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2021年 第32卷  第3期

目录
2021 年 3 期目录
2021, (3): 1-2.
摘要:
热点关注
印度查莫利“2·7”冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链研究
殷跃平, 李滨, 张田田, 王猛, 万佳威, 刘晓杰, 高杨, 朱赛楠
2021, 32(3): 1-8. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-01
摘要:
2021年2月7日,印度查莫利北部里希恒河发生高位冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链,造成下游20 km外的水电站和桥梁设施破坏,死亡、失踪人口近200人。文章运用多期高分辨率遥感影像,对比分析了印度查莫利里希恒河流域高位冰岩山崩灾害发生前后滑源区、堆积区变化特征,初步探讨了山崩的运动过程。结果显示:2013年以前,崩滑体蠕滑位移量较小,其表面冰雪覆盖层裂缝发育不明显;2013—2017年,崩滑体蠕滑位移量显著增加,冰雪覆盖层可见多达62处大小不一的冰裂缝,最长513 m;2021年2月5日卫星影像显示这些冰裂缝已发生连接、贯通,最大宽度为15 m,并于2月7日发生失稳、破坏。据滑后遥感影像,该崩滑体由4组不同方向的大型结构面切割而成,面积约0.32 km2,平均厚度约为70 m,体积约23×106 m3。崩滑体失稳、解体后以碎屑流沿沟谷向下高速运动,受地形拦挡,部分碎屑颗粒在地形急变带堆积且形成堰塞坝。堰塞坝体溃决后,形成山洪灾害。
青藏高原重大地质灾害综合防控专栏
西藏波密茶隆隆巴曲高位地质灾害类型及发育特征
张田田, 殷跃平, 李滨, 贺凯, 王猛, 赵超英, 刘晓杰
2021, 32(3): 9-16. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-02
摘要:
茶隆隆巴曲位于帕隆藏布右岸,陡变地形孕育了大量高位地质灾害,威胁下游线性工程。采用多源、多期次高分辨率遥感数据,建立高位地质灾害遥感解译标志,厘定了研究区高位地质灾害类型,并详细阐述了其发育特征。结果表明,研究区主要地质灾害类型包括高位冰崩、高位崩塌、高位滑坡。其中高位冰崩发育3处,均位于沟谷上游南坡海拔5000 m斜坡,面积在15×104 m2以上。高位崩塌体发育19处,多分布于沟谷中游及上游主沟两侧高陡岸坡,北坡多于南坡。高位滑坡发育2处,位于沟谷上游,滑体以冰碛物为主。上述高位地质灾害在强震或强降雨作用下,极易发生失稳、堵沟,且堵沟后极易诱发洪水、泥石流等次生灾害链,对下游帕隆藏布造成堵江风险。
西藏笨多高位变形体遥感解译与危险性预测分析
卫童瑶, 殷跃平, 李滨, 褚宏亮, 高杨, 王猛, 赵超英, 刘晓杰
2021, 32(3): 17-24. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-03
摘要:
以易贡藏布上游笨多高位变形体为例,结合野外地面调查、无人机综合摄影调查、光学遥感动态调查和数值模拟预判等方法,对笨多高位变形体的发育特征及其可能形成灾害链的危险性进行预测分析。研究结果认为:(1)笨多高位变形体位于断层内,岩体破碎、岩体结构面发育、强度较低。目前笨多高位变形体内强烈变形的小型崩塌体12处,裂隙64条。(2)根据InSAR解译结果发现笨多高位变形体共有两处变形区,其中BX1变形区域规模较大,且最大形变速率达到85 mm/a,一旦失稳下滑具有较高的堵江风险。(3)对变形体失稳后危险性预测分析可知,笨多高位变形体发生失稳后会堵塞易贡藏布,堆积体平均厚度为90 m,形成堰塞湖回水长度达25 km。坝体堵塞形成的回水区域对上游的忠玉村溃决后对下游村镇的威胁程度均较高。(4)根据堰塞体的风险特征,探讨了开挖泄洪洞排泄洪水的处理方案。
