云南鲁甸地震次生山地灾害分布规律与特征

2014年8月3日16时30分,云南省昭通市鲁甸县发生Ms6.5级地震,地震诱发大量崩塌、滑坡、不稳定斜坡等次生山地灾害。结合现场调查,通过遥感图像共解译次生山地灾害点235处,灾害面积约8.59 km²。基于GIS空间分析方法,利用次生山地灾害面积百分比及中心点密度2个参数,研究次生山地灾害分布规律与地震的关系;同时选取高程、坡度、坡向、岩性、距河流距离等因子统计分析了地形、岩层及河流对次生山地灾害空间分布的影响。研究区次生山地灾害面积百分比约为0.79%,中心点密度约为0.2 个?km^-2。结果表明:次生山地灾害点的排列受NE向昭通—鲁甸主断裂控制,63.83%的次生山地灾害发生在发震断裂带2~8 km范围内,距震中越远,次生山地灾害发育率越低;次生山地灾害集中分布在1 000~1 200 m高程之间和35°~45°坡度范围内,而20°~30°坡度范围内次生山地灾害中心点密度和面积百分比最大;碳酸盐岩等硬岩地层上次生山地灾害最为发育,而软岩地层中多引发高陡坡次生山地灾害;次生山地灾害整体上沿牛栏江呈线状分布,随着距河流距离的增加,其发生概率逐渐减小。     

汶川地震危害道路交通及其遥感监测评估-以都汶公路为例

摘要：汶川地震诱发了大规模、群发性次生山地灾害,严重损毁道路设施,中断交通,阻碍了抗震救灾和灾后恢复重建进程。通过对都汶公路漩口-雁门段地震次生山地灾害的遥感监测和实地调查,阐述了次生山地灾害类型与分布规律,初步分析了都汶公路沿线路基、路面、桥梁、隧道的损毁情况,并结合次生山地灾害的时空活动特性,提出了道路交通系统防灾减灾和恢复重建的对策与建议。研究结果表明：(1)研究区内强震引发大量崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生山地灾害,其中崩塌3863处、总面积达68.9km2,泥石流沟74条,滑坡18处,堰塞湖5座,长度大于1km的地裂缝5条;（2）地震以及次生山地灾害严重损毁道路交通,汶川县漩口至雁门段,都汶公路阻断299处、掩埋和断道23.814km、80%的道路被破坏、87座桥梁和10座隧道受损,省道303线阻断18处、损毁比例75.1%,县乡等道路阻断3015处、断道长度178.213km、损毁比例37.97%;（3）崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等主要次生山地灾害的分布受地震烈度、地质构造、地形地貌、地层岩性的控制,并具有明显的滞后性和延续性;（4）利用GIS和遥感技术,能够快速有效地进行地震次生山地灾害的动态监测与灾情评估,从而为应急救灾和灾后重建工作提供科学依据和借鉴参考。     

震后崩塌体与滑坡体泥沙起动条件研究

"5·12"汶川大地震具有震级高、震源浅、破坏性强、次生地质灾害严重的特点.地震引发了大量的次生灾害,主要为滚石、崩塌、滑坡、堰塞湖和泥石流.大多数次生山地灾害均会产生大量的泥沙进入河道,譬如强烈的主震和余震作用下进入河道的泥沙,堰塞坝开挖泄洪通道岸坡泥沙以及降雨、山洪等因素作用下可能进入河道的崩塌体与滑坡体泥沙等.研究泥沙输移规律对于灾后重建中的滑坡和泥石流灾害监测预警、河道整治与防洪、预防工程诱发灾害以及堰塞湖后续处理与资源利用具有指导作用.根据边坡上泥沙的起动特点,结合已有泥沙起动研究基础,充分考虑相对暴露度、相对粗糙度、形状系数等影响因素对泥沙起动的影响,对震后崩塌体与滑坡体泥沙的再起动进行了研究,得到了震后崩塌体与滑坡体泥沙起动条件.     

