川藏交通廊道林波段冰川泥石流发育动态演化分析及监测预警方案

川藏交通廊道沿线山高谷深,地层岩性多变,新构造运动活跃,气候恶劣复杂,导致滑坡、崩塌、泥石流、冰湖溃决洪水等灾害极其发育,对铁路施工及运营带来严重影响.林芝-波密段就是典型地质灾害高发区域,常年受到冰川泥石流的影响,是川藏交通廊道重大灾害防治的难点区段.虽然目前在单沟尺度上对冰川泥石流的形成条件、影响因素、物源性质取得了一定的认识,但对于川藏交通廊道沿线不同类型的冰川泥石流诱发因素、区域发展演化规律及灾变指标的研究还较为初步,尚未构建完善的监测预警体系.借助多源长时序遥感影像、气象监测数据,结合野外实地验证和历史数据分析发现:川藏交通廊道周边区域冰川泥石流沟谷共99条,主要分布于恰青冰川-易贡乡、加拉贝垒-南迦巴瓦峰和古乡沟-嘎隆寺冰川一带;过去40年冰川经历了复杂的流动速度变化,表现为较小高海拔悬冰川活动性增强,大型沟谷冰川活动性减弱;自1973年以来,研究区冰川泥石流呈现频率增高、规模增大的特征.此外,从冰川泥石流发育沟道比降来看,发生高陡地形的滑坡、冰-岩崩诱发的泥石流频率增加.未来,冰川持续退缩,促使冰川源区冰瀑消失,发育更大规模的悬冰川,会增加这类冰川泥石流的风险;冰川泥石流形成及演化过程具有明显的灾变指标,如悬冰川裂隙密度增加、冰川速度增强、冰湖面积快速增加等.因此,基于以上认识,建议针对不同类型的冰川泥石流地建立完善的监测预警指标,并提出了融合卫星、航空遥感平台,气象、水文地面监测平台,地震动监测平台的冰川泥石流“空-天-地”立体监测框架,针对不同类型冰川泥石流进行灾变信息监测与预警判识,为川藏交通廊道安全施工运营提供技术参考.      

藏东南嘎龙曲冰川泥石流的物源特征及其对扎墨公路的影响

在全球气候变暖的大背景下,冰川消融加剧,冰舌后退,冰川泥石流加剧。扎墨公路是目前通往西藏墨脱的唯一公路,公路必经的嘎龙曲发育藏东南地区典型的海洋性冰川泥石流,针对嘎龙曲冰川泥石流的物源特征,经现场调查得出,嘎龙曲冰川泥石流物源类型有冰碛物物源、崩塌型物源以及沟道堆积型物源三类,总结分析了三种物源类型的分布特征和启动模式。通过建立物源计算模型,定量计算嘎龙曲沟域内可参与泥石流活动的松散固体物源动储量为366.28×104 m3,其中冰碛物物源为主要的动储量物源,物源补给特征在藏东南海洋性冰川发育区域具有一定代表性。嘎龙曲沟域内水动力分布的不均一特性决定了物源启动参与泥石流活动的不均一性,随着全球气候变暖影响下水动力条件的增强,嘎龙曲冰川泥石流对扎墨公路的危害会愈加严重。      

西藏桑日县巴玉水电站上游石冰川分布特征

全球变暖背景下石冰川运动加快,石冰川舌部沉积物堆积增加,导致泥石流的风险增大,石冰川可能是冰冻圈地区未来重要的致灾因素之一。随着社会经济和技术水平不断提高,人类活动范围不断扩大,越来越多的工程建设向偏远的高海拔山区推进,不可避免地面临石冰川问题。拟建于雅鲁藏布江中游桑日-加查峡谷段的一级电站巴玉水电站上游是否存在不稳定的石冰川分布受到关注。鉴于此,利用0.5 m分辨率GEOeye-1遥感影像,通过石冰川特有的纹理特征,结合SRTM提取的坡度信息,通过人工解译识别出拟建巴玉水电站上游的石冰川分布信息。结果表明：（1）石冰川集中在雅鲁藏布江北侧上游,共有27条,覆盖总面积为12.2±0.9 km²,平均面积为0.5 km²,平均长度为1 456 m,平均宽度为280 m。（2）石冰川分布在海拔4 570~5 720 m之间,平均末端海拔为4 920 m,属于舌状石冰川群,近50%石冰川处于活跃期,其中5条发生了前缘垮塌现象,可能引起泥石流等大型灾害。     

海南昌江县红林农场26队泥石流发育特征及成因分析

以昌江县红林农场26队泥石流沟为研究对象,泥石流沟发育特征及分析其泥石流形成条件,并对其危险性进行评价。结果表明:红林农场26队泥石流沟的地形条件、沟床比降和汇水面积等构成了泥石流沟发育的先天条件,泥石流沟上部的松散堆积物和破面崩滑物为泥石流的启动提供了物源,前期的强台风和短时间的强降雨天气诱发和启动了泥石流的爆发。     

