“6·28”矮子沟特大泥石流灾害成因研究

通过对四川凉山矮子沟流域的勘查,结合遥感解译及矮子沟流域的地质活动历史,分析“6·28”矮子沟泥石流的影响因素,在此基础上分析了矮子沟泥石流的成因。“6·28”矮子沟泥石流是在地震、人类活动及干旱影响下,受强降雨激发,坡面及支沟先发生泥石流,支沟泥石流堵塞主沟泄洪通道,强降雨使堵塞体瞬间溃决形成较大山洪,山洪的强大揭底作用使沟床松散固体物质启动,沿途不断有岸坡坍塌补给,中下游段有大块石加入,规模不断增大而形成。采用形态调查法计算的泥石流流量为925．91m3／s,泥石流总量为57．4×104m3,一次固体物质总量为27×104m3。通过对矮子沟流域的物源、地形及流域的气候特征研究,得出初步结论：近期泥石流的规模和频率都会降低,但在极端干旱、地震和强降雨的偶然联合作用下,依然可能发生大规模的泥石流灾害。     

西藏天摩沟冰川遥感监测及泥石流触发成因分析

对于有冰川发育的泥石流隐患点而言,获取冰川动态有助于分析泥石流触发成因.西藏波密县天摩沟是大型泥石流灾害隐患点,在过去二十年中多次暴发泥石流.本文利用Planet、TanDEM-X和Sentinel-2卫星数据估计了天摩沟冰川2016—2021年间的边界变化、2000—2016年间的表面高程变化,以及2016—2021年间的流速变化.冰川边界、表面高程和流速变化观测结果均表明天摩沟冰川在2018年7月11日大型泥石流暴发前未发生跃动或崩塌.通过分析高分辨光学影像和气象数据,认为冰川附近山体崩滑产生的岩屑,冰川前方的冰碛物和散冰,以及主沟中上游沟岸滑坡产生的松散物共同组成2018年7月11日泥石流的启动物源,灾前连续两天降水使得物源含水量达到饱和,土体抗剪强度降低,灾害当天持续小雨诱发高位物源启动,形成泥石流灾害.天摩沟冰川对泥石流发育的作用在于贡献了部分物源和水源.其流速明显高于周边冰川,主干峰值流速可达0.80±0.02 m·d^-1.冰川高速流动使得高位冰碛物堆积速度快,而冰川融水使得泥石流降雨启动阈值更低.天摩沟在2018年7月之后没有再发生大规模泥石流,但是...     

青海省循化县泥石流特征分析与防治对策

循化县南山一带共发育了17条泥石流沟,严重影响了县城内人民生命财产的安全。南山泥石流群物源丰富,沟道纵坡降大,因此只要有足够的降雨就可以形成泥石流。在对循化泥石流群灾害特征分析的基础上,针对各泥石流沟不同的地质环境条件提出了相应的防治对策。     

2022年9月5日泸定MS6.8地震的同震地质灾害发育特征及主控因素分析

基于2022年9月5日泸定M_S6.8地震的野外调查,结合遥感解译结果,总结了泸定地震同震地质灾害的发育特征和主控因素,研判了同震地质灾害的演化趋势,并针对同震地质灾害防灾减灾的不同阶段给出了相应的建议。结果显示：泸定地震同震地质灾害整体以小-中型崩塌、滑坡为主,集中分布在磨西镇和海螺沟、得妥镇湾东村、得妥镇大渡河沿岸三个区域;主震和余震、鲜水河活动断裂、地形地貌、特殊岩土体是泸定地震同震崩滑空间分布的主控因素;泸定地震震后地质灾害在未来十年内会极为活跃,需要密切关注磨西河和支沟、大渡河河谷两侧的高陡岸坡、大渡河高阶地、磨西台地边缘区域以及磨西镇、得妥镇同震崩滑密集发育的泥石流沟谷。根据同震地质灾害应急防范的管理逻辑,建议地方政府按照过渡性安置详查阶段、恢复重建阶段、长远规划阶段三个阶段来针对性地开展地质灾害的防灾减灾工作。     

