汶川5·12地震次生泥石流沟应急判识方法与指标

5·12汶川大地震诱发了崩塌、滑坡、泥石流等次生灾害,崩塌、滑坡堆积物给泥石流的形成提供了大量松散固体物质,将导致灾区部分山洪沟转化为泥石流沟,为此,给出了一种泥石流沟的判识方法和指标。调查发现,汶川灾区的地形地貌和降雨条件满足泥石流的暴发条件,提出用流域单位面积的松散固体物质方量来判识泥石流沟;调查西部山区的50条泥石流沟,提出以0．1m^3／m^2的松散固体物质量作为泥石流沟的判别指标,以2m^3／m^2的松散固体物质量作为粘性泥石流沟的判别指标。     

四川省安县千佛山景区震后泥石流灾害及其判识

汶川地震对千佛山风景区造成严重的影响,直接诱发滑坡10处,崩塌数十处,形成大小堵塞坝4座,由此形成的松散物质总量大于1 700×104m3。2008年雨季有5条支沟暴发泥石流。在泥石流成因分析的基础上,选择流域形状、流域发育程度、沟床纵比降、山坡平均坡降、地层岩性和距发震断层距离6个指标,利用潜在泥石流判识模型,对流域内其余9条支沟进行了判断。结果显示,大部分沟道都具备形成泥石流的潜在条件。2009年雨季研究区全面暴发的大规模泥石流,验证判识的可靠性,表明该模型可以用于灾区潜在泥石流的判识。     

汶川地震区绵竹小岗剑沟泥石流发展趋势

小岗剑沟是汶川地震区内一条典型的泥石流沟,位于绵远河的左测,流域面积1.36 km2,沟床平均纵比降412‰。该沟在2008年"5.12"汶川地震后多次暴发泥石流,掩埋从沟口通过的汉(旺)清(平)公路,给四川省绵竹市清平乡的地震灾后重建造成重大危害。通过初步分析,小岗剑沟泥石流的形成过程为:暴雨作用下沟因上游良好的汇流条件而产生山洪→山洪冲刷堆积在沟道内的松散固体物质形成小规模泥石流→泥石流沿大比降沟道向下运动,因具有强大动能而具有强大冲刷下切侵蚀能力,下切侵蚀下游沟床质以及沟口的老台地→在沟口形成大规模泥石流。地震后4 a内共暴发泥石流10次,将沟口老堆积体下切侵蚀深度达35 m,泥石流冲出固体物质50×104m3。目前,沟内仍有固体物质量334.3×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为156.8×104m3。如此大量的松散固体物源,使小岗剑沟可能还暴发大规模泥石流。通过泥石流形成因素分析,该沟泥石流活动总体呈强度下降趋势,泥石流活动类型:震后一段时间内为输移控制型、然后为输移控制型向松散固体物质控制型过渡,最后发展成为松散固体物质控制型。通过这些分析,为泥石流治理提供科学支撑。     

岷江上游潜在性泥石流堰塞湖危害及判识

汶川地震造成泥石流形成条件的改变,其次生灾害堰塞湖的危害已开始显现。如何对震后潜在性泥石流堰塞湖进行判识,成为迫切需要解决的问题。选取岷江上游映秀至汶川段为研究区,通过分析震后泥石流形成条件的变化、典型泥石流堰塞湖的危害及松散物质储量,选取潜在性泥石流堰塞湖的判识指标,利用模糊物元可拓模型,建立潜在性泥石流堰塞湖的综合判识模式。通过判识,研究区形成泥石流堰塞湖可能性高的一级支沟有17条,主要集中分布在映秀镇至草坡乡段,此段将是今后受堰塞湖危害的高危地段。     