西藏然乌湖口高位地质灾害变形特征分析
赵志男, 李滨, 高杨, 赵超英, 刘晓杰, 王猛
2021, 32(3): 25-32. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-04
摘要:
青藏高原持续隆升使得其周缘地带地质灾害频发,复杂的地质背景,造就了帕隆藏布流域链式灾害发育、堵江致灾风险高的特点。近年来,地处帕隆藏布流域的然乌湖口地质灾害变形强烈,本文通过光学遥感与InSAR监测技术,对然乌湖口82道班沟内进行风险物源识别,解译出研究区共存在高位冰崩、崩塌、冰碛物、崩滑体4种风险物源类型,针对各风险物源的遥感解译数据进行特征分析,综合然乌湖流域内的地质背景,阐述风险物源的致灾因素及成灾模式。结合InSAR监测结果,将然乌湖口右岸斜坡体及上部解译风险物源区划分为82道班、迫隆与哑隆三个高风险区,并依据变形监测结果进行形变特征分析。
雅鲁藏布江下游色东普沟高位地质灾害发育特征遥感解译
李壮, 李滨, 高杨, 王猛, 赵超英, 刘晓杰
2021, 32(3): 33-41. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-05
摘要:
色东普沟位于雅鲁藏布江下游左岸、加拉白垒峰下方,受温度、降水和地震的因素影响,曾多次发生高位地质灾害并造成雅鲁藏布江堵塞。通过实地调查,结合Landsat等多源、多期遥感影像以及InSAR雷达数据,对色东普沟高位地质灾害发育特征进行分析,并对现存变形体进行解译和分析,得到以下结论:色东普沟发育多处冰川、崩塌、滑坡和冰湖灾害;色东普沟自2001年起20年间,发生高位地质灾害堵塞雅鲁藏布江干流事件共5次;沟内上部极高山区现存确定变形体3处和疑似变形体2处;针对发生于2018年的两次色东普高位地质灾害,认为其物源来自于一处高位岩崩区和三处高位冰崩区。研究结果为色东普高位地质灾害的进一步研究提供了初步数据,并为类似地质灾害的研究提供了有效的科学思路。
基于高分影像与InSAR解译的西藏林芝则隆弄高位链式地质灾害发育特征分析
李军, 褚宏亮, 李滨, 高杨, 王猛, 赵超英, 刘晓杰
2021, 32(3): 42-50. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-06
摘要:
则隆弄沟位于西藏林芝米林县雅鲁藏布江右岸,属于震后影响区,因沟内地形陡峻、物源充足以及水源充沛,1950—2020年期间沟内高位地质灾害活动频繁,沟口村庄和桥梁长期遭受其严重威胁。根据现场调查与无人机航拍,结合多期遥感影像和InSAR数据,对则隆弄沟形成区高风险物源类别、数量以及流通区、堆积区的松散堆积物运动堆积特征进行解译,结果显示:目前则隆弄沟内形成区与流通区陡缓坡交界区域多级多期堆积有大量冰碛物松散物源,流动性较强,区域地质条件、地震活动、气象水文等因素为则隆弄高位链式地质灾害发生提供不稳定的物源结构、良好的临空条件和储藏平台、充足的势动能转换条件以及水动力条件。总结出则隆弄高位地质灾害链形成及演化过程为:高位冰崩(岩崩)-碎屑流-泥石流-堵江堰塞坝(湖)-洪水灾害,其长期具备高易发性和高危险性,后期应加强则隆弄沟高位地质灾害链的监测预警与风险防控。
西藏嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害发育特征分析
万佳威, 褚宏亮, 李滨, 高杨, 贺凯, 李壮, 李艺豪
2021, 32(3): 51-60. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-07
摘要:
