滑坡堰塞湖溃决风险与过程研究进展

滑坡堰塞湖是山区常见的一种自然灾害,对其溃决风险与过程的科学认知和合理评估是应急处置的关键。外荷载作用下滑坡堰塞体的力学响应、滑坡堰塞湖渐进破坏机理与溃决洪水预测理论是滑坡堰塞湖风险评估研究领域的关键科学问题。本文围绕滑坡堰塞湖形成后的溃决风险与过程展开综述,从定性和定量的角度分别对堰塞湖危险性评价方法进行分析总结,从小尺度、大尺度和超重力场试验技术的角度总结了堰塞湖的溃决机理、溃决过程及其影响因素,从数学方法的角度对堰塞湖溃决洪水预测中经验公式法、简化和精细化数值模拟方法的进展进行总结评价。然而,国内外关于滑坡堰塞湖风险评估领域的研究仍处于起步阶段,空-天-地一体化监测技术、堰塞湖危险性评价中的不确定性问题、堰塞体材料冲蚀特性与溃决机理、堰塞湖溃决洪水精细化模拟等将是未来的重点研究方向。本综述可为堰塞湖防灾减灾和流域水工程风险管理提供有价值的参考。     

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、堰塞湖形成时间与溃决演化过程。结果表明,特米古滑坡是特大型岩质历史堵江滑坡,滑坡堰塞湖实际形成时间应该远早于2.15 ka BP,历史上曾发生过多次溃决,完全溃决时间大约为1.08 ka BP,堰塞湖稳定保存时间大于1.07 ka。金沙江巴塘段大型堵江滑坡群并非由单次地质事件形成,而是由金沙江断裂带多次强烈地震诱发。     

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。     

堰塞湖应急处置实践与认识

堰塞湖是由于山体滑坡、崩塌、泥石流等堵塞河道形成的没有经过专门设计、没有专门的泄水设施的湖泊,一旦溃决,容易给下游造成巨大的灾难。分析了堰塞湖的成因、溃决机理与风险判断,提出堰塞湖应急处置的原则、理念、阶段与处置方法,总结了堰塞湖应急处置中的一些经验和认识。以四川省汶川特大地震形成的堰塞湖应急处置为例,从可能溃决方式、溃坝洪水、应急除险总体方案、开渠引流方案和除险效果等方面,介绍了唐家山堰塞湖的应急处置实践,并简要介绍了其它一些堰塞湖应急处置。     

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。     

地震诱发的堰塞湖初步研究

由于地震引发山体滑坡并堵塞河道形成的湖泊称为地震堰塞湖。据统计,我国自1856年以来,共计产生141个地震堰塞湖,按照其形成和造成的灾害来看,堰塞湖可以分为3类:高危型堰塞湖、稳态型堰塞湖和即生即消型堰塞湖。高危型堰塞湖由于蓄水量大、落差大,往往在形成后几天至几年后会被冲垮,形成严重的地震滞后次生水灾。稳态型堰塞湖(亦称“死湖”),可以存在很长时间且湖积水量很大。即生即消型堰塞湖为震时形成的短时堰塞湖,很快会被后来累积的水体冲毁,一般危害不大。如果简单的用时间来区分堰塞湖的类型,那么在一天或者几天内溃决的是即生即消型堰塞湖;几天至100年溃决的是高危型堰塞湖;溃决时间超过100年者,是稳态型堰塞湖。     

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...     

红石河堰塞湖漫顶溃坝风险评估

四川省青川县红石河堰塞湖是2008年5月12日汶川大地震形成的34座大型堰塞湖之一,是由东河口滑坡堵塞红石河形成的。该堰塞体高度约50 m、宽度约250 m、顺河向长度约500 m、形成的最大库容约400万m3。本文作者对红石河堰塞体做了较详尽的现场试验,包括土的冲蚀试验、土的基本物性试验等。基于现场试验数据,对土的冲蚀性和漫顶溃坝风险做了详细的分析。结果显示,从土的抗冲蚀性角度考虑,只要有水溢出就会有土体被冲蚀,这说明红石河堰塞体的漫顶溃决可能性较高。本文还提出经验公式来预测红石河堰塞体漫顶的溃决时间,大约为4.5d,如果考虑到大石块对抗冲蚀稳定性的有利影响,这一数值会增大。此外,还研究了溃决深度随时间的变化规律。     

