金沙江上游旭龙水电站库区滑坡堵江及涌浪风险研究

旭龙水电站库区岸坡陡峻,不良地质体发育,为确保水电站正常运行,准确评价不良地质体稳定性和滑坡堵江及涌浪风险至关重要。经工程地质测绘确定库区分布18处不良地质体,均为第四系堆积体,蓄水前稳定,不存在堵江风险。蓄水后有8处堆积体可能存在变形破坏,其中7处堆积体可能发生塌岸,规模小,不会堵江;16#堆积体可能发生滑坡,规模较大,可能堵江和产生涌浪。利用GeoStudio软件对16#堆积体进行了稳定性分析,采用分析模拟法和潘家铮法对滑坡堵江风险进行了预测,并利用滑坡涌浪经验公式分析了涌浪对滑坡区、水库上下游岸坡和大坝的影响。结果表明,16#堆积体失稳不会造成堵江,滑坡涌浪不会影响大坝安全。研究思路与方法可为金沙江上游相关工程的风险预测提供借鉴。

河谷文明演变与历史滑坡堵江——以金沙江上游卓英村为例

近年来,作者在横断山脉三江并流区开展历史堵江滑坡调查,在金沙江上游发现系列沿江分布的残碉,其中以左岸的白玉县卓英村残碉分布最为集中,共17座,且未见公开报道。这些残碉是一个历史部落或村庄的遗迹,是藏彝走廊历史文化遗存的组成部分。鉴于藏彝走廊研究主要集中在社会科学方面,本文尝试采用自然科学方法拓展相关研究。基于现场调查和地质测年,结合前人工作成果,确定残碉群的建造时间与历史归属,分析历史滑坡堵江事件对河流地貌与河谷文明演变的影响。结果表明:1)卓英村残碉群兴建于1780~1490 a BP,相应的历史年代为东汉末期至南朝时期,按地域极有可能是古白狼国遗迹;2)残碉的修建高程和时间与措拉古滑坡堰塞湖尾部的湖滩高程和溃决时间等具有较好的一致性,湖泊淤积、干热河谷气候、取水便利等为卓英村的兴起奠定了基础;3)约1510 a BP前的一次大洪水事件导致措拉堰塞坝完全溃决,岸坡塌岸引起的耕地逐渐消失,以及取水不便等人居环境恶化是导致卓英村被遗弃的自然因素;4)横断山脉河流历史堵江滑坡引起的河道淤积为民族迁徙提供了良好的通道,也留存了丰富的历史遗迹,类似卓英村残碉的深入研究有望丰富和拓展白狼国与藏彝走廊的研究内容。

泥石流堆积扇堵江溃决过程及堰塞坝堵江概率

结合2020年构林坪溃决型泥石流模拟试验,分析泥石流堵江过程及河流侵蚀能力,提出堵江堰塞坝堵江概率判别标准,为泥石流堰塞坝工程治理提供参考.重新定义颗粒的面积相关形状系数及体积相关形状系数,可应用于各类不规则形体.从颗粒粒度角度得出泥石流堆积“粗颗粒物质快速移动沉积-细颗粒物质慢速被侵蚀”的特征;从堰塞坝堵江过程角度得出“堆积扇逐层沉积-河流薄弱侵蚀”特征;从沉积侵蚀速率角度得到构林坪流域堵江阈值,且当泥石流颗粒粒度较细时,泥石流沉积速率对该阈值的影响将显著提高,粒度较粗时,以河流侵蚀速率为主要因素.

