《Geomorphology》：An extended kinematic inventory, magnitude-frequency curves, and damage assessment of rock slope failures in the central Spanish Pyrenees
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本研究针对西班牙比利牛斯山脉中部岩质边坡失稳（RSF）灾害问题，通过构建高分辨率运动学编录并结合InSAR监测数据，系统分析了1232处RSF的空间分布、活动性、形态特征及成灾规律。研究发现，研究区RSF以旋转式岩滑和土流为主，其发育受岩性、冰川卸荷及坡度等因素显著控制，并已对居民点、交通干线及水库大坝等关键基础设施构成严重威胁，直接经济损失已超1.52亿欧元。该研究为区域滑坡风险管理提供了重要的科学依据和数据支撑。
在雄伟的比利牛斯山脉，山体滑坡是每年造成巨大人员伤亡和经济损失的最频繁、最广泛的自然灾害之一。在欧洲，过去20年间，476起致命性滑坡事件平均每年导致68人死亡，造成47亿欧元的损失，而西班牙在欧洲国家中，滑坡造成的经济损失排名第三，死亡人数排名第五。位于西班牙与法国边境的比利牛斯山脉中部地区，更是被欧洲滑坡敏感性图列为五大滑坡热点区域之一。然而，该区域现有的国家滑坡数据库（BDMOVES）记录稀疏，明显低估了滑坡的真实影响。历史上，该地区曾发生多起灾难性滑坡事件，如1373年摧毁Monclús村的岩石滑移、1714年掩埋Inza村的土流等，均造成了毁灭性后果。当前，该区域大量存在的岩质边坡失稳（Rock Slope Failures, RSFs）现象，直接威胁着跨境基础设施、居民点、水库和滑雪场，常常意味着高昂的工程减灾措施和对人类生命的重大威胁。
为解决上述问题，并改进现有国家数据库的不足，研究人员在SPIRAL项目（Interreg-POCTEFA计划2021-2027）框架下，对西班牙比利牛斯山脉中部阿拉贡地区开展了深入研究，其成果发表在《Geomorphology》上。研究旨在提出一份新的、高分辨率的运动学RSF编录，全面评估RSFs的时空分布规律，并深入分析其控制因素，特别是岩性、坡向、坡度以及冰川消退后卸荷效应的影响，最终为区域风险管理策略整合RSFs信息提供坚实基础。
研究主要关键技术方法包括：基于高分辨率航拍影像（1956-2021年）和5米分辨率数字高程模型（DEM）的详细地貌测绘；利用欧洲地面运动服务（EGMS）的InSAR（合成孔径雷达干涉测量）数据（2016-2023年）进行地面位移监测，识别活动性RSF；结合地方档案、研究报告和BDMOVES国家编录进行数据补充；采用最近邻指数（R）分析RSF空间分布模式；并利用面积-体积幂律关系（V = k × Aα）估算滑坡体积。
4.1. 形态计量分析
研究在11,443 km2的研究区内共识别出1232处RSF，空间密度为0.11处/km2。旋转式岩滑是最主要的类型（746处，占60.5%），其次为土流（309处，占25.1%）。基于InSAR数据，129处（10.5%）RSF被判定为活动性，位移速率在5-75毫米/年之间。RSF的空间分布明显受坡向控制，集中在30°至90°（东北-东向）的坡面上。不同RSF类型的形态和体积差异显著，复合型滑坡和岩石边坡变形（RSD）的平均面积和体积最大，而岩滑规模相对较小。绝大多数RSF（尤其是岩崩、RSD、复合型破坏和土流）发生在曾受冰川作用的地区。岩性分析表明，RSF主要集中在沉积岩地区，尤其是浊积岩中（623处，密度1.329处/km2），而火成岩中的RSF极少。
4.2. 空间分布
最近邻指数（R = 0.397）表明RSF整体呈聚集分布。RSF的累积频率-面积关系在半对数坐标上均呈现负线性关系，但研究区的曲线斜率较缓，表明中小型滑坡比例较高，这与该区岩滑和土流占主导有关。将复合型RSF和RSD单独分析时，其曲线与阿尔卑斯山等地区的模式高度相似。坡度分析显示，大多数RSF发生在20°至30°的中等坡度上。比较滑坡体与邻近未扰动斜坡的平均坡度发现，岩滑、复合型破坏和RSD的坡度分布与原始地形接近，而土流则因内部变形导致其坡度明显低于周边斜坡，平均降低约5°。
4.3. RSF相关损害与威胁
RSF对自然环境（如改变排水网络、形成滑坡坝）和人类基础设施均产生重大影响。研究发现，163处RSF影响土路，41处影响管道、电力线和灌溉网络，5个滑雪场内有138处RSF。铺装道路受94处RSF影响，其中28处为活动性，对A-23高速公路和A-136跨境公路等交通要道造成严重破坏，修复和加固成本超过3000万欧元。此外，25个村庄受到RSF影响，其中11个面临活动性滑坡的威胁。29处RSF影响水库，其中10处为活动性，对大坝安全构成潜在风险。最具破坏性的是威胁耶萨水库的Marmayor滑坡，其治理措施（包括头部削方、挡土墙、锚索和排水系统）耗资巨大，仅边坡稳定一项费用就已接近大坝原建设预算。
5.1. RSF形成的控制因素
坡度、岩性和冰川卸荷是控制RSF发生的关键因素。RSF主要集中在20°-30°的斜坡上。岩性方面，低强度的细粒岩石（如浊积岩、板岩、泥灰岩）最容易发生失稳，其中凯珀组蒸发岩因其溶蚀和粘土遇水膨胀特性，RSF密度极高。冰川消退导致的卸荷效应是重要的促发因素，但多数RSF的发生时间晚于冰川退却期，表明卸荷主要起预备作用而非直接触发。
5.2. 规模-频率分析
与英国山区和阿尔卑斯山的RSF编录相比，本研究区的规模-频率分布曲线斜率较缓，反映了该区以中小型岩滑和土流为主的特点。当仅分析复合型RSF和RSD时，其分布曲线与阿尔卑斯山和英国山区的模式非常接近，证实了不同造山带大型深层滑坡具有相似的规模-频率行为。
5.3. 编录对防灾减灾的重要性
详细的滑坡编录是降低滑坡风险的基础。本研究建立的编录相比之前的国家数据库（BDMOVES），RSF数量从123处增加至1232处，增长了约1000%，极大地改善了对该地区滑坡灾害的认识。编录揭示了RSF与基础设施、居民点的复杂相互作用，强调了在土地利用规划、工程设计和应急响应中充分考虑滑坡灾害的必要性。历史上市镇建于古滑坡体上以及现代基础设施与活动性RSF相交，导致了巨大的社会经济损失。研究表明，基于详细编录的风险管理策略可以显著减少与边坡失稳相关的长期经济成本。
研究结论强调，西班牙比利牛斯山脉中部的RSF是一个普遍且代价高昂的地质灾害问题。新编录揭示了RSF的类型、分布、活动性及其控制因素。研究成果对于该地区未来的土地规划、基础设施建设和灾害风险管理具有至关重要的指导意义。通过避免在高风险区建设、预防滑坡复活以及设计更具成本效益的干预措施，可以显著降低RSF带来的社会经济损失。
