堰塞湖排险过程中的水文计算探讨

地震、滑坡等原因都能造成河道堵塞形成堰塞湖.堰塞湖的危害:一是上游的淹没灾害,二是溃决后对下游的冲毁及淹没灾害.要妥善处理堰塞湖,减少灾害损失,需要掌握一些水文信息.本文提出了解堰塞湖六个方面的基础信息,探讨如何计算堰塞湖里的蓄水量、堰塞湖溃坝流量及沿程最大流量.目的是为决策者提供基础水文信息,帮助领导正确决策,减少次生灾害的发生.     

公元前221年—公元1911年陕甘地区堰塞湖成因浅析

本文以历史文献资料为基础,对公元前221—公元1911年陕甘地区堰塞湖信息进行了初步梳理。共发现30处堰塞湖,其中陕西9处,甘肃21处。从堰塞湖成因看,主要是地震、强降雨、河流侧蚀等诱发崩塌、滑坡,继而形成堰塞湖。这一时段内,陕甘地区的堰塞湖次生洪水灾害,大多数是堰塞湖形成时对上游的回水淹没,少数是溃坝洪水灾害。公元1411年—公元1911年期间,陕甘黄土高原地区每次Ms 7级以上地震大都诱发了堰塞湖,有的堰塞湖还造成严重的次生洪水灾害。     

汶川地震次生灾害的成因、成灾与治理

四川5．12汶川地震震级高,强度大,造成人民生命财产的损失巨大。地震次生灾害特别严重,频繁发生,以坡面地质灾害如崩塌、滑坡、泥石流和地面地质灾害如地裂缝、地面塌陷、道路滑塌以及堰塞湖和社会灾祸最为常见。这些次生灾害以活动断裂为地质构造基础;地表大量松散固体物质为物质来源;强烈频繁的余震、坡面流水和沟谷洪流为动力条件,暴雨、洪水、持续的高温为诱发和触发因素。暴雨、洪水、高温是次生灾害主要的致灾因子,由此形成了三个系列的灾害链,造成人员伤亡和生态环境恶化,影响更加深远。对汶川地震次生灾害的防治要加强监测与动态分析,及时排除堰塞湖险情,严防传染病的蔓延。当前防治应以工程措施为主,植树种草,进行生态修复是进行远期治理的根本措施。     

一九三三年叠溪地震滑坡堵江事件及其环境效应

１９３３年８月２５日叠溪发生７．５级强震，不仅使千年古城叠溪和邻近村寨被毁，人畜大量伤亡，道路，桥梁破坏甚多，而且极震区内地表变形破坏剧烈，岷江及其支流两岸出现大量滑坡、崩塌，堵江形成十余座天然堆石坝和堰塞湖。本文主要论述这次地震引起的滑坡堵江事件所产生的各种灾害及环境效应。     

岷江上游松坪沟地震山地灾害与生态环境保护

根据对岷江上游主干支流松坪沟河谷地震诱发山地灾害的最新调研资料，在阐述1933年8月叠溪7.5级地震在松坪沟河谷诱发的山地灾害类型及其特基础上，总结分析其发育分布规律，叙述了诱发的崩塌、滑坡和碎屑流等山地灾害及对松坪沟造成的堰塞，形成一系列景观独特的堰塞湖（海子）。文章重点对公棚海子崩塌堰塞湖、下白蜡寨滑坡堰塞湖、上白蜡寨碎屑流堰塞湖等典型实例的形成演化机制进行剖析，最后，提出了恢复和保护松平沟生态环境的对策与建议。     

雅鲁藏布江色东普沟冰崩—堵江—溃决灾害数值模拟

为了揭示雅鲁藏布江色东普沟2018年10月17日冰崩—堵江—溃决灾害链的动力演化过程,基于Massflow数值模拟仿真平台,使用Fortran编程语言,根据研究区域地质条件特征对程序进行二次开发以优化Voellmy模型,模拟冰崩—泥石流动力过程;将模拟泥石流得到的堰塞坝体嵌入地形中,运用ArcGIS计算堰塞湖范围及体积,通过Manning模型模拟堰塞湖溃决洪水动力过程。采用分段模拟法再现冰崩—泥石流—堵江—堰塞湖—溃坝的完整动力过程,对泥石流运动过程中的流速、流深,坝体高度,溃决洪水的流深、流速等参数进行定量化研究,为色东普流域的防灾减灾工作提供有效支撑。为了揭示雅鲁藏布江色东普沟2018年10月17日冰崩-堵江-溃决灾害链的动力演化过程,采用Massflow数值模拟仿真平台,以Fortran语言为编程手段,根据研究区域地质条件特征对程序进行二次开发优化Voellmy模型,模拟冰崩-泥石流动力过程;将模拟泥石流所得到的堰塞坝体嵌入地形中,采用ArcGIS计算堰塞湖范围及体积,通过曼宁模型模拟堰塞湖溃决洪水动力过程。采用分段模拟法再现冰崩-泥石流-堵江-堰塞湖-溃坝的完整动力过程,对泥石流运动过程中的流速、流深,坝体高度,溃决洪水的流深、流速等参数进行定量化研究,为色东普流域的防灾减工作提供有效支撑。     