西藏嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害十分发育,多次在易贡藏布、帕隆藏布及雅鲁藏布江下游造成流域性灾害链破坏,如易贡高位滑坡灾害链、古乡高位泥石流灾害链、尖母普曲高位崩塌灾害链、米堆冰湖溃决灾害链等。本文基于实地调研,并结合前人资料,总结了嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害的成灾模式,认为其可划分为“高位崩滑-碎屑流-堵江-洪水灾害链”、“高位崩滑-堵江-洪水灾害链”、“高位泥石流-堵江-洪水灾害链”、“冰湖溃决灾害链”等4种类型。本文还从地质构造与地震、地貌与水系、冰川、气象等4个方面分析了高位链式地质灾害的孕灾条件,并对其成因及发展趋势进行了探讨,认为在当前条件下,随着全球变暖加剧和人类工程活动增强,嘉黎断裂带沿线高位链式地质灾害的发生将更加频繁。
理论研究与调查评价
喜德县中坝村火后泥石流发育特征及预警避险
殷万清, 金涛, 胡卸文, 曹希超, 杨相斌, 黄健
2021, 32(3): 61-69. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-08
摘要:
2020年5月7日四川省凉山彝族自治州喜德县鲁基乡中坝村发生森林火灾,过火面积约6.7 km2。林火后火烧迹地坡面灰烬厚约2~6 cm,同时表层土壤结构被扰动,在6月4日傍晚20 min左右的强降雨下,中坝村后山4条沟道同时暴发了火后泥石流灾害,对沟口的41户164名居民构成严重威胁。通过遥感解译、野外调查,查明了火烧区4条沟道的火烈度及物源分布特征,分析了火后泥石流的发育特征,并进行了危险度评估。基于火后泥石流暴发降雨阈值、实时雨量监测数据与群测群防于一体,提出了一套适用于山区火后泥石流的预警避险方案,在该沟得到成功应用,并确保了沟口居民安全。
基于失效概率的边坡降雨阈值曲面探讨
邓夕胜, 张元, 唐煜
2021, 32(3): 70-75. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-09
摘要:
降雨是诱发边坡变形失稳的主要因素,而针对降雨型边坡的预警预报也一直是工程领域的核心问题。本文将蒙特卡罗方法引入降雨型滑坡的预警预报,首先基于正态分布的岩土体物理力学参数,建立了边坡的有限元数值计算模型,并分析了9种不同型式降雨下边坡稳定性系数的变化情况。结果显示递增型降雨对边坡的稳定性尤为不利,均匀型降雨次之,递减型降雨影响最小。其次,将降雨过程划分为前期降雨+当期降雨,并确定了前期降雨对于当期降雨的有效时间为6 d。最后,论文结合可靠度理论,选取失效概率Pf=10%作为预警指标,通过把前期降雨引入降雨强度-降雨历时关系曲线并作为第三坐标轴,最终将该曲线扩展成为前期降雨(A)-当期降雨(I)-降雨历时(D)曲面(A-I-D阈值曲面),研究结果对于降雨型边坡的预警预报具有一定的指导意义。
黄土深基坑潜水区降水诱发地面沉降的简化算法
胡长明, 林成
2021, 32(3): 76-83, 139. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-10
摘要:
针对黄土地区深基坑降水导致地层不均匀沉降,危及坑周建筑物的问题,论文基于基坑降水诱发地面沉降机理分析,以分层总和法和剪切位移法为基础,推导出降水引起地面沉降的简化计算公式。在忽略群井效应和土层侧向变形的前提下,依据Dupuit公式得出基坑降水曲线方程,将坑周土体以降水曲线为界分为疏干区和饱和区。引入修正系数,对黄土地区不同性质土层因孔隙水压力减小产生的有效应力增量修正,同时考虑桩-土界面侧摩阻力对土体的约束作用,分别计算距井轴不同距离处的沉降量,叠加后得出最终的沉降值。对比数值模拟计算结果及工程实例监测值,分析表明:在桩-土交界处,侧摩阻力对土体竖向沉降的约束作用最明显;在1.5倍降水深度范围内的沉降计算值精度远高于规范算法,能够较好的预测降水期间黄土地区坑周不同距离处的地面沉降量。
不当钻探施工引发的滑坡变形加剧机理—以浙江松阳范山头滑坡为例
罗晓娟
2021, 32(3): 84-90. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-11
摘要:
