日喀则市谢通门县尼玛弄自然村坡面泥石流发育特征及防治对策

坡面泥石流具有规模小、分布广、暴发突然、流动快、过程短、冲击力大等特征,是一种危害十分严重的自然灾害。为了查明西藏日喀则市谢通门县尼玛弄自然村坡面泥石流的发育特征,以野外精细化调查和测量为工作方法,在查明泥石流区域地质环境及分区特征、主沟支沟的沟道特征、形成条件、物源转化关系的基础上,综合研判泥石流的发展趋势并划定了危险区范围。结果表明: 流域内松散固体物源总量约为22.72×10⁴ m³,可能参与泥石流活动的动储量约为7.82×10⁴ m³; 坡面泥石流一旦遭遇大暴雨,势必引发较大规模的泥石流灾害; 泥石流的综合致灾能力较强,受灾体的抗灾能力较弱,泥石流治理紧迫性等级为I级; 提出“导流槽+截流槽+导流堤”和“导流防护堤”两种工程治理方案,为该区泥石流防治工作提供参考。     

汶川地震区特大泥石流物源集中启动模式和特征

物源的集中启动,是汶川地震区大规模泥石流发生过程中的关键因素,总结物源集中启动模式,对汶川地震区泥石流防治具有重要意义。文章在调查总结"5.12"地震以来一些重大泥石流发育特点的基础上,将物源集中启动归纳为归流拉槽、深切揭底和堵塞溃决等三种模式,并总结了典型泥石流物源集中启动的组合方式,针对各种物源集中启动模式提出了有针对性的防治思路。     

一次成功的专题研讨会:“多成因的软沉积物变形构造及地震岩”

“多成因的软沉积物变形构造及地震岩”专题研讨会,2016年9月24日在河南焦作河南理工大学承办的第14届全国古地理学及沉积学学术会议期间召开。国内多位专家出席这次研讨会,对软沉积物变形构造、地震岩、震积岩等问题进行讨论和争鸣。这是一次十分成功的研讨会,其主要成果是: (1)“多成因的软沉积物变形构造”已为广大地质学家接受。(2)赛拉赫(Seilacher,1969)提出的“地震岩”(seismites)的定义,即“具断层—粒序的岩层可定为地震岩”,应该废弃;但现在为广大地质学家所接受的地震岩的定义,即“地震岩是真正由地震引起的具软沉积物变形构造的岩层”,则不应废弃,可以保留下来。(3)“地震岩”这个术语应严格地限制在真正由地震引起的具软沉积物变形构造的岩层。(4)“震积岩”是一个误译的术语,不宜继续使用。如果有的地质学家想继续使用这个术语,应对这个术语重新定义,并指明它不是“seismites”(地震岩)的中文译名。(5)碎屑注入体也是多成因的,它不一定是地震岩,更不一定是“原地地震”的标志。(6)本次研讨会的最重要的成果是中国软沉积物变形构造及地震岩研究中的“几乎是一个观点”的局面开始被扭转过来了,呈现出了“百花齐放和百家争鸣”的学术气氛。     

西昌市泸山地区典型火后泥石流特征与成因机制研究——以响水沟左岸3#支沟为例

2020年3月30日,四川省凉山州西昌市经久乡发生森林大火,山火燃烧后形成的山火灰和烧焦土体在强降雨作用下极易启动形成泥石流,给西昌市泸山、琼海景区生态环境及当地百姓生命财产安全带来潜在地质灾害风险。以西昌市安哈镇响水沟左岸3^#支沟为例,采用野外调查、无人机航拍、地球物理探测、现场及室内实验等手段,对2020年5月1日该沟发生的火后泥石流流体特征、动力学参数及成因机制等开展研究,系统分析了山火及降雨过程对该次火后泥石流形成的影响机制。该成果可为系统认识西昌泸山“3·30”山火地区火后泥石流的运动特征、物源规模、激发雨量及其发展趋势研判提供科学参考。     

