西藏嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害发育特征分析

西藏嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害十分发育,多次在易贡藏布、帕隆藏布及雅鲁藏布江下游造成流域性灾害链破坏,如易贡高位滑坡灾害链、古乡高位泥石流灾害链、尖母普曲高位崩塌灾害链、米堆冰湖溃决灾害链等。本文基于实地调研,并结合前人资料,总结了嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害的成灾模式,认为其可划分为“高位崩滑-碎屑流-堵江-洪水灾害链”、“高位崩滑-堵江-洪水灾害链”、“高位泥石流-堵江-洪水灾害链”、“冰湖溃决灾害链”等4种类型。本文还从地质构造与地震、地貌与水系、冰川、气象等4个方面分析了高位链式地质灾害的孕灾条件,并对其成因及发展趋势进行了探讨,认为在当前条件下,随着全球变暖加剧和人类工程活动增强,嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害的发生将更加频繁。     

岩溶山区崩滑灾害变形破坏地质模式分类

岩溶山区特殊的地质结构导致崩塌、滑坡等地质灾害时常发生,带来了严重的人员伤亡和经济社会损失。研究岩溶山区崩滑灾害特征,建立相应的变形破坏地质模式,对于岩溶山区崩滑灾害风险防控与治理工程具有重要理论意义与指导价值。文章以典型地质灾害形成演化过程为例,在系统地分析研究区典型崩滑灾害地质背景、影响因素、动力学与运动学特征的基础上,提出了岩溶山区崩滑灾害变形破坏地质模式,得出以下主要结论:（1）影响崩滑成灾基本因素（崩滑灾害体势能、岩溶结构面、岩组结构、斜坡地貌和斜坡结构）、影响因素（水文地质条件、工程活动、地震、降雨）和变形运动特征（运动形式和变形机制）三个方面,据此建立了岩溶山区崩滑灾害地质分类指标体系。（2）结合研究区特征对模型体系里面的每个要素进行系统分析,崩滑灾害的发生是各个要素相互组合、相互作用的结果。（3）总结了研究区内5种典型崩滑地质模式:高势能反倾降雨型高速远程滑坡—碎屑流模型、高势能斜倾视向采矿型高速远程崩滑灾害模型、超高势能横向陡倾地震型高速远程滑坡、高势能采矿型高速崩塌—碎屑流模型、低势能差异风化崩塌模型。为后续开展物理模拟、数值模拟、稳定性计算和变形破坏预测等工作奠定基础。下一步将更加深入全面地建立研究区的崩滑灾害模式,并进行崩滑灾害的危险性分级工作。      

茶隆隆巴曲山地灾害特征及冰崩碎屑流致灾风险研究

藏东南地区频发的山地灾害是川藏铁路规划建设需面临的重难点问题,川藏铁路以桥梁工程在沟口附近跨越了该地区的茶隆隆巴曲。为评价茶隆隆巴曲沟谷山地灾害对桥梁工程的影响,本文首先通过现场调查、高精度遥感解译、多光谱遥感地表位移监测、堆积物地质年代学分析、工程类比等综合技术方法,研究了茶隆隆巴曲沟谷内泥石流、冰崩、滑坡、崩塌等山地灾害的规模-频率、潜在发展趋势及灾害表现形式,总体上认为冰崩、岩崩和滑坡等山地灾害的主要影响是为后续的泥石流提供物源,而茶隆隆巴曲沟谷内泥石流等山地灾害相对不活跃。其次考虑极端情况下茶隆隆巴曲上游1号冰川675×10~4m~3物源发生高位冰崩碎屑流,应用Massflow对冰崩碎屑流进行了全过程精细化模拟,冰崩碎屑流经过沿途铲刮、碰撞和摩擦等运动消耗能量,到达茶隆隆巴曲大桥附近的流速为34 m·s~(-1),流深为24 m,低于桥梁净空43.5 m,在此基础上评价了高位冰崩碎屑流对桥梁工作的致灾风险,为茶隆隆巴曲大桥工程设置及防护措施提供了依据。     