浙江省松阳县范山头滑坡是具有两层滑动带的中型土质滑坡,地质条件复杂,2010年初次发现之后,一直处于蠕动变形阶段。2018年7月开始对其采取虹吸排水工程治理。在治理施工过程中,钻探用水大量漏失,导致滑坡深部出现57~74 mm的累计变形量直至测斜孔剪断,滑坡地表裂缝最大宽度达到了17.5 mm。停止钻探,启动虹吸排水之后,滑坡裂缝停止扩大,深部位移量控制在了1 mm之内。本文基于此次实际抢险过程中的各项监测数据,分析蠕动型滑坡对地下水径流场变化的双向响应过程,并应用水力学和有效应力原理对这个响应过程进行机制分析。得出了在设计计算和工程实践中,必须充分考虑地下水径流渗透力,不可盲目忽略不计的结论,并再次验证排出滑坡体内的地下水是增强滑坡稳定性的快速有效手段之一。
技术方法与防治工程
面向东川复杂山地泥石流沟谷三维地形建模及特征分析的无人机遥感探测应用研究
毕瑞, 甘淑, 李绕波, 胡琳
2021, 32(3): 91-100. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-12
摘要:
以云南省东川区小江流域中游左岸大白泥河支流的泥石流沟谷为研究对象,利用无人机遥感技术采集该泥石流沟谷地表地貌数据,提出结合地面三维激光扫描建模数据进行同名地物控制点提取,实现无人机影像数据的绝对定向方法。通过Smart3D影像数据处理,构建研究区三维地形模型,得到数字正射影像(Digital Orthophoto Map,DOM)、数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)和高密集匹配点云。利用PhotoScan软件中的不规则三角网渐进加密技术对点云数据进行处理,得到0.5 m分辨率的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)。结合ArcGIS和Cloud Compare中的相关地形分析模块,实现对该段泥石流沟谷地区的地形特征分析。基于无人机遥感的泥石流沟谷地形建模及特征分析研究中采用的技术路线和方法,对于定性、定量探测高原复杂山区地质灾害及其监测、防治等具有重要实证案例参考价值与实践指导意义。
破碎岩质边坡锚墩式主动防护网设计方法
吴兵, 梁瑶, 赵晓彦, 唐晓波, 吴晓春, 罗天成
2021, 32(3): 101-108. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-13
摘要:
现有公路(铁路)工程中的高陡岩质边坡,特别是风化作用强烈地区的岩质边坡,浅表层岩体多呈碎裂状。采用传统SNS主动防护网加固后,仍经常产生局部失稳、掉块等现象,部分甚至引起整体失稳。因此,针对破碎岩质边坡的加固防护迫切需要进行结构及其设计方法改进。本文提出一种锚墩式主动防护网新型组合结构及其受力计算和设计方法,可有效防止碎裂岩质边坡坡面破坏,同时保证边坡整体稳定。工程应用表明,该组合防护结构具有良好的破碎岩质边坡加固效果,值得在工程建设中推广应用。
石灰改良高液限土强度特性的函数模型研究
胡宏坤, 邵珠山
2021, 32(3): 109-117. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-14
摘要:
针对广西荔玉高速路基沿线产生的大量高液限土弃方问题,采用生石灰对高液限土进行改良处理。选取弃土场的高液限土,分别配制不同初始含水率、不同石灰掺量的试样进行侧限压缩试验和快剪试验,采用基本初等数学函数模型拟合不同饱和状态、不同初始含水率下石灰掺量对试件压缩特性和抗剪强度影响。结果表明:(1)高液限土的压缩系数随石灰掺量增加呈指数形式减小;(2)不同饱和状态试件的黏聚力和内摩擦角随石灰掺量增加呈二次函数形式变化;(3)高液限土具有水敏性,饱和素土试件最大抗剪强度对应的含水率较击实试验最大干密度对应的含水率高3%~6%;(4)当初始含水率不高于26.73%时,建议石灰掺量不低于6%,否则改良高液限土的石灰掺量不低于8%,可在满足经济性的前提下达到较好的改良效果。