渤海湾盆地埕北低凸起及围区古近系“源-汇”系统控砂原理定量分析*

埕北低凸起及围区发育完整的“源-汇”系统。在“源-汇”思想的指导下,利用录井、测井、取心、三维地震等基础资料,在精细刻画埕北低凸起及围区沉积体系类型及特征的基础上,定量探讨了“源-汇”系统各要素之间的耦合关系。研究表明: 古近纪,埕北低凸起基岩类型主要为中生界碎屑岩,源区内共发育9个有效物源区;埕北低凸起共识别出15条古沟谷型和2条断槽型输砂通道,其中古沟谷型输砂通道可细分为U型、V型及W型;埕北低凸起及围区陡坡带发育扇三角洲、半深湖—深湖沉积,扇三角洲平面上呈朵状展布,各扇体之间不连通,而缓坡带除局部构造早期发育扇三角洲外,整体发育辫状河三角洲、滨浅湖、半深湖—深湖等沉积,平面分布范围广,呈连片叠合分布;“源-汇”系统各要素定量分析表明,汇区沉积体面积及形态与有效物源区面积、沟谷的长、宽、宽深比等参数密切相关;从“源-汇”耦合模式分析认为,有效物源区面积控制沉积体系发育规模,输砂通道控制沉积体系的优势展布方向及形态。     

四川省8·13特大泥石流灾害特点、成因与启示

2010年8月12～14日,四川省部分地区普降大到暴雨,在5.12汶川地震极重灾区的绵竹市清平乡、汶川县映秀镇和都江堰龙池镇诱发了极为严重的泥石流灾害。本次泥石流灾害表明:地震区和非地震区、震前和震后的泥石流在发育分布规律、启动条件、暴发规模、活动形式及其成灾方式和危害性等方面都具有显著的差别。通过对8.13清平乡泥石流、映秀红椿沟泥石流以及龙池泥石流的基本分析,表明8.13泥石流具有群发性、突发性、破坏性、灾害链效应等特点,同时还具有沿发震断裂呈带状分布、物源主要来自于汶川地震触发的崩滑堆积物、活动形式主要表现为"拉槽"侵蚀等显著特征。震区异常丰富的松散固体物源和极端气候所造成的局地短时强降雨是泥石流暴发的根本原因。针对汶川地震区泥石流暴发的新特点,应进一步加强对震区泥石流的防治,尤其是针对具有重大泥石流隐患的沟谷,一方面应提高设防标准,强化工程治理和专业监测预警,另一方面更应引入风险管理和控制的理念,注重"防""治"结合;"软""硬"结合;工程措施与非工程措施结合;"治理"与"管理"结合,调动全社会力量,共同防范地质灾害。     

南海北部古河流演变对欧亚大陆东南缘早新生代古地理再造的启示

欧亚大陆东南缘早新生代古地理演变包含了华南沿海中生代山脉的逐步消减与南海的逐步扩张形成等重大事件。南海北部始新统—下中新统“源-汇”路径研究发现,南海沉积物物源在该时期发生了巨大改变。在始新世和早渐新世,源自南海西部古隆起的“昆—莺—琼”河流系统向南海东部地区输送了大量沉积物,包括珠二坳陷在内的南海北部南侧大部分地区受南海西部物源的控制,仅在珠一坳陷接受来自华南大陆珠江的沉积物;晚渐新世,南海西部物源逐步被北部珠江物源取代;到早中新世,珠江来源沉积物全面越过番禺低凸起进入珠二坳陷,大量来自华南内陆的沉积物被珠江运输至南海盆地,“昆—莺—琼”古河流进一步萎缩,仅在南海西部琼东南盆地分布,并且由西向东沉积物源区昆嵩地块逐渐被海南岛取代。南海西部自晚中新世以来发育的中央峡谷正是该古河流的残余。南海新生代早期“昆—莺—琼”河流系统的发现及珠江演变过程的构建,对于深刻认识该地区新生代早期古地理特征、整个欧亚大陆东南缘的古地貌重建以及盆地的油气勘探均具有重要意义。     