贵州都匀马达岭地质灾害链的自动化监测

贵州省都匀市马达岭地灾体自2003年起间歇发生小规模崩塌,2006年5月18日持续降雨诱发大规模滑坡。崩滑体产生的碎屑流被采空区内蓄积的老窑水卷携并铲刮沟道残坡积物冲向下游形成泥石流。该地质灾害由崩塌、滑坡以及次生泥石流所组成,呈现连锁反应,形成了崩滑流灾害链。以贵州省马达岭地质灾害链为研究对象,基于现场地质环境条件调研和地质灾害链发育规律研究,确定以雨量、相对位移、倾角、渗压水头、泥位、次声为监测指标,在崩滑体后缘和泥石流沟口部位分别布置了相应的自动化监测仪器,形成了集自动采集、无线传输、数据解析、分析决策和预警预报为一体的地质灾害链自动化监测系统。监测系统运行状况显示,该监测系统能够较好地反映该地质灾害链的变形特征,可为该地质灾害链的预警预报提供技术支撑。     

四川绵茂路汉清段小岗剑滑坡特征与成因机制分析

2016年1月19日14:22分,绵竹市汉旺至清平汉(旺)-清(平)公路K10+000～K10+180路段发生滑坡,由于高位滑坡势能和冲击力大,在高速下滑过程中沿途高速撞击、铲刮、崩解,最终在坡脚汉清路及绵远河左侧形成了总方量达104.5×104m3的高位高速远程崩塌-碎屑流,阻断交通、壅塞了绵远河河道。在现场调查分析、资料收集的基础上,综合分析成因和演化,具体包括滑坡的基本形态特征、成灾背景与触发条件、形成机制及发展趋势等。预测次生地质灾害的规模和险情会呈逐次加大的趋势,且极易引发崩滑-碎屑流-泥石流-堵河灾害链。针对应急抢险阶段,提出主动、被动防治方案,分别进行风险性论证,并推荐隧道穿越为永久避让方案,为有序开展应急抢险和决策提供依据。     

四川绵茂路汉清段小岗剑滑坡特征与成因机制分析

2016年1月19日14:22分,绵竹市汉旺至清平汉(旺)-清(平)公路K10+000～K10+180路段发生滑坡,由于高位滑坡势能和冲击力大,在高速下滑过程中沿途高速撞击、铲刮、崩解,最终在坡脚汉清路及绵远河左侧形成了总方量达104.5×104m3的高位高速远程崩塌-碎屑流,阻断交通、壅塞了绵远河河道。在现场调查分析、资料收集的基础上,综合分析成因和演化,具体包括滑坡的基本形态特征、成灾背景与触发条件、形成机制及发展趋势等。预测次生地质灾害的规模和险情会呈逐次加大的趋势,且极易引发崩滑-碎屑流-泥石流-堵河灾害链。针对应急抢险阶段,提出主动、被动防治方案,分别进行风险性论证,并推荐隧道穿越为永久避让方案,为有序开展应急抢险和决策提供依据。     

低山丘陵区典型滑坡-泥石流链生灾害特征与成灾机理

2019年6月10—13日,龙川县发生持续强降雨,导致全县境内发生大量滑坡、泥石流灾害,贝岭镇米贝村是三个重灾区之一。本文以贝岭镇米贝村6号沟发生的滑坡-泥石流链生灾害为研究对象,在野外精细化调查测量基础上,结合数值模拟分析与计算,对链生灾害特征与成灾机理展开研究。研究发现:①6号沟内共发育7处浅层土质小型滑坡,仅3号滑坡体与部分6号滑坡体转化为泥石流,构成泥石流主要物源,其余滑坡未构成持续性影响;②持续降雨下渗,坡体由非饱和向饱和状态转变,坡表形成连续饱和区,孔隙水压力的增加与孔隙水的软化促使土体强度降低,加之坡体饱和自重的增大,斜坡发生浅表层失稳破坏;③降雨的持续下渗与支沟沟源“漏斗状”地形下的地表汇水快速增大滑坡松散堆积体内的含水率,促使其物理性质发生变化,在重力势能下呈流态状启动、运动转化为泥石流。降雨结构影响滑坡-泥石流链生过程,前期降雨引发滑坡、后期降雨启动形成泥石流,滑坡与泥石流的发生表现出阶段性特征。研究成果有助于指导当地政府进一步开展滑坡-泥石流链生灾害的防灾减灾工作,也为该地区未来区域预警研究工作提供理论支撑。     

泥石流堆积运动特征分析

以云南省东川市深沟泥石流堆积区为研究对象, 根据深沟可能爆发泥石流灾害的区域范围、规模、性质和介质特征, 按爆发20年一遇(频率5%)和100年一遇(频率1%)的泥石流灾害预测规模, 运用数值模拟方法模拟了泥石流爆发历时过程的堆积运动特征及空间分布形态; 分析了不同规模泥石流堆积运动过程中, 泥石流堆积厚度及堆积运动速度在空间上和时间上的变化发展趋势.      