基于希尔伯特-黄变换的地震加速度时频分析——以泸定MS6.8级地震为例

川西地区深切峡谷发育,地震频发,研究地震波在该地区高陡斜坡的振动能量分布情况意义重大,依据自建的泸定冷竹关地震监测站采集到的泸定M_S6.8级地震加速度数据,采用希尔伯特-黄变换的方法分析其时频信息,该方法突破了传统的傅里叶变换与小波变换等时频分析方法的局限性,可以对短时突变的非平稳信号进行有效的时频分析,揭示出：(1)此次地震的地震波振动能量具有明显的方向性,在水平向的地震振动能量强于竖直向,同时振动能量在特低频(0～5 Hz)范围内强于在中值低频(5～7 Hz)范围内;(2)冷竹关沟右岸单薄山梁的地震振动能量强于左岸的浑厚山体,而1^#监测点由于地处半岛状山梁坡顶凸起地形处,受地形影响,其振动能量最强烈;(3)地形因素对地震波的振动能量影响较大,斜坡坡顶部位比坡折部位振动能量更强,坡折部位振动能量在频率范围上分布更广,同一高程时,山梁顶部凸起地形处比山体斜坡处振动能量更强.在地震发生时,高陡斜坡的坡顶、单薄山梁及微地形凸起处更容易发生同震地质灾害.     

基于地貌信息熵与滑坡物源的芦山地震区泥石流危险性评价

地貌信息熵是判断地貌发育演化阶段的量化指标,常用以表示流域地貌面的受侵蚀程度,是地形地貌因子的反映。以GIS技术为操作平台,利用芦山地震滑坡体积作为泥石流物质来源数据,采用地貌信息熵方法,对55条泥石流沟进行了基于滑坡物源的泥石流危险性区划研究,期望能为即将来临的雨季做好泥石流危险区规划和防灾工程部署提供参考。研究结果表明:研究区泥石流沟谷流域地貌信息熵值变化范围为0.003 2~0.938 1,沟谷地貌演化从幼年期至老年期均有分布;泥石流危险区面积自极高危险区至极低危险区基本呈现递减趋势,80.77%研究区面积的泥石流沟谷比较活跃,处于幼年期—壮年期的泥石流沟谷增加了泥石流发生的危险性;泥石流沟谷流域斜坡物质响应率变化范围为0~133.24mm,低度和极低度物源敏感区面积共占研究区沟谷流域面积的72.93%,表明近的泥石流沟谷流域对滑坡物源不敏感;基于滑坡物源的泥石流危险性评价结果表明,以上的泥石流沟谷流域处于中度及以上危险区,泥石流活动较为活跃。     

金沙江矮子沟巨型古滑坡形成机制及运动过程研究

通过详细的野外调查，并结合遥感解译、室内试验以及数值模拟等手段，对矮子沟巨型古滑坡的基本特征、形成机制及运动演化过程进行了深入研究。矮子沟古滑坡的形成条件为：滑坡剪出口与坡脚之间存在巨大的高差，为滑坡的形成创造了良好的临空条件；顺向岸坡结构以及坡体内发育的多组控制性结构面是滑坡发生的结构基础；玄武岩系中的凝灰岩软弱夹层削弱了岩体的完整性，地表水及地下水长期入渗，水的软化作用降低了软弱夹层的抗剪强度；地震作用是造成岩体最终滑动失稳的关键因素。该滑坡的动力学过程可划分为四个阶段：(1)启程活动阶段。斜坡地形效应使得地震波在斜坡上部表现出异常放大现象，当短时间内积聚的振动能量超过岩土体的强度时，易形成高位滑坡，滑坡的变形破坏机制为拉裂-滑移；(2)近程活动阶段。近3.82×10⁸ m³的滑坡物质高位高速下滑，与矮子沟右岸坡体发生猛烈碰撞后进一步碎裂解体；(3)高速远程碎屑流阶段。碎屑流继续沿矮子沟高速运动约3 km；(4)堆积堵江阶段。滑坡物质最终形成体积为2.73×10⁸ m³的巨型堰塞坝，堵塞金沙江并...     

