2024年1月22日云南镇雄滑坡灾害成因分析

以2024年1月22日云南省镇雄县凉水村滑坡事件为例,通过查阅媒体信息查阅法、地理环境因素分析法以及对比分析法,对此次滑坡成因进行了详细分析。结果表明:①此次滑坡对外界触发条件的依赖较弱,受自然因素影响较大,为弱触发类滑坡。②滑坡点附近的高陡斜坡和不稳定的缓坡平台构成了滑坡发生的基础条件,在重力作用下容易发生崩塌滑动。③三叠系砂泥岩、泥灰岩夹薄层泥页岩,易于沿岩层面、构造节理或表生风化裂隙软化、泥化和渗流侵蚀。构造节理垂直切割岩层,形成了不稳定的交错架空结构,一旦发生位移,这种层状节理化岩体会快速发展成倾倒变形乃至结构性崩溃破坏。④降雨渗流会侵蚀溶蚀岩体裂隙,软化岩层面并降低摩擦力。冰雪融水渗流软化作用以及水体反复冻结膨胀,逐渐扩大裂隙宽度并侧向挤出位移,降低节理化岩体的稳定性。滑坡发生时温度较低,累积降水量10~30 mm,这些气候因素的累积效应显著增加了滑坡风险。⑤采矿、道路建设等人类活动可能会影响地下水位,进而改变地质结构和水文条件,加剧地质灾害的风险。综合认为滑坡的发生是一个复杂的系统过程,既包括内部地质条件,也受到外部因素的长期影响。最后,从组织领导、灾害研究、科技应用等8个方面提出了建议和启示。

近地小行星撞遇地球灾害链效应

小行星撞遇地球是一种发生概率很低但危害巨大的自然灾害。本研究从灾害作用效应出发,将小行星撞遇地表灾害效应总结为光热辐射效应、近地表大气冲击波效应和撞击效应三大类,并从灾害发生的空间(局部和区域性)和时间(瞬时、中短期性和长期性)两个维度系统阐述了小行星撞遇地表灾害链效应特征,系统总结形成了一个较为完整的小行星撞遇地表灾害效应模式,为小行星撞遇地表灾害效应深入研究和小行星撞击灾害特种救援模式研发奠定基础。

北京市昌平区韩台村“23·7”暴雨山洪泥石流灾害特征分析

【目的】近年来,受极端降雨事件影响,北京西部和北部山区山洪泥石流灾害频发,给当地造成巨大的生命财产损失。针对北京市昌平区韩台村“23·7”暴雨山洪泥石流灾害事件开展灾害过程和特征研究,为小流域灾害防治及提升灾害应对能力供基础支撑和参考依据。【方法】以昌平区高崖口沟韩台村支沟为研究区,采用“区域灾情调查-重灾区现场调研-室内评估分析”相结合的方式,查明研究区的雨水情特征及灾情特征。基于堆积物沉积结构、实物破坏形式和流体的内在特性,分析了韩台村支沟内山洪泥石流的灾害过程和基本特征,初步探讨了此次灾害的成因,并提出灾害防范对策建议。【结果】结果表明:(1)韩台村上游沟道集雨面积约0.1 km^(2),根据王家园水库自动站2023年8月31日12时至13时降雨数据,估算的韩台村上游沟道内1小时洪水总量约6870 m^(3),其破坏力非常大。(2)韩台村支沟自沟顶至韩台村西部村南口,具有典型的泥石流特征。村南口进村120 m范围内有泥石流堆积物,覆盖于山洪沉积物之上,属于典型的泥石流堆积前缘特征。由此至韩台村北口(韩台村支沟沟口),具有明显的山洪灾害特征,平均洪水深度超过5 m,淹没面积约33940 m^(2)。(3)2305号台风“杜苏芮”外围残余环流北上引发的极端强降雨是此次灾害的直接致灾因子,同时,受区域地形地貌、山洪泥石流作用及居民对所处地质环境的认知程度等因素的影响。【结论】此次昌平区高崖口沟韩台村支沟特大暴雨洪涝灾害是一次极端暴雨引发的山洪泥石流复合灾害事件。短时强降雨导致地表径流流量陡增是造成此次灾害的直接原因,初步推测泥石流发生时间晚于山洪,亦或是形成于山洪减弱阶段。自支沟顶至韩台村西部村南口(约1.4 km)为泥石流区域,村南口进村120 m左右为泥石流堆积前缘区域,同时部分区域具有山洪特征,村南口至村北口(支沟口)为山洪受灾区域。

