藏东南乌连沟石冰川活动特征与灾变机制

全球气候变暖背景下,青藏高原的石冰川活动性增强,产生灾变的趋势上升。采用遥感影像分析、现场调查及气象和径流监测等方法,获取了藏东南地区乌连沟石冰川的特征数据,分析其灾变形成泥石流的诱发因素及过程。结果显示,乌连沟石冰川2010—2017年平均运动速度为1~3 m·a^(-1),且前缘整体运动速度显著高于中后部。石冰川前缘向前运动进而失稳,可持续为沟道输送松散物源,2013年及2014年约有5600~9000 m^(3)石冰川输送的松散物质被启动。形成泥石流除需要充沛的物源外,还需要足够的水源启动。区内降雨量有限,乌连沟最大径流出现在5—6月,主要由高温引发冰雪消融贡献。分析2013年及2014年两次泥石流事件发现,其主要诱发因素是高温,灾变机制为气温快速升高导致表层冰雪快速消融,融水在石冰川表面凹陷处积聚形成湖塘,湖水泄流启动了石冰川前缘积累的松散物质形成泥石流。未来随着气候变暖加剧,石冰川的活动性进一步增强,在急剧升温或强降雨影响下,形成泥石流的规模及频率可能会增加,需防范石冰川灾变形成泥石流的致灾风险。

考虑冻融侵蚀型物源的不同流域单元泥石流易发性评价——以藏东贡觉地区为例

在全球气候变暖背景下,高原山区潜在泥石流暴发的概率将增大,定量评估泥石流易发性是区域减灾防灾的先行手段。基于现场调查和研究结果,首次计算了藏东贡觉地区的冻融侵蚀强度(DR)。选取物源条件和地形条件,采用加权信息量法评价了藏东贡觉地区泥石流的易发性,以四组流量阈值划分的不同流域单元作为评价单元对比分析了易发性评价结果。结果显示,四组易发性评价结果差异明显,随着流域单元划分数量的降低(流量阈值增大),研究区中风险区面积逐渐增大,高~极高风险区面积先增大后降低。受试者特征曲线(ROC)验证结果表明,使用G2组(流量阈值5000)划分得到的流域单元模型评估效果更好,AUC值为0.895,高易发区、极高易发区面积占全区约34.1%。八个评价因子中,冻融侵蚀强度(DR)、地形特征指数(TCI)和平面曲率(Pl_cv)是泥石流易发程度贡献率较大的三个因子。考虑冻融侵蚀型物源和地形水文因子建立的泥石流易发性评价模型,为冻融侵蚀现象明显的藏东地区泥石流易发性评价提供了新的方法和思路,对指导地方防灾减灾具有重要实践意义。

藏东察雅县城地质灾害风险评价及源头管控对策建议

以藏东察雅县城为研究区,选取高程、坡度、坡形、坡向、斜坡结构、地层、距断层距离共7个评价指标,运用证据权重法,构建了地质灾害易发性评价模型。以4种降雨频率(10%、5%、2%、1%)下的年最大日降雨量作为动态诱发因子,建筑、人口和交通设施作为承灾体,评价地质灾害的动态风险性。结果表明,研究区斜坡以中、低风险为主,围绕县城场镇两侧的斜坡出现少量高风险和极高风险区。随着降雨频率的降低,区内高风险区、极高风险区面积最大增长5.34%和0.07%;低风险区、中风险区面积最大变化幅度分别为28.33%和23.32%。基于风险评价结果,提出考虑不同降雨频率的地质灾害风险源头管控方法,具体为:针对10%、5%、2%和1%不同降雨频率下的极高风险区,建议分别采取工程治理、工程治理/专业监测、专业监测、专业监测/群专结合的管控手段;针对1%降雨频率下的高风险与中风险区,建议采取群专结合与群测群防。该风险管控体系考虑了不同降雨频率下斜坡的动态风险,可提高山区城镇地质灾害风险的管控精细化水平。

2022年9月5日泸定M_(S)6.8地震的同震地质灾害发育特征及主控因素分析

基于2022年9月5日泸定M_(S)6.8地震的野外调查,结合遥感解译结果,总结了泸定地震同震地质灾害的发育特征和主控因素,研判了同震地质灾害的演化趋势,并针对同震地质灾害防灾减灾的不同阶段给出了相应的建议。结果显示:泸定地震同震地质灾害整体以小-中型崩塌、滑坡为主,集中分布在磨西镇和海螺沟、得妥镇湾东村、得妥镇大渡河沿岸三个区域;主震和余震、鲜水河活动断裂、地形地貌、特殊岩土体是泸定地震同震崩滑空间分布的主控因素;泸定地震震后地质灾害在未来十年内会极为活跃,需要密切关注磨西河和支沟、大渡河河谷两侧的高陡岸坡、大渡河高阶地、磨西台地边缘区域以及磨西镇、得妥镇同震崩滑密集发育的泥石流沟谷。根据同震地质灾害应急防范的管理逻辑,建议地方政府按照过渡性安置详查阶段、恢复重建阶段、长远规划阶段三个阶段来针对性地开展地质灾害的防灾减灾工作。

