甘肃永靖黑方台地区灌溉诱发作用与黄土滑坡响应

黑方台地区自灌溉以来,诱发了大量的滑坡,但缺乏系统地对研究区的滑坡历史分析研究。在黑方台滑坡历史分析的基础上,研究灌溉引起的地下水位上升过程与滑坡的历史关系,对比分析不同时期的地下水位对滑坡稳定性、滑坡体积及后壁垮塌速度的影响。历史数据分析表明,灌溉引起的水位上升与滑坡发生的频率、体积存在明显的相关性,选取的典型滑坡稳定性计算结果显示滑坡具有多期逐级后退式特征,随着灌溉时间的增长,滑坡体积逐渐减小,但发生频率逐渐增大,基于DEM数据计算的滑坡变形也验证了计算结果。研究成果基本反演了灌溉引起的黄土滑坡历史过程,对黑方台滑坡的综合治理提供了数据支撑。

基于遥感影像和DEM的后退式滑坡破坏黄土台塬进程及原因分析

为研究甘肃永靖黑方台台塬因周缘后退式滑坡而被破坏的进程及原因,首先,利用1964-2010年间不同国别、不同卫星、不同分辨率、不同时间的多期遥感影像,解译相应时期的台塬边缘线,获得黑方台在近50年的时间里的台塬面积变化数据;其次,利用1977年、1997年、2001年三期1:10 000的地形测绘数据,提取高程及坡度值,得到黑方台的边缘线及面积变化数据,并对遥感获影像得到的结果进行验证;最后,对黑方台周缘滑坡发育过程及对台塬的破坏机制进行简要分析。结果表明:在周缘后退式滑坡的破坏下,黑方台台塬面积一直呈减少的趋势,以1964年台塬面积为基准,至2010年的12期遥感影像提取的台塬面积数据表明,黑方台面积总计减少约0.61 km^2。经1977年、1997年、2001年三期的地形数据分析显示,至2001年,黑方台面积总计减少约0.52km^2,同时,与1975年、1995年、2000年遥感影像获得的台塬面积进行对比验证,误差不超过0.1%。黑方台台塬面积的减少源于周缘滑坡的极度发育,由于发展农业进行过量灌溉和黑方台特殊的地层结构,使得地下水位不断升高,浸润了黄土,导致黄土结构强度降低,同时,春冬季节的冻融作用进一步破坏黑方台周缘斜坡的黄土结构,最终导致滑坡的不断发生,年际循环的结果,造成了目前黑方台台塬的面积不断减少的现状。

基于敏感性系数方法的黑方台滑坡地质灾害影响因素研究

以甘肃永靖县黑方台滑坡群为例,通过分析影响滑坡地质灾害的滑坡高度、滑坡坡度、黄土厚度、滑坡厚度等地质环境因子的敏感性分析,确定了研究区最不利的滑坡工作状况为:坡高H>125m、坡度30°<i≤35°、黄土厚度35<h≤40m、滑体厚度d>30m.并就进一步的研究提出了建议.

灌溉对黑方台灌区地面塌陷的影响分析

通过对黑方台灌区土壤粒度、孔隙度、容重、有机质等物理化学性状的分析及对灌溉强度与土壤入渗性能的关系、灌溉对土壤理化性质、钙积作用、土壤凝聚力、田面龟裂程度的影响分析,得出:灌溉方法和灌溉定额是诱发黑方台灌区地面塌陷的主要因素,为此,提出了治理黑方台灌区地面塌陷的几种工程与农艺措施。

永靖黑方台灌区台面沉陷灾害、水土流失及防治

传统的灌溉方式，长年的大水漫灌、超灌，造成了黑方台灌区大面积的台面沉陷、水土流失等环境地质灾害。大量灌溉水渗入农田，是导致土体潜蚀加剧并造成灾害的直接原因。通过探讨灌区黄土沉陷与水土流失的机理，提出了从治水入手，采用先进的节水灌溉技术，配合工程措施及植物措施治理，达到合理利用水资源、根治水土流失、改善区域环境地质条件的目的。

黑方台地区马兰黄土渗透特性及结构损伤试验研究

持续引水灌溉改变了马兰黄土的结构,降低了土体的抗剪强度,导致黑方台地区黄土滑坡频繁发生,严重影响着当地居民生命和财产安全。为了明析马兰黄土的渗透过程,取黑方台马兰黄土为研究对象,分别开展核磁共振(NMR)试验及扫描电镜(SEM)试验,以解释此类黄土在不同初始含水率及不同干密度下的渗透特性及结构损伤微观特征。研究结果表明:入渗速率与土体初始含水率呈负相关关系,土体初始含水率越高,其充水微小孔隙增加速率越慢,充水中大孔隙增加速率越快;入渗速率与土体干密度呈负相关关系,且会率先形成高含水率区域,土体干密度越大,其充水微小孔隙增加越慢,充水中大孔隙增加越快。入渗前后对比发现,试样初始含水率越高,微小孔隙增加比例越小,颗粒间接触方式变化越不明显;干密度越大的试样不同孔隙体积基本按等量变化,接触面积明显减少,形成更多的架空孔隙,连通性较好,具有较好的储水能力。入渗后试样原本的致密结构丧失,颗粒破碎严重,部分细长状颗粒向似椭圆状颗粒演化,颗粒间接触方式变为点边接触,粒间胶结作用遭受损伤破坏,甚至部分团粒中颗粒分离、脱落,使得土体强度丧失,最终导致滑坡发生。研究结果可为黄土滑坡的防治提供依据。

黑方台古风化红层砂泥岩物理性质试验研究

以黑方台地区白垩纪古风化红层砂泥岩为对象,选择典型剖面进行室内试验和现场回弹试验,获得了砂泥岩基本物理性质参数和回弹试验强度值,对其工程地质性质进行了综合评价,探讨了红层砂泥岩的古风化作用及其对滑坡发育的影响。结果表明:剖面上随着红层风化程度的提高,岩石颗粒密度增大,干密度降低,总孔隙率增大,吸水性减弱,纵波波速降低,岩石回弹值下降,岩石强度明显降低;在黑方台地区虽然导致滑坡发生的直接诱发因素为灌溉,但是基岩表层的软弱带(古风化壳)往往构成黄土滑坡的底界,是黄土滑坡形成的控制性边界条件,是导致区内滑坡频繁发生的基本控制因素。

黄河三峡移民区大规模群发性滑坡灾害成因分析

黄河三峡系指黄河上游甘肃省永靖县境内的刘家峡、盐锅峡和八盘峡,其中盐锅峡移民区共安置移民986户,5527人,主要分布在永靖县盐锅峡镇所辖的黑方台台塬上下的10余个村庄中。黄河三峡移民区地质灾害主要为大规模群发性滑坡灾害,集中分布在黑方台台塬边坡地带。黑方台台塬面积约13.7 km2,台塬地面高出周围地形约100~133 m,自1968年上水灌溉以来,已累计发生滑坡灾害100余次,已造成40人死亡,直接经济损失约2.00亿元,间接经济损失5.00亿元。台塬长期大水漫灌是诱发本区大规模群发性滑坡反复发生的主要原因。