华北平原中南部聊城-兰考断裂的第四纪晚期活动性探测——兼论1937年菏泽7.0级地震发震机制

华北平原是中国人口最多、经济最为发达的地区之一,也是受地震灾害影响最为严重的地区之一。对于该地区断裂活动性和大地震发震机制的研究有利于探索板内地震的发震规律、减轻地震灾害所造成的损失。聊城-兰考断裂是华北平原中南部一条重要的隐伏深大断裂。结合浅层地震勘探、钻孔勘探和第四纪测年方法,对聊城-兰考断裂的活动性进行了精细的研究。坝城寺钻孔揭示聊城-兰考断裂南段错断了全新统底界,为全新世早期活动断裂,揭露出该断裂晚更新世以来造成了4次古地震事件,单次事件的垂直位错为1.2±0.2~3.7±0.2 m。根据钻孔揭示的地层落差计算出该断裂晚更新世早期的平均垂直滑动速率约为0.1±0.05 mm/a,晚更新世晚期—全新世中期的平均滑动速率为0.35±0.04 mm/a。根据1937年菏泽7.0级和6(3/4)级地震的等震线和地表破裂分布特征认为,小留-解元集断裂和东明-成武断裂为该地震的发震断裂;聊城-兰考断裂对于该地区应力的积累、地震的发生具有很好的控制和约束作用,为区域控震构造。

湖泊沉积的灾害事件记录与识别方法:研究进展与存在问题

湖泊沉积储存有丰富的信息,常被用于指示气候变化。地震、洪水、滑坡或崩塌等自然灾害事件通常会在湖泊沉积中形成特征性的湖泊沉积扰动,可以使用湖泊地质学方法对其进行分析与识别。本文回顾了湖泊沉积研究历程,对典型自然灾害湖泊沉积特征进行系统总结,着重梳理介绍湖泊沉积中自然灾害事件识别方法。其中综合分析法集成了现阶段湖泊事件沉积识别的多种分析手段:(1)根据沉积相与异常事件沉积(EID)之间的关系判定其内源或外源成因;(2)根据对触发因素的排除,确定最可能的触发因素;(3)根据现有的识别标准,验证最可能触发因素的正确性。是目前识别湖泊扰动成因最有效的分析手段。本文还对湖泊沉积灾害事件研究的优势与不足及制约因素进行讨论,湖泊沉积具有连续性、敏感性和高分辨率的特点有助于对灾害事件进行研究,但对湖泊典型自然灾害事件沉积识别标志的建立仍然是制约湖泊异常事件沉积研究的关键。

2023年积石山6.2级地震诱发的中川乡泥石流灾害过程与成因分析

强震极易诱发山区灾变性的泥石流过程,但需辅以必要的地貌、地质、水文或气候条件。2023年积石山地震诱发的青海省民和县中川乡泥石流,因其导致大量人员伤亡而备受关注。基于对中川乡泥石流沟谷及其周边区域的综合考察,包括地貌与第四纪地质特征、天然剖面、泥石流物源和堆积物的颗粒度、颗粒形状特征,以及灾前卫星影像和灾后多型号无人机航摄的多尺度地貌形态等,文章对灾害过程特征、影响因素以及未来防控进行初步的分析和讨论。泥石流在沟谷处的侵蚀程度、堆积厚度及空间分布等特征表明,物源区主要集中在草滩村上游右岸支沟源头。物源区地层丰富的细砂和传统提灌耕作方式,为强震动下滑塌触发提供了有利条件。现场调查表明,物源主要通过群发式浅层(2~3 m)滑塌进行补给,并在运移过程中不断破碎和分散;浅部稳定隔水层的存在和泉水的出露,为源区物质提供持续的水源补给,最终形成流动性的泥石流。灾前流通区谷地横、纵剖面复杂,局部存在小水塘和沟道阻塞的情况,增加了泥石流的阵发性和破坏能力。现场残余堆积物和淤泥痕迹的空间分布特征表明,本次泥石流具有典型的栓流式特征,表现出黏度极大的特点。拥堵导致泥石流淤高和规模持续扩大,持续增加的势能最终导致泥石流冲破谷地障碍继续流动,沿途侵蚀和堆积时有发生。堆积区地形的进一步展开,导致泥石流更容易发生分散和堆积,因此,位于堆积区谷地内的民宅受灾最为严重。此外,由于寒冷天气和夜半发震,以及群众对灾害性质缺乏认知等原因,也在一定程度上加剧了本次泥石流灾害的严重程度。鉴于黄河上游地质构造环境类似于官亭盆地的中小盆地众多,人居环境及人地关系也都相近,可结合本次灾害特点,有步骤地开展灾害调查和排查工作。在此基础上,针对已识别的高风险隐患点,定期开展巡查排查,加强重大灾害风险的预测和预警。同时,加强宣传和科普,提升公众对地震及链生灾害的科学认知水平。

