咋降低大型慢速滑坡复活风险 兰大地灾研究团队揭秘

咋降低大型慢速滑坡复活风险 兰大地灾研究团队揭秘

原标题:兰州大学地质灾害研究团队在人地关系耦合与滑坡活动机制研究中取得系列进展

人类工程活动对自然山体斜坡稳定性的影响日益增强,已成为触发滑坡变形与失稳破坏的重要外部驱动因素。尤其是在高山峡谷地区,人地关系表现出复杂且多重耦合的特征。在高山峡谷区,人口聚集通常分布于地形相对平缓的地带,而这些地带往往地质条件薄弱、岩体结构破碎,极易发生显著的地表变形与滑坡活动。在此临界稳定的脆弱地貌环境中,外界工程扰动会改变斜坡原有的应力平衡与水文条件,进而增强滑坡体对降雨等外界扰动的敏感性。然而,人类活动调控下大型慢速滑坡的长期演化及其对气候因子的响应机制仍缺乏系统的认识,这在一定程度上制约了高山峡谷区人地耦合过程与地质灾害风险演化规律的深入理解。

近日,兰州大学地质科学与矿产资源学院地质灾害研究团队的张毅副教授依托甘肃省地质灾害野外科学观测研究站,通过系统融合高山峡谷区大型慢速滑坡长期形变监测数据、区域降雨观测资料与道路空间分布信息(图1,图2),围绕青藏高原东缘白龙江流域开展区域尺度研究,定量揭示了山体道路扰动对大型慢速滑坡降雨敏感性的放大机制,深化了对高山峡谷区人地耦合作用与滑坡灾害响应关系的认识。

青藏高原东缘区域构造背景、大型慢速滑坡分布与道路的空间关系

青藏高原东缘区域构造背景、大型慢速滑坡分布与道路的空间关系

高山峡谷区不同类型慢速滑坡的MT-InSAR地表形变与典型运动地貌特征,及其道路工程相互耦合作用模式。

高山峡谷区不同类型慢速滑坡的MT-InSAR地表形变与典型运动地貌特征,及其道路工程相互耦合作用模式。

研究结果表明,高山峡谷区道路扰动显著增强了慢速滑坡位移对降雨的响应敏感性(图3)。大型慢速滑动滑坡体上的道路硬化工程使得慢速滑坡对降雨的敏感性提高约40%。此外,道路工程也降低了触发慢速滑坡发生显著位移所需的前期累积降雨阈值,这种敏感性和响应频率的提升增加了大型慢速滑坡的复活风险,并对山区道路的运行与维护管理带来潜在影响。本研究深化了道路影响下大型慢速滑坡对降雨响应特征的认识,为未来高山峡谷区山区道路规划优化、提升山区滑坡风险防控能力以及脆弱山区环境中的城镇韧性建设提供了科学依据。上述成果以题为“Assessing the impact of road on sensitivity of large slow-moving landslides to precipitation by integrating multi-temporal InSAR and panel regression”发表于遥感领域国际知名期刊《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》。

不同道路条件下慢速滑坡累积降雨量与位移回归系数的对比。a.有道路(R)与无道路(NR)滑坡的回归系数;b.硬化道路(PR)与非硬化道路(UR)的回归系数;c.累积降雨量与滑坡道路影响指数交互项回归系数;d–e.不同道路情景下前期累积降雨效应对滑坡位移的回归系数。

不同道路条件下慢速滑坡累积降雨量与位移回归系数的对比。a.有道路(R)与无道路(NR)滑坡的回归系数;b.硬化道路(PR)与非硬化道路(UR)的回归系数;c.累积降雨量与滑坡道路影响指数交互项回归系数;d–e.不同道路情景下前期累积降雨效应对滑坡位移的回归系数。

在此基础上,研究团队进一步以大型Earthflow滑坡为典型案例开展深入分析,结合合成孔径雷达干涉测量(InSAR)形变观测与地形因子分析,提出了综合InSAR形变信息、地形湿度指数TWI空间分布特征及地貌分析的概念模型,用于识别大型活动深层Earthflow发育并预测其可能的活动范围(图4,图5)。大型活动深层Earthflow的复活与破坏受到持续且中等强度降雨事件的触发作用。地下水的汇集主要受降雨沿优先渗流通道入渗的控制,而非扩散式地下水整体运动主导。上述成果以题为“Determining the extent and runout path of large earthflow through multi-temporal InSAR and topographic analysis”发表于遥感领域国际期刊《International Journal of Remote Sensing》。

高山峡谷区典型Earthflow流域水文分布格局

高山峡谷区典型Earthflow流域水文分布格局

Earthflow滑坡启动源区及其潜在影响路径与概念模型

Earthflow滑坡启动源区及其潜在影响路径与概念模型

兰州大学地质科学与矿产资源学院张毅副教授、2022级博士生刘旺财为以上论文的第一作者和通讯作者,陈冠教授为共同通讯作者。英国拉夫堡大学Tom Dijkstra教授、兰州大学地质科学与矿产资源学院孟兴民教授等为论文的共同作者。上述工作获得国家自然科学基金项目(No.42130709,42577163)、甘肃省重点研发计划项目(No.24YFFA005)以及甘肃省科技重大项目(No.22ZD6FA051)的联合资助。

文丨张毅 图丨张毅

(兰州大学新闻网)