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...     

金沙江上游特米古滑坡堰塞湖成因与演化

金沙江上游巴塘—中咱河段位于青藏高原东南缘,该河段两岸岸坡发育众多的大型古滑坡,且部分古滑坡曾堵塞金沙江形成了堰塞湖,特米大型古滑坡堰塞湖是其中之一。关于特米古滑坡堰塞湖的形成与演化过程目前尚未见有过详细的报道。本文在野外调查的基础上,结合遥感影像解译和年代学测试,对特米古滑坡堰塞湖的地貌和沉积特征进行了详细研究,并对其形成与演化过程进行了分析。研究结果表明,特米古滑坡堰塞湖很可能是由该地区的古地震活动触发大型滑坡并堵塞金沙江形成的,最大湖面面积约为1.42×10⁷ m²,库容蓄水量约为1.46×10⁹ m³。该古堰塞湖的形成时间约为1.8 ka BP,其溃决消亡的时间约为1.4 ka BP,溃决洪峰流量约为55 858 m³/s,该滑坡堰塞湖持续稳定了约400年的时间。     

岷江上游叠溪混杂堆积体的沉积特征及其成因分析

青藏高原东缘岷江上游叠溪河谷段在地质历史时期发生了一次大规模滑坡堵江事件,形成一个特大型堰塞湖。堰塞湖形成后在晚更新世晚期(约27 ka B.P.)发生了溃决,并在坝体下游形成长约5 km的天然混杂堆积体,判断其为叠溪古滑坡堰塞湖溃决后形成的溃坝堆积。该套溃坝堆积体具有叠瓦构造、孔洞构造、块状构造、杂基构造、支撑—叠置构造及韵律互层构造。从上游至下游,溃坝堆积体的出露厚度逐渐变薄,砾石碎屑成分表现出由粗变细的变化趋势。溃坝堆积体是由高流态灾难性洪流及常态流和河流态两种机制形成,相应地具有两大类沉积相:巨砾层相及砾石层相和砂层相,依据溃坝堆积的地貌结构和沉积相特征可以推断叠溪古滑坡堰塞湖至少发生过一次极其罕见的灾难性溃决洪水事件。     

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。     

青藏高原东北缘黄河上游滑坡与堰塞湖研究进展

随着黄河流域生态保护与高质量发展上升为国家战略,滑坡灾害防治成为迫切需要攻克的基础性问题。另外,黄河上游地区因地形高差大、古地震及强降雨事件频繁,诱发的滑坡及滑坡堰塞湖数量多、分布广、危害重,是近年来滑坡发育和演化机制以及滑坡堰塞湖溃决效应研究的热点。本文在综合整理该地区已有研究工作的基础上,结合笔者研究团队近20年来所获得的滑坡调查评价、测试分析和防灾减灾研究成果,系统归纳了黄河上游地区滑坡调查与风险评价、滑坡时空展布规律及主控因素研究、典型滑坡堰塞湖的续存时长及溃决危害、古滑坡堆积体开发利用及防灾减灾等方面的研究进展和成果,提出了未来在该地区研究古滑坡、堰塞湖沉积与河流阶地以及堰塞湖溃决效应等应关注的4个科学问题。研究结果对于揭示黄河上游地质历史时期滑坡发育和堰塞湖形成的主控因素,探讨滑坡发育的动力机制对地震和降雨的响应过程,拓展第四纪地质学在古滑坡形成演变方面的应用研究等具有重要参考价值。     

滇西北德钦地区金沙江奔子栏古堰塞湖的发现及意义

在川滇交界的云南德钦奔子栏一带的金沙江河谷两岸,发现了发育于第四级阶地之下的湖相纹层状粘土层,其下为边坡碎屑流堆积,表明该湖相层为滑坡碎屑流堵江所形成的。采用U系法测年,获得金沙江右岸湖相粘土层上部和下部的年龄分别为55.4ka±3.5kaBP和82.1ka±6.6kaBP,左岸湖相粘土层为122.0ka±12.4kaBP,表明该古湖发育于晚更新世早中期。孢粉分析结果显示,该湖相粘土沉积期间的古植被为以松为主的常绿针叶林,气候温和较湿。该古堰塞湖的发现不仅对于研究金沙江的河流发育史具有指导意义,而且对了解现代大江大河灾难性地质灾害的形成演化具有重要的参考价值。     