黄土高原滑坡灾害研究综述

对当前黄土高原地区滑坡灾害研究成果进行了梳理回顾,包括:区域调查与滑坡编录;滑坡类型划分;重点滑坡详细调查、滑动机制与稳定性分析;区域滑坡特点与分布特征;危险性评价;六次大地震诱发黄土滑坡评述;整治建议。最后,对今后黄土高原滑坡灾害研究提出了几点展望。

地震崩塌滑坡危险性应急评估模型效果对比——以2022年6月1日M_(W)5.8芦山地震为例

震后快速准确获取同震崩塌滑坡的分布范围和评估可能的灾害损失对地震灾害应急救援和安置规划至关重要,2022年M_(W)5.8芦山地震为开展不同评价模型在区域地震崩塌滑坡的快速评估研究提供了宝贵窗口。文中选用基于机器学习方法建立的新一代中国地震滑坡危险性模型(下文称Xu2019模型)和简易Newmark模型进行了2022年M_(W)5.8芦山地震崩塌滑坡快速应急评估研究,基于本次事件的地震滑坡数据库(包括2352处崩塌滑坡,面积为5.51km^(2)),探讨2种模型的准确性和适用性。结果表明,基于Xu2019模型计算得到的崩塌滑坡面积为5.07km^(2),与实际崩塌滑坡面积十分吻合,而基于Newmark模型计算预测的崩塌滑坡面积达21.3km^(2)。从评估结果的空间分布上来看,2种模型预测的高危险区域基本一致,高危险区域基本位于发震断层的上盘。但Xu_(2019)模型对于西北区域(崩塌滑坡集中发育区)的危险性预测明显偏低,而Newmark模型对西南区域的危险性预测则明显偏高。总体而言,2种模型在区域同震崩塌滑坡分布预测及快速评估方面均具有较好的实用价值,但Newmark模型需要输入多项参数,而这些参数本身及人为获取方式均具有不确定性,导致该模型在实际应用中受人为影响因素较大。

基于多模型比选耦合的降水预测

变化环境下水文时间序列的模拟预测难度不断加大,以往研究大多聚焦在模型的不同组合尝试与应用探索,但缺乏针对不同组合模型适用性与稳定性的系统研究。选择经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)、总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)、改进的总体平均经验模态分解(modified ensemble empirical mode decomposition,MEEMD)和变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)4种常用的分解算法,与多元线性回归(multivariable linear regression,MLR)、随机森林(random forest,RF)、BP神经网络(back propagation,BP)、卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)5种具有代表性的模型结合,构建20种基于“分解-预测-重构”模式的组合模型,并以华北地区密云、官厅两流域年和汛期降水为例,进行模型适用性与稳定性综合对比分析。结果表明:单一模型对密云流域年降水和汛期降水的预测结果优于官厅流域,但整体预测结果均不理想;结合分解算法后的组合模型预测结果明显优于单一模型,且该预测结果存在正负误差抵消现象,因此有助于进一步提高组合模型的整体预测精度;与基于EMD系列的分解算法相比,VMD算法对模型预测精度提升效果最显著,组合模型适用性和稳定性整体上表现为VMD-MLR>VMD-LSTM>VMD-BP>VMD-CNN。