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。     

大渡河上游鸡心堡滑坡形成的古堰塞湖及其环境效应

堰塞湖及其溃决洪水对山地地表过程具有强烈影响,严重危害山地区域的安全,对堰塞湖开展相关研究,可为区域现代堵江风险分析提供参考。以青藏高原东缘大渡河上游支流小金川鸡心堡古滑坡堰塞湖为研究对象,采用单片再生剂量法与标准生长曲线法相结合的方法对深度约12.5 m的湖相沉积剖面上的7个光释光样品测试年代,并进行了详细的地层学与年代学研究,恢复该堰塞湖的年代和范围,重建该古滑坡的规模,讨论了该古堰塞湖的成因及其环境效应。研究结果表明：1)研究区在距今约2～3 ka发生过一次滑坡堵江事件,形成鸡心堡古滑坡堰塞湖,持续一段时间后,形成最大流量约为2.70×10³ m³/s的洪水溃决过程;2)该古堰塞湖的堵江残留滑坡坝高约150 m,滑坡坝面积约1.41×10⁵ m²,体积约4.19×10⁶ m³,堰塞湖的面积约1.84×10⁶ m²,库容水量约6.10×10⁷ m³; 3)依据现有地...     

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。     

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。     

高风险堰塞湖风险类型及防范对策

典型高风险堰塞湖具有崩塌滑坡方量大、集雨面积大、蓄水量大、溃决历时短、破坏力强、灾害链长等特点,属重大水旱灾害。堰塞湖信息快速获取、风险快速评估、风险处置与快速解危、风险管控预报等方面技术仍较为薄弱,其风险防范及应对属世界性难题。本文在分析堰塞湖致灾危害的基础上,归纳梳理了堰塞湖风险类型及其防范与对策,提出有必要在堰塞湖灾损发生前及早发现隐患、分析预测潜在风险,进而提前干预来减免风险;从堰塞湖风险评估、风险处置、风险后评估及后续处置等方面对堰塞湖风险防范与对策进行了总结,提出堰塞湖风险应对中的关键技术问题,以期为堰塞湖的风险防范和应对提供有益借鉴。     

堰塞湖排险过程中的水文计算探讨

地震、滑坡等原因都能造成河道堵塞形成堰塞湖.堰塞湖的危害:一是上游的淹没灾害,二是溃决后对下游的冲毁及淹没灾害.要妥善处理堰塞湖,减少灾害损失,需要掌握一些水文信息.本文提出了解堰塞湖六个方面的基础信息,探讨如何计算堰塞湖里的蓄水量、堰塞湖溃坝流量及沿程最大流量.目的是为决策者提供基础水文信息,帮助领导正确决策,减少次生灾害的发生.     

易贡滑坡堰塞湖溃坝洪水分析

滑坡堰塞坝体主要由块石、碎石土等松散材料组成,随着上游水位的不断上升,极易失稳,一旦决口将对给下游人民的生命财产安全造成极大的威胁。因此,研究堰塞坝溃坝问题具有重要的学术意义和应用价值。2000 年 4 月 9 日,西藏林芝地区波密县易贡藏布河扎木弄沟发生大规模山体滑坡堵塞易贡藏布江,形成坝高60m,长约2500m,库容可达288108m3,体积约28108～30108m3的滑坡堰塞湖, 2000年6月10日堰塞坝溃决。本文以易贡堰塞湖溃坝为例,从连续性方程及Navier Stokes方程出发,结合标准型湍流模型,并采用VOF方法进行自由面处理,基于流体计算软件Fluent模拟分析了溃坝洪水在下游弯曲河道的演进过程及不同位置的流速变化。数值模拟结果与实测资料记录基本一致,表明该模型能够模拟溃坝洪水在地形复杂弯曲河道中的演进过程。     

