maanvyörymät

maanvyörymät ovat toinen luonnonvaara, joka esittelee voimalakitaajuusaluetilastoja hyvin erilaisissa olosuhteissa. Tarkastelemme ensin 16809 maanvyöryn alueellista inventointia Umbria-Marchen alueella Italiassa (14). Inventaario on saatu 1:33 000: n asteikolla otettujen ilmakuvien analyyseistä, joita on täydennetty yksityiskohtaisilla geomorfisilla tutkimuksilla valituilla paikoilla (15, 16). Ei-numeerinen pinta-alajakauma on esitetty kuviossa. 9 (tietoaineisto A). Keskisuuret ja suuret maanvyörymät korreloivat hyvin potenssilakisuhteen eksponentin aL = 2,5 ja Interceptin C = 300 kanssa (AL km2: ssa). Tämä tietokokonaisuus poikkeaa teholain asteikosta al < 10-1 km2 (a ≈ 300 m). Ekvivalentti kumulatiivinen jakauma ekv. 21 is seuraavaksi tarkastellaan Umbrian alueella tapahtunutta 4 233 maanvyörymän inventointia, jonka aiheutti äkillinen lämpötilan muutos 1.tammikuuta 1997. Inventaario on saatu analysoimalla ilmakuvia, jotka on otettu 1:20 000 asteikolla 3 kuukautta lumensulatustapahtuman jälkeen ja joita on täydennetty kenttätutkimuksilla. Näiden maanvyörymien ei-laskennallinen pinta-alajako on myös esitetty kuviossa. 9 (Tiedosto B). Huomaa, että pystysuuntaisia asteikkoja on mukautettu siten, että nämä kaksi tietokokonaisuutta ovat päällekkäisiä. Nämä maanvyöryt korreloivat hyvin myös eQ: n voimalakisuhteeseen. 21, jälleen ottaen Al = 2, 5 ja C = 0, 3 (AL km2: ssa). Tämä tietojoukko poikkeaa teholain asteikosta al < 10-3 km2 (a ≈ 30 m).

kahden tietoaineiston päällekkäisyys kuvassa. 9 osoittaa, että voimalain skaalaus on voimassa maanvyörymäalueilla, 10-3 km2 < AL < = 4 km2, eli pituusasteikoilla, jotka ovat suurempia kuin ≈ 30 m. maanvyöryt (tietokokonaisuus B) ovat varmasti täydellisempiä kuin historialliset maanvyöryt (tietokokonaisuus a). Päätämme, että kaatuminen (at AL = 2 × 10-2 km2 alueellisessa inventaariossa tietokokonaisuudessa A, johtuu kyvyttömyydestä mitata pienempien maanvyörymien alueita ilmakuvissa ja/tai eroosion ja muiden hukkumisprosessien aiheuttamasta kaatumisesta.

toisaalta tietoaineistossa B olevien maanvyörymien kaatuminen ei ole artefakti, vaan se on seurausta voimalain skaalauksen katkaisemisesta pituusasteikolla, joka on noin ≈ 30 m. lumien sulamisen käynnistämien maanvyörymien tuoreuden ja laadun ja mittakaavan vuoksi (1:20 000) ilmakuvista pienin johdonmukaisesti kartoitettu maanvyörymäalue on noin 2,5 × 10-4 km2 (a ≈ 16 m) eli pienempi kuin ulottuvuus a ≈ 30 m, jolla tietojoukko poikkeaa voimalakisuhteesta. Tätä päätelmää ovat tukeneet myös valituilla paikoilla tehdyt yksityiskohtaiset geomorfiset tutkimukset, jotka ovat vahvistaneet, että ilmakuvista tehdyt inventoinnit ovat käytännössä täydellisiä.

lumien sulamisesta aiheutuneiden maanvyörymien osuus kokonaisinventaariosta voidaan päätellä myös Fig: ssä olevien tietokokonaisuuksien A ja B vertailusta. 9. Varsinaisissa maanvyörymäinventoinneissa lumien sulamisesta johtuvien maanvyörymien (tietokokonaisuus B) kokonaispinta-ala on 12,7 km2 ja ne muodostavat 0,7% pitkäaikaisten (alueellisten) maanvyörymien kokonaispinta-alasta (tietokokonaisuus A) 1 831 km2. Kuitenkin taajuus-alue jakaumat kuten esitetty kuvassa. 9 Kerro toinen tarina. Oletetaan, että molemmat inventaariot ovat täydelliset suurempien maanvyörymien osalta. Todisteita siitä, että tämä on totta, voidaan nähdä Fig. 9, jossa molemmilla tietojoukoilla A ja B on sama potenssilakijakauma. Vertaamalla C-arvoa Eq: sta. 21 molemmat jakelut (Kuva. 9), tietoaineistossa B on C = 0,3 ja tietoaineistossa A on C = 300; suhde on 1:1 000.