金沙江白格滑坡残留体稳定性及堵江风险分析

为评估2018年金沙江白格村两次特大型滑坡堰塞堵江事件后所形成潜在不稳定块体(残留体)的稳定性及堵江风险,在应用严格三维极限平衡分析白格滑坡残留体稳定性的基础上,结合应急处置方案,基于SPH-DEM流固耦合模型,对残留体滑坡范围和堆积体厚度进行了预测,定量评估崩滑堵江风险。结果表明:①K1-Ⅰ和K2-Ⅰ滑块处于临界状态,失稳风险较大,存在再次发生滑坡堵江的可能;②河道清淤方法可降低堰塞体整体高度,增大滑坡物质堆积空间,有效降低再次滑坡堵江的风险。研究成果可为高位滑坡堵江风险预测提供一定参考。

滑坡–堵江–涌浪灾害链模拟的DEM–CFD耦合分析方法及其应用

滑坡–堵江–涌浪灾害链的演化过程涉及复杂的滑坡–河流相互作用。为了真实再现这一演进过程,本文提出了一种扩展的离散元法(DEM)与计算流体动力学(CFD)耦合数值方法,通过在局部平均DEM–CFD耦合方法中引入流体体积法(VOF)建立了一套能够描述河流自由水面演化的扩展DEM–CFD耦合数值框架,实现了对滑坡涌浪形成及传播过程的追踪;并提出了一种新的局部孔隙率计算方法即虚拟球模型,来克服网格颗粒临界尺寸比的限制,从而实现复杂地形建模要求;进一步通过多个典型算例验证其准确性和有效性。在此基础上,开展了滑坡–堵江–涌浪灾害链演化模拟,并应用至白格滑坡坝形成过程复演,深入分析了滑坡–河流动态演化过程及耦合作用机理。结果表明:所提出的方法能够准确模拟滑坡–河流相互作用;滑坡–河流–河谷地形的耦合作用驱动了灾害演化,滑坡体驱动了涌浪的传播,而河流则增加了滑坡体的动能耗散,且对其沉积过程在河流流向上产生相反影响;模拟得到的白格滑坡运移路径、沉积形态及涌浪侵蚀面积与实地调查结果吻合度较高,成功再现了2018年10月11日白格滑坡堵江事件。本文所提出的扩展DEM–CFD耦合数值方法为深入研究滑坡–堵江–涌浪灾害链演化机制提供了有力的数值工具,对于灾害预测及防灾减灾策略的制定具有一定的参考价值。

甘肃舟曲县果耶镇磨里滑坡成因及堵江危险性预测分析

受降雨的影响,2021年2月26—28日,舟曲县果耶镇磨里滑坡发生蠕动变形,坡体裂缝发育,变形迹象明显,共造成92户402人受灾,直接经济损失约1 446.3万元。文中以舟曲县果耶镇磨里滑坡为研究对象,通过遥感解译、无人机航拍和地质勘察等方法,深入了解磨里滑坡所处的地质环境、土体物理力学性质等,对该滑坡的成因进行了详细分析、对滑坡的稳定进行了理论计算和位移监测分析。在野外调查和钻探分析的基础上,采用Massflow数值模型对舟曲县果耶镇磨里滑坡进行数值模拟与预测,确定物源区范围及厚度以预测滑坡的堆积过程和堵江风险,预测了滑坡堵江的高度、对上下游造成的危害。结果表明:(1)磨里滑坡呈长舌状,有清晰的形态和变形特征,滑体由碎石土和破碎千枚岩组成,平均深度40 m,总体积2 120×10^(4)m^(3),属特大型深层滑坡。(2)不利的地形条件、岩土体的软化、强烈的构造运动、降雨的入渗和前缘河水冲刷下切形成的临空面是发生滑坡主要因素。(3)该滑坡存在摧毁房屋道路和堵江的风险,建议尽快对受威胁采取避险搬迁措施。本研究可为类似滑坡地质灾害链的成因机制和应急防控等提供参考。