雅鲁藏布江中游晚更新世古堰塞湖群的时空关系探讨

雅鲁藏布江中游堵江事件多发,探索堵江事件之间的关系对理解河流地貌演化有着重要作用。在中游宽谷地区,众多河流堆积阶地中保存着古堰塞湖相沉积物。前人对林芝地区、泽当宽谷和日喀则宽谷的古湖相沉积进行了较为深入的研究,三个宽谷在晚更新世均发育过古堰塞湖,但三个地区古堰塞湖之间的时空关系仍未可知。在上述基础上,对雅鲁藏布江中游不同河段古堰塞湖的坝体位置、成因、海拔及发育年代等进行总结分析。归纳出在雅鲁藏布江中游宽谷河段分别发育着3个独立的古堰塞湖,成因多为冰川/冰碛物堵江。晚更新世不同河段降水和地貌条件差异,冰川规模变化速率不同,可能导致冰川前进壅塞河道时间不一致;但3个古堰塞湖的消亡时间较为接近,其溃决过程可能存在关联。     

青藏高原东缘南北向河流系统及其伴生古堰塞湖研究

文章提出了青藏高原东缘南北向河流系统的概念,该系统包括岷江、青衣江、大渡河、鲜水河、雅砻江等总体呈现南北走向的河段,指出南北向河流系统的形成演化具有构造和气候双重意义.晚更新世以来,南北向河流系统发生多次堵江事件,形成数套堰塞湖沉积.选取岷江上游、青衣江上游、大渡河上游3个古堰塞湖进行沉积、构造及年代学研究.结果表明,岷江上游叠溪一带于71ka左右发生了大面积堵江事件,形成了上游长约30km的堰塞湖,堰塞坝位于叠溪以南的下游河谷,沿江分布约10km;该堰塞湖持续了60ka,于11 ka左右彻底溃坝.青衣江上游五龙乡古堰塞湖85ka前形成,35ka前溃坝,规模不详.大渡河上游开绕村古堰塞湖长于5km,堵江时间不明,20～17ka间溃坝,堰塞坝位于色玉村一带.依据这些古堰塞湖的沉积,构造,关键层位光释光测年数据,结合前人研究成果,划分出青藏高原东缘晚更新世中、晚期存在85～70ka,43～30ka和20～10ka的3个构造活跃期,可对应于青藏高原古里雅冰芯δ18O曲线体现出的C1,C3和C4的3次气候冷暖转变期.指出大规模堵江事件是快速的能量物质转化过程,地震释放强大内能,气候因素使得物质得以积累,深切河谷是堵江的有利场所.构造-气候耦合促使大型洪积扇发育、大规模堵江事件发生,进而改变河流动力、塑造河谷地貌.     

堰塞湖溃坝堆积物的粒度特征分析:以岷江上游叠溪古滑坡堰塞湖为例

岷江上游叠溪古滑坡堰塞湖在地质历史时期(20~30 ka BP之间)发生了多次溃决,并在其下游岷江两岸形成一套规模罕见(长约5 km)的溃坝堆积物。通过现场调查、测量取样和室内筛分试验,分析了溃坝堆积物的物质组成、粒度分布及粒度参数等特征。结果表明:(1)堆积物主要由砾石、卵石、砂及少量粉/黏土组成;(2)从上段至下段,溃坝堆积物的平均粒径和分选系数逐渐变小,偏度值逐渐变大,且包含了所有的峰态类型;(3)溃坝堆积物各段的粒度频率曲线均为双峰型,概率累积曲线均表现为上凸型,且从上段至下段逐渐变紧凑。这些特征反映了溃坝堆积物物源区以粗砾石/块石为主,且从上段至下段,粗砾石逐渐减少,细粒成分逐渐增加,沉积物的分选性逐渐变好,溃决洪水的水动力强度逐渐减弱。本研究结果对于认识堰塞湖溃坝堆积物沉积特征及沉积环境具有重要指导意义。     