kahden taajuusalueen jakauma-alue edustaa kunkin tietoaineiston suhteellista kokonaisvyöryalaa. Muutetaan C Eq: ssa. 21 kertaa 1000 on sama kuin muuttaisi taajuuskäyrän alle jäävää aluetta kertoimella 1000. Näin ollen taajuusaluejaon perusteella lumen sulamisesta aiheutuneiden maanvyöryjen kokonaispinta-ala (tietokokonaisuus B) on 0,1 prosenttia pitkäaikaisten alueellisten maanvyöryjen kokonaispinta-alasta (tietokokonaisuus A). Alempi arvo 0,1% (vs. 0,7%, kuten edellisessä kappaleessa käsiteltiin) kertoo siitä, että tietokokonaisuus A on puutteellinen.

tärkeä kysymys on laukaisevien maanvyörymien suhteellinen merkitys pitkän aikavälin maanvyörymien inventoinnissa. Syntyvätkö useimmat maanvyöryt suurimmissa laukaisevissa maanvyörytapahtumissa vai hallitseeko maanvyöryjen säännöllinen Tausta maanvyöryjen inventointia? Maanjäristykset, lumen sulaminen ja voimakkaat tai pitkittyneet sateet aiheuttavat varmasti monia maanvyöryjä. Mutta mitkä ovat näiden tapahtumien yleisyys-magnituditilastot? Vertailu tehty Fig. 9 tarjoaa järkevän perustan laukaista maanvyöry tapahtuman voimakkuuden määrittämiselle. Pelkästään laskettujen maanvyöryjen määrän laskeminen ei ole sopivaa; näin tehdään kuviossa esitettyyn vertailuun. 8 johtaisi vakavaan virheeseen, koska tietoaineisto B on suhteellisen täydellinen (eli kaikki tai suuri osa laukaisevista maanvyörymistä lasketaan) ja A on puutteellinen. Todellisten maanvyöryinventaarioiden perusteella näiden kahden tietoaineiston suhteelliset intensiteetit olisivat 4,233 / 16,809 tai ≈1/4. Tämä on hyvin erilainen kuin edellinen johtopäätös, joka perustuu kunkin tietojoukon potenssilakijakaumaan ja C:n arvojen suhteeseen 1: 1000, että suhteelliset intensiteetit ovat 1/1000.

vertailun vuoksi tarkastelemme nyt 17.tammikuuta 1994 Northridgessä, CA, sattuneen maanjäristyksen 10000 km2: n alueella aikaansaamien 10000 maanvyöryn taajuusjakaumaa. Harp ja Jibson tekivät inventaarion näistä maanvyörymistä (17. He käyttivät 1: 60 000 mittakaavan ilmakuvaa, jotka otettiin maanjäristyksen jälkeisenä aamuna, ja vertasivat näitä kuvia aiemmin otettuihin valokuviin. Digitoituja kuvia täydennettiin kenttätyöllä. He arvioivat, että inventointi on lähes valmis maanvyörymille, joiden pituusasteikko on suurempi kuin ≈ 5 m. Näiden maanvyörymien ei-laskennallinen määrä-aluejako on esitetty kuviossa. 10. Nämä maanvyörymät korreloivat hyvin voimalakisuhteen ekv. 21 ottaen Al = 2, 3 ja C = 1, 0 (AL km2: ssa). Tämä tietojoukko poikkeaa teholain asteikosta al < 10-3 km2 (a ≈ 30 m).