汶川极震区G213典型泥石流内在因数与运动特征

"5·12"汶川地震后,四川省内多地暴发过大规模泥石流灾害。其中,四川省内重要交通干线G213国道映秀至汶川县段,多次暴发了群发性泥石流灾害,规模巨大、造成危害极其严重。研究以高家沟泥石流2011年时暴发实例,从泥石流暴发成灾的内在因数和运动过程特征进行系统分析;从形成泥石流的沟域地形条件、巨量物源聚集内在因素出发,研究其启动时堵塞溃决、拉槽下切特点,从固体物质运移堆积特征,研究其暴发时阵性流特点;揭露此类泥石流沟大规模暴发成灾的机理。     

汶川极震区G213典型泥石流内在因数与运动特征

"5·12"汶川地震后,四川省内多地暴发过大规模泥石流灾害。其中,四川省内重要交通干线G213国道映秀至汶川县段,多次暴发了群发性泥石流灾害,规模巨大、造成危害极其严重。研究以高家沟泥石流2011年时暴发实例,从泥石流暴发成灾的内在因数和运动过程特征进行系统分析;从形成泥石流的沟域地形条件、巨量物源聚集内在因素出发,研究其启动时堵塞溃决、拉槽下切特点,从固体物质运移堆积特征,研究其暴发时阵性流特点;揭露此类泥石流沟大规模暴发成灾的机理。     

鄂尔多斯盆地延长组等时地层对比方案与沉积新认识*

鄂尔多斯盆地三叠系延长组石油年产量超3500×10⁴t,然而该主力产层现行的“标志层约束、油层组等厚劈分”划分方案,在油气勘探开发实践中受到挑战。作者利用不同沉积体系长7油层组内凝灰岩定年数据和盆地庆城北地区新采集的高品质三维地震数据体,开展同位素年代学研究和钻井资料约束下的高精度地震地层解释。锆石定年结果表明盆地东南部长7油层组属于中三叠世,锆石ID-TIMS定年可实现不同沉积体系高精度地层对比。同时,在庆城北三维工区延长组长2油层组底至长7₃油层组顶解释识别出11个前积地质体,刻画出长7油层组中6个前积体进积演化规律。针对延长组陆相地层等时划分难点,提出建立不同物源体系长7油层组高精度地层定年“锚点”,利用提频地震数据与测井小层对比“穿线”,重新划分高频层序“格架”,建立延长组地层“等时”对比方案。该研究有助于延长组油藏分布规律的认识,也为其他陆相湖盆沉积演化和地层等时对比提供了可资借鉴的范例。     

浙东南山丘区泥石流爆发的临界雨量分析

首先对浙东南山区泥石流的形成条件（物源、地形和降水条件）进行了研究。随后研究了本区泥石流的基本特征：在形成方式上,以谷坡或沟源地带的土动力启动方式为主;在侵蚀特征方面,主要有面蚀作用和沟谷侵蚀作用;堆积特征方面,在宏观上当规模较大时可形成堆积扇,规模较小时往往以停积于中下游沟道为主;微观上,主要表现为堆积物质结构杂乱,个别具有期次性。对本区泥石流临界雨量组合进行分析,认为采用基于区域临界雨量组合的泥石流预警预报方法较为合理。利用研究区内4次群发泥石流时的降雨特征值确定了本区泥石流爆发的临界雨量组合,并将其应用于研究区泥石流的临灾预警,分为以下步骤：①收集实时降雨资料;②绘制实时雨量组合曲线;③泥石流灾害预警;④泥石流临界雨量基准的修正。     

Rainfall-triggering response patterns of post-seismic debris flows in the Wenchuan earthquake area