汶川地震后四川安县甘沟培溃泥石流及其对策

汶川地震诱发的大量崩塌和滑坡不仅直接为泥石流活动提供松散固体物质,还可能造成沟道堵塞.沟道内的堵塞坝虽然不像主河道上的堰寒湖那样造成大范围灾害,但溃央后却会引发大规模泥石流,给人民生命财产和基础设施等造成严重危害.以四川省安县高川乡甘沟为例,说明其造成泥石流的危害特征及防治对策.通过对甘沟自然环境背景条件的分析,发现甘沟具备泥石流暴发的地形地貌和降水条件;流域内地震诱发的崩滑体不仅为泥石流的形成提供丰富的松散固体物质,还造成沟道堵塞,形成堵溃型泥石流.甘沟已建的排导槽存在过流能力不够、槽底和侧墙已基本被破坏、弯道处未考虑超高、沟内未布置拦挡工程等问题.目前沟内由于松散固体物质充足,在一定的降水条件下,仍会再次暴发泥石流.针对甘沟的具体情况,提出了修建拦挡、重建排导槽并结合预警预报措施的防治对策,并对重建排导槽的过流断面进行了优化设计.     

汶川地震区红椿沟泥石流形成物源量动态演化特征

2008年"5·12"汶川地震时,映秀-北川断裂通过的映秀镇红椿沟流域内产生了大量的碎屑体,约为384.3×104m3,为泥石流的发生提供丰富的固体物源条件。2010-08-14,红椿沟暴发特大型泥石流,冲断公路,堵塞岷江致使江水改道,威胁映秀新区。为研究物源区演变特征,选取3期影像,并结合野外调查资料,通过ArcGis分析发现:地震前,红椿沟植被良好,未发现大规模地质灾害,流域内沟道均属于清水沟。地震后,流域内滑坡崩塌数量为68处,滑坡面积为101.12×104m2,沟道总长度5 752 m,沟道总面积11.82×104m2。受上盘效应影响,沟右岸滑坡发育强于左岸,左岸大多为小型浅层滑坡。2010年"8.14"泥石流后,受地表径流和泥石流的冲刷、侵蚀、切割作用影响,使部分滑坡"复活"或产生新的滑坡,流域内滑坡个数77处,新增9处,变化率为13.23%,滑坡面积139.80×104m2,新增38.68×104m2,变化率38.25%。沟道总长度8 851 m,新增3 099 m,沟道总面积17.48×104m2,新增5.66×104m2。泥石流暴发后,流域内仍有固体物源量约为344.6×104m3,泥石流治理工程可控制物源量约为92.8×104m3,在极端降雨条件下,仍有暴发大规模泥石流的可能。     

汶川地震重灾区泥石流沟内崩滑物空间分布的RS-GIS定量方法

汶川地震在山区引发大量崩塌、滑坡,形成大量的固体松散碎屑物质堆积在沟谷内(CLCAR,崩滑碎屑区),使得地震山区泥石流活动性增强。以岷江上游四川省汶川县银杏乡、映秀镇的15条泥石流沟的SPOT遥感影像为基础,利用GIS技术对CLCAR空间分布进行分析。建立CLCAR与流域高程、主沟侧距和沟口纵距的分布函数T(x)、M(x)和G(x),对CLCAR的空间分布特征进行描述;并计算其积分(DT、DM和DG)作为CLCAR空间分布特征的定量化参数。结果表明,函数T(x)、M(x)和G(x)能够较全面描述CLCAR的空间分布特征,DT、DM和DG能够作为CLCAR空间分布特征的定量化参数。泥石流沟谷内CLCAR的空间分布对泥石流的形成及规模具有一定的影响;在对灾区泥石流研究时有必要考虑泥石流沟内CLCAR空间分布特征。     

5·12汶川地震龙门山风景区地震次生山地灾害特征与处理

5·12汶川地震激发了龙门山风景区崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等链状次生山地灾害.通过应急调查发现,该区已有堰塞湖5处,危害性崩塌、滑坡6处,已成灾泥石流沟1条,潜在泥石流沟11条,根据各处灾害的主要特征,确定堰塞湖的危险程度,提出山地灾害处理建议.     

