDA23090303)，中国科学院率先行动“百人计划”(资助号:Y92100100)This research is supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant No 41790432)，the Strategic Priority esearch Program of Chi-nese Academy of Sciences(Grant Nos XDA23090202，XDA23090303)and the CAS Pioneer Hundred Talents Program(Grant No Y92100100)第一(通讯)作者简介:秦明月(1995)，女，学士，主要从事山地灾害形成机理研究工作 E-mail:qinmingyueimdeaccnPELIMINAY STUDY ON DISTIBUTION CHAACTEISTICS OF PO-TENTIALLY UNSTABLE VEGETATED-SLOPES:A CASE STUDY OF DADUIVE BASINQIN MingyueGUO JianZOU Qiang(Key Laboratory of Mountain Hazards and Earth Surface Process/Institute of Mountain Hazards and Environment，Chinese Academy of Sciences(CAS)，Chengdu 610041，China)(University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China)(Department of Geological Engineering，Chang an University，Xi an 710054，China)(CAS Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences，Chinese Academy of Sciences(CAS)，Beijing 100101，China)AbstractVegetation can effectively suppress shallow landslides But landslide，debris flow and other disasters al-so occur in areas with good vegetation under special circumstances such as rainstorm Due to the numerous factorsaffecting slope stability by different vegetations，it is difficult to assess slope stability and disaster risk So there isno preferable evaluation or assessment method In view of this situation，the Dadu iver Basin is chosen as the re-search area Through the regional terrain，slope，vegetation data extraction and slope division，the numerical calcu-lation method of finite difference is adopted to calculate the stability of more than 40，000 slopes divided in the re-gion Then the factors of safety of slopes under different vegetation covers are obtained Based on vegetation type，slope，it is found that different types of vegetation cover conditions of unstable slope gradient distribution have anormal slope stability of law Based on the results of all potential unstable slope s vegetation type and grade