"8.13"四川清平群发性泥石流灾害成因及其影响

汶川地震触发的大量崩塌滑坡改变了泥石流流域的物源条件,地震灾区震后泥石流活动呈现出愈加明显的高频率、群发性、大规模的特征.地处四川省绵竹市西北部的绵远河上游震后已多次暴发了泥石流.2010-08-13和08-18,在局地暴雨诱发作用下,绵远河上游的清平乡和天池乡境内的24条沟谷同时暴发了泥石流,冲出的固体物质高达1.08×107m3,其中仅清平乡附近,泥石流堆积扇规模就达到7.62×106m3,泥石流淤满河道形成了1.5 km2的堰塞体,致使14人死亡和失踪,清平乡境内大量震后重建的民房遭淤埋,泥石流多次中断九环线的重要支线--绵(竹)茂(县)公路汉旺-清平段,直接经济损失高达4.3亿元.此次群发性泥石流灾害剧烈的改变着震后局部的河流微地貌形态,对灾后恢复重建和发展规划也将产生深远影响.本研究从汶川地震对绵远河上游泥石流流域物源条件的影响分析入手,着眼于泥石流形成的基本条件,分析了2010-08-13(简称"8.13")特大群发性泥石流的成因:汶川地震后绵远河上游两侧支沟内积聚的巨最固体松散物源是此次泥石流形成的前提条件;1 h雨强达37 mm、累计达203.5mm的高强度暴雨是泥石流最直接的激发因素.泥石流物源区和堆积区的堆积物颗粒分析结果表明,泥石流以粘性泥石流活动为主.作为汶川地震后典型的次生山地灾害链过程,泥石流活动是自然地貌演化的必然结果,但此类远远超越常规规模和频率的泥石流灾害的影响将是一个长期的过程.因此,建议对危害居民点的重点沟谷提高泥石流治理标准,调整汛期的防洪方案.     

汶川地震区红椿沟泥石流形成物源量动态演化特征

2008年"5·12"汶川地震时,映秀-北川断裂通过的映秀镇红椿沟流域内产生了大量的碎屑体,约为384.3×104m3,为泥石流的发生提供丰富的固体物源条件。2010-08-14,红椿沟暴发特大型泥石流,冲断公路,堵塞岷江致使江水改道,威胁映秀新区。为研究物源区演变特征,选取3期影像,并结合野外调查资料,通过ArcGis分析发现:地震前,红椿沟植被良好,未发现大规模地质灾害,流域内沟道均属于清水沟。地震后,流域内滑坡崩塌数量为68处,滑坡面积为101.12×104m2,沟道总长度5 752 m,沟道总面积11.82×104m2。受上盘效应影响,沟右岸滑坡发育强于左岸,左岸大多为小型浅层滑坡。2010年"8.14"泥石流后,受地表径流和泥石流的冲刷、侵蚀、切割作用影响,使部分滑坡"复活"或产生新的滑坡,流域内滑坡个数77处,新增9处,变化率为13.23%,滑坡面积139.80×104m2,新增38.68×104m2,变化率38.25%。沟道总长度8 851 m,新增3 099 m,沟道总面积17.48×104m2,新增5.66×104m2。泥石流暴发后,流域内仍有固体物源量约为344.6×104m3,泥石流治理工程可控制物源量约为92.8×104m3,在极端降雨条件下,仍有暴发大规模泥石流的可能。     

汶川地震区暴雨滑坡泥石流活动趋势预测

汶川大地震发生后,暴雨又激发了新的滑坡和泥石流发生.为探讨汶川地震区暴雨滑坡泥石流活动趋势,对比分析了日本关东大地震和台湾集集大地震后诱发滑坡和泥石流活动趋势,在此基础上,对汶川地震区未来滑坡、泥石流活动趋势作了预测分析.同时,还讨论了估算不同强度降雨条件下滑坡面积和泥石流冲出量的方法.初步研究表明,汶川强震区至少在近10 a内,滑坡和泥石流活动趋势是强烈的,之后地质条件将逐渐趋于稳定.本研究选择了面积为5.9 km2的北川县城西侧斜坡为研究区,计算结果是如果一旦遭遇100 a一遇降雨,新增滑坡面积可达166.97 ×104 m2,约占整个研究区流域面积的28.3%.本研究还预测了魏家沟、苏家沟流域的不同频率降雨条件下的泥石流土砂产量,在100 a一遇降雨条件下,泥石流土砂产量分别达71.0×104 m3和49.2×104 m3.研究成果为进一步认识汶川地震区后续降雨作用诱发的滑坡泥石流活动趋势提供参考.     