封面照片说明:四川绵竹清平泥石流灾害

四川省绵竹市清平乡地处绵远河上游,位于龙门山腹心地带,属2008-05-12汶川8级地震的极重灾区,地震烈度达Ⅹ度,由地震引起的次生山地灾害极为发育。受地震激发,在绵远河左侧支流文家沟内形成了一个巨型滑坡——文家沟滑坡,其堆积物体积约达5×107m3,成为形成泥石流的松散固体物质来源。此后,在2008—2010年的汛期,受暴雨作用,文家沟先后暴发了5次大规模和特大规模的泥石流灾害,其中以     

"8.13"四川清平群发性泥石流灾害成因及其影响

汶川地震触发的大量崩塌滑坡改变了泥石流流域的物源条件,地震灾区震后泥石流活动呈现出愈加明显的高频率、群发性、大规模的特征.地处四川省绵竹市西北部的绵远河上游震后已多次暴发了泥石流.2010-08-13和08-18,在局地暴雨诱发作用下,绵远河上游的清平乡和天池乡境内的24条沟谷同时暴发了泥石流,冲出的固体物质高达1.08×107m3,其中仅清平乡附近,泥石流堆积扇规模就达到7.62×106m3,泥石流淤满河道形成了1.5 km2的堰塞体,致使14人死亡和失踪,清平乡境内大量震后重建的民房遭淤埋,泥石流多次中断九环线的重要支线--绵(竹)茂(县)公路汉旺-清平段,直接经济损失高达4.3亿元.此次群发性泥石流灾害剧烈的改变着震后局部的河流微地貌形态,对灾后恢复重建和发展规划也将产生深远影响.本研究从汶川地震对绵远河上游泥石流流域物源条件的影响分析入手,着眼于泥石流形成的基本条件,分析了2010-08-13(简称"8.13")特大群发性泥石流的成因:汶川地震后绵远河上游两侧支沟内积聚的巨最固体松散物源是此次泥石流形成的前提条件;1 h雨强达37 mm、累计达203.5mm的高强度暴雨是泥石流最直接的激发因素.泥石流物源区和堆积区的堆积物颗粒分析结果表明,泥石流以粘性泥石流活动为主.作为汶川地震后典型的次生山地灾害链过程,泥石流活动是自然地貌演化的必然结果,但此类远远超越常规规模和频率的泥石流灾害的影响将是一个长期的过程.因此,建议对危害居民点的重点沟谷提高泥石流治理标准,调整汛期的防洪方案.     

5·12汶川地震龙门山风景区地震次生山地灾害特征与处理

5·12汶川地震激发了龙门山风景区崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等链状次生山地灾害。通过应急调查发现,该区已有堰塞湖5处,危害性崩塌、滑坡6处,已成灾泥石流沟1条,潜在泥石流沟11条,根据各处灾害的主要特征,确定堰塞湖的危险程度,提出山地灾害处理建议。     

汶川地震区绵远河流域泥石流形成区的崩塌滑坡特征

2008年汶川地震以后,四川省绵竹市清平乡表面覆盖了大量松散堆积物,这些物源在震后的几年中易受到暴雨激发,导致大量浅层崩塌、滑坡的形成,尤其在泥石流形成区。研究泥石流形成区崩塌、滑坡特征,有助于分析滑坡向泥石流转化的特点。2010-08-13绵远河流域发生强降雨致使数十条沟暴发泥石流,在统计了研究区内20条沟泥石流形成区内的386个崩塌、滑坡后,利用野外调查及高精度遥感影像,将386个崩塌、滑坡全部解译,并利用GIS分析统计出崩塌、滑坡在坡度、坡向、高程、沟道纵坡降、地层岩性、沟壑密度因子上的分布特征,得出在海拔1 700～2 400 m范围内崩塌、滑坡密度最大;坡度是影响崩塌、滑坡分布的重要因素,随着坡度的增加密度也越来越大,>70°时极易失稳;滑坡的方向垂直于发震断层明显多于平行于发震断层;纵坡降在500‰～600‰的区间内崩塌、滑坡大量分布;石炭系灰岩出露的地层容易产生大量崩塌、滑坡,尤其在下硬上软的岩层上面;在微度水土流失的区域,崩塌、滑坡分布集中,因此要加强该区域的监测预警。     