of sta-tistical analysis and distribution characteristic，we set up three different vegetation types of unstable slope develop-ment function relation between probability and slope The calculation results show that as the slope increases，thenumber of stable slopes for different vegetation types decreases to different degrees In general，arbor forests coverslopes have poor stability，followed by shrubs，and the meadows were better In addition，the slope range with thehighest probability of unstable slope development is different:26.037.0for arbor forest，28.039.0for shrub，and 31.039.0for meadow This study can provide a basis for the prevention and planning of landslide，debrisflow and other geological disasters in the basin，and also provide more reliable data and ideas for the quantificationof indexes and determination of weights in disaster risk assessment of good vegetation areasKey wordsDadu iver Basin;Vegetation type;Slope;Slope stability;Normal distribution0引言植被通常对坡面固体物质的运移具有一定的抑制作用。植被冠层的截留作用，对大气降雨进行重分配，时空上延缓了坡面雨水的入渗量(Toba et al，2008);植物网状根系团聚松散固体物质，有效地提高了坡面抗冲刷侵蚀能力(Lin et al，2014);植被根系通过增加土体抗剪强度(Ishak et al，2012;古丽迪娜，2019)，起到加筋锚固作用，提高斜坡稳定性，降低了滑坡、泥石流等灾害发生的风险(Cui et al，2013)。然而，近年来在植被良好区频繁发生大规模泥石流、浅层滑坡等灾害。例如，2003 年 6 月 20日四川凉山州普格县大规模泥石流灾害暴发在森林植被率高达 70%以上的流域内(陈晓清等，2006);2013 年7 月25 日甘肃天水市秦州区6000 余处浅层滑坡群发生在植被覆盖率高达 80%以上的坡体(刘林通，2018);2018 年 9 月 2 日，云南文山州麻栗坡县上千余处浅层滑坡泥石流灾害发生在高植被覆盖区(Yang et al，2020)。以上实例表明，深入认知植被对斜坡稳定性的正面或负面影响是全面掌握植被覆被斜坡灾害活动特征的重要基础，也是植被覆被山区灾害风险源准确评估亟需考虑的。由于植被根系深度的限制，将滑动深度2 m 且植被条件良好的坡体作为浅层斜坡稳定性研究对象(Sidle et al，2016)。而植被覆被条件下影响浅层斜坡稳定性的因素众多，如土壤类型、植被类型、地形条件及水动力特征等。一些学者(Gadi et al，2018;Ni et al，2018;Switaa et al，2018;Yang et al，2018)通过对单个斜坡失稳破坏模式和临界条件分析入92631(2)秦明月等:植被覆被条件下不稳定斜坡分布规律探究 以大渡河流域为例手，采用控制变量的思想，设置在主研究因素变化、其余因素不变的条件下，探讨了不同单因素对斜坡稳定性的影响。这种单坡体、单因素的分析方法虽然能突出植被某一方面对斜坡稳定性的影响，但没有建立多因素耦合的计算方法，因此这些方法难以从流域尺度揭示植被覆被不稳定斜坡的分布规律。而区域上对斜坡稳定性的规律研究多采用滑坡易发性因子分析的方法(樊芷吟等，2018;杨晨晨等，2020)，这些方法主要基于数学统计方法和预测模型，缺乏考虑坡体失稳的物理力学过程，这也是区域尺度分析斜坡稳定性的一大难点。