地貌信息熵在地震后泥石流危险性评价中的应用

地貌信息熵可以表示流域地貌面受侵蚀的程度,是判断地貌发育演化阶段的量化指标之一。基于流域系统地貌信息熵的原理和方法,采用GIS技术和Matlab、SPSS软件,对"5·12"汶川地震后都江堰市深溪沟流域内41个子流域的面积-高程积分值和地貌信息熵进行计算,研究了各个子流域的地貌发育演化基本特征和泥石流发育情况,并将分析结果和地震后野外实际调查的成果进行了对比研究,结果表明:在烈度为Ⅺ的都江堰深溪沟地震重灾区,地震引发的大量崩塌、滑坡导致松散固体物质广泛堆积于沟道内,不仅为泥石流提供丰富的物源,而且使沟道局部的地貌发生了突变,但通过"地貌信息熵"这种方法无法表达丰富物源的变化和沟道地貌的突变,因此,根据地貌信息熵判断地震后泥石流的危险性具有一定的局限性。为了使地震区泥石流危险性评价的结果更加真实、可靠与可信,必须结合流域的实际情况,对地貌信息熵判定的危险性结果进行综合分析与修正,或者通过多种评价方法进行对比论证和分析。     

基于无人机测量的泥石流固体颗粒图像识别与泥石流预警

强震导致崩塌与滑坡碎屑物在泥石流流域内广泛堆积,挤压侵占天然沟道,完全改变了沟床物源级配构成,泥石流激发降雨临界值急剧降低。震后泥石流物源粒径和沟道宽度的变化直接改变了震后泥石流启动过程及机制。泥石流预警模型并未考虑震后泥石流物源组成的动态变化作为主控因素,需要进一步改进。本文现场调查了泸定9·5地震后泥石流沟的形成区及流通堆积区松散堆积物组成,采用无人机航测采集岩土粒径,结合PCAS软件进行泥石流粒径识别,分别通过系统误差、高度误差及坡度误差三个方面进行误差分析,探讨无人机航测泥石流形成区沟道粒径方法的准确性;对泸定大渡河流域得妥乡内的洛进沟和两岔河沟进行粒径测量,结合泥石流1 h预报模型和改进的精细化泥石流1 h预报模型,得到这两条沟震前震后的综合降雨临界值,发现强震后泥石流流域颗粒粒径明显减小,两条泥石流沟的激发临界降雨量都大幅降低;通过误差分析,得到无人机近地观测结合软件测量研究区域内泥石流沟道形成区物源粒径的方法与人工现场测量之间的误差较小,可以用于泥石流物源粒径识别,且由于强震后泥石流的激发降雨临界值是一个动态变化过程,采用无人机可以高效识别泥石流沟道物源的变化。     

5·12汶川地震诱发都江堰龙池镇干沟泥石流可能性地质分析

岷江一级支流龙溪河右岸次级支流干沟,位于四川省都江堰市龙池镇,沟口为5·12汶川地震后都江堰龙池镇主要过渡安置房集中居住区.根据流域地质地貌条件,5·12地震诱发崩塌、滑坡山地地质灾害特征及泥石流发育历史等方面,分析预测了干沟震后暴发大规模泥石流的可能性及其危害性.研究表明,干沟为一多期次泥石流沟,其中两次在沟口形成厂规模巨大的泥石流堆积扇;流域内5·12地震滑坡、崩塌极为发育,固体碎屑物质极为丰富,在持续强暴雨下有发生大规模泥石流的极大可能,将对沟口过渡安置房集中居住区带来严重危害.据此,提出了停建干沟沟口过渡安置房等建议.     

重大地震灾害对陆表植被影响的对比分析——以中国汶川512和日本311地震为例

基于GLASS数据的叶面积指数(LAI)产品、植被覆盖度(FVC)产品以及2010年的全球30m土地利用数据,选取2008年中国汶川512地震的8°以上烈度区(简称"汶川512分析区")和2011年日本311地震陆上6°以上烈度区(简称"日本311分析区")为分析区,从时间和空间的角度研究地震灾害影响下陆地植被变化情况与滞后效应,并比较这两种不同类型重大地震影响下植被响应状况。结果表明:汶川512分析区受地震所诱发的滑坡、泥石流等次生灾害的影响,植被受损程度整体较严重,且受损区主要是在震中附近和烈度中心线两侧,震后植被恢复过程缓慢,周期较长,局部地区甚至难以恢复;而日本311分析区地貌为低矮丘陵和平原,且震源位于太平洋,未诱发次生地质灾害,陆地植被主要受地震诱发的海啸等次生灾害影响,植被受损程度整体较轻,且震后恢复周期较短。     