基于HEC-RAS及GIS的川西叠溪古滑坡堰塞湖溃决洪水重建

青藏高原东南缘岷江上游地区地质环境条件十分复杂,滑坡堵江灾害及堰塞湖溃决事件频发,重建其灾害演化过程对于地区性防灾减灾和风险控制具有重要指导意义。以川西岷江上游叠溪古滑坡堰塞湖为研究对象,首先利用高精度DEM和ArcGIS软件重建了叠溪古堰塞湖的原始规模,其原始最大湖水面积为1.1×10⁷ m²,相应的湖容量为2.9×10⁹ m³;然后采用经验公式法和HEC-RAS一维水力学模型重建叠溪古堰塞湖溃决洪水的水力学特征。计算结果表明,HEC-RAS模拟的最大溃决洪水洪峰流量为73 060 m³/s,与经验公式法计算结果(74 500~76 800 m³/s,平均值76 000 m³/s)非常接近,误差小于5%。对应的最大洪水深度和流速分别为70.1 m和16.78 m/s,模拟河段的洪水淹没范围约为6.08 km²。综合误差分析推测的溃决洪峰流量误差范围为69 000~81 000 m³/s。叠溪古滑坡堰塞湖溃决洪水在世界范围内是十分罕见的,其最直接的影响是在下游数公里范围的河谷内形成大量带状或台阶状的溃坝堆积体和巨砾石堆积“阶地”,且这种影响仍延续至今,这与前人关于高能洪水水文特征和沉积特征的研究认识高度一致,证明本研究成果是非常可靠的。此外,本研究还表明,HEC-RAS一维水力模型可用于高山峡谷地区古滑坡堰塞湖溃决洪水重建研究,可为青藏高原东南缘岷江上游古环境重建和地貌演化提供参考。     

岷江上游叠溪古滑坡坝—堰塞湖研究进展

四川岷江上游叠溪发育有一套厚度超过200 m、保存较为完整的湖相沉积,被定名为叠溪古堰塞湖相沉积,其形成于距今30 ka前,存活了约15 ka,因此记录了青藏高原东缘晚更新世—全新世(包括末次冰期)的重大地质与环境事件。现有研究初步揭示了古堰塞的沉积特征,但对叠溪古滑坡及古堰塞湖形成与演化的系统研究还十分不足。本文通过详细的野外调查,结合现代遥感测绘技术(无人机载LiDAR),构建叠溪古滑坡的三维地质模型,研究了其地质与地貌特征。同时,采用高密度电阻率法ERT,在滑坡体上布设2条长870 m和990 m的测线,探明了滑坡体内部结构特征。通过古堰塞湖相沉积露头和钻孔的调查,结合激光粒度测试,重建了古堰塞湖的范围、规模与沉积特征。在此基础上,通过对古湖相沉积坡面上多级阶地的分析,初步探讨了古堰塞湖的消亡及其对下游史前古聚落变迁的影响。研究结果表明,叠溪古滑坡不仅完全堵塞岷江而且还堵塞了对岸支沟,堆积体方量达到(1 400~2 000)×10⁶ m³。古堰塞湖在滑坡坝后向上游延伸26 km,所形成的最大湖面覆盖面积约21.4 km²,库容蓄水量约1 670×10⁶ m³。叠溪古滑坡-堰塞湖在岷江上游形成了陡峭的河道裂点(Knickpoint),对山区河道与地貌演化具有长期影响。     

Formation process of a large paleolandslide-dammed lake at Xuelongnang in the upper Jinsha River,SE Tibetan Plateau: constraints from OSL and <Superscript>14</Superscript>C dating

A large number of the landslide dams located on the major rivers at the southeastern margin of the Tibetan Plateau have been previously identified through remote sensing analysis and field investigations. The Xuelongnang paleolake was one of the lakes formed by these landslide dams in the upper Jinsha River, where the association of a relict landslide dam, lacustrine sediment, and outburst sediment is well preserved. This preservation provides an opportunity to better understand the formation, evolution, and longevity of a large landslide-dammed lake in the upper Jinsha River. It was inferred that the Xuelongnang dammed lake may have been formed by an earthquake-induced paleoavalanche. The surface area of the lake at its peak was estimated at 7.0?×?10⁶ m², and the corresponding volume was approximately 3.1?×?10⁸ m³. Two outburst flood events were determined to have occurred during the life span of the lake. Based on the 18 ages obtained from optically stimulated luminescence (OSL) and carbon-14 (¹⁴C) dating combined with stratigraphic sequences observed in the field, the paleolandslide-dammed lake was formed at approximately 2.1 ka and subsequently breached locally. The dammed lake was sustained for a period of some 900 years based on the chronological constraining. This study confirms that a major landslide-dammed lake can be sustained for at least hundreds of years and breached by several dam breaks in multiple periods, which contributed to the preservation of the knickpoints at millennial scale along the major rivers in the study area.     