而近年，Salvaticiet al(2018)和 Strauch et al(2018)分别通过构建高分辨率边坡稳定性计算模型和基于气象水文的浅层滑坡启动模型，主要耦合了水文、土壤等因子初步获得了预测植被覆被斜坡浅层滑坡发生概率的方法。虽然以上研究结果能够为流域尺度地表灾害的预测提供支撑，但由于耦合因素较多、计算量大、缺乏植被特征参数等缺陷，难以应用到流域尺度滑坡、泥石流等山地灾害的易发性快速分析与评估中(冯杭建等，2017;Sinarta et al，2017)。鉴于此，本文选取大渡河流域为研究区，综合考虑土壤、坡度、植被等因子，通过将植被自重、根系加筋等物理作用考虑到植被覆被浅层斜坡稳定性数值计算中。在获得流域内所有浅层斜坡稳定性系数的基础上，进一步探究区内不稳定斜坡的分布规律，最终建立不同植被覆被条件下不稳定浅层斜坡发育概率与坡度间的函数关系，为流域内植被覆被斜坡稳定性评价与灾害风险评估提供新的研究思路和数据参考。1研究区概况大渡河流域处于四川盆地和川西高原过渡地带，总体地势为西北高、东南低，地形陡峻，海拔相差较大，如图 1a，其中最高峰为贡嘎山主峰(7556 m)，最低为大渡河出口(461 m)(吴俊峰，2013)。区内新构造运动活跃，地质构造复杂，主要位于松潘褶皱系和扬子准地台，区内岩性变化复杂，地层自震旦系到第四系均有出露。滑坡、泥石流等山地灾害广泛发育、活动频繁，是我国山地灾害最严重的地区之一。据不完全统计，区内共发生不同类型和规模的山地灾害 1000 余处(丁俊等，2007)，存在的地质灾害隐患点 2000 多处(巴仁基等，2011)。区内气候、生态、水文环境分异明显，干热河谷图 1(a)大渡河流域高程及水系分布图;(b)大渡河流域植被区划Fig 1(a)DEM elevation and water system distributionmap of Dadu iver Basin;(b)Vegetation zoning mapof Dadu iver Basin与干湿河谷气候交汇，水系发达，植被类型丰富(成文东，2019)。从图 1b 中可以看出，区内植被分布呈现明显的水平和垂直地带性，流域植被类型随海拔变化主要可分为阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌丛、草地等。区内植被类型的多样性与灾害的频发性高度重合，是研究植被覆被浅层斜坡稳定性规律的典型流域。2研究方法本文将植被对浅层坡体稳定性的影响主要考虑在地表以上的自重荷载及地下根系的加筋作用两方面，将植被类型主要分为乔木林、灌丛及草甸 3 大类。首先通过对区内地质地形与植被等数据提取，结合坡面划分结果，采用有限差分的数值计算方法，对区域内划分的 40 000 余个斜坡进行了稳定性计算，获得该区域不同植被覆被条件下浅层斜坡的稳定性系数，进而采用 Jarque-Bera(JB)检验方法，探究在流域尺度不同植被覆被条件下潜在浅层不稳定斜坡分布规律。总体研究思路流程如图 2 所示，关键步骤主要包括斜坡单元划分、坡体数值模型构建、计算参数赋值等。2.1斜坡单元划分基于分辨率为 12.5 m 的 DEM 数据，通过 Arc-GIS 软件获取了研究区坡度和坡向地形因子;然后利用坡向数据进行坡体划分与合并，同时结合坡度数据进行辅助划分;在此基础上，利用 ArcGIS 消除036Journal of Engineering Geology工程地质学报2023图 2斜坡稳定性计算流程图Fig 2Flow chart of slope stability calculation工具进行分割后处理，融合得到斜坡单元数据中的细小碎斑，最终将研究区大渡河流域划分为 43 397个斜坡单元。2.2计算模型建立基于提取的斜坡地形数据构建数值计算模型尺寸，并通过加长坡顶及坡脚的长度，减少边界效应对计算结果的影响(张鲁渝等，2003;郑颖人等，2004)。研究区浅层滑坡实例表明，植被覆被斜坡的含根系土层厚度一般小于 2 m，其下为强风化土体与基岩，因此将斜坡计算模型分为基岩层、纯土层及含根系土层。根据 Yan et al(2020)所获取的中国堆积层空间分布图，对区域内所有坡体的堆积层厚度进行提取。再根据大渡河流域植被分布图，并结合野外调查对区域植被根系深度(包含 95%根量)即根系土层厚度进行取值。由于计算中单个坡体的尺度较小，而目前可获得的区域堆积层厚度分布数据和植被类型数据的精度无法满足，因此对同一个坡体的堆积层厚度和根系土层厚度分别进行了均值化处理，同一个坡体分别采用了统一的堆积层厚度和根系土层厚度。纯土层的厚度则由堆积层厚度减去根系土层厚度计算获得。