九寨沟震区“6·21”泥石流成因与致灾机制研究

2019年6月20日晚九寨沟普降大到暴雨,导致九寨沟景区内卓追沟、下季节海子沟、则查洼沟等多处发生泥石流。3条泥石流沟分别冲出固体物质2.79×10⁴ m³、3.7×10⁴ m³, 2.67×10⁴ m³,造成多处停淤挡墙及拦砂坝损坏,并淤埋了景区内的部分道路,造成了交通的短时间中断。根据灾后地面调查和遥感解译,初步查明了本次泥石流灾害的成因和致灾过程机制。灾害成因：地震引发的崩塌滑坡产生大量的新增松散固体物源与原有的沟坡堆积物(包括老泥石流堆积物)在强降水的作用下形成泥石流,因此本次泥石流是地震和降雨共同作用的结果。通过泥石流发生前后各流域沟道纵剖面和典型横断面调查分析,发现泥石流致灾过程机制主要包括：(1)泥石流冲刷沟道使老泥石流堆积物参与泥石流运动、同时诱发沟岸失稳崩塌,因而增强泥石流规模和冲击力等动力学参数;(2)沟道卡口和崩滑体滑入沟道后导致泥石流堵塞,在后续泥石流的作用下发生级联溃决,进而增大泥石流峰值流量和冲击力等动力学参数。在两种机制的共同...     

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。     

栾川县柿树沟泥石流形成机理浅析

栾川县泥石流多为暴雨型泥石流。以栾川县柿树沟泥石流为例,浅析沟道拖拽一溃决型泥石流形成机理。沟道拖拽一溃决型泥石流是指地表径流在土体表面形成盖流层后,层底水流会对土体产生一定的拖拽力,致使土体局部或整体突然液化而转化形成的泥石流。通过柿树沟典型断面启动条件和松散堆积体受力量化分析,还原出柿树沟底松散物质在拖拽力作用下,游离母体发生溃决,转化形成泥石流过程。确定判别沟道拖拽一渍决型泥石流沟主要依据。为防灾减灾提供基础依据。     

西藏定日朋曲流域达仓沟冰湖溃决泥石流特征

以西藏朋曲流域达仓沟为研究对象,结合现场调查及遥感解译,总结了达仓沟流域的孕灾背景,再现了冰湖溃决泥石流特征,并在此基础上对该沟溃决泥石流发展趋势进行了分析。研究表明,流域现有冰川8条,冰湖11个,历史上至少爆发过3次大型冰湖溃决泥石流,其中最大的1956年冰湖溃决泥石流沟口峰值流量3 862 m~3/s,流速8. 06 m/s;目前流域内冰川呈现不断缩小的趋势,3处冰湖存在溃决风险,具备了形成泥石流的陡峻地形和丰富松散固体物质的充分条件,发生冰湖溃决泥石流可能性大。     

九寨沟县沙坝沟小流域震后泥石流基本特征及综合防治

受"8·8"九寨沟地震影响,沙坝沟小流域内诱发新增大量山体崩塌、滑坡等次生地质灾害,松散物源量急剧增加,极大加剧了泥石流灾害的发生,对沟口聚居区及旅游设施等构成严重威胁.通过分析沙坝沟小流域震后地质灾害发育基本特征,分析研究主沟泥石流形成特征、灾害史及发展趋势,按照地震灾后恢复重建规划,提出了结合地方发展规划的防治方案...     

中巴公路喀什至塔什库尔干路段冰川泥石流

冰川泥石流集中分布于该段k136—160之间,大小共有7条泥石流沟,源头为积雪或现代冰川,汇集条件优越,落差可至千米以上。泥石流暴发的主要原因是,由于堵塞而形成的突发性冰雪消融洪水,固体物质的主要补给来源是由岩崩和沟岸坍塌而形成的松散堆积物,而陡峻的沟床则为泥石流运动提供了方便。     