藏东地区冻错曲流域崩塌发育特征与链式成灾模式研究

藏东地区川藏交通廊道冻错曲流域崩塌灾害多发,是经济活动中的重要地质安全风险源。通过野外调查,总结了研究区域内崩塌的分布规律和发育特征,分析了崩塌-碎屑流灾害链的形成机制和演化模式。结果表明:冻错曲流域崩塌在空间上沿河流和断层两侧呈条状分布,在较软-较坚硬岩层中集中分布,崩塌的垂向分布主要受凸状折线型坡面形态和高程共同控制;斜坡结构的差异导致了崩塌的不同发育特征,形成了弯曲倾倒式、拉裂滑移式和复合式3类崩塌失稳模式。流域内崩塌具有高位启动和远程运动致灾的特点,规模受崩源区的高程、高差及坡度影响显著,堆积体的粒径及运动距离与岩性关系密切。研究区崩塌灾害具有典型的崩塌-碎屑流-堵江的链式演进模式,其灾变和链生过程主要受冻融和地形等因素控制,其中巨型崩塌-碎屑流灾害链主要由地震触发。研究结果可为区内人类工程活动中的崩塌灾害风险防控提供参考。

2016年帕隆藏布流域群发性泥石流的活动特征及成因分析

帕隆藏布流域山高谷深、构造强烈、冰川广布,区域内冰川泥石流数量多、规模大、分布密、暴发频率高。2016年9月5日,流域内几条泥石流集中暴发,造成较为严重的财产损失,并阻碍了G318国道的正常通行。为研究本次群发性泥石流的成因,指导泥石流的监测预警工作,在实地调查的基础上,分析了泥石流的地形地貌条件、物源条件、水热条件。分析结果表明:本次暴发泥石流的沟谷具有良好的地形条件,流域高差大,沟道纵比降大,尤其沟谷上游因冰川作用而形成的冰蚀围谷利于水源、物源的聚集。泥石流以沟源处的松散冰碛物为主要物源。此外,北岸比通沟泥石流因沟岸崩滑物源丰富、沟道狭窄,形成多处堵点,产生堵溃放大效应。南岸赤担隆巴泥石流则沟道宽缓,崩滑物源较少。本次群发性泥石流的诱发因素主要为强降雨。泥石流暴发前两日出现强降雨,使得沟内松散物质含水量增加,趋近饱和,稳定性降低。泥石流暴发当日再次出现强降雨,直接激发了泥石流。经对暴发当日小时雨量分析,认为比通沟泥石流由凌晨2点的集中降雨启动,但由于沟道堵塞严重,龙头数小时后才到达沟口。赤担隆巴由当日11点的集中降雨启动,随后顺沟下泄,堆积于老扇之上,形成灾害。经分析,沟口观测的激发本次泥石流的小时雨量为3.3～3.6mm,推测主要形成区激发泥石流的小时雨量为7.6～8.3mm。

我国西藏地区冰湖溃决灾害综述

冰湖溃决是我国西藏地区典型的地质灾害类型之一,具有突发性强、规模大、破坏力强和危害范围广等特点,往往造成下游地区遭受惨重的生命财产损失。冰湖溃决成因特征是形成机制、早期识别和危险性评价等冰湖溃决研究的基础,受客观条件限制,我国西藏冰湖溃决的基础调查工作存在资料分散甚至缺失的局限性。为解决这个难题,通过资料收集、遥感解译和野外调查等技术手段,重新梳理了我国西藏地区的冰湖溃决事件及基本特征,共调查出33个冰湖37次溃决事件,其中2个为冰川阻塞湖(简称冰川湖),划定了冰湖溃决高发地带的地理分布位置,分析出冰崩/冰滑坡、埋藏冰融化、冰川融水、强降水、泥石流和上游冰湖溃决洪水6种诱发原因,为我国西藏冰湖溃决研究提供基础调查成果和参考依据。