为了满足各层对稳定性计算精度的要求，根系土层与纯土层的单元网格尺寸设置为 0.20.5 m，基岩层单元网格尺寸设置为 12 m，并对不同岩土体层进行参数赋值。模型计算时，初始应力场按自重应力场考虑，边界条件统一采用位移控制，采用 Mohr-Coulomb 破坏准则进行稳定性计算。为简化区域内坡体稳定性计算模型，本文中假设滑面位于地下水位之上，不考虑地下水位和土体饱水性对斜坡稳定性的影响。坡体模型示意图如图 3。图 3模型建立及单元划分示意图Fig 3Schematic diagram of model establishmentand unit division2.3计算参数赋值植被地上自重荷载与地下根系土层强度是数值计算模型中重要的两类参数。野外实地调查发现草甸与矮小灌丛施加在斜坡上的自重荷载对浅层坡体的稳定性影响较小。因此本文在考虑地表植被自重影响方面，一方面不考虑草甸与胸径小于 10 cm 灌丛的自重作用;另一方面，由于斜坡计算模型尺度与单个植被尺度相差较大，将植被自重视作均布荷载作用在坡面上，其计算式如下:F=V m g l SLs(1)式中:F 为均布荷载;V 为林木材积;m为林木密度;g 为加速度;l为林间密度;S 为坡面面积;Ls为坡体长度。林木材积 V，依据森林蓄积量材积计算方法，可选取胸径和树高两参数，根据二元立木材积表(刘琪璟等，2017)，按照胸径的大小，分两种情况估算研究区植被的体积，计算式如下:胸径 10 cm 以上:V=0.39 (D+35)2(048+L)10000(2)胸径 10 cm 以下:V=0.7854L (D+045L)02210000(3)式中:V 为林木材积;D 为胸径;L 为树高。植物根系通过提高根土体的机械加固作用对斜坡稳定性产生影响，而通过前人(Cazzuffi et al，2005)的研究发现，不同植被类型根系对土体的机械加固作用效果不同。本文选取该区域不同植被类型 乔木林、灌丛、草甸的典型植物，结合已有典型植被的室内直剪试验研究(洪苗苗，2018;任柯，13631(2)秦明月等:植被覆被条件下不稳定斜坡分布规律探究 以大渡河流域为例2018;李佳等，2019)，对根系土层的基本参数黏聚力 c、内摩擦角 和天然重度 进行取值。为便于比较不同植被类型之间的计算结果，将同一种植被类型的所有植物的根系土参数进行归一化，对区域内相同植被类型根系土赋予了同一组物理力学参数，其具体分类和参数值如表 1。表 1不同植被类型根系土参数取值Table 1Soil-root systems parameters of differentvegetation types不同植被类型/kN m3c/kPa/()草甸171201262灌丛145460197乔木林1734863202.4数理统计方法基于斜坡稳定性系数计算结果，探究不同植被类型的浅层不稳定斜坡发生概率与坡度间的关系。由于本文计算所获得的稳定性系数数据量较多，采用非参数检验方法能够获得更为准确的分布规律，从而建立整体植被与坡度间的分布函数，因此通过对比常用非参数检验方法的使用条件和检验结果精度，本文采用了 Jarque-Bera(JB)检验方法(Jarqueet al，1980)对计算结果进行分析。该方法能对样本数据是否具有符合正态分布的偏度和峰度的拟合优度检验，若样本数据符合总体具有正态分布的特征，则统计量近似服从自由度为 2 的2分布，其统计量定义为:JB=S26/n+(K 3)224/n(4)式中:n 为观测数;S 为样本偏度;K 为样本峰度。3结果与分析通过对研究区划分的 43 397 个斜坡的数值计算，对所获得的安全系数根据建筑边坡工程技术规范(2013)进行分级。首先将浅层斜坡类型分为稳定斜坡和不稳定斜坡两大类。同时综合边坡工程安全等级的分级，考虑到不同工况，将不稳定斜坡进一步分为 5 个等级。此外，将冰川、湖泊等无需计算坡面进行筛除，其中无需计算坡面共 1232 个，有效计算坡面 42 165 个，所有不稳定斜坡 2822 个，稳定斜坡 39 343 个，其分级统计如表 2。由表 2可知，研究区约 93.31%的植被覆被斜坡表 2斜坡稳定性计算结果分级及统计Table 2Grading and statistics of slope stabilitycalculation results斜坡类型稳定性等级边坡稳定安全系数分级坡面数占有效坡面数的比值不稳定斜坡不稳定Fs1611145%欠稳定1Fs105214051%基本稳定105Fs115485115%基本稳定115Fs125729173%基本稳定125Fs135783186%稳定斜坡稳定Fs13539 3439331%处于稳定状态;不稳定等级和欠稳定等级坡体较少，占比分别为 1.45%和 0.51%;而处于基本稳定等级的坡体数相对较多，分别为 1.15%、1.73%、1.86%，这部分坡体在地震、暴雨等特殊工况下均存在潜在滑动可能(Su et al，2018;Guo et al，2020)。