汶川县渔子溪地震地质灾害特征及灾害链成生分析

渔子溪下游耿达乡-映秀镇河段是汶川地震触发震害最为严重、灾害链效应最为显著的河段之一。本文通过详细的实地调查和遥感影像分析,力求揭示该河段地质灾害的特征及灾害链的成生过程、成生条件。依据震害特征,将地质灾害划分为斜坡中上部强风化岩土体失稳坠落、块状岩质边坡滑移式垮塌及局地暴雨启动型泥石流3类,并分析震害发育规律。调查表明,灾害点的空间展布受控于发震断裂,且北岸发育密度更大,茂汶断裂两侧差异显著。对51个崩塌点及17条泥石流研究发现,地震崩塌灾害主要发生在40°以上斜坡,主要分布在斜坡中上部(0.4倍坡高以上)及地貌突出部位,且大纵比降的壮年期沟谷易发泥石流。同时,诱发因素的转变致使地质灾害向降雨主导的小规模单体崩塌、泥石流方向发展。区内主要存在2种地质灾害链:(1)内动力地质灾害链"地震→崩塌→压迫河道、毁路或形成堰塞湖",其成生过程经历高速启动、滑移运动、堵河3个阶段; (2)内外动力耦合作用地质灾害链"地震→崩塌、震裂山体→暴雨→泥石流→压迫河道、毁路或形成堰塞湖",成生过程可划分为启动、堵塞(沟谷后)溃决、铺床、堵河4个阶段。灾害链的成生条件概括为:脆弱的地质环境; 强烈地震动震垮、震裂高陡斜坡(>50m,>40°); 强降雨及适宜的堵河条件。     

吉林省长白山天池新生代火山喷发作用及火山灾害的环境效应

通过对吉林省长白山天池火山的研究及１：５万区域地质调查资料,将区内新生代上新世以来的火山活动划分为４个火山喷发旋回及１３个火山喷发期,对爆发性火山作用划分了岩浆型、蒸气－岩浆型（岩浆－蒸气型）和蒸气型三种类型。火山喷发动力学机制的研究,对长白山天池火山的稳定性作出补步评价,在此基础上,对该区生代上新世以来的火山喷发作用及其引发的火山灾害的环境效应进行了论述。并对火山喷发作用所产生的积极环境效应,提出了合理开发和利用的建议。     

高风险堰塞湖风险类型及防范对策

典型高风险堰塞湖具有崩塌滑坡方量大、集雨面积大、蓄水量大、溃决历时短、破坏力强、灾害链长等特点,属重大水旱灾害。堰塞湖信息快速获取、风险快速评估、风险处置与快速解危、风险管控预报等方面技术仍较为薄弱,其风险防范及应对属世界性难题。本文在分析堰塞湖致灾危害的基础上,归纳梳理了堰塞湖风险类型及其防范与对策,提出有必要在堰塞湖灾损发生前及早发现隐患、分析预测潜在风险,进而提前干预来减免风险;从堰塞湖风险评估、风险处置、风险后评估及后续处置等方面对堰塞湖风险防范与对策进行了总结,提出堰塞湖风险应对中的关键技术问题,以期为堰塞湖的风险防范和应对提供有益借鉴。     

黄河上游松坝峡特大型滑坡堰塞湖及地貌效应研究

青藏高原贵德盆地东部的松坝峡峡谷区分布有多处特大型和巨型岩质古滑坡,其滑动后曾堵塞黄河干流形成巨大堰塞湖。文章在野外调查、样品测试和高分影像解译的基础上,分析了松坝峡特大型和巨型滑坡的空间特征、滑坡堰塞湖地貌形态及湖泊溃决后的环境效应,主要取得了以下认识:(1)贵德盆地东部晚更新世以来至少发育了7处特大型-巨型古滑坡,其中松坝峡左岸和右岸滑坡发生后堵塞黄河形成面积达150 km~2的古滑坡堰塞湖;(2)该堰塞湖湖相纹泥层厚约14 m,湖相层底部和顶部14C年代分别为4 030+/-30 BP和1 090+/-30 BP,指示堰塞湖持续了约3 000 a;(3)贵德盆地东部晚更新世以来地貌演化时间顺序:松坝峡左右岸滑坡发生→堰塞湖形成→古洪积扇发育→堰塞湖溃决→革匝滑坡发生→古河道摆动和近百年泥石流扇发育。     