tiedot näistä maanjäristysten aiheuttamista maanvyöryistä Kaliforniassa ovat huomattavan samanlaisia kuin lumien sulamisen laukaisemat maanvyöryt Keski-Italiassa. Parhaiten sopiva voimalain eksponentti on Kalifornian datalla aL = 2,3 ja Italian datalla aL = 2,5. Pienten maanvyörymien siirtyminen tapahtuu pääasiassa samoilla maanvyörymäalueilla näiden kahden tietoaineiston osalta. Lumien sulamisen laukaisemien maanvyörymien suhteelliset voimakkuudet saadaan viikunoissa annetuista korrelaatioista. 9 ja 10. Al = 10-2 km2: n alueella tehty vertailu osoittaa, että Kalifornian maanvyörymätapahtuman voimakkuus oli noin kaksinkertainen Italian maanvyörymätapahtumaan verrattuna. Koska molemmat inventaariot vaikuttavat suhteellisen täydellisiltä, suhteelliset intensiteetit ovat verrannollisia maanvyörymien määrään eli 11 000 / 4 233 = 2,6.

vertaamme seuraavaksi edellä annettuja tuloksia aiempiin tutkimuksiin. Fujii (18) teki kumulatiivisen pinta-alaluettelon 800 maanvyörystä, jotka aiheutuivat Japanissa sattuneesta rankkasateesta. Erinomainen korrelaatio power-law relation Eq. 22 löytyi, ottaen bL = 0,96. Ekvivalentti noncumulative power-law eksponentti ekv. 21 on aL = 1,96. Hovius ym. (19) on luetteloitu 4984 maanvyörymää montanen vyöhykkeellä Alppien siirroksen itäpuolella Uudessa-Seelannissa. He arvioivat, että nämä maanvyöryt tapahtuivat 40-60 vuoden aikana. Niiden logaritmisesti sidotut tiedot korreloivat hyvin potenssilain suhteen kanssa eksponentti bL = 1,17. Koska logaritminen binning vastaa kumulatiivista jakaumaa (Eq. 22), ekvivalentti noncumulative power-law eksponentti ekv. 21 on aL = 2,17.

Hovius ym. (20) on luetteloitu 1040 uutta maanvyöryä Ma-anin ja Wan-Lin valuma-alueilla Taiwanin keskiosan itäpuolella. He arvioivat, että maanvyöryjen ikä on alle 10 vuotta. Heidän logaritmisesti binnatun datansa potenssilain eksponentti oli bL = 1,66. Ekvivalentti noncumulative power-law eksponentti ekv. 21 on aL = 2,66. Tämä tietojoukko poikkeaa teholain asteikosta al < 10-3 km2 (a ≈ 30 m). On mielenkiintoista huomata, että power-law eksponentti ja poikkeama power-law skaalaus tämän aineiston ja kaksi maanvyöry tapahtumia edellä (Italia ja Kalifornia) ovat hyvin samanlaisia.

useita alueellisia maanvyörymäinventointeja koskevat Ei-kumulatiiviset pinta-alajakaumat on antanut Malamud ja Turcotte (21). Tulokset 1 130 maanvyörystä Challanan laaksossa, Boliviassa korreloivat hyvin Ei-Kumulatiivisen valtaoikeuden suhteen, Eq: n kanssa. 21, ottaen aL = 2,6; 3,243 maanvyörymiä Akishi Alue, Keski-Japani korreloivat hyvin, ottaen aL = 3,0; ja 709 maanjäristystä Eden Canyon, Alameda, CA korreloivat hyvin, ottaen aL = 3,3.

Hungr ym. (22) ovat esittäneet kumulatiiviset taajuus-tilavuusinventaariot 1937: lle kallioputoukselle ja-liukumäelle Lounaisen Brittiläisen Kolumbian pääkuljetuskäytävillä. Aineisto korreloi kohtuullisen hyvin potenssilakisuhteen kanssa, kun kulmakerroin on -0,5 ± 0,2. Olettaen, että tilavuus V korreloi alueen kanssa v ∼ A3/2: n mukaan, ekvivalentti kumulatiivinen taajuusalueen potenssilakieksponentti (Eq. 22)on bL = 0, 75 ± 0.30, ja vastaava noncumulative taajuusalueen potenssilaki eksponentti (Eq. 21) on aL = 1, 75 ± 0, 30.