密云水库流域降水径流非平稳特征识别及归因

为更准确揭示和认识变化环境下密云水库流域水文过程的非平稳特征,选取该流域1960—2019年降水和径流资料,采用多种时间序列分析方法综合诊断其趋势、突变点和周期等非平稳特征并进行成因分析。结果显示:该流域降水变化主要表现出较明显的随机特性,径流相比降水的下降趋势更显著,且在1979年发生了向下跳跃的强变异;相比气候变异影响,人类活动是密云水库流域径流减少的主导因素;1980—1998年流域水土保持措施与水利工程兴建对径流变化的贡献率为-111.40%,抵消了气候变异11.4%的增水效应;1999—2019年,塘坝建造和用地类型转变对径流变化的贡献率为-66.60%,同时叠加气候变异-33.40%的减水效应,导致近20年来该流域径流呈现显著减少的态势。研究结果可为密云水库安全运行、洪水调度以及流域水资源管理决策提供科学支撑。

刚度弱化边界条件在TI拟声波方程模拟中的应用

由于地震波数值模拟在有限区域内进行,因此减少边界反射波的影响十分重要。完美匹配层(PML)方法被广泛应用于边界反射的吸收。但在各向异性介质模拟中,PML存在稳定性问题。为此,尝试将一种刚度弱化方法(SRM)应用到拟声波各向异性方程的模拟中。首先,给出了TI介质拟声波方程模拟中SRM和PML边界条件的加载方法和差分格式。模拟结果显示,SRM在内存要求和运算速度上优于PML方法。之后,通过对均匀VTI和TTI介质、层状介质以及BP模型进行数值模拟,对比分析两种方法的吸收衰减效果。对VTI介质的模拟结果显示,在本研究的实验条件下,使用同样的吸收层厚度SRM内存需求仅为使用PML方法的50%,运算耗时减少约25%。虽然在VTI条件下SRM吸收效果略逊于PML方法,但在TTI介质、层状介质以及BP模型模拟中显示出了更高的稳定性。模拟结果表明,SRM在TI介质拟声波方程模拟中具有较好的实用性和可靠性。

基于多因素分析的密云水库流域径流变化归因

为准确揭示密云水库流域径流变化的物理成因,基于降水、径流非平稳特征诊断结果,采用SWAT(soil and water assessment tool)水文模型,基于Budyko理论的弹性系数法和水量平衡法揭示该流域径流变化原因;对比验证各模型归因结果差异,进一步探究归因方法和基准期选择对流域径流变化归因结果的影响。结果表明:基于Budyko理论的水量平衡方法更适用于水利工程众多、跨流域调水活动频繁的密云水库流域径流变化归因计算;利用该方法进行分析,当基准期长度达到16年及以上时,流域径流变化归因分析结果逐渐趋于稳定,而基准期选取过短会高估人类活动对径流的减水效应;此外,基准期选取靠近研究初始时段时,计算得到人类活动的减水效应相对较大。综合考虑上述各因素的影响,认为人类活动是密云水库流域径流变化的主导因素;在变化期Ⅰ,其减水效应在-128.32%~-119.56%波动,在变化期Ⅱ,其对径流的削减作用为-75.58%~-70.70%。研究结果有助于提升对密云水库流域径流复杂演变规律和物理成因的科学认识。

中国大陆Lg波衰减成像

本文利用2009-2019年间中国大陆固定台站记录的宽频带地震波形数据,采用反双台法,获得了约36万个台站对的Lg波Q值,并反演得到了中国大陆Lg波的衰减模型.结果显示,中国大陆Lg波衰减的Q值结构存在显著的横向非均一性.青藏高原、渤海湾盆地以及祁连山造山带等构造活动块体展现出明显的地壳低Q值强衰减特征,而华南块体、鄂尔多斯盆地以及塔里木盆地等相对稳定的地区则呈现地壳高Q值弱衰减特征.Lg波衰减与构造活动强度、松散沉积物、地下流体或部分熔融以及地质块体结构等因素密切相关.渤海湾盆地的强衰减主要由上地壳巨厚的松散沉积物和较高的地壳温度导致.青藏高原和祁连山造山带的地壳强衰减主要归因于现今活跃的构造活动、复杂的断裂系统和地质结构以及富含地下流体甚至是部分熔融等因素.华南造山带和大兴安岭地区的地壳弱衰减特征可能与侵入岩冷却形成高强度的结晶基底以及古老造山带地壳构造趋于稳定相关.