地震诱发的堰塞湖初步研究

由于地震引发山体滑坡并堵塞河道形成的湖泊称为地震堰塞湖。据统计,我国自1856年以来,共计产生141个地震堰塞湖,按照其形成和造成的灾害来看,堰塞湖可以分为3类:高危型堰塞湖、稳态型堰塞湖和即生即消型堰塞湖。高危型堰塞湖由于蓄水量大、落差大,往往在形成后几天至几年后会被冲垮,形成严重的地震滞后次生水灾。稳态型堰塞湖(亦称“死湖”),可以存在很长时间且湖积水量很大。即生即消型堰塞湖为震时形成的短时堰塞湖,很快会被后来累积的水体冲毁,一般危害不大。如果简单的用时间来区分堰塞湖的类型,那么在一天或者几天内溃决的是即生即消型堰塞湖;几天至100年溃决的是高危型堰塞湖;溃决时间超过100年者,是稳态型堰塞湖。     

从黄土灾害链看溃决型泥石流形成——以叶城柯克亚乡六村为例

集中分布于昆仑山北坡2 500～4 000 m高度上的风积土因形成时代新、搬运距离短、成壤作用弱而多为松散多孔的灰黄色粉土或黄土状土。造成重大人员伤亡的叶城"7.6泥石流事件"为近年来日益重视的黄土灾害链发生机理研究提供了一个独特案例。采用遥感影像分析、现场调查、走访、高密度电法勘探等技术方法,研究发现该事件从斜坡高位长达10～15 a发育弧形张拉裂缝开始,短时强降雨诱发破坏,产生浅层远距离滑坡,堵塞河沟成堰塞湖,土坝溃决形成稀性泥石流乃至下游洪水。本文所揭示的柯克亚乡黄土地质灾害链发生机理在南疆较常见,或可称叶城模式。研究发现,突发破坏以滑坡而非水土流失形式,缘于中高山区斜坡上的风积土厚度一般小于20 m、坡脚与侧蚀河床距离有限。本研究解释了下游河谷突然断流,次日突发洪水现象原因:中上游堰塞湖形成、滞后溃决和瞬时泥石流、洪水损害环链生性灾害。     

雅鲁藏布江流域古堰塞湖群的发育及其地质意义初探

展布于青藏高原东南部的雅鲁藏布江流域河谷中广泛分布有古堰塞湖沉积,古堰塞湖发育与构造活动、气候变化和地表过程等因素关系密切。在广泛地质调查的基础上,识别出雅鲁藏布江流域的十余个古堰塞湖,通过对其开展沉积学、地貌学和年代学工作,结合前人工作结果,初步建立了古堰塞湖群的地层年代框架。地表残留的古堰塞湖沉积多集中于末次冰期冰盛期和全新世早期,持续时间可达千年—万年。对大竹卡古湖、格嘎古湖和易贡湖的研究结果进行了介绍,归纳出古堰塞湖群发育的基本特征,初步讨论了构造、气候和侵蚀相互作用下古堰塞湖研究的意义、存在的问题以及研究的方向。提出末次冰期以来的冰川(泥石流)堵江-堰塞-溃决洪水所构建的极端气候-灾害事件,对雅鲁藏布江河谷地貌和古地理环境等有重要影响。     

新疆伊宁县皮里青河滑坡成灾机理分析

2017年3月24日,受冰雪消融影响,新疆伊犁哈萨克自治州伊宁县喀拉亚尕奇乡喀拉亚尕奇村发生滑坡灾害,滑坡堵塞皮里青河,形成堰塞湖,未造成人员伤亡。通过现场调查分析和数值模拟,结果表明:(1)皮里青河滑坡成灾过程为:河流冲刷坡脚,前缘局部滑动→发生蠕滑-拉裂,坡体强烈变形→在冰雪融水入渗作用下发生整体滑动→堵塞河道,形成堰塞湖→堰塞体溃决;(2)因气温升高,冰雪消融入渗是滑坡形成的直接诱因,雪水入渗后并转化为地下水,黄土含水达到饱和,孔隙水压力增高,滑坡稳定性系数降低,在重力作用下发生整体高速下滑;(3)分析了新疆地区冰雪消融引起滑坡灾害链的成灾模式,为进一步科学地指导防灾减灾提供技术支撑。     