汶川震区北川县城魏家沟暴雨泥石流灾害调查分析

2008-09-24强降雨过程导致汶川震区北川县城魏家沟泥石流暴发,对老北川县城造成了严重的破坏.由于这场泥石流灾害发生在汶川地震高烈度区,是地震与降雨共同作用下的结果,研究其形成与成灾过程,对于进一步认识强震区泥石流发育特征具有萤要的意义.根据现场调查和高分辨率航空图像解译,分析了魏家沟泥石流流域特征,特别是地震条件下的泥石流物源特征,在此基础上讨论了泥石流起动过程和堆积过程.魏家沟泥石流典型实例表明了汶川震区泥石流已进入一个新的活跃期.因此,应该开展对汶川地震区的泥石流风险评估和监测、早期预警等研究,采取有效的工程措施控制泥石流的发生和危害.     

鬼招手滑坡的特征及失稳机制

鬼招手滑坡位于“5·12”汶川地震极重灾区彭州市内,是地震4a后暴雨诱发的高速滑坡.剖析了主滑体和堆积区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的特征;分析了影响该边坡稳定性并诱发滑坡的6大因素,包括地层岩性、河流及泥石流冲刷掏蚀坡脚、暴雨及雨水下渗、断裂及“5.12”汶川地震、地貌、人类工程活动,其中持续暴雨是滑坡主要诱发因素;计算了主滑体抛射初速度为40.41 m/s,运动距离为137m,定义了主滑体的破坏模式为滑移-抛射模式;总结了滑坡的破坏过程,分为坡体累积破坏、坡体启动、坡体运动、坡体堆积稳定4个阶段;对比分析了暴雨和地震诱发的高速滑坡的不同之处,对于地震灾区的防灾减灾工作具有一定参考价值.     

震后泥石流活跃期的新认识——以四川汶川“8·20”灾害事件为例

受2019年8月19—20日强降雨影响,位于汶川地震灾区的都江堰和汶川地区(简称"都汶地区")暴发群发性山洪泥石流灾害(简称"8·20"灾害),造成12人遇难,26人失联,直接经济损失约36.26亿元。通过遥感解译、野外现场调查等手段,结合气象、地形、物源等数据分析,对本次岷江流域泥石流成因与特征有了初步认识:(1)汶川灾区泥石流活动性由震前低频非群发特征,在震后5年内,经历了高频、特大型、群发、粘性泥石流活动性发展阶段,在震后5～15年间,已经演化成低频、大中型、群发、粘-过渡性泥石流并伴生山洪,震后15～20年,汶川灾区泥石流将恢复或接近震前活动状态;(2)"8·20"灾害具有群发性特征,涉及沟谷多达23条,主要沿人类或工程活动相对集中的岷江河谷、都汶公路沿线呈条带状分布;(3)"8·20"灾害的激发雨强和有效降雨分别为24.2 mm/h和116.4 mm,高于震后初期激发雨强,但略低于震前泥石流激发雨强;(4)受控于主河水动力条件和泥石流体搬运能力,"8·20"灾害中泥石流以侵蚀作用和堆积作用两种方式形成危害,洪水表现为冲蚀破坏。"8·20"灾害活动是汶川"5·12"强震10年后出现的一次区域性山洪泥石流灾害,加强对此次灾害的认识,有助于为地震灾区灾害防治和减灾规划提供科学支撑。     

封面照片说明:四川绵竹清平泥石流灾害

四川省绵竹市清平乡地处绵远河上游,位于龙门山腹心地带,属2008-05-12汶川8级地震的极重灾区,地震烈度达Ⅹ度,由地震引起的次生山地灾害极为发育。受地震激发,在绵远河左侧支流文家沟内形成了一个巨型滑坡——文家沟滑坡,其堆积物体积约达5×107m3,成为形成泥石流的松散固体物质来源。此后,在2008—2010年的汛期,受暴雨作用,文家沟先后暴发了5次大规模和特大规模的泥石流灾害,其中以     

强震后高烈度区泥石流危险性评价——以汶川地震区G213线映秀到彻底关段为例

强震在高烈度的山区往往诱发大量的崩塌和滑坡,一到雨季不同规模的泥石流频频暴发,造成严重的灾害.以处于汶川地震Ⅺ度烈度区的213国道映秀到彻底关段的21条沟为例,探讨强震后如何对高烈度区的沟道泥石流的规模、频率、危险性作出尽快评价.为此,针对地震泥石流的特点和形成条件,确定影响泥石流规模和频率的评价因子;并从已有的相关图件和遥感影像中获取评价因子的特征值;用简单的数学方法将因子特征值分为五级,并归一化为0.0到1.0的标准值;用层次分析法计算出评价因子的权重;然后用常用或改进的评价模型,对21条沟泥石流的规模、频率、危险性分五级作出评价;最后用强震后3 a间各沟实际发生的泥石流规模和频率对评价结果进行检验,结果表明两者吻合度比较好.这种尽快的评价方法,可供其他山区强震后高烈度区的泥石流危险性评价参考.     