强震区泥石流堵江-洪水灾害链式过程模拟研究——以汶川县下庄沟为例

汶川地震发生后,泥石流活动频率急剧增强,具有降雨阈值低、暴发频率高、影响范围广、破坏能力强的特征,危害方式主要包括淤埋、冲击、堵江及淹没等,其中泥石流堵江灾害效应尤为突出,严重威胁山区基础设施建设和居民生命财产安全,对泥石流堵江灾害链动态全过程的研究可为泥石流灾害防治和预警提供科学参考。基于对典型流域的野外调查与物理试验,并结合遥感影像与降雨数据,对下庄沟泥石流堵江灾害链的动态过程进行数值模拟研究。模拟结果表明:在t=120 step时泥石流到达流域出口;t=130 step时泥石流向前推进,堵塞部分主河;t=140、150 step时泥石流完全堵塞主河,分别形成了长、宽、厚为236.0、74.0、6.2 m和312.0、79.0、7.1 m的堰塞体,造成上游水位抬升,上游居民区淹没深度在3~5 m。通过将模拟结果与野外实测数据对比,模拟的准确度达84.9%,表明该模型对滑坡—泥石流—洪水的灾害链过程模拟具有较好的适用性。

滑坡碎屑流堵江形成过程的模型试验研究

滑坡堵江是我国一种重要地质灾害,对堵江堆积体上下游的人民生命财产安全构成巨大威胁。研究滑坡碎屑流堵江的形成过程有助于理解堵江堆积体几何形态与颗粒分布特性,从而为堰塞坝风险评估方法的建立与应急处置方案的制定提供理论依据。本文通过开展室内物理模型试验,探讨不同颗粒质量比的分层滑源体的运动时间、堵江堆积体几何形态特征。试验结果表明,小粒径质量占比越小,滑坡堵江总运动时间越短,在滑槽前、中、后三段的平均速度越大。同时,随着滑源体中小粒径质量占比的减小,堵江堆积体宽度W越大,长度L越小,而高度H无明显差异。

中国滑坡堵江的类型及其特点

在所收集的中国１４７个典型滑坡堵江资料的基础上，对滑坡堵江事件分别按物质组成、滑坡体积大小、堵江状况、堵江历时和斜坡破坏机制等进行了分类，并研究了各类型的基本特点。

金沙江上游某特大型滑坡发育特征及堵江机制

金沙江上游地区堵江滑坡发育密集,其诱发的次生地质灾害给当地人民的生命财产安全以及流域内的水库建设都带来了严重的威胁,而目前针对金沙江流域的滑坡堵江研究,尤其是滑坡的堵江机制研究还相对较少。以现场地质调查为基础,结合钻孔勘探成果与数值模拟分析,系统研究了金沙江上游某特大型滑坡的发育特征与堵江机制,研究结果表明该滑坡为顺层陡倾岩质斜坡体上发育的以云母石英片岩为主的基岩滑坡,平面呈明显的圈椅状,总方量达6 000万m3,曾严重堵塞金沙江,整个滑坡堵江机制可以总结为:顺层斜坡高速滑动→前缘碰撞堆积→后缘推动形成一定冲高→强夯成坝→完全堵江。

唐家山滑坡堵江机制及堰塞坝溃坝模式分析

在对唐家山滑坡及其堰塞坝现场进行详尽地质调查结果基础上,结合早期(地震前)资料开展研究,结果表明,该滑坡形成及堵江过程可概括为:顺层岸坡结构地震诱发→滑坡体前缘剪切、后缘拉裂→高速下滑、形成气浪、前缘刨蚀河床、对岸阻化隆起→后缘边坡坐落下滑→堰塞堵江。对堰塞坝体地质结构、不同水位条件下堰塞坝整体及上下游部位不同工况稳定性分析表明,堰塞坝以沟槽部位表层松散体水流逐级淘刷的"溢流破坏"方式为特点,整体溃坝可能性小。