Several giant debris flows occurred in southwestern China after the Wenchuan earthquake, causing serious casualties and economic losses. Debris flows were frequently triggered after the earthquake. A relatively accurate prediction of these post-seismic debris flows can help to reduce the consequent damages. Existing debris flow prediction is almost based on the study of the relationship between post-earthquake debris flows and rainfall. The relationship between the occurrence of post-seismic debris flows and characteristic rainfall patterns was studied in this paper. Fourteen rainfall events related to debris flows that occurred in four watersheds in the Wenchuan earthquake area were collected. By analyzing the rainfall data, characteristics of rainfall events that triggered debris flows after the earthquake were obtained. Both the critical maximum rainfall intensity and average rainfall intensity increased with the time. To describe the critical conditions for debris flow initiation, intensity–duration curves were constructed, which shows how the threshold for triggering debris flows increased each year. The time that the critical rainfall intensities of debris flow occurrences return to the value prior to the earthquake could not be estimated due to the absent rainfall data before the earthquake. Rainfall-triggering response patterns could be distinguished for rainfall-induced debris flows. The critical rainfall patterns related to debris flows could be divided on the basis of antecedent rainfall duration and intensity into three categories: (1) a rapid triggering response pattern, (2) an intermediate triggering response pattern, and (3) a slow triggering response pattern. The triggering response patterns are closely related to the initiation mechanisms of post-earthquake debris flows. The main difference in initiation mechanisms and difference in triggering patterns by rainfall is regulated by the infiltration process and determined by a number of parameters, such as hydro-mechanical soil characteristics, the thickness of the soil, and the slope gradient. In case of a rapid triggering response rainfall pattern, the hydraulic conductivity and initial moisture content are the main impact factors. Runoff erosion and rapid loading of solid material is the dominant process. In case of a rainfall pattern with a slow triggering response, the thickness and strength of the soil, high hydraulic conductivity, and rainfall intensity are the impact factors. Probably slope failure is the most dominant process initiating debris flows. In case of an intermediate triggering response pattern, both debris flow initiation mechanisms (runoff erosion and slope failure) can play a role.     

"5·12" 地震后汶川县泥石流特征与演化分析

2008年“5·12”汶川地震极大地改变了震区泥石流的特征,不仅增强了泥石流的活动性,同时也使得震区在相当长的时间内都要面临泥石流的威胁。本文基于前人大量的研究成果,并利用遥感解译结合现场调查等手段,分析了汶川县泥石流沟道纵坡降、沟壑密度、两岸坡度等基本发育特征;进而分析了地震前后汶川县降雨分布及泥石流相关降雨参数变化特征。结果显示,流域内泥石流沟的沟壑密度在0.2~4之间,属于微度土壤侵蚀区域,泥石流的沟床纵坡降偏大,有利于泥石流的发生;泥石流流域内斜坡坡度多为30°~40°,有利于灾害的发生;震后汶川县年均降雨量增加了5.17%,降雨多集中在7~9月份,降雨量由南及北逐渐降低;震后泥石流的降雨阈值在2008~2013年呈现缓慢回升的趋势,但2019年又有所下降,预计恢复到震前水平尚需要一定时间;同时震后汶川县泥石流物源丰富,震后物源量呈现“震荡式衰减”的演化趋势,但体量仍然很大,对泥石流仍需坚持监测预警工作。     

Rainfall thresholds for debris flow initiation in the Wenchuan earthquake-stricken area,southwestern China