汶川地震后北川干溪沟山地灾害及长期发展趋势初步分析

汶川地震在干溪沟内激发了大量的崩塌、滑坡.根据航空影像数据解译,干溪沟内发育成片的崩塌滑坡91块,总面积10.42 km2,占全流域的28.95%,而暂时没有泥石流活动痕迹.干溪沟内山地灾害在坡度、坡向、高程、断裂距离、地层岩性等方面存在如下规律:1)发生崩塌滑坡的坡度主要分布在30°～50°,随着坡度的增加,发生崩塌滑坡的概率越大;2)崩塌滑坡的坡向主要分布为向南方向;3)崩塌滑坡主要分布在1 000～1 600m高程内,其中,1 000～1 400m尤其集中;4)绝大部分崩塌滑坡都分布距离北川断裂2000m或距离其他主要断裂1 000m的范围内;5)T1f+t地层是"5·12"汶川地震的易发山地灾害地层.通过初步分析,预测干溪沟泥石流长期发展趋势为:1)总体呈活动强度下降趋势,可供形成山地灾害的松散固体物质来源总量呈下降趋势,泥石流总量下降;2)活跃期-平静期交替、活跃期逐渐缩短、平静期逐渐延长;3)泥石流活动类型表现震后一段时间内为输移控制型、然后为输移控制型向松散固体物质控制型过渡,最后发展成为松散固体物质控制型;4)汶川地震后第一个活跃期为10～15 a.干溪沟的山地灾害现状及其长期发展趋势分析为下一步制定减灾方案奠定了基础.     

南水北调西线工程区主要山地灾害

南水北调西线工程地处青藏高原东部,地质条件复杂,新构造活动强烈,崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害较为发育.分析了工程区主要山地灾害的发生机制及其影响因素,深入研究了山地灾害存在和活动的时空分布规律.研究表明,泥石流的活动具有很强的季节性,崩塌、滑坡的发生也具有季节性,随着人类工程活动加剧,崩塌、滑坡发生的频度会更高,危害更...     

震后次生山地灾害对山区道路的危害及防治体系

山区地质地貌条件复杂,使得我国山区道路沿线的山地灾害广泛发育,5.12汶川地震诱发的生山地灾害使得山区道路沿线的环境进一步恶化。分析了汶川地震震后两年多时间内崩塌滑坡、泥石流的活动特征及其对山区道路的危害,其中震后崩塌滑坡主要以小型的堆积层崩滑为主,且分布范围广,而震后的泥石流则表现为规模大、频发性、群发性、持续时间长等特点。为保证山区道路的畅通,必须采取有效的措施对威胁道路的次生山地灾害进行综合防治,提出了震后山区道路灾害防治与管理体系。     

地形条件对次生山地灾害易发性分析

岷江上游河谷地带位于汶川地震极震区,是中国乃至世界上地震次生山地灾害最为活跃的地区之一,其频繁活动与复杂的地形条件密切相关.以岷江河谷汶川段为典型研究区,在分析了地理环境和地形条件的基础上,研究了地震次生山地灾害的类型、发育特征、分布状况和主要地形影响因素,并基于次生山地灾害形成因素贡献率,引入确定性系数,利用GIS和RS技术,定量分析了高程、坡度和坡向3个主要地形因子对次生山地灾害的易发程度,确定了最利于次生山地灾害发生的地形条件.研究结果表明:1)地震次生山地灾害具有点多面广、类型多样、分布集中、规模巨大等特征,并受地形条件控制;2)利于次生山地灾害发生的高程条件为1 000～1 600 m的高程范围,高程大于1 600 m的区域,山地灾害随海拔升高而越不易发生;3)坡度大于35°的中陡坡地带,均利于次生山地灾害的发生,且随坡度增大,灾害发生的可能性也增大;4)有利于次生山地灾害发生的坡向条件依次为东南、东、南和东北4个方向,其CF分别为0.169、0.144、0.135和0.023;5)利用GIS和统计分析方法,能定量进行地震次生山地灾害易发性分析.研究方法可以为灾区次生山地灾害风险评价与区划提供依据,研究成果对灾区山地灾害防治规划、保障重大工程建设安全和减少灾害损失等具有参考意义.     