藏东察达高位崩塌发育特征及潜在危险

高位崩塌具有运动速度快、运移距离远、冲击破坏力强等特征,对其下部工程设施及人民生命财产安全构成极大威胁。以藏东察达高位崩塌为研究对象,采用现场调查、遥感影像分析、无人机测绘及物探等工作手段,对其发育特征进行分析研究,探讨其潜在危害。研究结果表明,察达后山曾发生大型岩质崩塌,崩塌源区与前缘高差达1340 m,最大水平距离超过2600 m,估算其运动速度最大可达65.36 m/s,具有高速远程的运动特征。坡脚崩塌堆积体体积约160×10^(~4) m^(~3),表面巨石密布,堆积形态具有"颗粒反序"典型特征。现阶段崩塌源区仍发育有一定规模的危岩体,单体方量4.7×10^(~4)~29×10^(~4) m^(~3)。受断裂对冲挤压、冻融循环、长期卸荷或强震等因素影响,危岩体可能出现局部或整体失稳。一旦失稳,可能对坡脚构筑物和村庄构成威胁。建议采用综合手段进行深入勘查,分析其稳定性、失稳启动条件及发生概率,预测灾害体失稳后的影响范围,依据评价结果采取合理的措施进行防治。

西藏天摩沟泥石流物源演变特征

天摩沟是西藏东南部典型的泥石流沟,分别于2007年、2010年和2018年暴发泥石流灾害,对当地居民和川藏公路造成多次危害。通过多期次遥感解译、现场调查、现场观测等手段确定历次泥石流事件前后物源分布和类型,运用GIS统计和剖面测绘,对比不同时期该泥石流沟物源面积平面和剖面上的变化,研究该沟物源的动态演变。天摩沟泥石流物源类型主要为冰碛型物源、崩滑型物源和侵蚀型物源。平面上,冰碛型物源面积最大,崩滑型物源最集中,侵蚀型物源延伸距离最远。剖面上,主沟道13°~23°物源变化最活跃,其中17°~23°为泥石流侵蚀型物源启动部位,13°~17°为泥石流侵蚀最剧烈部位。天摩沟物源动态演变特征为逐年雪崩堆积物的"汇聚快融"效应,以及该效应引发的沟道底部和两侧松散物质的失稳。具体表现为海洋性冰川前缘雪崩活跃,每年10月至次年6月雪崩堆积物在主沟内堆积并向下游延伸,最远可达1800 m;7—9月雪崩堆积物快速消融,释放出裹挟在雪崩堆积物中的松散物质,加速泥石流物源汇聚,并使沟道内径流量急剧增大,径流激增侵蚀主沟两侧老冰碛物,使其转化为泥石流物源。研究天摩沟泥石流的物源演变特征,可揭示帕隆藏布流域泥石流近期频发原因,为该区域泥石流预警和防灾减灾工作提供参考。

GRY-1型超高温干热岩地层钻孔测斜仪研制及应用

干热岩地层钻孔测斜技术是干热岩勘探和开发不可缺少的关键技术,然而现阶段地勘钻孔测斜技术已不能满足干热岩地层的钻孔测斜要求。其中孔底的高温高压是核心问题。为此,设计承压探管加无磁保温瓶的双层外管结构,采用先进的硬磁校准方法、选用耐高温元件、采用低功耗电路设计,研制了GRY-1型干热岩地层钻孔测斜仪,以满足高达280℃高温、孔深3000 m的超高温干热岩地层钻孔轨迹测量的要求。通过试验应用,证明其在干热岩地层中具有良好的适用性,可助力干热岩资源的勘探和开发。

超高温高压地层钻孔测斜仪研制及应用

干热岩地层钻孔测斜技术是干热岩勘探和开发不可缺少关键技术,然而现阶段地勘钻孔测斜技术已不能满足干热岩地层的钻孔测斜要求。这其中,孔底的高温高压是核心问题。为此,设计承压探管加无磁保温瓶的双层外管结构,采用先进的硬磁校准方法、选用耐高温元件、采用低功耗电路设计,研制了GRY-1型干热岩地层钻孔测斜仪,以满足高达280℃高温、孔深3000m的超高温干热岩地层钻孔轨迹测量的要求。通过试验应用,证明其在干热岩地层中具有良好的适用性,可助力干热岩资源的勘探和开发。