四川石棉熊家沟泥石流形成机理与成灾特征分析

四川石棉熊家沟曾于2013年7月4日爆发泥石流,该次泥石流物源类型多样、形成机理复杂,并发生堵塞主河的次生灾害链,具有代表性。通过研究,本次泥石流是在强降雨条件下,以中上游沟道松散物为启动点、沿程下切拉槽、崩滑不断参与运动的一场由自然因素形成的地质灾害。泥石流形成因素分为强降雨、沟道物源启动、崩滑规模扩大3个方面。参与熊家沟泥石流启动汇集的物质来源为沟道物源和崩滑物源,其中,沟道物源量占总量的81.55%。物源补给以沟道松散物为主,崩滑直接提供物源量小分散。经过"7·04"灾害后,流域沟道淤积抬升,形成新的沟道松散物,为下次泥石流埋下了隐患。熊家沟泥石流的成灾模式类型多样,表现为淤积抬高、撞击冲毁、堵塞主河、淹没上游。通过堵河经验公式判别,"7·04"熊家沟泥石流的形成特征极易发生堵河,当地政府与防灾减灾部门应有的放矢做好地质灾害防治工作。     

青藏高原东缘高位崩滑灾害多动力多期次演化特征

青藏高原东缘是全球重要的活动构造区,高原峡谷区斜坡陡峻,高位崩滑灾害多发。采用遥感解译、地面调查、钻孔勘探及测年分析等方法,研究了西藏洛隆察达沟和易贡扎木弄沟两处高位崩滑堆积体的多动力多期次演化特征。研究结果表明：(1)沿陡峻沟道发生的高位崩滑灾害多为复合成因,兼具内动力和外动力作用交替促发特征;(2)洛隆察达沟晚更新世以来的堆积物形成序列可分为4期,分别经历了以冰川作用为主的冰碛物堆积、古地震引发的高位崩滑-碎屑流堆积、气候变暖背景下的冰-岩崩滑堆积及近代重力崩滑堆积;(3)易贡扎木弄沟在过去5500年中,先后发生了8次以上较大规模崩滑堆积,测年结果显示了巨型崩滑事件存在百年数量级的复发周期,由于不同期次巨型崩滑体的成因不同,复发周期可能存在长、中、短的差异;(4)近年来受全球气候变化影响,冰-岩崩滑灾害频现,可能成为高原峡谷区高位远程地质灾害研究的焦点。本文关于高位崩滑灾害多期次演化过程的认识对于高原峡谷区重大地质灾害防灾减灾具有一定启示意义。     

四川汶川地震-滑坡-泥石流灾害链形成演化过程

2008年“5·12”汶川Ms 8.0级地震之后,地震灾区表现出显著的强震地质灾害后效应。地震造成山体分水岭及山脊部位产生大量的崩塌和滑坡,崩滑体大多散落在山体的中上部,在强降雨作用下大量松散堆积物沿陡峻的沟道汇聚、加速,形成破坏性极大的高位泥石流,从而构成典型的地震-滑坡-泥石流灾害链。在回顾汶川地震灾区同震地质灾害的基础上,调查分析了震后汛期地质灾害的主要类型及其6种表现形式,将地震-滑坡-泥石流灾害链形成、演化过程划分为4个阶段：孕育阶段、地震同震滑坡阶段、震后滑坡-泥石流发育阶段、高位泥石流的动态演化阶段,提出高位泥石流的判识指标,并探讨其分布特征、动态变化趋势及其防治对策。     

重庆武隆鸡冠岭岩质崩滑-碎屑流过程模拟

1994年乌江重庆武隆段左侧岸坡鸡冠岭发生大型岩质崩滑,崩塌体碰撞解体后沿沟谷形成碎屑流,碎屑流体高速入江激起涌浪,最终形成堰塞湖,造成重大人员伤亡和经济损失。本文在滑坡现场工程地质调查的基础上,阐述了鸡冠岭崩滑-碎屑流的基本特征,对鸡冠岭崩滑-碎屑流运动过程中碰撞和铲刮等现象进行了分析,并基于DAN3D动力分析软件反演了鸡冠岭崩滑-碎屑流运动全过程,得到了崩滑-碎屑流速度分布规律和堆积体分布特征,模拟结果与滑坡的基本特征与堆积体分布特征基本吻合。鸡冠岭的研究成果较少,本文从数值模拟的角度剖析了鸡冠岭崩滑-碎屑流的动力特性,完善了鸡冠岭崩滑的研究。本文的研究结果为崩滑动力特性及滑坡涌浪效应研究提供了依据。     