四川芦山Ms7.0级地震的地质环境影响分析

2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生Ms7.0级地震,此次地震对地质环境的影响备受各界关注。基于遥感解译与震后现场调查,对芦山地震的地质环境影响进行了初步分析。结果发现芦山地震的地质环境影响主要有:诱发较为广泛的崩塌等次生山地灾害,崩塌以小型为主,主要分布在双石—大川断裂带槽谷以及北西向几个深切峡谷段,如S210省道芦山—宝兴峡谷、芦山—双石峡谷、龙门—太平峡谷,其中震中区宝盛、太平镇崩塌密度最大;泥石流动静物源有不同程度增加,崩塌新增了泥石流沟的物源;斜坡上缓坡带也堆积有新的崩塌物源,使震后沟谷泥石流与坡面泥石流发生的概率增加;斜坡震裂现象较普遍,震动引起斜坡表层覆盖层不均匀沉降,宏观上表现为地面开裂、房屋开裂以及公路路基失效等;沙土液化加重灾害程度,震动引起发震断裂槽谷区砂土液化,使发震断裂带上地基失效,震害加重;厚覆盖层场地效应使地震下盘平坝区震害异常,下盘前陆盆地厚覆盖层地区地震波放大效应使芦山县龙门、清仁以及天全县老场、仁义平坝区及斜坡地带震害严重;芦山地震地质环境影响最大的区域是震中区太平—宝盛一带,其次是断裂带下盘5 km—上盘5 km 的地带、宝兴县城区域及前陆盆地带。     

崩滑体动力学机理分析及全过程速度计算——以四川省汉源县8.6大型崩塌滑坡为例

"5·12"汶川特大地震破坏性强,影响范围广,在地震区造成了大量的滚石、崩塌、滑坡、泥石流等次生山地灾害.汉源县是汶川8.0级大地震Ⅵ度烈度区内唯一的Ⅷ度异常区,是十分典型的远震烈度异常区,由于地震导致山体松动,因而触发了大量的崩塌、滑坡.以2009年8月6日四川省汉源县顺河乡境内猴子岩发生的大型崩塌滑坡为例,将滑坡划分成起动、运动、撞击3个阶段,根据大渡河堰塞坝的形成过程,运用滑坡几何学、滑坡运动学理论,论述了汉源高位山体崩滑的形成及机理;基于岩质滑坡动力学、能量平衡原理,分析了岩质山体崩塌滑坡的运动规律,并对各阶段的岩体介质速度进行了计算.计算结果表明:猴子岩崩滑全过程中,崩滑体运动速度呈先增大后减小的趋势,行程运动阶段的速度高于起动速度和撞击后速度.研究结果可为水库的设计及涌浪高度的确定提供基本参数,同时为边坡失稳及堰塞湖的防治提供理论依据.     

四川芦山地震灾害调查与灾后重建的相关问题分析

2013年4月20日四川省芦山县发生Ms7.0级地震,发震断层为龙门山前山断裂,即大川—双石断裂。这是继2008年汶川地震后发生在龙门山断裂带的又一次强震。自4月25日起,笔者先后3次前往地震灾区进行地震灾害调查。本文小结主要的地震灾害情况,并简要讨论了灾后重建可能面临的问题。结果表明:相对于汶川地震,芦山地震的灾害相对较轻;沿发震断裂未发现明显的地表破裂带;崩塌滑坡的总体规模较小,也未出现明显的堰塞湖;滑坡点主要沿发震断层分布,岩性以三叠系上统须家河组地层为主;崩塌点主要出现在河流的峡谷段,岩性以砾岩为主,少量为侵入岩;建筑物损坏严重的基本上为砖木结构以及无圈梁或构造柱的砖混结构民居;灾后重建面临的主要地质灾害问题是主要公路的崩塌灾害以及宝兴县城的泥石流防治。     