The Wenchuan earthquake-stricken area is frequently hit by heavy rainfall, which often triggers sediment-related disasters, such as shallow landslides, debris flows, and related natural events, sometimes causing tremendous damage to lives, property, infrastructure, and environment. The assessment of the rainfall thresholds for debris flow occurrence is very important in order to improve forecasting and for risk management. In the context of the Wenchuan earthquake-stricken area, however, the rainfall thresholds for triggering debris flows are not well understood. With the aim of defining the critical rainfall thresholds for this area, a detailed analysis of the main rainstorm events was carried out. This paper presents 11 rainfall events that induced debris flows which occurred between 2008 and 2012 after the Wenchuan earthquake. The rainfall thresholds were defined in terms of mean rainfall intensity I, rainfall duration D, and normalized using the mean annual precipitation (MAP). An ID threshold and a normalized I _MAP D threshold graph could be set up for the Wenchuan earthquake-stricken area which forms the lower boundary of the domain with debris flow-triggering rainfall events. The rainfall threshold curves obtained for the study area were compared with the local, regional, and global curves proposed by various authors. The results suggest that debris flow initiation in the study area almost requires a higher amount of rainfall and greater intensity than elsewhere. The comparison of rainfall intensity prior to and after the earthquake clearly indicates that the critical rainfall intensity necessary to trigger debris flows decreased after the earthquake. Rainfall thresholds presented in this paper are generalized, so that they can be used in debris flow warning systems in areas with the same geology as the Wenchuan earthquake-stricken area.     

Variation of debris flow/flood formation conditions at the watershed scale in the Wenchuan Earthquake area

A channelized debris flow/flood generally originates from initial gully erosion by superficial runoff that evolves rapidly into massive erosion of the channel bed. Knowledge of the formation conditions of such events is crucial for accurate forecasting, and determination of rainfall and runoff thresholds for such hazards is a primary concern following a strong earthquake. This work proposed a framework for debris flow/flood formation at the watershed scale in two watersheds (area: 2.4 and 32.4 km²) in the Wenchuan Earthquake area (China). The critical runoff and rainfall conditions required for debris flow/flood formation were simulated and their annual variations investigated. Ultimately, the runoff conditions required for debris flow/flood formation in the two studied watersheds were calculated on an annual basis and found to increase in time. Similarly, following consideration of three different rainfall types, critical rainfall conditions were proposed that also showed an increasing tendency. The increase of rainfall and runoff conditions for debris flow/flood formation is attributable to both the recovery of vegetation and the reduction of source materials. In comparison with actual monitored flow behaviors and previously proposed rainfall thresholds, the results showed strong consistency and high forecasting efficiency.

     

汶川震区暴雨泥石流激发雨型特征

汶川地震后暴雨诱发的泥石流不断增加,通过收集整理降雨资料,分析汶川震区不同地域泥石流暴发的激发雨强及前期有效累计降雨量变化过程,揭示震区暴雨泥石流的激发雨型特征,为暴雨泥石流的预报提供科学依据。研究结果表明,汶川震区的暴雨泥石流激发雨型可分为短期突然降雨型、中期持续降雨型和长期间断降雨型3种类型,主要表现为引发泥石流的激发雨强及前期有效累计降雨量的不同。暴雨泥石流的形成机制体现为降雨导致流域内松散土体渗透、饱和及侵蚀移动的过程。激发雨型与激发雨强及前期有效累计降雨量存在相关关系,短期突然降雨型的激发雨强最大,前期有效累计降雨量最少;中期持续降雨型的激发雨强居中,前期有效累计降雨量最多;长期间断降雨型的激发雨强最小,前期有效累计降雨量居中。对四川茂县叠溪镇新磨村突发山体高位垮塌碎屑流进行验证,初步判定是由长期间断降雨型引发岩体抗剪强度降低而引起的。对不同激发雨型特征的研究能够为汶川震区泥石流监测预警提供科学依据。     