藏东南艰险地区地质灾害调查思路与方法论述

地质灾害调查自20世纪90年代以来经历了多轮发展,目前演变为以孕灾背景调查和隐患点识别的灾害地质调查。"藏东南重要城镇和交通干线地质灾害调查"项目工作区位于西藏东南部,有工作程度落后、地质环境脆弱和工作条件恶劣等特点。项目主要从详实基础地质数据、地质灾害规律和孕灾背景调查评价和地质灾害隐患点识别等3个方面重点进行灾害地质调查工作。为了在藏东南特殊的环境中实现这些调查要求,应用了野外调查数据采集系统、InSAR、三维激光扫描、无人机航测遥感系统和简易观测等技术方法。并且总结了各类调查技术方法的适用性。通过总结经验和找到不足,从而为今后该地区的调查评价提供借鉴和参考。

页岩气开采压裂液技术进展

页岩气是一种分布广泛且储量丰富的非常规能源,但由于其储层具有孔隙度小及渗透率低等特性,一直以来页岩气未得到大规模开采。直到近20年,页岩气开采技术才得到飞速发展,这主要得益于水力压裂技术的进步。压裂液是水力压裂的重要组成部分,其性能的优劣直接影响水力压裂施工的成败。通过调研国内外文献,结合国内外压裂液技术的发展历程,分析了页岩气开采中几种常用压裂液的优点、适应性及存在的问题,综述了两类新型的无水压裂技术。结合我国页岩气储层的特殊性及压裂技术发展的现状,提出了适于我国页岩气开采的压裂液技术发展的建议,并特别强调了在页岩气开发初期重视环保的重要性。

澜沧江昌都段滑坡发育特征及形成机制

中国的山区和高原发育的滑坡地质灾害最严重,青藏高原东部横断山区的大江大河沿岸发育一系列严重和频繁的地质灾害。基于前期InSAR遥感解译的工作,通过现场的野外详细调查,最终确定了澜沧江昌都段的75处滑坡地质灾害,详细分析了滑坡的发育特征和主要影响因素,总结了砂泥岩软弱地层区滑坡、断裂控制型滑坡、堆积层滑坡共6类典型滑坡的形成机制。结果表明:(1)澜沧江干流岸坡的滑坡中,堆积层的土质蠕滑滑坡最发育,河流切坡是临江土质滑坡的主要触发因素。临江高位滑坡往往表现出高位但不远程的特征;(2)岩质滑坡中最发育的两类斜坡结构分别为反向斜坡和顺向斜坡,这与砂泥岩软弱岩体中发育的层理及垂直于层理的主控节理直接相关;(3)85%以上的滑坡发育在软-较软沉积岩岩组中,表明岩石强度一定程度上影响了滑坡的发育。区内斜坡表层的强风化带及古(老)滑坡的堆积体为堆积层滑坡提供物质基础,该类滑坡多存在蠕滑和多级滑动的特征;(4)卡贡-盐井活动断裂对滑坡灾害空间分布具有明显的控制作用,表现在断裂带控制滑坡边界和破碎带直接成为滑体。研究结果可为铁路修建过程的边坡灾害管控提供参考和支撑。

藏东南嘎龙曲冰川泥石流的物源特征及其对扎墨公路的影响

在全球气候变暖的大背景下,冰川消融加剧,冰舌后退,冰川泥石流加剧。扎墨公路是目前通往西藏墨脱的唯一公路,公路必经的嘎龙曲发育藏东南地区典型的海洋性冰川泥石流,针对嘎龙曲冰川泥石流的物源特征,经现场调查得出,嘎龙曲冰川泥石流物源类型有冰碛物物源、崩塌型物源以及沟道堆积型物源三类,总结分析了三种物源类型的分布特征和启动模式。通过建立物源计算模型,定量计算嘎龙曲沟域内可参与泥石流活动的松散固体物源动储量为366.28×10~4m^3,其中冰碛物物源为主要的动储量物源,物源补给特征在藏东南海洋性冰川发育区域具有一定代表性。嘎龙曲沟域内水动力分布的不均一特性决定了物源启动参与泥石流活动的不均一性,随着全球气候变暖影响下水动力条件的增强,嘎龙曲冰川泥石流对扎墨公路的危害会愈加严重。

藏东南鲁朗—通麦崩塌滑坡孕灾地质背景特征研究

藏东南的喜马拉雅东构造结地区作为青藏高原隆升最快的地区之一,其复杂的地质背景条件决定了该区工程地质问题具有复杂性和特殊性,并孕育了多种地质灾害。利用测窗、节理裂隙分期配套等野外调查方法以及遥感影像解译,分析总结了藏东南地区鲁朗至通麦不同区段崩塌滑坡地质灾害的孕灾地质背景,据此将研究区划分为四段,分别为鲁朗—东久段、东久—拉月段、拉月—排龙段、排龙—通麦段,每一区段分别对应了不同的孕灾地质条件特征,由此也决定了区段内崩滑地质灾害的性质、变形破坏模式、规模。相关成果可用于藏东南崩塌滑坡地质灾害的早期识别和风险评价。