Combined numerical investigation of the Gangda paleolandslide runout and associated dam breach flood propagation in the upper Jinsha River,SE Tibetan Plateau

A large paleolandslide occurred opposite the Gangda village in the upper Jinsha River, SE Tibetan Plateau. Field geological investigations and remote sensing indicated that the Gangda paleolandslide once blocked the Jinsha River. Evidence of river blocking, including landslide dam relics, upstream lacustrine sediments, and downstream outburst sediments, has been well preserved. To understand the river-blocking event including landslide, dam breach, and associated outburst flooding, optically stimulated luminescence (OSL) dating and numerical simulations were performed in this study. OSL dating results showed that the paleolandslide dam was formed at 5.4?±?0.5 ka BP and breached at 3.4?±?0.3 ka BP, indicating that the dam lasted approximately 2000 years. The discrete element method was used to simulate the dynamics of the Gangda rock landslide based on the restored topography, while a fluid–solid coupling model was performed to simulate the landslide dam breaching and flooding. The fluid–solid coupling model can simultaneously reflect the process of landslide-dam collapse and the propagation of outburst flood. The simulated results indicate that the whole landslide process lasted about 60 s with a peak velocity of 38 m/s. It is significant that the simulated morphology of the residual landslide dam and downstream outburst sediments is consistent with the field observations. The combined numerical investigation in this paper provided new insights into the research of landscape evolution and helped to understand the chain disaster of landslide, dam breach, and flooding.

     

Terraces Development and Their Implications for Valley Evolution of the Jinsha River Since Late Pleistocene near Longjie,Yunnan

The drainage evolution and valley development of the Jinsha River is an important issue constantly concerned by researchers in geology and geomorphology. Despite hundreds of years of research, there is a big dispute on the formation time and the evolution process of the fluvial valley. Fluvial terraces are very important geomorphic markers for studying the formation and evolution of the fluvial valley. Through field investigation combined with Electron Spin Resonance (ESR) dating, we confirmed that 5 fluvial terraces were formed, and then preserved, along the course of the Jinsha River near the Longjie, which are all strath terraces. Among them, T5 developed on the base rock, with an age of (78±12) ka; all T4~T1 developed on the lacustrine sediments, named Longjie Group by Chinese, with an age of (29±1.4) ka, (26±2.4) ka, (23±1.4) ka, (18±1.7) ka, respectively. Compared with the global and regional climate change history, the terraces are all the result of the river responding to the climate change. T5 formed at MIS 5/4, and T4~T1 formed at the period of regional climate fluctuation. The relationship of terraces and the Longjie Formation, combined with sedimentary characteristics analysis demonstrate that the Longjie Formation is landslide dammed lake sediment. The landslide and blocking events.seriously influenced the valley evolution, inhibiting the river incising, and making the valley evolution defer to the mode of “cut-landside-damming-fill-cut” in the period of Late Pleistocene. Synthesized studies of the terraces and the correlative sediments indicate that the formation of the Jinsha River valley may have begun in the late Early Pleistocene.     

四川泸定昔格达组的堰塞湖成因及其意义

文章通过对泸定大渡河上松林-大板厂地段T6阶地基座古堰塞坝崩塌-块体流堆积的识别,以及与其上游邻近地段甘海子T₆阶地基座昔格达组崩塌、块体流堆积至湖相沉积序列的对比和成因联系分析,阐明了泸定昔格达组的堰塞湖成因。该区在晚新生代时,由于古大渡河岸坡的不稳定性,发生大型崩塌-块体流,堵塞河道,形成古堰塞坝和古堰塞湖,并在湖盆中充填了以海子坪昔格达组上部为代表的湖相沉积和少量的低能河流相沉积;同时,指出在对昔格达组大区域对比和综合研究中,特别是在分析它的地质意义时,必须考虑这种复杂性和非等时性。古堰塞坝和古堰塞湖应对地质灾害监测和水利工程建设有很好的启示。     