汶川地震区泥石流灾害工程防治时机的研究

“5·12”汶川地震诱发了大量的崩塌、滑坡等地质灾害,导致大面积坡面的岩土体松动,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源。在泥石流形成的三大主控因素中,最重要因子已经由震前的短历时降雨量变为松散固体物质量了。由此,在同样的降雨激发下,同一流域将可能爆发比灾前更大规模的泥石流灾害。通过对历史地震后泥石流发展规律的类比分析,结合2008年雨季灾区泥石流活动状况,讨论地震灾区泥石流工程防治的最佳时机。经过初步分析认为,在极重灾区不宜在震后3年内实施大量的泥石流防治工程,而应在震后3～5年实施工程防治;在重灾区和一般灾区,可以在震后立即实施泥石流工程防治。目前地震灾区规划了大批泥石流工程防治项目,覆盖了极重灾区和重灾区。在极重灾区立即实施大批的泥石流防治工程,可能得不到预期的防治效果。建议汶川地震区位于极重灾区的泥石流防治项目宜在3~5年后实施。     

障碍物的设置对颗粒流动过程的影响

雪崩、滑坡、滚石和泥石流等山地灾害具有很强的破坏性,它们对人类的生命和财产安全构成了严重的威胁,因而需要加强对其发展过程及防治措施的研究。设置障碍物是控制这些山地灾害运动和堆积过程的主要手段,为了研究障碍物的设置对灾害发展过程的影响,采用了SH颗粒流动理论和近似Riemann解的Roe格式有限体积离散方法对颗粒流经不同设置障碍物的流动和堆积过程进行了数值模拟计算,并讨论了障碍物的不同设置对颗粒流动的影响。数值计算结果表明,障碍物的设置对颗粒流动过程将产生较大的影响,只有对障碍物进行正确的设置才能达到防护的目的。数值计算模拟可以优化障碍物的设置,从而为灾害防护和山区规划设计提供经济而合理的参考方案。     

Emergency aero-photo survey after the 5.12 Wenchuan Earthquake,China

After the 5.12 Wenchuan Earthquake which took place on May 12, 2008, aerial remote sensing has rapidly covered all the influence sites of the earthquake, emergency aero-photo interpretation has revealed the disaster distribution limitation, and captured the information of location, dimension of the destroyed houses, roads and other structures, blocked rivers, etc, which provided destroying conditions of the time for rescuing lives, rebuilding traffic lines and estimating disaster situation. The further interpretation and analysis indicate that large scale second growth geological disasters mainly distribute in the distance of 0–300 km and 45°–50° orientation from the epicenter. About 137 latent large-scale landslides and debris-flows will occur in this rain season and coming several years, so how to avoid current geological disasters as well as the latent large disasters should be considered in making rebuilding and developing plan.     

山区河流河床形态与水沙变化下的水位响应机理研究

山区流域暴雨山洪、滑坡、泥石流等灾害频发,大量泥沙以不同方式进入河道,河床形态在极短时间内迅速调整。在宽窄相间河段水流输沙能力差异较大,展宽段常因挟沙能力的降低而淤高河床,致使水位陡增,引发洪水灾害。为探讨山区河流宽窄相间河段与泥沙补给变化下的水位变化致灾机理,以室内物理模型系列试验结果为依据,分析不同流量定床清水时河床形态参数与各水力参数的变化关系,以及泥沙补给变化对河床形态及水流参数的影响。试验表明：上游泥沙补给量及河床形态是影响水流流态、水位变化的重要因素;定床清水条件下,河宽与比降的局部急剧调整影响水流参数变化,水流对河床变化的响应具有滞后性;当上游有泥沙补给时,水深变化较清水来流明显;随着来沙量的增大,大量泥沙淤堵河道且呈现溯源淤积的趋势,并淤高河床;在淤积段顶端,水流发生水跃现象,水位陡增,甚至出现漫滩致灾。由此可见,上游来沙及水流挟沙能力的降低将引起河床不同程度的落淤,造成河床形态改变,特别是在宽窄相间河段泥沙易落淤,水位增幅较大,为洪灾泛滥区,应作为水沙灾害的重点防治区域。     