3.1坡度对浅层斜坡稳定性的影响为便于分析坡度对浅层斜坡稳定性的影响，将流域内所有坡体的坡度以每 5的区间间隔进行划分，统计每个区间内不同稳定性等级的斜坡数量，获得不同坡度区间内，稳定斜坡占斜坡总数的比值(Sp)和各不稳定等级斜坡占斜坡总数的比值(Up)，其占比变化情况如图 4。从图 4a 中可以看出，当坡度小于 25时，斜坡大多处于稳定状态;当坡度大于 30时，稳定斜坡数快速降低，由 3035的 91.41%下降到大于 40的59.87%，降低了 34.5%，坡度越大，斜坡的稳定性越差。图 4b 显示了各不稳定等级斜坡随坡度的变化情况。其中不稳定斜坡在坡度大于 25后呈现明显的增加趋势，且随着坡度的增加数量增加最快，从2530时的 0.43%增加到大于 40时的 17.74%，增加了约 40 倍。基本稳定 3 个等级的斜坡则呈现出:低坡度范围内占比为基本稳定级基本稳定级基本稳定级，高坡度范围内占比为基本稳定级基本稳定级基本稳定级，说明随着坡度的增加，流域内斜坡的稳定性趋势从基本稳定向不稳定逐渐转化。3.2植被对浅层斜坡稳定性的影响对流域内 3 种植被类型的浅层斜坡稳定性结果进行统计，计算了 3 种植被类型覆被坡体中不同稳定性坡面数与该类植被覆被总坡体数的比值，分别236Journal of Engineering Geology工程地质学报2023图 4(a)稳定斜坡和(b)各等级不稳定斜坡随坡度变化趋势图Fig 4Trend of(a)stable slope and(b)unstableslope with slope gradient获得了不同植被类型稳定斜坡占该类植被总数的百分比(Sv)和不稳定斜坡各等级占该类植被总数的百分比(Uv)，其趋势变化结果如图 5。从图 5a 可以看出，乔木林覆被斜坡稳定性最差，灌丛覆被斜坡稳定性稍好，草甸覆被斜坡稳定性最好;从图 5b 中不稳定斜坡各等级占比情况来看，乔木林均远高于草甸和灌丛，草甸和灌丛的比值较为接近。3.3植被与坡度组合条件下对浅层斜坡稳定性的影响考虑植被与坡度的组合情况，对不同植被类型稳定斜坡分别占各坡度区间总数的百分比(Spv)进行统计，图 6a 为不同植被类型斜坡稳定性随坡度变化情况;依据图 6a 中数据的变化情况，对坡度20的每个坡度区间中不同植被类型的不同稳定性等级斜坡占比(Upv)进行统计，获得了图 6b图 6f。从图 6a 可以看出不同植被类型斜坡均在坡度大于 20后稳定性开始出现明显下降，随着坡度的增加不同植被类型覆被浅层斜坡稳定性逐渐降低，图 5不同植被类型(a)稳定斜坡和(b)各等级不稳定斜坡占比趋势图Fig 5Change of(a)stable slopes and(b)unstable slopesproportion in different vegetation types在坡度大于 40后稳定性下降最快，其中灌丛覆被斜坡的稳定性较好，Spv值约为64.61%;其次为草甸覆被斜坡，其稳定斜坡占比为 57.89%;而乔木林覆被斜坡稳定性最差，稳定斜坡占比仅为 56.93%。而从总体上来看，在坡度30内，乔木林覆被斜坡稳定性灌丛覆被斜坡稳定性草甸覆被斜坡稳定性，当坡度30后，乔木林覆被斜坡稳定性草甸覆被斜坡稳定性灌丛覆被斜坡稳定性。对图 6b 图 6f 进行分析，在 20 30范围内，斜坡不稳定性等级主要集中在基本稳定级内，且总体上乔木林覆被斜坡不稳定性灌丛覆被斜坡不稳定性草甸覆被斜坡不稳定性。当斜坡坡度达到3035范围时，不稳定等级斜坡的比例出现明显的增长;总体上乔木林覆被斜坡的不稳定性仍然是最高的，但草甸覆被斜坡的不稳定性逐渐高于灌丛覆被斜坡的不稳定性。当坡度35后，不稳定等级斜坡比例均高于其他等级斜坡，基本稳定级斜坡的占比较其他等级斜坡相对降低;而总体上草甸覆被斜坡的不稳定性增加，逐渐接近乔木林覆被斜坡占比，灌丛覆被斜坡的不稳定性相对较低。当坡度33631(2)秦明月等:植被覆被条件下不稳定斜坡分布规律探究 以大渡河流域为例图 6不同植被类型(a)稳定斜坡和(bf)等级不稳定斜坡随坡度变化统计图Fig 6Statistical results of(a)stable slopes and(bf)unstable slopes with different vegetation types changing with slope gradienta Spv随坡度变化趋势图;b 2025;c 2530;d 3035;e 3540;f 40大于 45后，斜坡不稳定等级占比迅速增加，草甸覆被的不稳定等级斜坡占比(22.81%)乔木林覆被的不稳定等级斜坡占比(18.35%)灌丛覆被的不稳定等级斜坡占比(16.01%)。