汶川地震区文家沟泥石流成因模式分析

文家沟2008～2010年期间8次泥石流事件是在地震滑坡堆积体上因持续强降雨渗透变形溃决和后续侵蚀产生的,不同于一般的沟谷型和坡面型泥石流。文家沟滑坡堆积体上新生的泥石流沟共冲出松散固体物质总体积约180×104m3,2010年的"8.13"泥石流事件是其中规模最大的一次,冲出的松散固体物质体积约在115×104m3。文家沟泥石流的成因模式是,强降雨过程在滑坡堆积体上先期出现"渗流管涌、暂态壅水、溃决滑塌"的造沟作用模式,后期出现"溯源侵蚀、冲刷刨蚀、侧蚀坍塌、混合奔流(搅拌机)"的扩沟作用模式。2008年的"6.21"和2010年的"7.31"泥石流事件主要起因于前者,其他事件主要起因于后者。松散堆积体因排泄持续降雨入渗的能力不足而造成地下水滞留和水位升高是导致斜坡体稳定性降低的内在原因。当地下水壅高水位面达到水平时,堆积体内渗透动水压力达到最大,堆积斜坡的稳定性最低,成为堆积体表层发生滑塌溃决的临界条件。     

都江堰市龙池镇黄央沟泥石流特征与防治工程效果分析

黄央沟位于"5.12"汶川地震的极重灾区四川省都江堰市龙池镇,地震使沟内山体发生大规模的滑坡和崩塌,其为泥石流的形成提供了丰富的松散固体物质。地震后黄央沟泥石流十分活跃,2010年8月13日、8月18日和2013年7月9日均暴发了泥石流,造成了严重的经济损失。笔者通过对黄央沟泥石流灾害现场进行实地调查,详细分析了黄央沟泥石流的形成条件和发育特征,并对已有防治工程效果进行了分析和探讨。针对防治工程存在的问题和黄央沟泥石流的特点,建议在沟道下游和堆积区修建排导沟,使泥石流顺畅排入龙溪河;采取工程和生物措施来稳定沟道内的崩滑堆积体和不稳定斜坡,减少泥石流物源;沟口公路采用高架桥跨越方式通过泥石流堆积扇。该研究结果可为强震区泥石流灾害的防治提供参考。     

汶川震区暴雨泥石流激发雨量特征

利用搜集的汶川震区典型泥石流暴发前后的降雨过程资料,分析了泥石流的激发雨量过程,获得了汶川震区的泥石流激发雨量特征,以期为泥石流的预测预报提供依据。结果表明,汶川地震区的泥石流激发雨型可分为快速激发型、中速激发型和慢速激发型3类,其差异主要体现在降雨的持续时间和强度方面。不同激发雨型下的泥石流形成过程的差别主要体现在松散土体饱和过程。雨型的差异(降雨的持续时间和强度)使得土体饱和产生超渗产流的时间出现差异,进而使得泥石流暴发的时间存在差异。激发雨强跟激发雨型存在一定的关系,激发雨强最大者为中速激发雨型,其次是慢速激发雨型,最小者为快速激发雨型。与地震之前相比,地震后的泥石流暴发时的累积雨量和临界雨量都有所降低。     

汶川强震区泥石流起动模型试验分析

强震使大量松散堆积物堆积于高山峡谷内,由于持续降雨的作用,导致泥石流在汶川灾区频繁发生。降雨强度和物源与泥石流的起动有着密切联系,分析雨强和物源与泥石流起动的相关关系,可得不同雨强下,不同物源区泥石流起动的特征。通过对典型泥石流沟（映秀镇烧火坪侧沟,牛莲花心沟）进行野外样品采集,将两条泥石流沟进行对比室内试验。控制起动坡度,降雨强度与颗粒级配得出不同坡度下泥石流起动的表面流形成流量,起动流量。同时,与非强震区（西昌市琅环乡）的泥石流简单对比,得到强震区泥石流起动的临界条件及雨强,为泥石流的预测和治理提供相应的理论依据。通过大量的试验结果,泥石流起动首先会形成表面流,然后形成冲沟,随着物源区雨强的增加,最终形成大面积松散堆积物失稳,整体起动。泥石流起动与汇水区面积成一定关系。