中国东北地区地震活动的动力背景及其时空特征分析

本文根据日本海沟、 西太平洋板块俯冲与中国东北地区深源地震的关系、 中国东北地区深源地震的平均震源机制结果以及日本海沟强震与中国东北地区浅源地震的关联性, 概述了中国东北地区地震活动的动力背景, 说明中国东北地区的深源地震与西太平洋板块俯冲具有成因上的联系, 中国东北深震是西太平洋板块高速度、 小倾角向欧亚大陆下俯冲的结果。 中国东北地区深源地震、 浅源地震的时空分布以及依据浅源地震的分期统计资料表明, 中国东北地区浅源地震经历了5个活动周期, 每个活动周期浅源地震的时空分布具有个性差异, 在此基础上, 分析了浅源地震每个活动周期结束地震时空分布特征, 发现每个活动周期结束地震前均经历了平均约4.19年的长时间平静, 结束地震以成对地震为主要表现形式。     

四川泸定地区三维速度结构与精定位研究

基于四川数字地震台网记录到的该研究区域(27.5°～31.5°N,100°～104°E)103 990个地震的震相数据,运用双差层析成像方法对泸定M_S6.8地震震源区及周边地区执行地震层析成像和精定位。结果表明：(1)余震序列主要分布于鲜水河断裂西南侧,长度约60 km,整体沿鲜水河断裂呈北西向展布,震源深度多集中在5～15 km,呈现出由北向南逐渐加深的迹象。根据余震序列空间分布特征及主震位置,提出鲜水河断裂东南段为发震断层,并且发现余震序列南北两端或许存在分支断层。根据背景地震的空间分布特征,推断其或许为泸定主震的前震。(2)主震的西北侧存在高速异常体,其或许阻挡了泸定地震向西北向破裂,结合鲜水河断裂东南段力学性质较弱,其滑动方向为首选的传播方向,推断泸定地震为单侧破裂,方向为东南。(3)泸定地震震源区下方30 km深度处存在弱S波低速层和高波速比,已有结果得知研究区中下地壳存在明显的高导层和低阻层,泸定主震位于热流值为65 mW·m²的大地热流等值线附近,综合推断震源区下方30 km或许存在地壳流体。同时,泸定地震发生在应力易积累,同时...     

泥石流活动对地震的响应分析——以四川省为例

近年来,全球板块运动活跃,地震多发频发,震后泥石流作为一种特殊灾害,其破坏力强,危害巨大,但泥石流活动对不同地震的响应往往多为定性评价,鲜有定量评价。为了解泥石流活动对地震的响应机制,选取四川省为研究区,使用小波分析对地震和泥石流的时空响应进行探讨。在长时间序列下,泥石流与地震具有多尺度特征,泥石流在不同尺度的周期等于或大于地震周期,在大时间尺度影响下泥石流发生周期要比地震长,泥石流发生频次与地震发生频次具有正相关性,地震发生后1～3 a内泥石流发生较为强烈,泥石流的活跃性在地震后1～7 a内较为显著,之后不断衰减。泥石流与断裂带密度、地震震级、距震中距离和地震烈度4种地震指标的空间分布呈带（条）集中分布,且之间相互关系呈正（负）相关关系。该研究可以为震后泥石流地质灾害防治提供参考决策依据。     

