基于SBAS-InSAR技术的川藏铁路澜沧江段滑坡隐患早期识别

早期识别是实现地质灾害防灾减灾的有效途径之一,然而复杂地形区滑坡的早期识别一直是个难题,尤其是位于高山峡谷区的滑坡隐患点。为了全面准确地获取川藏铁路澜沧江段的滑坡隐患,采用SBAS-InSAR技术,通过Sentinel-1(升轨)和RADARSAT-2(降轨)数据结合互补的方式,对川藏铁路澜沧江段进行滑坡隐患早期识别。解译结果显示2018年8月至2020年2月研究区LOS向的形变速率分别为-58~21 mm/a(升轨)和-42~16 mm/a(降轨),转换后的斜坡向最大平均速率达到-128 mm/a。基于升降轨数据的斜坡向形变结果,识别出川藏铁路澜沧江段的113处滑坡隐患点,其中存在4处滑坡隐患密集区以及13处典型滑坡隐患点,进一步分析了两处重点滑坡隐患的形变特征和滑移机制。本次研究结果对于川藏铁路线路选定以及澜沧江大桥上、下游的防灾减灾具有一定指导作用,不同轨道数据结合互补的方式为川藏铁路沿线的高山峡谷地区的滑坡隐患早期识别提供参考。     

泥石流危险性分区及其在泥石流减灾中的应用

泥石流是一种突发性山地灾害,至今尚缺乏准确有效的预报方法。减灾工程也只能对一定规模的泥石流起到防御作用。泥石流危险性分区在泥石流减灾中具有重要作用。以泥石流运动数值模拟为基础,以数值模拟获得的流速和流深等参量为分区指标的危险性分区是泥石流危险性分区研究的重点和发展方向。其中,泥石流危险性动量和动能分区充分反映了泥石流的破坏能力,可以提供更为精确的定量化的分区结果。该类分区方法在城镇等有重要危害对象的泥石流减灾中具有广泛的应用。不仅可以应用于泥石流危险区和安全区的划定、泥石流灾害预估、泥石流临灾预案制定、泥石流抢险救灾方案制定和泥石流灾情评估等,还可以应用到山区土地利用规划、山区城镇建设规划和财产保险评估等领域,并起到防灾和减灾的作用。     

基于虚拟现实技术的川藏铁路地质灾害易发区减灾选线优化:以洛隆车站为例

铁路沿线频发的滑坡泥石流灾害,对山区铁路建设与安全运营造成重大影响。在山区铁路选线过程中,如何科学规划铁路线位和工程方案,真正把铁路地质灾害问题解决在成灾之前,实现科学防灾减灾,已成为国内外学者关注的焦点问题。提出一种基于虚拟现实技术(VR)的铁路地质灾害易发区减灾选线场景仿真系统,利用CAD、Sketch Up等软件制作三维地形环境模型,进行铁路沿线滑坡泥石流灾变演化仿真分析;基于Unity3D平台,应用3Ds Max、Photoshop等软件完成研究区的虚拟铁路场景模型搭建,通过网页版的UI交互设计,实现虚拟铁路场景的三维可视化体验;以新建川藏铁路洛隆车站为例,采用该方法建立了多种线路方案优化。结果表明:所建立的虚拟现实场景系统具有很好的可视性和较为流畅的交互性,可充分展示研究区铁路建设及运营安全的可行性。     