石冰川形成机制、运动特征及水文效应研究进展

石冰川是含冰的舌状或叶状多年冻结地质体,广泛分布于全球范围内的高海拔和高纬度冰缘区,是多年冻土边界的重要代用指标。活动型石冰川沿山谷/坡向下缓慢蠕动,其活动性在全球变暖背景下逐渐增强,成为一种日益重要的寒区地质灾害。此外,石冰川内部含有大量冰体,是干旱与半干旱地区一种重要的淡水资源。基于国内外研究进展,将石冰川分为倒石堆型、岩屑覆盖型、冰碛型、昆仑山型,并分别讨论了不同类型石冰川的形成机制。石冰川的运动主要由多年冻土蠕变、冻胀融沉、整体前进,以及岩屑与冰的补给等过程组成,其时空变化主要受到气候条件、地形环境、内部结构,以及外力作用等多种因素的共同影响。石冰川对全球变暖的响应主要表现为地温增加引起的局部区域运动加速或失稳以及多年冻土融化导致的石冰川失活。在冰川退缩及季节性积雪持续时间缩短背景下,冰碛型石冰川表面的岩屑覆盖层作为保温隔热层,可以保护下伏冰体减缓融化,延缓和降低石冰川对气候变化的响应,成为干旱与半干旱地区一种日益重要的水资源。我国目前已有超过13 511条石冰川纳入编目,总面积超过945.51 km²,但仍然十分缺乏系统性的石冰川编目及长期的现场监测和模...     

高寒山区西藏那曲地区某泥石流发育特征及形成机制分析

工程活动进入高寒高海拔地区,高寒山区泥石流灾害表现出突发性越强、破坏力越大及形成机理越复杂等特点。本文结合西藏那曲地区某泥石流沟形成条件、冲淤以及堆积物特征等方面详细阐述了位于高寒山区泥石流发育特征,详细分析了风化崩解物源的启动过程及泥石流形成机制。研究表明高寒山区泥石流的发育特征及形成机制明显受气候和地形地貌影响,与内地泥石流相比,大多堆积有丰富松散固体物源,地形地貌较为陡峭,水力条件是泥石流形成最重要因素。     

四川大光包-黄洞子沟特大泥石流基本特征、成因及危险性评价

2013年7月8~10日四川省由于普降暴雨,发生多起泥石流、滑坡等地质灾害。在野外调查的基础上,对大光包-黄洞子沟特大泥石流形成原因进行分析,对未来发展趋势做出预测和危险性评价。调查结果表明:1大光包-黄洞子沟泥石流属于典型的沟谷型泥石流,可分为形成区-流通区-堆积区。2本次泥石流形成原因为体积高达1×108 m3以上的松散的大光包滑坡堆积体提供物源;极端的降雨气候直接启动松散堆积物形成泥石流;地形条件有利于泥石流侵蚀、搬运和堆积,为典型的滑坡-碎屑流-泥石流型,且仍处于活跃期,并在今后会有加强的趋势。3经过对大光包-黄洞子沟泥石流进行危险度评价可知:该泥石流危险度为0.482,属于中度危险泥石流。     

THE RESPONSE OF RIVER DISCHARGE TO CLIMATE WARMING IN COLD REGION OVER CHINA

文章总结了近期我国冰冻圈变化对水文过程影响研究的主要成果.研究表明,过去50年全球变暖已经对我国主要寒区河流径流产生了影响.实测资料和模拟结果均表明气候变暖导致冰川径流的显著增加,但未来气候变暖导致的冰川径流峰值大小和出现时间取决于冰川规模和升温速率.同时冰川融化加剧已经导致青藏高原冰川补给湖泊面积扩大、水位上升,随着气温的变暖,冰川减薄后退、冰川融水增多、冰湖库容增加,结果是洪水总量在不断增大,洪水频率也在不断增加;气候变暖已经导致融雪径流过程提前,改变了径流的年内分配;冻土退化使径流年内过程趋于平缓,主要是由于随着冻土退化,冻土的隔水作用减小,一方面使冻土区地表径流减少,有更多的地表水人渗变成地下水,使流域地下水水库的储水量加大,导致冬季径流增加;另一方面,入渗区域的加大和活动层的加厚,使流域地下水库库容增加,使流域退水过程更为缓慢.     

塔什库尔干县其如克同村泥石流发育特征及形成条件分析

研究区位于新疆塔什库尔干县库科西鲁格乡其如克同村,在野外实地调查和资料收集整理的基础上,对研究区泥石流灾害的发育特征及形成条件进行了分析。研究结果表明：研究区属中高山区,面积约为18.2 km²,整个研究区地形呈“箕”形;研究区泥石流沟松散固体物质来源主要由泥石流沟床、两侧山坡覆盖的薄层残坡积物等两大类固体物源组成;暴雨能够在短时间内为泥石流提供充足的水源,也是泥石流灾害形成的最主要诱发因素。     

汶川震区龙门山镇高架子沟“8·18”泥石流灾害机理与特征

2012年8月18日四川省彭州市龙门山镇地区遭受50年一遇的暴雨,引发大规模群发性泥石流灾害,其中以高架子沟最为突出,导致银厂沟内居民生活和交通严重受损。本文据现场调查和航空影像解译,分析高架子沟流域、物源特征的基础上讨论该次泥石流的演化过程、启动方式及灾害机理。结果表明：高架子沟在震前是一条非泥石流沟,震后流域内物源丰富,泥石流形成及演化过程为：地震-滑坡、崩塌-降雨-泥石流,其成灾启动过程包括启动阶段、加速阶段、下切拉槽阶段、堆积四个阶段,启动模式为沟床启动型。该泥石流形成过程中,＂消防水管效应＂使沟道水流快速集中,并强烈冲刷沟床中的松散堆积体,导致沟床固体物质移动形成大规模的泥石流灾害。     