青藏高原巴塘断裂带地震滑坡危险性预测研究

全新世以来青藏高原东部巴塘断裂带活动强烈,地形地貌和地质构造复杂,历史地震频发,并诱发大量滑坡灾害。基于巴塘断裂带地震滑坡长期防控的需要,在分析区域地质灾害成灾背景和发育分布特征的基础上,采用Newmark模型完成了巴塘断裂带50年超越概率10%的潜在地震滑坡危险性预测评价,并完成地震滑坡危险性区划。结果表明:巴塘断裂带及其临近的金沙江断裂带区域、金沙江及其支流沿岸具有较高的潜在地震滑坡危险性,地震滑坡危险区具有沿断裂带和大江大河等峡谷区分布的总体趋势,受活动断裂和地形地貌影响显著;距离断层越近、坡度越大的斜坡,地震滑坡危险性越高;规划建设中的川藏铁路经巴塘县德达乡、白玉县沙马乡,向西北延伸,跨越金沙江,可以穿越较少的地震滑坡危险区,金沙江水电工程规划建设需加强潜在地震滑坡危害研判及防控。巴塘断裂带潜在地震滑坡危险性评价结果可为区域城镇开发和重大工程规划建设的地震滑坡长期防控提供科学参考。     

金沙江“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件在奔子栏—石鼓段的地貌作用和沉积特征

古堰塞湖溃决洪水事件的重建是当前地学研究的热点问题之一,寻找足够的可参考的现代溃决洪水事件案例是顺利开展这项工作的基础。2018年11月13日发生在金沙江干流的白格堰塞湖超万年一遇的溃决洪水事件(学术界称之为“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件)就是一个难得的样本。这次溃决事件发生在枯水期,洪峰完全由溃决洪水产生,没有叠加其他来源,对评估流域地貌和沉积体系对堰塞溃决事件的响应有很好的参考价值。本文以溃决洪水事件受灾最为严重的奔子栏—石鼓段为研究区,通过详细的野外调查和初步的水力学估算发现“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件在奔子栏—石鼓段的地貌作用主要表现为洪水淹没区的岸坡塌岸和沉积物堆积,未发现明显的基岩侵蚀。沉积物主要由分选良好的具水平纹层的砂组成。受金沙江较低的河床比降影响,洪水产生的基底剪切应力较弱在27~142 N/m²,不能悬浮和搬运直径5 cm以上的砾石,也不能产生明显的磨蚀和冲(撞)击作用。在发生塌岸的部分段落,洪水沉积物中有砾石坠入,甚至会出现类似浊流沉积的层序。这些现象的发现对深入理解堰塞湖溃决洪水的复杂地貌过程和沉积特征有重要参考意义。     

金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积体的发现及其环境与灾害意义

西藏芒康县金沙江上游雪隆囊河谷史前时期(全新世晚期)发生了一次明显的堰塞事件,形成了一个湖水体积约3.1×108 m3的大型堰塞湖。该堰塞湖形成后期发生溃决并引发异常大洪水,这一溃决事件发生在大约1 117 A.D.。地震诱发山体滑坡可能是金沙江发生堰塞的直接原因。在雪隆囊古堰塞坝体的下游一侧到其下游3.5 km的范围内,发现大量由砾石、砂和少量黏土组成的混杂堆积体,判定其为滑坡堰塞湖的溃坝堆积,是滑坡坝体及上游河床物质在坝体溃决后快速堆积形成。整套溃坝堆积体具有支撑-叠置构造、叠瓦构造和杂基构造等沉积特征,还具有一种特殊的沉积构造:即在垂向剖面上发育粗砾石层与细砂砾层的韵律互层,但剖面中缺少砾或砂的透镜体。这种沉积构造("互层构造")是溃坝堆积相区别于冲-洪积相、泥石流相等的一种重要判别标志。采用水力学模型反演确定雪隆囊古滑坡堰塞湖溃决洪水的平均流速为7.48 m/s,最大洪峰流量为10 786 m3/s。雪隆囊溃坝堆积体沉积特征及其环境的研究,不但有助于揭示古洪水事件发生的过程和机制,同时对于认识金沙江上游地区的环境演变也具有重要意义。