基于光学影像相关性匹配技术的2023年土耳其M_(W)7.8与M_(W)7.5双强震地表同震变形研究

2023年2月6日在土耳其中南部卡赫拉曼马拉什省10个小时内连续发生M_(W)7.8与M_(W)7.5双强震,震源机制解表明两个地震均为走滑型地震。土耳其双强地震发生后,国内外学者利用野外测量、GNSS以及差分InSAR等方法开展了一系列地表同震变形研究,但由于所采用的技术手段限制,当前已有地表同震变形结果尚存在空间分辨率低、近断层处数据缺失等不足。为了弥补这些不足,研究利用哨兵2号光学影像数据,通过影像相关性匹配技术得到了土耳其双强震的东西向和南北向的地表同震变形场,并将这些地表变形转换成为沿着断层方向的左旋走滑位移。变形场结果显示两次地震地表破裂长度分别约280 km和约130 km,首先发生的M_(W) 7.8地震的平均走滑位移量为4.2±1.66 m,最大走滑位移量6.9±0.81 m;随后发生的M_(W)7.5地震的平均走滑位移量为4.9±2.45 m,最大走滑位移量为9.6±1.16 m。通过对比COSI-Corr方法和野外测量得到的水平位移,结果显示2种方法得到的最大水平位移相吻合,而COSI-Corr方法得到的平均位移略大于野外测量得到的水平位移,这是由COSI-Corr方法测量结果中包含了部分离断层弥散变形导致的。研究结论不仅可为断层面滑动反演模型提供变形数据和约束条件,同时可以加深对走滑断裂的破裂行为控制因素的理解。

基于接收函数方法研究广东地区地壳厚度与泊松比

选取广东地区49个固定地震台站记录到的远震资料,采用时间域迭代反褶积法提取P波接收函数,利用Н-к叠加法获得台站下方的地壳厚度与泊松比。结果表明:①广东地区地壳厚度在24.8~31.0 km,平均值为28.3 km,自西北往东南减薄,呈区域性带状分布特征,可能与研究区内山脉隆起、平原和山地相间的地质构造相关。②研究区泊松比为0.220~0.287,平均值为0.244,泊松比北部偏高、南部偏低,沿海地区高于内陆地区,具有区域性块状分布特征,可能与地壳主要深大断裂切割的地质块体有关。③地壳厚度和泊松比分布与断裂的分布有较好的对应关系,并在断裂附近变化明显。④地壳厚度与泊松比呈负相关,可能与古太平洋板块在地壳演化过程中向广东大陆方向推进,幔源物质进入地壳,在地壳深部存在部分熔融,从而导致地壳岩石中镁铁成分含量上升引起的泊松比升高有关。

基于谷歌地球引擎和Sentinel-2时序数据的海地多云地区地震滑坡识别

受云雾影响,强震震后的高分辨率光学影像质量较低,限制了震后地震滑坡调查和评估工作的开展。本文以2021年8月14日海地尼普斯(Nippes)MW7.2地震附近区域为研究区,基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine)云平台和Sentinel-2时间序列影像,提出了一种遥感序列影像去云和地震滑坡识别的方法。首先,利用Sentinel-2遥感影像及机器学习算法获取的Sentinel-2云概率数据产品,对长时间序列遥感影像进行去云处理,镶嵌融合得到无云的影像数据;然后对无云光学影像进行多尺度最优分割,利用遥感数据的光谱特征、植被指数、不同类别的空间邻近关系特征等,构建了面向对象的地震滑坡识别模型。结果显示,本文提出的去云和滑坡识别方法有益于多云地区强震震后滑坡空间分布的准确识别,能够为灾后应急调查和评估提供技术支撑。