3.4不同植被类型的浅层不稳定斜坡分布规律对表 2 中所有不稳定浅层斜坡(2882 个)根据植被类型和坡度进一步整理，发现其数据分布具有随坡度增加，不稳定斜坡数先增加后减小的特征，符合正态分布特征，因此采用 JB 检验方法对其进行检验。检验结果表明，不同植被类型覆被条件下的浅层不稳定斜坡坡度近似服从正态分布，从而计算出不同植被类型条件下不稳定斜坡坡度的均值、标准差和方差，如表 3。表 3不同植被类型覆被坡体坡度的均值、标准差、方差计算结果表Table 3Calculation results of average，standard deviation andvariance of slopes gradient under different vegetation types乔木林类型灌丛类型草甸类型均值 313733703499标准差 634625478方差 2402039062285436Journal of Engineering Geology工程地质学报2023将表 3结果分别带入正态分布概率密度函数计算公式和概率分布函数计算公式，建立了不同植被类型覆被坡体的概率密度函数和分布函数，其概率密度函数曲线如图 7。图 7不同植被类型不稳定斜坡发育概率与坡度的概率密度函数 f(x)图Fig 7Probability density function f(x)of unstable slopeand slope gradient under different vegetation types从图 7 中可以看出，不同植被类型的不稳定斜坡发育规律与斜坡坡度都呈正态分布，但分布情况有所不同。乔木林和灌丛类型的不稳定斜坡分布较散，而草甸类型的不稳定斜坡分布较为集中，总体上乔木林类型斜坡的集中分布坡度灌木类型斜坡的集中分布坡度草甸类型斜坡的集中分布坡度，说明在较低坡度的范围内，更大概率会发育以乔木林类型为主的不稳定斜坡，而草甸类型的不稳定斜坡主要发育在坡度较大的情况。从图 7 中可以看出，不同植被类型的不稳定斜坡发育规律与斜坡坡度都呈正态分布，但分布情况有所不同。乔木林和灌丛类型的不稳定斜坡分布较散，而草甸类型的不稳定斜坡分布较为集中，总体上乔木林类型斜坡的集中分布坡度灌木类型斜坡的集中分布坡度草甸类型斜坡的集中分布坡度，说明在较低坡度的范围内，更大概率会发育以乔木林类型为主的不稳定斜坡，而草甸类型的不稳定斜坡主要发育在坡度较大的情况。结合概率密度计算结果，为探究不同植被类型覆被坡体的坡度对不稳定斜坡发育概率的影响，采用等距法(郭果等，2013;严越等，2017)将滑坡发育概率密度划分为高、中、低 3 个等级，最终获得 3种植被类型的不稳定斜坡发育概率最高的坡度区间为:乔木林 26.0 37.0(概率 P=0.614)，灌丛28.039.0(概率 P=0.621)，草甸 31.0 39.0(概率 P=0.597)，其发育概率最高坡度区间如图7。结合中国地质调查局的灾害数据和区域滑坡敏感性计算结果进行对比分析，不稳定斜坡分布区与实际灾害分布区较为一致，且计算结果的 OC 曲线的 AUC 值为 0.791，其预测效果较好，因此本文的计算结果比较可靠，可以为区域灾害风险评估提供新的思路。4讨论不同植被类型和坡度对斜坡的稳定性都有一定程度的影响。首先，植被对斜坡稳定性的影响主要呈现在两个方面:地面以上部分的荷载作用(负影响)和地面以下部分的根系固土作用(正影响)(Cazzuffi et al，2005;Schwarz et al，2010)。虽然地上植被的自重和传递的风荷载等外力作用在一定程度上会降低斜坡的稳定性，但植被根系能够有效改善土体的物理力学性质，根系通过横向摩擦和纵向锚固作用提高土体的变形能力和抗剪切强度，从而增强了坡体的稳定性。在综合考虑植被两个方面影响因素和斜坡土体的物理力学性质的情况下，流域内低坡度(30)条件下，斜坡稳定性呈现出:灌丛覆被斜坡稳定性草甸覆被斜坡稳定性。与一些学者(杨永红等，2007)通过试验研究得出的灌丛根系固土强度高于草甸根系固土强度的结论相符合。其次，通过对实际滑坡数据的调查发现，滑坡发生的坡度区间主要集中在 1535范围内(孟晖等，2004)。