汶川地震区绵远河流域泥石流形成区的崩塌滑坡特征

2008年汶川地震以后,四川省绵竹市清平乡表面覆盖了大量松散堆积物,这些物源在震后的几年中易受到暴雨激发,导致大量浅层崩塌、滑坡的形成,尤其在泥石流形成区。研究泥石流形成区崩塌、滑坡特征,有助于分析滑坡向泥石流转化的特点。2010-08-13绵远河流域发生强降雨致使数十条沟暴发泥石流,在统计了研究区内20条沟泥石流形成区内的386个崩塌、滑坡后,利用野外调查及高精度遥感影像,将386个崩塌、滑坡全部解译,并利用GIS分析统计出崩塌、滑坡在坡度、坡向、高程、沟道纵坡降、地层岩性、沟壑密度因子上的分布特征,得出在海拔1 700～2 400 m范围内崩塌、滑坡密度最大;坡度是影响崩塌、滑坡分布的重要因素,随着坡度的增加密度也越来越大,>70°时极易失稳;滑坡的方向垂直于发震断层明显多于平行于发震断层;纵坡降在500‰～600‰的区间内崩塌、滑坡大量分布;石炭系灰岩出露的地层容易产生大量崩塌、滑坡,尤其在下硬上软的岩层上面;在微度水土流失的区域,崩塌、滑坡分布集中,因此要加强该区域的监测预警。     

G213线都汶路豆芽坪坡面泥石流及其防治方案

以G213线都(江堰)汶(川)公路豆芽坪坡面泥石流为研究对象,通过野外考察,查明了泥石流的灾害史及灾情;通过航片解译及现场勘查,对"5·12"汶川地震造成的松散物源进行了估算;在分析泥石流防治现状与危害性的基础上,提出了泥石流防治的思路及土工工程设计方案。豆芽坪流域存在大量松散固体物质,通过估算,松散物源总储量184.8×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为26.5×104m3。今后在强降雨作用下仍会暴发泥石流,对其进行工程治理是非常必要的。泥石流的治理思路为"固床稳坡,截水归流,导流保通",工程治理措施可概括为"稳+固+导+截水+排",并在此基础上,对具体的土木工程方案进行了设计。     

汶川地震后四川省都江堰市龙池镇群发泥石流灾害

在2008 -05 - 12汶川地震后的极震区暴发了多处群发性泥石流灾害,龙溪河流域的龙池“8·13”群发泥石流灾害就是其中之一.龙溪河流域在2010 -08 -13遭遇强降雨过程,流域内共有45处暴发泥石流,其中34处沟谷泥石流,11处坡面泥石流,泥石流冲出总量共334×104m3,造成大量泥沙淤积在龙溪河下游河道内,该段河床平均淤高5 m.诱发“8·13”群发泥石流的最大1h降雨量达75 mm,相当于20 a一遇的1h降雨量.“8·13”群发泥石流中88.9％的泥石流活动集中在汶川地震发震断裂带附近3 km范围内,仅有11.1％的泥石流分布在距汶川地震发震断裂带3～5 km范围.除受汶川地震发震断裂带影响外,泥石流分布还受地层岩性和地形的影响.龙池群发泥石流以粘性泥石流为主,占总数的88.9％,而稀性泥石流很少,仅占总数的11.1％.小规模泥石流占多数,达到总数的60.0％;大规模泥石流很少,仅占总数的11.1％,其他为中等规模泥石流.泥石流流域主要为小流域,＜1 km2的泥石流流域占多数,达到总数的68.9％;而＞3 km2的泥石流流域很少,仅占总数的6.7％.龙溪河河道内的泥沙淤积受泥石流活动、主河道坡度和宽度的控制,河道上半段没有泥沙淤积,而下半段有大量泥沙淤积.龙溪河河道内淤积的泥沙颗粒粒径受沿岸泥石流流域岩性的影响,粒径从龙溪河上游到下游呈明显的从大到小的变化规律.龙溪河流域在遭遇较强降雨时还会暴发泥石流灾害;在汶川地震发震断裂带附近的山区,在暴雨激发下还有可能暴发群发性泥石流灾害.在雨季到来时需要提高警惕,预防地震次生泥石流灾害,特别要提防不易被发现的小流域泥石流灾害,做好防灾预案和预警报工作,最大程度地减轻泥石流灾害.     