Dai ja Lee (23) ovat kartoittaneet kumulatiivisesti 2 811 Hongkongissa vuosina 1992-1997 tapahtunutta maanvyöryä. Aineisto korreloi kohtuullisen hyvin voimalain kanssa, jossa Rinteen lukema on -0,8. Jälleen oletetaan V ∼ A3 / 2, vastaava kumulatiivinen taajuusalueen potenssilain eksponentti (Eq. 22) on bL = 1,2, ja ekvivalentti noncumulative frequency-area power-law eksponentti (Eq. 21) on aL = 2,2.

vaikka vaihtelua varmasti esiintyy, monet maanvyörymien inventoinnit näyttävät täyttävän ei-numeeriset voimalakitaajuusaluetilastot eksponentilla aL = 2,5 ± 0,5. Tärkeä kysymys on, johtuuko tämä suhteellisen suuri hajonta aL: n arvoissa aineiston hajaantumisesta vai eri geologiaan liittyvistä aL: n arvoista. Yksittäiselle datajoukolle AL: n virherivi voi olla suhteellisen suuri. Esimerkiksi Stark ja Hovius (24) löytävät muunnelmia järjestyksestä aL = 2,88 ± 0,22. Tämä vaihtelu on hiljaista myös meidän Viikunassamme. 9, jossa kunkin tietojoukon virherivi aL = 2,5 ± 0,25 on kohtuullinen. Mutta kun nämä kaksi tietokokonaisuutta yhdistetään, virhe pienenee arvoon aL = 2,5 ± 0,10. Tämä yhdistelmä viittaa siihen, että maanvyörymien voimaoikeusjakauma voi päteä laajemmallakin arvoalueella kuin aiemmat tutkimukset osoittavat.

uskomme, että todisteet ovat vakuuttavia siitä, että keskisuuret ja suuret maanvyöryt täyttävät johdonmukaisesti voimalain (fraktaali) taajuusaluetilastot, mutta miksi? Yksi selitys on yksinkertaisesti vedota hiekkakasamalliin analogisena maanvyörymille samalla tavalla kuin liukukivimallit liitetään maanjäristyksiin. Maanvyöryjen ei-numeerisen voimalain eksponentti on kuitenkin aL = 2,5 ± 0,5, kun taas hiekkakasamallin lumivyöryjen ei-numeerisen voimalain eksponentti on aL ∼ 1,0. Selittää tämän eron, Pelletier et al. (25) yhdistettiin kaltevuus stabiilisuus analyysi itse affine topografia ja maaperän kosteuspitoisuus ja löytyi power-law noncumulative taajuus-alueen jakauma al = 2,6.

Hergarten ja Neugebauer (26) käyttivät numeerista mallia, jossa yhdistyivät kaltevuusvakaus ja massaliike, ja löysivät approksimaation potenssilakijakaumalle, jonka eksponentti on aL ∼ 2,1. Nämä kirjoittajat (27) käyttivät myöhemmin ajasta riippuvaa heikennystä sisältävää soluautomaattimallia, joka oli samanlainen kuin hiekkakasa-malli, ja löysivät potenssilakijakauman, jossa on al ∼ 2.0. Vaikka on varmasti mahdollista kehittää malleja, jotka toistavat todettua aktuaalisen tiedon potenssilakiriippuvuutta, on todellinen kysymys, ovatko nämä mallit realistisia hallitsevan fysiikan kannalta. Varmasti tarvitaan paljon enemmän työtä, jotta saadaan kattava selitys voimalakikäyttäytymiselle.

tietojen siirtymä pois pienten maanvyörymien teholakikorrelaatiosta vaikuttaa myös systemaattiselta ja vaatii selityksen. Yksi mahdollisuus on, että rollover-asteikolla on geomorfologinen selitys. Kaatuminen tapahtuu alle 30-metrisille suomuille, joille hyvin määritellyt virtaverkot muodostuvat. Puro-ja jokiverkostoihin liittyvillä loukoilla odotetaan olevan merkittävä rooli ilmastollisesti hallittujen vikojen, kuten tietoaineiston B, tai muiden sateiden aiheuttamien maanvyörymien geometriassa. Ilmastollisesti hallituille maanvyörymille vesi ja pohjavesi ovat tärkeitä asioita, ja molemmat liittyvät Rinteen kokoon, joka puolestaan riippuu jokiverkoston rakenteesta ja tiheydestä. Seismisesti aiheutettujen maanvyöryjen suhteen suhde ei ole yhtä selvä. Näitä maanvyörymiä ja erityisesti kallioputouksia tapahtuu siellä, missä rinteet ovat jyrkempiä, missä seisminen tärinä keskittyy ja missä Kallio on heikompaa. Vaihtoehtoinen selitys tietojen kaatumiselle on, että tämä asteikko edustaa siirtymistä koheesion hallitsemista epäonnistumisista tyvikitkan hallitsemiin epäonnistumisiin.