2018年10月和11月金沙江白格两次滑坡-堰塞堵江事件分析研究

2018年10月11日和11月3日,在西藏自治区江达县波罗乡白格村与四川省白玉县绒盖乡则巴村交界处金沙江西藏岸(右岸)先后两次发生大规模高位滑坡,堵塞金沙江,形成堰塞湖。尤其是第二次滑坡-堰塞堵江,因坝体过高(堰塞湖水位可到50 m),堰塞湖库容较大(超过5×108m3),不得不通过修建导流槽主动降低堰塞湖水位。经过人工干预,第二次堰塞体于11月13日被完全冲开,险情得以解除,但下泄的洪水在下游四川、云南境内仍造成严重的洪涝灾害。本文通过对两次滑坡的现场地质调查,结合历史遥感影像解译、In SAR监测、无人机航拍、地面变形监测等技术手段,查明了白格滑坡区斜坡的变形历史、两次滑坡及其堰塞堵江的基本特征及其动态演化特征,简述了第二次滑坡-堰塞体的应急处置以及为保证现场施工安全所开展的"实战性"监测预警工作。在同一部位先后两次发生大规模滑坡堵江事件并对其采取了及时有效的应急处置,其案例非常典型,对类似地质灾害事件具有很好的参考借鉴意义。

滑坡—堵江—溃决灾害链研究进展

受强降雨或高烈度地震作用,高山峡谷地区极易暴发大规模滑坡或产生大型潜在滑坡体,一旦滑坡体启动,将迅速入江堵断主河,引发因堵江造成的上游回水淹没、下游溃决洪水的巨大灾害链危害,严重威胁当地人民群众的生命财产和重大工程安全。因此,系统深入开展滑坡—堵江—溃决灾害链的研究,为制定科学有效的防灾减灾措施提供理论支撑具有重要意义。通过系统总结国内外关于滑坡堵江机理、滑坡坝稳定性评估、滑坡坝溃决机理以及滑坡—堵江—溃决灾害链的研究进展,指出了现有研究的不足之处及一些亟待解决的前沿性关键科学问题。

唐家山堰塞湖大水沟泥石流发育特征及堵江危害性评价

大水沟位于唐家山上游侧,"5.12"地震前为一条小山洪冲沟,震后由于沟域内崩塌、滑坡发育,形成极为丰富的松散物源,具备发生泥石流的所有条件,也成为唐家山堰塞湖成功泄水处理后,仍对堰塞湖正常利用起控制作用的严重地质灾害隐患点之一。通过现场实地调查,在查明沟域内松散物源分布及稳定性基础上,结合6.14泥石流发育状况,系统对大水沟泥石流发育特征及其动力学特性,尤其对在不同降雨频率下可能形成的泥石流规模进行分析研究,并对唐家山堰塞湖泄水口部位堵江规模、持续时间、溃决方式及其可能带来的危害性进行评价。分析计算结果已被2008年9月24日发生的百年一遇的泥石流所证实。

汶川县映秀镇红椿沟特大型泥石流形成机制及堵江机理研究

2010年8月14日,汶川县映秀镇红椿沟因连日强降雨,发生灾害性特大泥石流,完全中断都汶公路的交通,并冲入岷江形成堰塞体,致使河水改道,冲进映秀新区使数十幢房屋成为孤岛,严重危胁到灾后重建的胜利成果。研究红椿沟泥石流的基本特征、变形破坏机制、类型规模及防治对策,对防治高地震烈度泥石流灾害、确保灾后重建成果具有重要意义。以红椿沟特大型泥石流为例,在研究地质灾害形成的地质背景及条件、基本特征的基础上,分析了泥石流的形成机理及断路堵江的具体原因,预测了泥石流发展的趋势,对重要物源点进行了稳定性分析,提出了红椿沟泥石流的形成及堵江除丰富的震后松散物源、强降雨外,还与其独特的地形地貌密切相关。研究表明,红椿沟特大泥石流是从其上游甘溪铺支沟开始启动、汇集溃决,随后带动主沟物源冲入岷江,与岷江上游烧房沟泥石流冲入江中物质在江中汇集,形成堵江。红椿沟内物源丰富,必须加强防治,防止泥石流的再次危害。