2022年9月5日泸定MS6.8地震宽频带地震动谱元法模拟

2022年9月5日12时52分四川甘孜州泸定县发生M_S6.8地震,此次地震造成泸定县及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡。为重现此次地震的地震动影响场,分析近场强地面运动的空间分布特征,将确定性的凹凸体震源模型与随机震源模型结合得到有限断层运动学混合震源模型,进而将上述混合震源模型开发到SPECFEM 3D谱元法开源代码中,实现了基于谱元法和运动学混合震源模型的泸定M_S6.8地震的全过程宽频带(0.1—5 Hz)地震动模拟,通过与六个台站的时程记录、对应的反应谱以及NGA-West2地震动衰减曲线进行比较检验了方法的精度和适用性;进而给出了此次地震的三分量速度波场快照图,再现了地震波传播时近场地震动的方向性效应和局部场地效应;最后给出了震中100 km×100 km范围内的地震动峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV)云图,分析了泸定地震近场强地面运动的空间分布特征,并给出了基于模拟结果的地震烈度分布图。结果显示,震中PGA接近600 cm/s²,PGV接近50 cm/s,烈度达到Ⅸ度,且由于泸定地区内高山峡谷地形对地...     

利用电磁台站观测数据推算汶川MS8.0地震等效电偶矩

本文利用地下电偶极子产生的电磁场模型, 尝试模拟和推算地震前地面电磁台站观测数据所需震源深度处等效电偶矩。 结果显示, 在观测频率为1 Hz, 地下平均电导率取7.0×10^-4 S/m 时, 2008年汶川M_S8.0地震前电磁异常高潮期, 距离震中1440 km 的高碑店台NS测向观测到1.3 mV/m的电场强度所需震源深度处等效电偶矩量级为10¹³A·m; 若考虑地震主破裂长度150 km, 则产生的地电流量级为10⁸ A。 同时, 这一等效电偶源在地面产生电场的2D分布图显示出很强的方向性(或不均匀性); 信号强度和电流源方向存在着密切的关系, 且电磁场值随观测距离增大而衰减迅速。 这部分地解释了地震相关电磁异常信号的方向性(或不均匀性)的观测事实; 如果观测点位于非强信号区, 即使在有效的探测范围内也可能记录不到异常信息, 这对地震监测台网仪器选址和布置提出了要求, 具有现实的指导意义。     

门源MS6.9地震中大梁隧道地震动响应分析

2022年1月8日,青海省门源县发生M_S6.9地震,造成震中附近的兰新高铁大梁隧道受损,导致高铁长时停运。文章通过建立二维平面应变模型,加载双向门源波进行动力时程分析,得到了大梁隧道的地震动响应结果,并对模型在震后的受力变形及震害特征进行详细分析。结果表明：在门源波双向加载下,大梁隧道的地震动响应受水平地震荷载影响很大;沿着y轴正向,隧道的截面形状对纵向位移和加速度的地震动响应有加强作用;拱顶处地震动响应最大,其竖向及横向地震动响应加速度分别为5.206 4 m/s²、4.534 8 m/s²,竖向及横向位移分别为7.070 9 cm、0.641 5 cm;拱底处地震动响应最小,其竖向及横向地震动响应加速度分别为3.287 6 m/s²、4.511 2 m/s²,竖向及横向位移分别为4.851 6 cm、0.625 2 cm;拱肩、拱脚处存在明显的应力集中现象,拱顶、拱底、拱肩及拱脚处内力的受力形式发生变化,但是衬砌应力和内力的极值均发生在拱腰及拱脚处,说明拱腰及拱脚处为震害严...     