川藏交通廊道滑坡崩塌灾害对道路工程的危害方式分析

为对川藏交通廊道内道路工程的选定线及安全建设和运营提供科学决策及防灾减灾依据,在对拟建川藏铁路和高速公路沿线滑坡崩塌灾害进行系统野外调查和遥感解译的基础上,查明了川藏交通廊道康定至林芝段滑坡崩塌的空间分布特征和潜在危害情况,结合已有川藏公路沿线崩滑灾害的危害特征和危害方式,对该段廊道内滑坡崩塌灾害的可能危害方式进行了深入细致地归纳、分析和总结。研究结果表明:川藏交通廊道康定至林芝段共发育滑坡崩塌灾害488处,其中滑坡262处,崩塌（含溜砂坡）226处;对拟建道路工程存在潜在危害或影响的崩滑灾害共有148处,滑坡有89处,崩塌（含溜砂坡）59处。崩塌滑坡灾害对道路工程的危害方式主要有:（1）滑坡崩塌威胁隧道及其进出口安全;（2）滑坡崩塌推移、掩埋、损毁道路工程;（3）滑坡崩塌威胁站场、车站安全;（4）滑坡崩塌堵江断道、淹没道路工程;（5）滑坡崩塌转化为泥石流、洪水等灾害链危害道路工程;（6）崩塌、溜砂坡冲击、扰动、掩埋道路工程。     

基于数值模拟的暴雨泥石流暴发频率计算模型

在缺失可靠降雨数据的地区,为解决泥石流暴发频率这一现实问题,从泥石流形成机理出发,由泥石流堆积特征反演形成条件,构建了基于数值模拟的泥石流暴发频率计算模型。该模型利用泥石流固体物质量估算模型和流域洪水流量推算模型,确定固体物质量、洪水流量、泥沙体积浓度后,通过FLO-2D流体模型计算得到与实际情况最符合的模拟情景,即可反推出已发泥石流事件的暴发频率。并以7 4石棉县马颈子沟和熊家沟泥石流为例,计算出两处泥石流的暴发频率皆为100年一遇,案例研究表明,该模型具备定量确定泥石流暴发频率的能力,对于泥石流预警预报和防灾减灾具有较强的理论和实践意义。     

基于功效系数法的泥石流灾害预警研究

泥石流灾害破坏力巨大,预测预报泥石流发生的可能性是防灾减灾的重要手段,也是国内外学者研究的热点。基于功效系数法原理,在综合分析泥石流灾害发生的气象、地质环境影响因素的基础上,选取了山坡坡度、相对高差、植被覆盖率、沿沟松散物储量、5 d累计降雨量、最大小时雨强和当日雨量为评价因子,采用改进后的层次分析法计算评价因子的权重系数,建立了泥石流预测预警模型。以岫岩地区泥石流为例对预警模型进行检验,预测结果较好地反映了实际情况。表明基于功效系数法的泥石流预测预警模型具备较高的可靠性和实用性,研究结果为泥石流预测预警提供了一种新的思路和方法。     

城镇泥石流综合治理效果评估——以四川黑沙河沟泥石流工程为例

城镇泥石流严重制约着我国山区的经济建设与发展,自20世纪80年代以来我国修建了大量的城镇泥石流综合治理工程,然而关于城镇泥石流综合治理工程的效果评估鲜有报道。黑沙河沟历史上泥石流灾害暴发频繁,危害严重,1980年左右在该流域采用工程措施与生物措施相结合治理方针,取得了显著的防灾减灾效果。本文以黑沙河沟泥石流综合治理工程为例,通过现场调查,遥感解译与模型计算相结合的方法,提出了城镇泥石流治理工程评估模式,并针对黑沙河沟泥石流治理工程评估了其综合治理效果。评估结果表明:第一,经过综合治理后,流域的集水面积从23.7 km2减小至11.4 km2,植被覆盖率较治理前增加了60%,泥石流松散物源量从1.878 3×107m3减小至2.03×106m3;第二,采用工程措施与生物措施综合治理的方式,有效地控制了黑沙河沟泥石流暴发的频率与规模,泥石流洪峰流量从62 m3/s减小为38.4 m3/s。     

兰州市城区泥石流危险性评价

泥石流危险性的研究对于兰州市城区泥石流治理、防灾减灾对策的确定具有重要意义。笔者通过调查的12条典型沟道资料,运用灰色关联分析的方法,取得了评价兰州市城区泥石流灾害的定量指标,并计算了各指标的权重,在此基础上得出了兰州市泥石流危险度评价模型,以此来对兰州市城区泥石流进行危险性评价,并计算出了12条沟道的危险度作为检验,评价结果与实际情况较吻合,结果表明本方法可靠、简便和实用。     