基于机器学习的滑坡崩塌地质灾害气象风险预警研究
李阳春, 刘黔云, 李潇, 顾天红, 张楠
2021, 32(3): 118-123. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.00-15
摘要:
在划分气象风险等级时,传统地质灾害气象风险预警方法忽略了承灾体脆弱性因素,且气象风险预报等级整体偏高,导致高等级风险区空报率较高。基于此,提出基于机器学习的滑坡、崩塌灾害气象风险预警方法。利用信息量法,分析气象因素影响程度。选取坐标点、降雨量、易发生等级,将其作为机器学习人工神经网络的输入节点,判断是否发生崩塌、滑坡灾害;针对地质灾害区域,根据影响程度计算气象引发因子指数,结合滑坡、崩塌灾害潜势度G和承灾体脆弱性M,确定气象风险预警指数R,划分预警级别,完成滑坡、崩塌灾害气象风险预警。实验结果表明,设计方法有效降低了三级预报和四级预警空报率,提升了预警精细化程度。
综合研究与区划
强震区叠溪松坪沟景区地质灾害发育分布规律
穆成林, 习朝辉, 裴向军, 崔圣华
2021, 32(3): 124-130. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-16
摘要:
以强震区叠溪松坪沟景区为研究范围区,通过多元信息手段调查,共发现地质灾害107处,其中崩塌82处,滑坡25处。地质灾害的发育分布的影响因素包括:原始坡度、高程、坡体结构、水系距离及断裂带距离等。灾害发育分布在坡度30°~50°数量多且规模大;高程2200~3400 m灾害发育数量多,尤其是高程2600~3000 m占总量的42.5%,规模则在高程为3400~3600 m较大;斜向坡体发育地质灾害数量及规模均较大,其次为顺向坡和反倾坡;水系对灾害一般最大影响距离为4.0 km,其中0~1.0 km范围内灾害发育,且规模较大;地质灾害沿地震断裂带呈次“串珠状”分布,0~2.0 km范围内最为显著发育,且符合一定的拟合规律。通过统计归纳分析,厘定了强震区叠溪松坪沟景区范围内地质灾害的发育的主要影响因素,系统的总结了其分布规律,为研究区内的基础建设以及防灾减灾提供了科学依据和参考。
广东佛山市高明区三洲盆地岩溶塌陷发育特征与时空分布规律
韩庆定, 罗锡宜, 易守勇, 邹杰
2021, 32(3): 131-139. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-17
摘要:
以佛山市高明区三洲盆地作为研究区,在系统收集区内区域地质、构造、工程、水文、环境、历史灾害等基础上,通过野外走访调查,查明了研究区岩溶塌陷发育特征,并对其时空分布规律进行了分析。结果表明:(1)区内岩溶塌陷规模以小型为主,其平面形态以圆形、似圆形为主,其剖面形态以漏斗状居多,并且剖面形态随覆盖层厚度增大总体呈现由圆柱状—坛状—漏斗状—碟状的变化规律;(2)空间上岩溶塌陷的分布受地层岩性、地质构造、覆盖层厚度及结构、地下水迳流和人类工程活动等影响;(3)时间上人为塌陷的发生主要与采矿活动和钻探施工时间关系密切,而自然塌陷主要发生在每年旱涝交替期间(即3—4月份)。
渤海海域海底地质灾害危险性区划
宋玉鹏, 孙永福, 杜星, 刘晓瑜, 王振豪, 曹成林
2021, 32(3): 140-146. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2021.03-18
摘要:
以渤海海域海底地质灾害为研究目标,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP),按照海洋水动力条件、工程地质环境、灾害地质条件、人类工程活动4个类别,遴选了8个评价因子,详细论述了各地质灾害评价因子的分布特征,通过定性分析和定量计算相结合,开展了渤海海域海底地质灾害评价及危险性区划。将渤海海域海底综合划分为地质灾害危险性高危险性、较高危险性、较低危险性和低危险性4个区域。研究成果可为渤海海域的工程建设和防灾减灾提供科学依据。