元阳梯田滑坡泥石流灾害链致灾模式研究

以元阳梯田滑坡泥石流灾害链为研究对象,以野外精细化调查为基础,结合室内试验模拟,对试验中滑坡泥石流演化过程和基质吸力变化进行分析,对灾害链致灾模式展开研究。试验共设置两种工况共3组试验,其中暴雨工况试验共进行了两次,挑选试验结果较好的一次工况进行分析,试验结论为灾害治理和区域减灾提供依据。研究结果表明,滑坡泥石流灾害链致灾过程极为复杂,降雨使得坡面碎石块大量出露之后,地表水流速也会逐渐降低,更有利于地表水入渗,梯田边坡受持续强降雨影响发生滑动后演化为泥石流继续沿梯田区运移,上部坡体形成巨大临空面,不稳定性增加,相比于持续暴雨而言持续中雨诱发坡体滑动所需时间更长,滑坡破坏力相比暴雨偏小,该灾害链致灾模式分为滑坡致灾和泥石流致灾,前者破坏力较大,后者影响范围较大,且不同区域致灾程度差别较大。     

印度查莫利“2·7”冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链研究

2021年2月7日,印度查莫利北部里希恒河发生高位冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链,造成下游20 km外的水电站和桥梁设施破坏,死亡、失踪人口近200人。文章运用多期高分辨率遥感影像,对比分析了印度查莫利里希恒河流域高位冰岩山崩灾害发生前后滑源区、堆积区变化特征,初步探讨了山崩的运动过程。结果显示:2013年以前,崩滑体蠕滑位移量较小,其表面冰雪覆盖层裂缝发育不明显;2013—2017年,崩滑体蠕滑位移量显著增加,冰雪覆盖层可见多达62处大小不一的冰裂缝,最长513 m;2021年2月5日卫星影像显示这些冰裂缝已发生连接、贯通,最大宽度为15 m,并于2月7日发生失稳、破坏。据滑后遥感影像,该崩滑体由4组不同方向的大型结构面切割而成,面积约0.32 km2,平均厚度约为70 m,体积约23×106 m3。崩滑体失稳、解体后以碎屑流沿沟谷向下高速运动,受地形拦挡,部分碎屑颗粒在地形急变带堆积且形成堰塞坝。堰塞坝体溃决后,形成山洪灾害。     

印度查莫利“2·7”冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链研究

2021年2月7日,印度查莫利北部里希恒河发生高位冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链,造成下游20 km外的水电站和桥梁设施破坏,死亡、失踪人口近200人。文章运用多期高分辨率遥感影像,对比分析了印度查莫利里希恒河流域高位冰岩山崩灾害发生前后滑源区、堆积区变化特征,初步探讨了山崩的运动过程。结果显示:2013年以前,崩滑体蠕滑位移量较小,其表面冰雪覆盖层裂缝发育不明显;2013—2017年,崩滑体蠕滑位移量显著增加,冰雪覆盖层可见多达62处大小不一的冰裂缝,最长513 m;2021年2月5日卫星影像显示这些冰裂缝已发生连接、贯通,最大宽度为15 m,并于2月7日发生失稳、破坏。据滑后遥感影像,该崩滑体由4组不同方向的大型结构面切割而成,面积约0.32 km~2,平均厚度约为70 m,体积约23×10~6 m~3。崩滑体失稳、解体后以碎屑流沿沟谷向下高速运动,受地形拦挡,部分碎屑颗粒在地形急变带堆积且形成堰塞坝。堰塞坝体溃决后,形成山洪灾害。     

雅鲁藏布江色东普沟崩滑-碎屑流堵江灾害初步研究

2018年10月17日5时许,西藏林芝市雅鲁藏布江左岸色东普沟上游发生冰崩岩崩,冲击下部的早期崩坡积物和冰碛物,形成滑坡-碎屑流进入雅鲁藏布江,堵江堰塞约56 h后自然漫顶泄流,整个过程形成崩滑-碎屑流-堰塞湖-溃决洪水灾害链。采用多年气温降水数据分析、多时相卫星遥感解译冰川退缩、直升机抵近观察堰塞坝、Scheidegger公式计算崩滑-碎屑流运动速度、Gutenberg-Richter公式计算地震活动序列b值和多因素赋值统计研判未来冰崩地点规模,得到堰塞坝体积约为3100×10~4m~3(含以往多次崩滑堵江残留堆积),滑坡-碎屑流运动距离超过8 km,平均运动速度约20 m/s,整个运动过程历时6.7 min,具有高速远程性质。色东普沟域崩滑-碎屑流是在地貌高陡、岩体破碎、气候变暖、局地降水、冰川退缩、断裂活动和地震效应(b值在0.7左右)等多种因素综合作用下形成的,今后相当长的时期内仍会多次发生。初步预测,当局地平均气温超过13℃、1 h降雨量超过5 mm或24 h降雨量超过10 mm,或地震PGA大于0.18 g,可能引发新的崩滑-碎屑流事件,造成雅鲁藏布江再次壅堵。针对该区域山高谷深,人烟稀少,交通困难的实际,提出了适应自然、全面避让和适当疏导的防灾减灾对策。     