西部地区交通建设中的泥石流灾害与防治对策

我国西部地区铁路、公路交通干线共有泥石流灾害 4 70 0余处, 占全国道路泥石流灾害的 70 %以上。泥石流分布广泛, 成灾方式多样, 灾害严重, 制约了西部地区交通建设的发展。本文提出了做好路线方案比选, 防患于未然, 正确评判泥石流沟和发育现状, 工程设计要适合泥石流特点, 以及提高防灾减灾勘察设计水平, 开展泥石流防治试验示范工程研究等六条防治对策。     

模糊综合评判法在甘肃陇南武都区石门乡泥石流危险性评价中的应用

武都区石门乡地处白龙江沿岸,泥石流灾害频发,严重制约当地经济的可持续发展。为了定量评价泥石流灾害的危险性,基于武都区石门乡泥石流发育特征和形成条件,建立了包含地质条件、地形地貌、水动力条件等10个指标的泥石流危险性评价模型,采用层次分析法对权重进行赋值,对该地区6条泥石流沟进行了危险性模糊综合评价。结果表明:研究对象均处于高度危险状态,其结果与实地调查结果相符。为武都区泥石流的防灾减灾提供了可靠的理论依据。     

区域泥石流灾害的定量风险分析

概述了区域泥石流灾害的风险分析体系,指出了过去区域泥石流灾害危险性研究中的某些误区以及区域社会经济易损性评价的难点。借助于“灾害熵”的概念,提出了区域泥石流灾害危险性定量分析的一种新方法。通过将泥石流灾害的危险性和区域社会经济易损性进行分级,建立了风险评价矩阵。在此基础上,对区域泥石流灾害的风险进行了分级,可为有效地进行区域泥石流灾害的预警,以及为减灾防灾奠定了坚实的基础。     

塔输轮南-鄯善输油(气)管道工程崩塌灾害危险性评估

评估区主要发育有崩塌和泥石流两种地质灾害。主要以崩塌灾害为研究对象,对研究区的泥石流灾害特征、危险性现状和危险性预测进行了评估。研究结果表明:崩塌灾害共发育有8处,根据崩塌规模分类,均为小型崩塌。在现状评估、预测评估的基础上,论述了崩塌地质灾害危险性综合评估的原则、依据和方法,有针对的提出了该工程崩塌地质灾害的防治措施。     

川藏铁路高地应力隧道减灾选线

新建川藏铁路由于途径区域构造作用强烈地区,隧道建设中面临的高地应力问题将异常复杂,由此引发的岩爆和大变形成为制约川藏铁路高地应力隧道地质勘察和选线设计的重大难题.当隧道穿越工程地质条件极其复杂的高地应力区时,确定针对性较强的地质指标对岩爆和大变形危险性综合评价尤为重要.在综合分析岩爆和大变形主要影响因素的基础上,归纳总结了复杂艰险山区深埋长大隧道岩爆和大变形灾害的破坏特征及关键影响因子,并构建了完善的评价指标体系.基于此,结合层次分析法和熵权法,通过引入距离函数建立组合赋权规则综合反映主观权重和客观权重的影响,进而确定各个评价指标的权重系数,并依据理想点理论及计算规则,采用闵可夫斯基距离函数构建了川藏铁路高地应力隧道减灾选线模型.以新建川藏铁路某高地应力隧道为例,通过计算各里程段与理想点的距离,对3条线路方案进行岩爆和大变形风险评估的综合比选.研究结果表明川藏铁路某隧道CK线路总岩爆段落占比24.9%,其中不可控岩爆段落占比13.4%,分别比C1K和C2K线路低3.0%、9.1%;CK线路可能发生大变形的区段最少,且其发生中等和强烈大变形的区段分别比C1K、C2K线路低5.0%、5.3...     