山区河流水灾害问题及应对（特约稿）

全球重大自然灾害正深刻影响着人类的生存和发展,如何更有效地应对各类自然灾害尤为重要。2008年“5·12”汶川大地震后,“地球人都要有灾害意识,地球人都要有灾害教育”已深入人心,中国人的灾害意识和防灾技术水平均得到了较大幅度的提升。由于独特的区域地质构造、地形地貌和水文气象等条件,中国西部地区一直是水灾害频发的区域,防灾减灾工作已成为影响区域社会经济及国家整体发展的重要方面。作为国家布局在西部的高水平研究型综合大学,四川大学传承和创新了都江堰的治水智慧,在应对高坝泄洪与防洪安全、高坝工程结构安全、山洪泥沙灾害与滑坡防治、流域生态环境保护等山区水灾害方面进行了积极探索,取得了一系列重要成果。主要有：1）开发细观实验与模拟技术,揭示了高坝水力学复杂水流现象的细观机理,建立了更加可靠的判别准则和计算方法,形成系统的细观水力学体系,并创新地提出了多级泄洪原理与技术;2）原创性地提出了地质力学模型破坏模拟与综合法试验新技术,揭示了高坝工程整体结构安全响应机制,建立了能够准确反映受复杂地质环境及超标洪水等因素影响下高坝-坝基-库水整体结构安全评价体系;3）揭示了山洪与泥沙共同作用下“小水大灾”机制,提出了特大山洪泥沙灾害“降阶防控”技术,将山洪泥沙灾害致灾不确定性降到可防控范围;4）引入应用三维激光扫描仪等新设备与技术实现了滑坡变形监测从“点、线、面”拓展到三维空间整体,提升了水动力型滑坡的灾害监测预警水平以及灾害应急响应能力;5）针对滑坡-堰塞坝物质组成和结构特性变异性大的问题,提出了滑坡-堰塞湖分类应急处置与综合治理技术;6）针对西南地区地理、生态与环境特点,提出了生态需水配置和过鱼、梯级水库水温预测成套方法和低温水控制、高坝泄水总溶解气体（TDG）过饱和的预测与调控等一整套维护水生生物生境的关键技术,将生态环境保护研究从工程局部及单一水环境领域,拓展到山区流域整体系统并形成多学科领域交叉的综合科学技术体系。最后,针对中国西部山区河流水灾害的特点以及国家防灾减灾救灾的总体需求,提出了变化环境下的水灾害形成与演化、耦合致灾机理与临界判据、水灾害动力灾变机制与演化过程、突变河流的生境-生物相互作用机制、灾变河流的生态演变机制和新平衡态、水灾害监测预警和风险评估、基础大数据库与云平台、水灾害流域协同管理与灾后重建等一系列山区水灾害领域的重大前沿科学技术问题,有助于促进下一步防灾减灾相关学科领域研究工作的发展。     

镇巴县地质灾害发育规律与危险性评价

以"汉江中游任河流域镇巴县幅地质灾害调查及专题研究"项目为依托，基于区域地质环境概况、遥感解译与野外实地考察，研究了镇巴县幅地质灾害的发育规律。在此基础上，选择坡高、坡度、坡形、降雨量、工程地质岩组、距断层距离、距河流距离、人类工程活动与灾害点密度9种评价因子，采用层次分析法建立各评价因子的判断矩阵，确定地质灾害危险性评价指数，对镇巴县幅地质灾害危险性进行评价和分区。结果表明：（1）镇巴县幅地质灾害类型主要为滑坡、崩塌、泥石流，其中滑坡93处，崩塌6处，泥石流4处；（2）地质灾害多发育在坡形为凹凸面坡、坡度为0°~10°、起伏度为0~30 m的斜坡中，且集中分布在河谷两侧的高程为500~800 m的低山区；（3）地质灾害危险性可分为高、中、低三类，面积分别为62.05、143.43、224.57 km²。高危险区主要分布在泾洋河流域，占总面积的14.4%。