汶川Ms8.0级地震后龙门山构造地貌及地表侵蚀过程研究——以湔江海子段河为例

汶川Ms8.0级地震驱动的构造抬升作用和滑坡、泥石流剥蚀作用如何影响龙门山的地貌生长是目前争论的焦点。本文运用GIS技术,定量计算了湔江流域的坡度、地形起伏度、面积—高程积分等地貌参数,根据这些参数的计算结果,对湔江流域的构造地貌特征进行了量化分析;以汶川Ms8.0级地震重灾区湔江海子河右岸流域的滑坡、泥石流为例,并且利用野外实测资料、卫星照片及数字高程资料等,对于汶川地震驱动的构造抬升与滑坡、泥石流的表面侵蚀过程进行研究,获得以下初步认识:(1)湔江流域的映秀—北川断层以北地区地貌处于"壮年期",坡度、地形起伏度大;(2)汶川Ms8.0级地震后该地区发生了严重的同震滑坡及震后滑坡、泥石流灾害,海子河右岸流域的同震抬升量为5 339×104m3,同震滑坡量为3 852×104m3,同震抬升量大于同震滑坡量,地貌出现生长现象;(3)地震产生的泥石流量应略大于1 000×104m3,同震滑坡物质的30%转化为了泥石流量,因其海子沟右岸陡峻的坡度,绝大部分的泥石流冲入海子河,成为河道沉积物;(4)以目前湔江海子河流水搬运能力,在能够完全搬运出同震滑坡物质的前提下,同震滑坡物质搬运出龙门山至少需要283.2 a,表明在一个地震周期内,龙门山的同震滑坡物质可以搬运出龙门山;(5)准周期性相当震级地震引起的构造抬升及其均衡反弹作用也是龙门山的形成有重要作用的因素之一。     

基于氢氧同位素分析南昌地震台流体观测井水补给来源

在地震地下流体研究中,地下水补给及循环过程是重要的研究内容之一,氢氧同位素示踪技术是目前研究该过程的常用手段。南昌地震台流体观测井自2013年8月22日投入观测以来,其基础数据未进行有效分析,通过对南昌井水样数据进行氢氧同位素及水化学实验分析,结果表明：井水主要补给源为直接大气降雨,补给前经历了一定蒸发作用;水—岩反应不充分,属于未成熟水;水样中无明显优势阳离子,Ca²⁺、Na⁺占主体,优势阴离子为HCO₃^－,表明井水属重碳酸型水;水源补给高程约582 m。南昌地震台流体观测井总体受大气降水影响较大。     

基于时序InSAR的沙湾大沟滑坡型泥石流发育特征研究

滑坡型泥石流由滑坡失稳解体为其提供物源,运动过程中在高重力势能作用下其所造成的冲击和破坏能力较普通泥石流更强,给人们生命财产安全带来极大威胁.传统研究方法多从土体物理力学入手,以局部试验为主,难以从时空角度对其发育机制进行大尺度研究.因此,本文结合坡向数据,利用二维形变分解获取沙湾大沟糯勒滑坡体形变趋势,以探究滑坡型泥石流在复杂形变机制下的发育模式.首先,通过小基线集干涉测量技术(SBAS-InSAR)获取研究区坡表2019—2021年的Sentinel-1A雷达视线(LOS)向形变速率;其次,引入坡向数据,并联合升降轨解算出滑坡体垂直向和沿坡向的形变值,从而获取滑坡体二维形变趋势.结果表明,坡体长期处于滑移状态,最大形变速率高达-347 mm/a.坡体后缘受雨水下渗作用,自重增加,孔隙水压力增大,抗剪强度降低,位移表现为沿坡向和垂直向的共同作用;坡体前缘受两侧泥石流沟切割和后缘坡体挤压作用,表现出强卸荷,位移以沿坡向为主.研究表明了降雨对滑坡形变的影响,坡体随降雨发生季节性运动,揭示了滑坡型泥石流在水动力驱使下的发育过程．本研究从二维形变的角度进行分析,直观反映出了滑坡型泥石流的演化...     

国产GF-2和ZY-3卫星数据在活动断裂定量研究中的应用以哈思山南麓断裂带为例

利用国产GF-2和ZY-3卫星数据, 以海原断裂带哈思山南麓断裂为例, 应用目视综合解译、 三维立体解译, 结合野外验证, 定量分析国产高分数据在活动构造定量研究中的应用潜力。 GF-2融合影像展示了清晰的断层陡坎、 冲沟左旋断错及同震破裂等现象, 依据解译结果哈思山南麓断裂可分为正走滑型的荒凉滩—沙葱沟段、 左旋走滑型的沙葱沟—黄河段以及以左旋运动为主黄河—沈家庄段。 沿断裂带进行的1∶50000遥感解译工作在地层边界、 构造微地貌细节信息提取等方面均有较大的改进, 解译得到的最小左旋水平位移量4.3 m, 反映1920年海原地震的水平同震位移量, 而最大左旋水平位移量333.5 m, 则反映该段晚第四纪的持续运动。 研究表明, 海量国产高分辨率卫星数据在中国西部活动构造定量研究中可替代国外同等分辨率的数据, 具有较强的应用价值。     