"5·12"汶川地震后北川苏保河流域泥石流危害及特征

汶川8级地震直接引发了大量的崩塌、滑坡等次生山地灾害,为泥石流提供了丰富的物质来源,灾后遇高强度降水,已引发大规模的次生泥石流灾害,严重威胁灾民安置点和灾后重建场址.以北川苏保河流域为例,分析了泥石流形成的地形地貌条件、松散固体物质条件和降水条件,总结了苏保河流域泥石流的危害和特征,在此基础上,通过形态调查法和雨洪法对泥石流流量的计算进行了对比分析.结果表明:地震后苏保河流域演变为泥石流多发区域,泥石流将会危害人民生命财产安全、灾后抢险救灾公路和人类生存环境;苏保河流域泥石流具有呈群发性,危害范围大、密度高,搬运能力强、激发泥石流的雨量相对偏小、多灾种复合性的特征;地震后,由于强震引发松散固体物质的剧增、地表植被破坏引起径汇流条件的变化、沟道性质的变化及沟道内形成的多级堵塞,使泥石流的规模增大.     

北川地震重灾区泥石流特征与减灾对策

汶川大地震的同震次生灾害以滑坡、崩塌居多,泥石流相对较少。但地震导致滑坡、崩塌为震后泥石流提供了极为丰富的物质来源,使得地震灾区在一年多的时间里已经多次暴发了大面积的泥石流。以北川地震重灾区的苏宝河和魏家沟流域为研究区域,通过野外实地考察、遥感图像分析、历史资料对比等方法,概括总结出受地震强烈影响区域的泥石流具有成因多样、时间同步、颗粒粗大、多灾种复合、空间近似对称和小沟大灾等特征。并提出了"面上监控为主、点上工程为主、分类防治和开展风险评估"的减灾对策。     

汶川地震区暴雨滑坡泥石流活动趋势预测

汶川大地震发生后,暴雨又激发了新的滑坡和泥石流发生.为探讨汶川地震区暴雨滑坡泥石流活动趋势,对比分析了日本关东大地震和台湾集集大地震后诱发滑坡和泥石流活动趋势,在此基础上,对汶川地震区未来滑坡、泥石流活动趋势作了预测分析.同时,还讨论了估算不同强度降雨条件下滑坡面积和泥石流冲出量的方法.初步研究表明,汶川强震区至少在近10 a内,滑坡和泥石流活动趋势是强烈的,之后地质条件将逐渐趋于稳定.本研究选择了面积为5.9 km2的北川县城西侧斜坡为研究区,计算结果是如果一旦遭遇100 a一遇降雨,新增滑坡面积可达166.97 ×104 m2,约占整个研究区流域面积的28.3%.本研究还预测了魏家沟、苏家沟流域的不同频率降雨条件下的泥石流土砂产量,在100 a一遇降雨条件下,泥石流土砂产量分别达71.0×104 m3和49.2×104 m3.研究成果为进一步认识汶川地震区后续降雨作用诱发的滑坡泥石流活动趋势提供参考.     

强震区泥石流启动机制

地震区的泥石流物源主要来源于滑坡、崩塌等松散体,具有结构疏松,密实度低,堆积时间短等特点,与非地震环境中的滑坡、崩塌堆积体的结构有所不同,堆积体的物理力学性质发生了改变,堆积体转换为泥石流所需的外界条件也相应的改变。以汶川地震区都江堰市龙池镇典型泥石流灾害为例,分析了地震滑坡、崩塌松散体的堆积形态和堆积体的应力环境。从静力学和动力学角度分析堆积体在强降雨条件下的起动特征,探讨了降雨作用形成的地表径流水深与堆积体失稳时的应力极限状态的关系。分析得出沟道岸坡滑坡堆积体发生侵蚀时的地表径流力为F=(τ1f-f1sinα)/cos(α-26.65),并建立径流水深与地表径流力的关系:H=F/4ρsgJ。分析在动量守恒条件下,堆积体单位时间内的侵蚀体积dV=dM/γs模型。为了进一步探讨在实际现场的应用,以汶川地震区都江堰市的水打沟泥石流为例,分析发生泥石流时的地表径流水深为0.011 m,其结论与实际调查结果基本一致。     