基于多源遥感数据的5·12汶川地震诱发堰塞体信息提取

5·12汶川地震诱发了大量的次生山地灾害,主要包括崩塌、滑坡、堰塞湖和泥石流等.大型滑坡堵塞河道后形成的堰塞湖则是震后最为严重的次生灾害.本文利用多源遥感数据获取四川5·12汶川地震诱发堰塞体信息,查明了灾区主要堰塞体的分布数量及其分布规律,同时获取了形成堰塞体的滑坡体的部分信息.研究表明,主灾区堰塞体总数37个,其分布与地震断裂带一致;73%的堰塞体呈串珠状分布;80%的堰塞体发生在河流急拐弯区域.     

汶川地震区绵竹小岗剑沟泥石流发展趋势

小岗剑沟是汶川地震区内一条典型的泥石流沟,位于绵远河的左测,流域面积1.36 km2,沟床平均纵比降412‰。该沟在2008年"5.12"汶川地震后多次暴发泥石流,掩埋从沟口通过的汉(旺)清(平)公路,给四川省绵竹市清平乡的地震灾后重建造成重大危害。通过初步分析,小岗剑沟泥石流的形成过程为:暴雨作用下沟因上游良好的汇流条件而产生山洪→山洪冲刷堆积在沟道内的松散固体物质形成小规模泥石流→泥石流沿大比降沟道向下运动,因具有强大动能而具有强大冲刷下切侵蚀能力,下切侵蚀下游沟床质以及沟口的老台地→在沟口形成大规模泥石流。地震后4 a内共暴发泥石流10次,将沟口老堆积体下切侵蚀深度达35 m,泥石流冲出固体物质50×104m3。目前,沟内仍有固体物质量334.3×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为156.8×104m3。如此大量的松散固体物源,使小岗剑沟可能还暴发大规模泥石流。通过泥石流形成因素分析,该沟泥石流活动总体呈强度下降趋势,泥石流活动类型:震后一段时间内为输移控制型、然后为输移控制型向松散固体物质控制型过渡,最后发展成为松散固体物质控制型。通过这些分析,为泥石流治理提供科学支撑。     

汶川特大地震灾后多源遥感影像处理技术及信息提取方法

5.12汶川特大地震发生后,灾区地面交通瘫痪,遥感技术为准确掌握灾情发挥了宏观快速的优势.灾区震后遥感影像来源丰富,通过分析从不同遥感平台和传感器获取到的灾区震后遥感影像的特点,探讨了多源遥感影像的处理方法,特别是针对非标准航空影像处理提出了解决思路.并归纳了基于多源数据进行震害信息提取,确定滑坡、泥石流等地质灾害体地理位置的几种技术及方法.     

5·12汶川地震诱发都江堰龙池镇干沟泥石流可能性地质分析

岷江一级支流龙溪河右岸次级支流干沟,位于四川省都江堰市龙池镇,沟口为5·12汶川地震后都江堰龙池镇主要过渡安置房集中居住区。根据流域地质地貌条件,5·12地震诱发崩塌、滑坡山地地质灾害特征及泥石流发育历史等方面,分析预测了干沟震后暴发大规模泥石流的可能性及其危害性。研究表明,干沟为一多期次泥石流沟,其中两次在沟口形成了规模巨大的泥石流堆积扇;流域内5·12地震滑坡、崩塌极为发育,固体碎屑物质极为丰富,在持续强暴雨下有发生大规模泥石流的极大可能,将对沟口过渡安置房集中居住区带来严重危害。据此,提出了停建干沟沟口过渡安置房等建议。     

震区泥石流物源储量评价方法综述

充足的物源是泥石流形成的三大基本条件之一,对物源动储量进行合理的评价,不仅可预测泥石流爆发的规模和频率,同时也是其治理工程设计的重要依据。本文从泥石流分类物源、全流域物源及震后物源三方面总结了目前动储量的评价方法,分析了各方法的评价原理,并指出各类方法存在的不足,得到以下结论:(1)物源总储量的评价方法较多,而动储量评价由于受影响因素较繁多,评价方法相对较少;(2)"5.12"汶川地震后震区物源数量及种类剧增,物源统计易忽略具有隐蔽性的高位震裂物源,震后不同时期各物源对泥石流的贡献不一,应考虑时间及空间的演化效应,根据各类物源的动态演化特征做科学合理的震后物源动储量评价;(3)泥石流物源的动储量评价应考虑一定工程有效期内的不同降雨条件的影响更为合理。