泥石流堵江影响因素试验研究

对影响泥石流堵江的各因素进行了试验研究。结果表明,泥石流入汇角、泥石流与主河的流量比、泥石流入汇总量等的增大有利于堵江现象的发生,而主河宽度和主河比降的增大则不利于泥石流堵江,泥石流密度与主河临界堵江流量呈现一种抛物线性关系。

唐家山堰塞坝“9·24”泥石流堵江及溃决模式

"5·12"汶川地震导致唐家山高速滑坡堵江,形成唐家山堰塞湖.经过6月10日正常泄流后,堰塞坝体右岸还存在唐家山残留山体稳定性以及附近大水沟、小水沟泥石流等潜在危害.现场实地调查显示,受地震影响,大水沟、小水沟及无名沟沟域内崩塌和滑坡发育,形成了极为丰富的松散物源,具备发生坡面和沟谷泥石流的所有条件,也成为唐家山堰塞湖成功泄水后,仍对堰塞湖正常利用起控制作用的严重地质灾害隐患点之一,"6·14"和"9·24"2次大规模泥石流又导致通口河分别堵江断流4和17h.在查明唐家山堰塞体右岸3条冲沟内松散物源分布及稳定性的基础上,重点结合"9·24"泥石流发育状况,对大水沟、小水沟和无名沟泥石流的发育特征及其动力学特性,尤其是在不同降雨频率下一次冲出泥石流时唐家山堰塞坝体泄水槽的堵江状况及溃决模式进行了系统分析.分析结果表明:3条冲沟形成泥石流堵江后,一次全溃决的可能性很小,其溃决模式为"扇缘部位首先过流→水流挤压左岸并淘刷左岸堰塞体→逐级冲开堆积扇".这一模式对震后地震灾区泥石流的研究具有指导和借鉴意义.

蒋家沟泥石流堵江成因与特征

小江流域是我国乃至世界暴雨泥石流最发育的地区,其中的蒋家沟又是小江流域活动最强烈的泥石流沟。2001年7月8日蒋家沟暴发了大规模的泥石流,泥石流进入小江后淤积成坝,导致小江堵塞,并造成一定灾害。近期的地震活动、前期大量降水和当日长历时连续降雨是该次泥石流形成的主要原因。原导流堤溃决后形成蒋家沟泥石流运动方向与小江水流方向垂直,高粗大颗粒含量、高容重和大流量的有机组合是泥石流停淤成坝堵塞小江的主要因素。

未受河流阻止的滑坡水平运动距离与滑坡堵江判别

滑坡堵江是滑坡诱发的次生灾害之一,常导致堰塞湖、洪水等次生的灾害链,其根本原因在于滑坡与河流的空间区域小于滑坡运动的距离。如果滑坡的运动未受河流的显著阻止,滑坡的水平运动距离主要受控于滑坡的诱发机制、滑坡体积和滑坡的垂直运动距离。因此,根据未受河流明显阻止的地震和降雨滑坡的水平运动距离与滑坡体积和垂直运动距离的相关性以及预测模型,可对滑坡堵江的危险性进行判别。由此,根据我国西南地区降雨和汶川地震诱发的无明显受阻的滑坡数据,在分析了滑坡等效摩擦系数与体积关系的基础上,分别建立地震和降雨滑坡水平运动距离的预测模型。研究结果表明在不同体积等级滑坡水平运动距离的预测分布图上,地震和降雨诱发的堵江滑坡都明显地偏离其对应的体积曲线,根据建立的经验关系可对滑坡堵江的危险性进行判别。

大型崩滑堵江事件及其环境效应研究综述

详细介绍了目前国外对滑坡堵江自然灾害在各方面的研究现状 ,包括了滑坡堵江事件的识别研究、滑坡堵江天然堆石坝和堰塞湖的研究、滑坡堵江事件的灾害研究和天然堆石坝的合理利用和治理以及中国地质人员近几年在这类灾害研究中所做的工作 ,提出了堵江灾害研究中存在的问题和发展方向。