而本文在主要考虑植被对斜坡稳定性的作用方面，通过计算获得发生不稳定斜坡的坡度区间为 2639，临界坡度较调查数据有所提高，据相关研究(朱海丽等，2015)表明，在坡度不同的情况下，植物根系对边坡稳定性的贡献不同，且当坡度大于55后根系对边坡稳定性影响较小。综合植被类型和坡度两方面的影响因素，整体上来看植被有利于斜坡的稳定性。但通过不稳定斜坡与坡度间的分布函数可以得出，坡度的增加对不同植被类型的斜坡稳定性影响程度不同。乔木林类型的不稳定斜坡主要发育在坡度较低的位置，而灌丛和草甸类型的不稳定斜坡坡度较高，说明自重在影响斜坡稳定性的方面不容忽视，坡度越陡，植被自重所产生的副作用越大。而草甸比灌丛类型的不稳定斜坡坡度更大，一方面反映出草甸主要集中分布坡度较大，另一方面也反映出灌丛自重的副作用较53631(2)秦明月等:植被覆被条件下不稳定斜坡分布规律探究 以大渡河流域为例草甸的大，坡度也会限制植被类型的分布。5结论本文以大渡河流域作为研究区，主要考虑植被类型和坡度等因子，通过数值计算方法，探究了植被类型、坡度及其组合条件下对斜坡稳定性的影响，建立了不同植被类型覆被条件下不稳定斜坡发育概率与坡度间的函数关系，获得如下结论:(1)在大渡河流域内，坡度增加会降低斜坡稳定性，当坡度大于 30后，斜坡整体稳定性下降约34.5%。不同植被类型对斜坡稳定性影响有所不同，总体上乔木林覆被斜坡稳定性灌丛覆被斜坡稳定性草甸覆被斜坡稳定性。(2)综合坡度和植被类型两个影响因素，当坡度30时乔木林覆被斜坡稳定性灌丛覆被斜坡稳定性草甸覆被斜坡稳定性;当坡度30时乔木林覆被斜坡稳定性草甸覆被斜坡稳定性灌丛覆被斜坡稳定性，其结果差异主要受计算中植被的自重荷载影响。(3)在不稳定斜坡中，发育概率与坡度之间服从正态分布。其中乔木林覆被不稳定斜坡与坡度服从 xN(31.37，40.20)正态分布，灌丛覆被不稳定斜坡与坡度服从 xN(33.70，39.06)正态分布，草甸覆被不稳定斜坡与坡度服从 xN(34.99，22.85)正态分布。(4)植被的根系固土作用能增加斜坡的稳定性，使得不稳定斜坡的临界坡度提高。研究区发育不稳定斜坡的最大概率坡度区间分别为:乔木林 26.037.0、灌丛 28.039.0、草甸 31.039.0。本文对区域内植被覆被条件下潜在不稳定斜坡的分布规律进行了初步探究，其结果与前人研究较为相符，但该方法仍需在更多流域内得到验证与推广，期望在进一步的研究中能将植被对斜坡稳定性的影响进行量化评价，建立植被覆被条件下地质灾害风险评估的指标体系。参考文献Ba J，Wang L，Zheng W M，et al 2011 Characteristics and distributionof the geology disasters of the Dadu iver in Sichuan，ChinaJJournal of Chengdu University of Technology(Science TechnologyEdition)，38(5):529537Cazzuffi D，Crippa E 2005 Contribution of vegetation to slope stability:an overview of experimental studies carried out on different types ofplantsCGeo-Frontiers Congress Austin:American Society ofCivil Engineers:112Chen X Q，Cui P，Wei F Q 2006 Study of control debris flow in high-covered vegetation regionJ Journal of Mountain Science，24(3):333339Cheng W D 2019 emote sensing monitoring research of vegetationchange in the Dadu iver BasinD Chengdu:Chengdu Universityof TechnologyCui P，Lin Y M 2013 Debris-flow treatment:the integration of botanicaland geotechnical methodsJ Journal of esources and Ecology，4(2):97104Ding J，Yan Y，Yue C T，et al 2007 Analysis of the geological hazardsdistribution and development tre