西藏波密丹卡弄巴冰湖发育特征与潜在风险

冰湖溃决是青藏高原的典型山地灾害之一,严重威胁川藏交通廊道的安全。开展沿线地区的冰湖灾害调查和溃决风险评估,并制定针对性的防控对策十分必要。选取西藏波密的丹卡弄巴冰湖为研究对象,通过遥感解译、野外调查、工程地质类比、数值模拟等方法,查明了冰湖、冰川积雪区、形成流通区、堆积区等分区流域的发育特征,提出了丹卡弄巴具有发生冰湖溃决和形成泥石流的条件,揭示了高位冰崩、冰川跃动、雪崩等是引发冰湖溃决的主要诱因类型,计算了终碛垄发生全溃的洪水流量曲线,模拟了泥石流在下游沟道的演进过程。结果显示,冰湖全溃条件下形成的泥石流将对堆积区28户85人造成淤埋的直接危害,还将挤占帕隆藏布河,造成主河偏流,对右岸沿河的川藏交通廊道及其附属设施等造成路基水毁的间接危害。对川藏交通廊道沿线冰湖发育区开展灾害调查和风险评估进行初步探索,可供西藏国土空间风险管控、水利水电开发、冰湖景区选址等冰湖灾害评价提供借鉴。

狭陡型泥石流成灾特征与防治对策研究--以阿坝州金川县刘家沟泥石流为例

刘家沟位于四川省阿坝州金川县,是一条狭陡型高频泥石流沟,每年雨季,降雨激发泥石流灾害链。本文在野外调查和实地勘测的基础上,分析认为,受汶川MS8.0地震扰动,刘家沟形成流通区单位面积上松散固体物质达98.11×10^(4)m^(3),在409.8‰的平均纵坡降下,泥石流活动频率明显增强,泥石流沿程放大效应明显,最终形成了降雨+径流侵蚀-滑坡-堰塞体-堰塞体溃决-增大的泥石流-堵河形成堰塞湖-卡撒沟中、下游损害的灾害链。提出采用格宾石笼进行固坡护床,结合拦挡坝拦粗排细的作用,根据保护对象设置防护堤,优化排导槽与主河交汇条件的综合治理措施,可为小流域高频狭陡型泥石流灾害的治理提供参考。

川藏交通廊道龙利空泽错冰碛湖溃决危险性评价

以川藏交通廊道龙利空泽错冰碛湖为研究对象,基于该区域1974-2017年遥感影像,利用空间地理处理软件分析、确定冰碛湖上游补给冰川危险冰体,并根据漫顶溃决模型对冰崩入湖引发冰碛湖溃决进行计算,最后应用HEC-RAS模型对冰碛湖溃决进行演进模拟,根据生成的淹没分布图及关键断面水深溃决曲线分析下游泛滥情况。结果表明:1)冰碛湖上游冰陡坎至冰舌段为不稳定冰体,根据溃决临界条件判断其存在发生溃决的可能;2)龙利空泽错冰碛湖溃决诱发因素充足,极易引起漫顶溢流溃坝,最大峰值流量为1011.97 m3/s;3)坝体1/2溃决情况下最大峰值流量为769.49 m3/s,此时下游村落均为低风险区域,坝体全溃情况下对下游查捕村、江查村、仲沙村造成潜在威胁,其中查捕村是重要潜在威胁地区,应重点关注并及时防治。

冰碛湖库容数学模型的计算方法

全球气候的变暖致使冰湖溃决灾害频繁发生,严重威胁高原地区人民生命财产安全。冰湖库容量作为冰湖研究基础参数,对冰湖危险性评价、冰湖溃决洪峰流量等具有不可代替的作用,准确的库容计算对最终结果具有重要控制作用。而传统计算冰湖库容的计算方法是基于大量冰湖参数与冰湖库容的统计关系,其相关性只能衡量冰碛湖面积和冰碛湖库容在统计规律上的一致性,对于精确计算冰碛湖库容仍有难以完成。因此通过文献资料整理、结合实地考察对湖盆形态模拟分析,将典型冰碛湖湖盆分为三段,通过模拟建立数学模型,以冰湖面积为约束条件,抽象成数学中的曲面立体模型,分别计算其形态体积,由此推算出以冰碛湖湖宽和湖长为变量的冰湖体积表达式,并利用龙巴萨巴冰湖进行案例验算,验证了公式的有效精确性,该公式为喜马拉雅山地区冰碛湖库容计算提供理论参考。