基于层次分析与受试者工作特征曲线下面积耦合算法的2022年泸定地震滑坡易发性评估

地震滑坡是由于地震的触发作用而导致接近或恰好处于临界状态的坡体发生提前滑动的地质事件。2022年9月5日,四川省甘孜藏族自治州泸定县发生6.8级地震,诱发了大量滑坡,造成严重的人员伤亡和财产损失。本文采用野外调查和遥感解译相结合的方法对泸定地震极震区内的地震滑坡进行解译,并基于ArcGIS地理信息系统平台分析了高程、坡度、坡向、曲率、地层岩性、与断层距离、地震峰值加速度、与水系距离和与道路距离等9个因子与地震滑坡的空间分布规律。通过引入受试者工作特征曲线(ROC)来改进层次分析法(AHP),克服了AHP方法采用专家打分确定影响因子权重的主观性,并采用改进的AHP方法对泸定地震滑坡易发性进行了评估。结果表明,泸定地震在极震区内共诱发5008处滑坡,总面积达17.28 km^(2)。高程、与水系距离和与道路距离是诱发泸定地震滑坡的主控因素。地震滑坡的极高易发区和高易发区面积约占研究区总面积的26%,主要分布在大渡河河谷两岸。采用ROC曲线下面积(AUC)对评估结果进行检验,AUC值为0.8505,表明评估模型具有较高的准确性。本研究可为地震滑坡易发性评估方法的改进提供参考,并为泸定地震灾后重建规划提供科学支撑。

基于经验模态分解的泸定6.8级地震地下水流量异常识别

基于2022年9月5日12时52分泸定6.8级地震,通过经验模态分解(EMD)方法对西昌、昭觉和盐源台站流量观测数据进行分析处理,发现3个台站异常出现时间集中在震前4~5天左右的短临阶段,异常变化形态均表现为“上升-下降-上升”类型,且西昌、昭觉和盐源台站的流量异常频段分别为3.5×10^(-7)~3.8×10^(-6) Hz、3.5×10^(-7)~3.5×10^(-6) Hz和3.8×10^(-7)~3.4×10^(-6) Hz。结果表明,EMD方法有效提高了地震前流量异常信息的获取能力,在地下水流量异常特征识别与信号分析方面具有较好的应用前景。

2008年汶川和2013年芦山地震触发滑坡全景回顾与比较分析

为给地震触发滑坡的防灾减灾救灾工作提供支持,需全面掌握地震同震滑坡的发育与分布特征。基于文献调研、高分辨率卫星影像与超高分辨率无人机航空影像目视解译,结合野外调查验证,以2008年汶川和2013年芦山2次地震触发的滑坡为例,介绍典型滑坡、同震滑坡数据库、滑坡分布规律等的研究情况。结果表明:汶川地震触发的滑坡数量多、分布面积广、规模大、危害严重,芦山地震触发滑坡的数量约是汶川地震的1/9,面积约是1/60,体积约是1/150,分布面积约是1/20;这2次地震的标量地震矩比率与同震滑坡发育程度比率大体相当,表明这2次地震触发滑坡差异的原因主要来自地震释放能量的差异;这2次地震触发滑坡的空间分布均呈现椭圆形展布的形态,且长轴与地震发震构造走向一致;同时,总结了汶川地震地壳抬升与同震滑坡导致震区地形变化的研究结果。

西南诸河地表水资源演变的基因图谱

为应对环境变化给水资源演变带来的诸多挑战,以水文基因体系为理论基础,揭示并直观地展示了西南诸河地表水资源序列的遗传和变异规律。水文基因是反映水文序列遗传和变异特性的各阶矩,基于相关系数测度构建了具有识别、检验与分级功能的水文基因检测系统,利用该方法提取了西南诸河6个水资源二级区的地表水资源量各阶矩序列的水文基因成分(包括跳跃、局部趋势与整体趋势、周期、相依和纯随机);提出了水文基因图谱的概念与绘制方法,并利用其展示了研究区域的水文基因信息。结果表明:西南诸河各二级区地表水资源量的一阶矩序列均存在不同形式的水文基因变异成分,主要表现为跳跃、局部趋势、周期与相依;二阶矩序列中,怒江及伊洛瓦底江二级区的序列只含有水文基因遗传成分,其余二级区序列的水文基因大多只存在周期弱变异成分;与一阶矩和二阶矩序列相比,三阶矩序列的水文基因构成较为简单,且变异成分对序列的影响均相对较弱。归因分析表明,地表水资源量的一阶矩基因变异主要受降水因素影响。