甘肃河西地区泥石流沟分布特征与易发性评估研究

根据汇水面积、松散物质储量、沟坡坡度、主沟纵坡降等4项泥石流沟易发性判断特征指标,利用数理统计方法,对甘肃省河西地区20个县、区、市的587条泥石流沟现状进行了分析研究. 结果表明：河西地区泥石流多发育在南北山地的前山走廊地带,泥石流沟分布密度稀疏,属于泥石流稀疏地区. 在泥石流沟易发性主要特征指标方面,研究区汇水面积指标处于偏轻微程度,松散物质储量指标处于中等程度,沟坡坡度指标处于严重程度,主沟纵坡降指标处于中等以下程度. 在泥石流沟易发性评价结果方面区域总体属于泥石流地质灾害低易发-中易发区域. 在全球气候变暖的背景下,研究区内强降水情况发生频率呈现增强趋势,应积极开展极端天气影响下河西地区泥石流发展趋势和干旱、半干旱地区植被特征与泥石流易发性之间的相关关系研究.     

西藏天摩沟泥石流形成机制与成灾特征

西藏林芝市波密县天摩沟于2007年9月、2010年7月、2010年9月和2018年7月分别发生大型和巨型泥石流,4次泥石流活动均不同程度堵塞主河帕隆藏布,淤埋国道318或摧毁桥梁,堰塞湖淹没村道、溃决造成下游塌岸,给当地居民生命财产尤其是交通干道造成极大危害。文章针对以上4次泥石流活动,采用高分辨率遥感影像,对泥石流发生前的孕灾背景进行解译,同时结合无人机航空摄影和地面调查对天摩沟泥石流形成机制和成灾特征进行了对比分析,得到以下结论:(1)天摩沟内冰川发育,年际变化大,目前泥石流形成的主要方式为岩崩和堵溃,其中2018年和2007年为岩崩引发,2010年为堵溃引发,该沟同时具有冰川泥石流和降雨泥石流的特征。(2)经历了2007年和2010年3次大规模泥石流后,天摩沟内斜坡类物源储量增加了19.6%,绝大部分启动的冰碛物和崩滑物源都转化为泥石流沟道堆积物或冲出沟口。(3)天摩沟2018年泥石流容重为2.10g/cm^3,为黏性泥石流,流速快冲击力强,帕隆藏布河道受到挤压多次变道,历史上最大偏移距离为190m。(4)2018年7月11日泥石流成因为降雨条件下加剧冰川消融引发主沟沟源右侧岩崩,形成多阵次泥石流,主泥石流体积18×104m3,淤埋G318近220m。后续依然具有暴发大型泥石流的可能性,建议进行防治降低其危害程度。     

喜德县波振沟泥石流形成条件及动力特征2

波振沟位于四川省凉山州喜德县境内孙水河左岸,属于川南红层地区典型沟谷型泥石流沟。通过工程地质调查与遥感影像解译,研究了该泥石流形成条件和机理,获取了泥石流动静力学参数。调查研究表明:(1)波振沟流域地貌正处于壮年期发育阶段;(2)泥石流容重1.64g/cm3,属于过渡(偏稀)性泥石流;(3)波振沟流域内还存在大量崩滑体及沟道松散堆积体,松散物源近4×105m3,在强降雨作用下容易启动泥石流,建议加强综合防治。该研究对砂泥岩互层地区泥石流形成机理的认识有一定帮助,对波振沟泥石流防治具有参考价值。     

舟曲三眼峪沟泥石流松散物质补给特征与稳定性探讨

基于对舟曲三眼峪沟流域固体松散物质的调查勘测,阐述该沟"8.8"特大泥石流形成过程中松散物质的补给特征,对沟内固体松散物质的稳定性及可转化数量进行分析评价。分析认为,三眼峪沟泥石流的形成具有以主沟冲蚀再搬运为主的显著特点,以崩塌及沟床松散物质补给为主。沟内极不稳定易转化为泥石流的固体松散物质540×104m3,不稳定的松散物质1 730×104m3,较不稳定的423×104m3,稳定而难以转化的松散物质1 450×104m3。泥石流的主要补给沟段集中于大眼峪沟的竹塔沟—罐子坪沟段、大峪口段,小眼峪沟的滴水崖—峪支沟沟段、小峪口段,控制了上述沟段固体松散物质,将有效控制该沟泥石流的形成。