四川茂县宗渠沟低危险堰塞湖溃决泥石流发育特征及工程对策

宗渠沟堰塞湖在5.12地震期间形成,在2009年3月自然溃决后其危险性显著降低,为一低危险性堰塞湖。该堰塞湖于2013年7月再次溃决,并形成大规模泥石流活动,对沟内及沟口沿沟居民财产造成重大损失。本文通过对宗渠沟低危险堰塞湖溃决泥石流发育特征的归纳、总结,进而揭示暴雨条件下该类泥石流的发育规律及发展趋势,并提出相应的防治工程对策,对5.12震区现存同类型泥石流防治工程方案的拟定具有一定参考价值。     

新疆伊宁县皮里青河滑坡成灾机理分析

2017年3月24日,受冰雪消融影响,新疆伊犁哈萨克自治州伊宁县喀拉亚尕奇乡喀拉亚尕奇村发生滑坡灾害,滑坡堵塞皮里青河,形成堰塞湖,未造成人员伤亡。通过现场调查分析和数值模拟,结果表明:(1)皮里青河滑坡成灾过程为:河流冲刷坡脚,前缘局部滑动→发生蠕滑-拉裂,坡体强烈变形→在冰雪融水入渗作用下发生整体滑动→堵塞河道,形成堰塞湖→堰塞体溃决;(2)因气温升高,冰雪消融入渗是滑坡形成的直接诱因,雪水入渗后并转化为地下水,黄土含水达到饱和,孔隙水压力增高,滑坡稳定性系数降低,在重力作用下发生整体高速下滑;(3)分析了新疆地区冰雪消融引起滑坡灾害链的成灾模式,为进一步科学地指导防灾减灾提供技术支撑。     

白什滑坡坝漫溢溃坝的水文条件预测

为防避四川省北川县白什滑坡坝溃坝酿至溃决洪水与泥石流灾害,对导致漫溢溃坝的水文条件进行了预测。在论述白什滑坡和滑坡坝的特征的基础上,通过对可能发生的溃坝类型、形成漫溢型溃决所需临界水头、溃决时水流流速和导致溃决的洪峰流量的预计,得出了一般洪水时不会溃坝、100年一遇洪水时可能溃坝的预测结论。     

大型天然土石坝的溃坝方式及环境效应分析

岷江上游分布有大量的古滑坡堵江形成的土石坝体。本文首先调查了扣山古滑坡堵江坝形成的地质环境和坝体的几何特征、溃口形态;然后采取坝体土石样品,进行了室内大型土工试验,考虑湖水、坝体渗流和岩土体的耦合作用,采用有限元进行了古滑坡堵江坝的稳定性分析,计算了溃坝洪水的最大洪流量及其洪水在下游的演化特征,认为该天然滑坡堵江坝的溃决方式为漫坝瞬时全溃,天然土石坝的溃决将对沿岸及下游地区的生态环境产生巨大的影响。     

澜沧江拉金神谷滑坡成灾机理分析

涉水型古滑坡是西南水电工程区常见的灾害类型,揭示这类滑坡的成灾机理有助于降低链式灾害发生风险概率。以云南省德钦县燕门乡拉金神谷古滑坡为例,基于野外地质调查、InSAR监测和数值模拟研究,结合滑坡区工程地质条件,分析了滑坡的变形特征和破坏演化全过程。研究结果表明：(1)拉金神谷滑坡成灾过程为前缘局部变形阶段→后缘拉裂阶段→滑坡—堰塞湖阶段→堰塞湖溃决阶段;(2)库水位上升和降雨共同作用是诱发滑坡大变形的直接原因;(3)若该滑坡的地质环境条件持续恶化,发生滑坡堵溃型链式灾害的风险很高。通过对拉金神谷古滑坡的成灾机理研究,提出了引入InSAR等监测调查技术手段开展类似涉水古滑坡排查的地质灾害早期识别建议,这对防范类似的高位链式地质灾害具有重要实践意义。