地球多级循环及其资源、能源、灾害、环境效应

在综合分析前人资料和系统梳理笔者认识的基础上,以整体观和系统论的思想为指导,针对板块构造学说存在的核心科学问题,采用分尺度、分层块、分阶段的研究思路,探讨开放复杂地球系统的物质运动方式。将水平运动与垂直运动相结合,流体运动与固体运动相结合,地球内部过程与外部过程相结合,探索盆山和洋陆的成因及其关联机理,认为热动力是驱动盆山地壳物质循环和洋陆壳幔物质循环的关键因素。开放地球系统存在与盆山、洋陆物质循环有关的水循环、火山物质循环、大气循环、碳循环、生物地球化学循环、洋流循环,由此产生资源、能源、灾害、环境效应。地球内部热能经过长期的积累之后,以超级干旱-火山-冰冻-地震-洪水-海平面上升组成的全球性巨灾链形式释放,具有时空结构和关联机理的巨灾连发导致生物分批死亡,集群绝灭。地质历史上还有无数规模较小、结构相似、机理相同的热灾害链,不同程度地影响地球生态环境和全球变化。热灾害链贯穿地球整个演化过程。根据下地壳流动规律和热灾害链时空结构对中国大陆强震进行了预测。强调取热减灾减排不仅能够解决能源危机,而且可以降低灾害强度,推迟灾害发生时间。     

金沙江上游特米古滑坡堰塞湖形成与溃决时间讨论

开展古滑坡堰塞湖形成演化过程研究,可以揭示古灾害地质环境效应,重建区域构造历史活动序列和古气候演变特征.特米古滑坡发育于金沙江上游巴塘段,滑坡堆积地貌和堰塞湖相沉积物保存较好,是研究区内古地质环境的良好载体.在遥感解译、无人机测绘、现场调查和地质测年的基础上,结合前人研究成果,分析探讨了特米古滑坡发育特征、堰塞湖形成时...     

基于Petri网的地质灾害事件空间复杂结构模拟与分析系统

地球系统中各种空间对象在时空及功能上的直接或间接的依赖关系是研究各种复杂问题的出发点, 模拟和分析这些对象之间的直接和间接制约关系往往是认识复杂系统和进行空间决策的基础, 如在地震、洪水、火灾等突发性事件发生过程中各种应急设施和部门的相互影响和制约往往是复杂的、不协调的关系.由此产生的级联效应往往会造成意想不到的严重后果.如何提高对灾害效应的认识, 预警预报灾害的级联效应是提高灾害预防和应急反应能力的重要基础.在研究灾害事件中相关对象之间的空间复杂结构的基础上, 通过建立定量关系来表示对象之间的相互关系, 采用模糊Petri网技术模拟对象之间的级联效应.以四川汶川大地震后堰塞湖的空间复杂结构为例, 动态模拟堰塞湖的潜在级联效应, 推测出易受影响的堰塞湖, 从而为有效防治地震后的次生灾害提供一种理论与技术思路.该方法和技术同样可以用于其他地学复杂系统结构的模拟和分析.      

大渡河上游鸡心堡滑坡形成的古堰塞湖及其环境效应

堰塞湖及其溃决洪水对山地地表过程具有强烈影响,严重危害山地区域的安全,对堰塞湖开展相关研究,可为区域现代堵江风险分析提供参考。以青藏高原东缘大渡河上游支流小金川鸡心堡古滑坡堰塞湖为研究对象,采用单片再生剂量法与标准生长曲线法相结合的方法对深度约12.5 m的湖相沉积剖面上的7个光释光样品测试年代,并进行了详细的地层学与年代学研究,恢复该堰塞湖的年代和范围,重建该古滑坡的规模,讨论了该古堰塞湖的成因及其环境效应。研究结果表明：1)研究区在距今约2～3 ka发生过一次滑坡堵江事件,形成鸡心堡古滑坡堰塞湖,持续一段时间后,形成最大流量约为2.70×10³ m³/s的洪水溃决过程;2)该古堰塞湖的堵江残留滑坡坝高约150 m,滑坡坝面积约1.41×10⁵ m²,体积约4.19×10⁶ m³,堰塞湖的面积约1.84×10⁶ m²,库容水量约6.10×10⁷ m³; 3)依据现有地...     

大型崩滑堵江事件及其环境效应研究综述

详细介绍了目前国外对滑坡堵江自然灾害在各方面的研究现状,包括了滑坡堵江事件的识别研究、滑坡堵江天然堆石坝和堰塞湖的研究、骨坡堵江事件的灾害研究和天然堆石坝的合理利用和治理以及中国地质人员近几年在这类灾害研究中所做的工作,提出了堵江灾害研究中存在的问题和发展方向。     

矿山灾害链及其断链减灾模式分析

为了揭示矿山灾害系统的复杂性规律和运动本质,运用系统理论观点,从灾害链的角度对矿山灾害链定义、分类、特点及链式发育机理进行了研究。提出矿山灾害链组合断链减灾模型,即"初次断链+预防断链+灾后重建"组合断链模型,并在华恒公司矿井水害防治中得到运用,可以有效的解决矿井水害特别是矿井西部老空水问题。矿山灾害链式效应在矿山灾害中普遍存在,组合断链减灾模型为最佳减灾方案,而通过对断链程度和各断链过程对总断链的贡献率的计算实现断链最优化将成为今后研究的重点。