德钦县城直溪河泥石流成灾模式及运动过程模拟

云南省德钦县曾多次暴发较大规模的泥石流,是云南遭受地质灾害最严重的地区之一。根据直溪河泥石流的分区、物源、流体和堆积等特征,首先确定了直溪河泥石流的5种成灾模式:崩塌-碎屑流、岩质滑坡-碎屑流、土石混合体滑坡-碎屑流、松散堆积层-基岩接触面滑坡-碎屑流和松散堆积层内滑坡-碎屑流;其次,采用FLO-2D模型对直溪河在10年、20年、50年和100年一遇暴雨周期下发生泥石流时的运动情况进行模拟,定量分析了不同降雨重现期的最大流速、最大堆积深度、冲出沟口堆积距离和体积规模。结果表明:该泥石流暴发时具有启动加速度大、流速快、破坏力强、流通区长的特点;当100年一遇的泥石流发生时,其最大流速达到了3.07 m/s;最大泥深为2.27 m;泥石流冲出方量为84419 m3;致灾面积达到91600 m2。研究结果可为直溪河泥石流灾害防治与治理提供数据参考,为德钦县防灾减灾工程设计提供依据。     

泥石流启动过程PFC数值模拟

泥石流松散碎屑物质具有散粒体的基本特征,在暴雨激发下容易形成泥石流,整个过程具有散粒体大变形的特征。颗粒流理论是基于离散单元法模拟圆形颗粒介质的运动及其相互作用,在模拟颗粒相互作用和大变形问题研究方面具有显著的优越性。为分析泥石流松散碎屑物质启动形成泥石流的过程及其与土体含水率的关系,采用二维颗粒流程序（PFC2D）分析降雨作用下松散碎屑物质启动形成泥石流的过程,揭示崩滑堆积体在降雨作用下含水率超过临界值后质点运动速度和位移增加,松散碎屑物质启动并加速而导致滑坡泥石流连锁式破坏的过程和机制。     

汶川震区哈尔木沟泥石流活动特征及防治

哈尔木沟位于杂谷脑河中游,属于“5?12”汶川震区重灾区,历史上多次暴发泥石流灾害,曾于1989年8月暴发泥石流堵断杂谷脑河。受“5?12”地震影响,泥石流灾害相对震前具有规模增大、频率增高、活跃期增长等特点。分析哈尔木沟自然环境背景,发现哈尔木沟的地形地貌和降水条件均有利于泥石流的暴发,受新构造运动与地震影响,沟域内发育大量崩滑体为泥石流的形成提供丰富的松散固体物质。目前沟内由于松散固体物质充足,诱发泥石流灾害的降雨临界值较低,近5年每年均暴发泥石流。针对哈尔木沟的具体情况,提出了拦排结合的治理思路,修建拦挡坝调节泥石流峰值流量,排导槽将泥石流顺利排泄至主河。历经近5个水文年,表明防治工程治理效果良好。     

台风暴雨矿渣型泥石流形成机制与动力特征——以兴宁乌石坑沟泥石流为例

受台风“尤特”登陆影响,台风暴雨直接激发兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害,物源巨大,潜在危害极大。笔者等通过现场调绘及室内试验,对本次泥石流的形成机制及动力特征进行研究,旨在为此类泥石流致灾机理及危害性评价提供借鉴。研究表明,其独特的流域地形特点为泥石流形成的基本因素,以沟道堆积物为主的丰富矿渣型物源是基础条件,高强度的台风暴雨是直接激发因素,与矿山开采、矿渣随意堆放等人为因素共同作用扩大了灾害规模。泥石流形成过程与动力特征为前期强降雨—崩滑碎屑流—矿渣型泥石流—台风暴雨—沟道堵塞雍高—溃决、规模放大。