城市泥石流灾害预警问题探讨

随着城市灾害日益加剧,城市安全引起更广泛的关注,加强防御、控制城市泥石流灾害,增强城市综合减灾抗灾能力是泥石流减灾工作的重点。近几十年来,泥石流预警减灾的作用已得到了高度重视,探讨现代预警技术方法目的在于为城市减灾提供可靠的应急防灾对策。指出改进目前城市泥石流监测预警状况可以大大减轻泥石流暴发带来的损失。在分析国内外泥石流预警研究进展的基础上,针对目前存在的问题,提出当前城市泥石流防灾研究中应重视开展预警工作,注重将泥石流预警与形成机制、新技术方法和减灾决策系统等相结合,其中要特别加强城市数字减灾系统、城市防灾预案,以及城市风险管理和损失评估系统的综合研究。     

基于贡献率权重模型的川藏铁路沿线大型滑坡危险性区划

川藏铁路工程是国家重大基础设施建设项目,保障铁路的顺利建设和后期安全运营十分重要。铁路沿线发育广泛、危害严重的大型滑坡已成为全线的关键控制性问题,关乎工程建设的成败。以川藏铁路工程沿线大型滑坡作为主要研究对象,采用历史数据分析、实地调查、遥感解译的研究方法,基于ArcGIS平台,采用贡献率权重模型对铁路沿线区域进行了大型滑坡危险性评价,并利用自然断点法对危险性评价结果进行分区及统计分析。研究结果表明:川藏铁路沿线共发育大型、特大型滑坡共147处,其中大型滑坡106处,特大型滑坡41处,主要分布于白玉至江达段、昌都至八宿段、朗县至加查段等区段;铁路沿线处于高中低度三个等级危险区的面积分别为35918.5 km2、95484.3 km2和12039.7 km2,高度危险区大型滑坡分布密度为0.00199处/km?2,约为中度或低度危险区的2倍,高度危险区主要集中在邦达—八宿段、古乡—拉月段、白玉—江达段。根据贡献率权重模型求得的川藏铁路沿线大型滑坡危险度等级与野外实地调查的大型滑坡分布密度是一致的。相关研究成果可以为川藏铁路工程建设提供科学参考与依据。     

拟建川藏铁路夏里2~#沟泥石流发育特征及动力学过程数值模拟

夏里2~#泥石流沟位于昌都市八宿县夏里乡,根据川藏铁路规划,其线路从夏里2~#泥石流堆积扇附近以夏里大桥形式经过。受2013年昌都"8.12"地震影响,夏里2~#泥石流沟流域沟谷两侧危岩崩塌普遍发育,存在较丰富崩塌和沟道松散物源,具备暴发较大规模泥石流的可能性,对拟建川藏铁路夏里大桥构成潜在威胁。为掌握泥石流的危害程度,在查明泥石流发育特征基础上,采用CFX软件对夏里2~#沟可能暴发泥石流运动过程进行了数值模拟,结果显示100 a一遇泥石流运动堆积至拟建线路附近,且淹没堵塞主河,对拟建大桥桥墩施工及安全运营构成淤埋和撞击威胁,并根据数值模拟结果提出相应的防治措施建议。     

4·20芦山地震次生山地灾害与减灾对策

4·20芦山地震不仅造成了特大地震灾害,同时还诱发大量的次生山地灾害,主要类型包括崩塌、滑坡、滚石、落石、堰塞湖和泥石流等。这些次生灾害不仅造成重大人员伤亡,还阻塞救援道路,延缓了救援进度。地震诱发的大量崩塌、滑坡为泥石流活动提供丰富物源,将促进泥石流活跃,在后期暴雨作用下产生严重的泥石流灾害。通过初步分析,提出了地震区山地灾害应急减灾对策,包括应急排查、监测预警、临时安置场所危险性评估、省道210线应急防护;并提出了地震区恢复重建中的减灾对策,包括提高山区城镇的防护能力,加强村寨聚落防灾能力,加强山地灾害监测预警,道路恢复重建中的减灾措施以及加强对流域漂木防治。     