5·12汶川地震诱发都江堰龙池镇干沟泥石流可能性地质分析

岷江一级支流龙溪河右岸次级支流干沟,位于四川省都江堰市龙池镇,沟口为5·12汶川地震后都江堰龙池镇主要过渡安置房集中居住区.根据流域地质地貌条件,5·12地震诱发崩塌、滑坡山地地质灾害特征及泥石流发育历史等方面,分析预测了干沟震后暴发大规模泥石流的可能性及其危害性.研究表明,干沟为一多期次泥石流沟,其中两次在沟口形成厂规模巨大的泥石流堆积扇;流域内5·12地震滑坡、崩塌极为发育,固体碎屑物质极为丰富,在持续强暴雨下有发生大规模泥石流的极大可能,将对沟口过渡安置房集中居住区带来严重危害.据此,提出了停建干沟沟口过渡安置房等建议.     

5·12汶川地震诱发都江堰龙池镇干沟泥石流可能性地质分析

岷江一级支流龙溪河右岸次级支流干沟,位于四川省都江堰市龙池镇,沟口为5·12汶川地震后都江堰龙池镇主要过渡安置房集中居住区。根据流域地质地貌条件,5·12地震诱发崩塌、滑坡山地地质灾害特征及泥石流发育历史等方面,分析预测了干沟震后暴发大规模泥石流的可能性及其危害性。研究表明,干沟为一多期次泥石流沟,其中两次在沟口形成了规模巨大的泥石流堆积扇;流域内5·12地震滑坡、崩塌极为发育,固体碎屑物质极为丰富,在持续强暴雨下有发生大规模泥石流的极大可能,将对沟口过渡安置房集中居住区带来严重危害。据此,提出了停建干沟沟口过渡安置房等建议。     

芦山“4·20”地震后宝兴县城打水沟泥石流发育趋势及防治方案

打水沟为宝兴河右岸的一级支流,位于宝兴县城城区,流域面积1.01 km2,主沟长度1.85 km,主沟比降640‰.受芦山“4·20”地震的影响,流域中下游直接引发了大量的崩滑体,加之地形陡峻,且位于青衣江-鹿头山暴雨区边缘,极容易发生泥石流.一旦发生泥石流,将会对沟口建筑和人员的安全造成巨大危害.通过对打水沟地震前后遥感影像的解译,结合野外考察,综合判定该沟为地震触发的潜在性泥石流沟.进一步分析估算,由于地震震动导致流域内发育6处崩塌体,总面积20375 m2,松散固体物质总量为15.20×l04m3.在分析泥石流形成条件与发展趋势的基础上,提出了打水沟泥石流减灾方案,并对泥石流排导槽梯形最佳过流横断面进行了设计.通过计算分析得到,在排泄设计标准的泥石流时,排导槽的最佳过流断面宽度为2.38 m,深度为2.23 m.     

强震区都江堰市龙池镇泥石流物源的遥感动态演变

"5·12"汶川大地震导致大量碎屑物质在陡峭的斜坡积累,当遇到强降雨时极易成为泥石流的物源地。2010-08-13一场暴雨导致都江堰市48条沟同时暴发泥石流。选择汶川地震高烈度区的龙池镇境内12条泥石流沟为研究区,采用基于遥感的手段研究"5·12"震前、震后、"8·13"暴雨后泥石流流域内物源的变化特征。强震后研究区泥石流流域物源重要变化是大量的崩滑体被诱发。暴雨后研究区泥石流流域物源变化是震后产生的滑坡产生了不同程度的滑移扩张。通过开展遥感解译,结合野外调查,详细论述了研究区泥石流物源的变化情况。将"5·12"汶川地震前(2007-09-18)经波段融合后15 m的TM影像与地震后(2009-02-10)的2.5 m全色SPOT5影像相比较,发现泥石流流域内的滑坡体积由震前的0.86×106m3增加到地震后的42.30×106m3,即汶川高烈度区经过地震后新增滑坡体积达4 835.94%。而经过暴雨后(2011年7月)的0.5 m全色波段WorldView-2影像,泥石流流域内的滑坡体积又增加到68.85×106m3,即研究区经过暴雨后新增滑坡体积达62.76%。研究结果表明,汶川震区在地震及暴雨下物源量猛增,导致泥石流暴发的概率很高。