2022年泸定MS 6.8地震前丽江狮子山地震台VP垂直摆形变异常特征分析

2022年9月5日四川泸定发生M_S 6.8地震,2022年6月27日起,丽江狮子山地震台VP垂直摆观测数据出现异常变化,呈转折加速倾斜—转折恢复发震特征。为判断该变化是否为此次泸定M_S 6.8地震震前异常,选取2022年1月2日宁蒗M_S 5.5和4月16日宁蒗M_S 4.6地震,利用曲线图、日均值矢量图等进行分析,结合研究区地质构造进行综合判定,认为该台VP垂直摆数据异常变化与此次泸定M_S 6.8地震有一定对应关系。     

中国板内大地震短周期(1—10秒)源谱

本文利用世界数字化台网(GDSN)的记录资料,分析计算了1981年1月23日道孚、1985年8月23日新疆以及1981年1月18日日本本州等七个发生在不同构造区的大地震在1—10秒周期下的源谱(ω);汇集了本文作者用相同方法计算得到的发生在消减带、活动板块边界及板块内部不同地区大震的另外31个矩震级M_W≥6.4的源谱(ω)及由P波最大振幅求出的体波震级。将新疆及道孚地震与消减带相同矩震级地震的平均源谱相比,其M(ω)值在10秒周期下与其差别不大,而在1—2秒周期下前二者的(ω)值则高出2—3倍。这一结果相当于应力降高3—5倍。 本文计算出了上述消减带和板内地震在0.1到1Hz的频率范围内的log(ω)-longω的斜率平均值分别为-1.69和-1.26。由此值及10秒周期下的(ω)平均值,可估算出消减带及板内地震在上述频率内不同矩震级M_W下的源谱振幅值(ω)。 通过对25个倾滑型地震在周期T=1.43秒下的源谱振幅和体波震级进行最小二乘回归计算得出:log=0.91m_b+11.60,式中的单位为N·m。对走滑型地震m_b的修订后,得出中国板内走滑型地震的经验公式为log=0.91+11.87。     

云南小江流域典型泥石流沟中底栖动物群落特征及其对河流地貌的响应

云南小江流域为典型干热河谷区,该区域干热少雨,流域内泥石流沟众多,生态环境十分脆弱.2017年4月和9月对小江流域的吊嘎河、蒋家沟、蓝泥坪沟、清水沟、陶家小河5条泥石流沟及小江干流开展了系统调查,旨在摸清5条泥石流沟及小江干流河流地貌、水环境及底栖动物群落现状,分析不同河床结构发育程度的泥石流沟间的底栖动物群落差异,揭示底栖动物对反映河床结构发育程度的河流地貌特征参数凹凸度的响应关系.调查期间于5条泥石流沟及小江干流中共采集到底栖动物70种,隶属于4门6纲38科69属,其中环节动物6种,软体动物2种,节肢动物61种,扁形动物1种.从种类类群来看,5条泥石流沟及小江干流的底栖动物物种数、密度、生物量上均以节肢动物占绝对优势,分别占总量的78.0%~92.5%、98.7%~100%、65.0%~100%.从功能摄食类群上来看,5条泥石流沟及小江干流底栖动物密度上均以直接收集者为主,占总量的74.3%~96.3%.回归分析表明,5条泥石流沟中底栖动物物种数、密度及生物量均与河流地貌特征参数凹凸度呈正相关关系,由此可见,发育良好的河床结构在维持河流地貌稳定和改善河流生态方面起着举足轻重的作用.本研究结果可为小江流域山区河流泥石流沟河床结构重建及生态修复提供科学依据.