基于FLO-2D数值模拟的工布江达县城泥石流灾害危险性评价

工布江达县位于藏东地区,雨季区内泥石流频发,对人民基本生活和区域经济建设与发展造成了严重影响。为研究藏东地区中—小型泥石流灾害对城镇居民聚集区的危害特征和潜在危险性,运用FLO-2D软件,以西藏自治区工布江达县县城周边居民分布较为集中的5条泥石流沟为研究对象,通过模拟泥石流泥深和流速等方面的冲淤特征,以县城典型泥石流沟模拟冲出结果为基础,确定泥石流强度并划定危险性分区,分析泥石流危险分区与居民聚集区之间的拓扑关系,评估县城周边泥石流危险性,为工布江达县城的城镇规划和防灾减灾提供技术参考。      

川藏铁路加查—朗县段地质灾害发育特征研究

川藏铁路加查至朗县段位于青藏高原东南部雅鲁藏布江中游,地形地貌复杂、构造活动强烈,是我国地质灾害高易发区,崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害发育密度大、危害严重。在资料收集和遥感解译的基础上,对川藏铁路加查—朗县段的地质灾害进行野外调查,在铁路线两侧各5 km约780 km2范围内发现了崩塌、滑坡和泥石流共139处,沿雅鲁藏布江断裂带新发现拉岗村高速远程滑坡和日阿莫大型滑坡,并研究了该区地质灾害的发育特征和形成机理。调查结果表明：在雅鲁藏布江断裂对区域地貌和岩体结构控制作用下,崩塌、滑坡等地质灾害沿断裂带呈带状密集分布是该区地质灾害发育分布的主要特征之一,约有53%的崩塌滑坡滑动方向垂直于断裂走向,30%的崩塌滑坡与断裂带走向近于平行;在地壳强烈隆升和河流侵蚀作用下,雅鲁藏布江宽谷段和峡谷段的地质灾害发育特征具有明显差异;断裂活动特别是断裂剧烈活动诱发地震导致该区具有高速远程滑坡发生的背景,如拉岗村高速远程滑坡;在断裂活动、降雨、人类工程活动等内外动力耦合作用下该区地质灾害形成机理更加复杂,部分滑坡稳定性差且多次发生活动,给该区重大工程规划建设和防灾减灾造成重要影响。     

川藏铁路某车站泥石流群发育特征及对线路的影响

川藏铁路某车站位于藏东南冻错曲沟谷内,处于泥石流集中暴发区。采用现场调查、遥感解译等方法对影响车站的泥石流群孕灾环境和发育特征进行了深入研究。结果表明:该区以发育包括10条暴雨型泥石流与2条冰湖溃决泥石流在内的泥石流群为特征,地形地貌、水源动力和物源对泥石流群的发育起主要控制性作用。泥石流沟的流域形态完整系数集中在0.15～0.55之间,多为长条形与栎叶形,沟床的纵比降整体偏大,有利于泥石流的水源汇聚和发生。而泥石流流域内的沟道岸坡坡度多为20°～40°,相对有利于泥石流物源的补给。对该泥石流群中的12条泥石流沟进行动力学参数计算,分析其运动特征和发展趋势,认为该泥石流群的堆积扇普遍比较明显且未修建防治工程,在极端暴雨条件下,再次暴发较大规模泥石流的可能性大。最后评价了单沟暴发及冻错曲两岸对冲暴发场景下泥石流群对线路的潜在工程影响并给出了防治对策,建议线路在穿越泥石流沟部位布设排导槽或停淤堤进行束流归流,并对桥墩做好迎水面防块石撞击措施。研究结果对川藏铁路泥石流防治工程规划设计具有一定指导意义,也可为山区交通干线的合理选线提供科学依据。