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标题
Title
期刊: Bulletin of Engineering Geology and the Environment
作者：Jingkai Qu, Weimin Yang, Yiguo Xue, Chunshan Zhang, Fanmeng Kong, Jiajia Li, Feipeng Wan, Siqi Ma, Haibing Tang & Chuancheng Xu
年份：2024
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摘要
黄土高原西南部构造活跃区滑坡和泥石流频繁的灾害链对当地居民点安全和经济发展产生重大影响。本文基于极端降雨事件中滑坡对泥石流灾害的放大效应，提出了一种将滑坡水文稳定性模型与 FLO-2D 数值模拟相结合的方法，以预测不同降雨条件下水库型滑坡-泥石流灾害链。结果表明，水库建设是引发滑坡的关键因素。计算得出的滑坡复活降雨阈值为 0.0 - 122.1 毫米/天，这意味着在 20 年一遇的情况下，98.5%（1750.0×10⁴立方米）的滑坡将复活并成为泥石流的物质来源。因此，在强降雨的影响下，滑坡滑入水库，形成泥石流，这是滑坡-泥石流灾害链演变的一种模式。不同重现期下鱼鳞沟泥石流的模拟结果表明，100 年一遇的泥石流体积相当于 20 年和 50 年一遇情况下体积之和，而高危险区面积是 20 年一遇情况下的 2.7 倍。因此，强调对有水库的小流域泥石流灾害链的调查以及加强防灾预警系统以确保公共安全至关重要。
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图表
玉岭沟流域的简化地形和地质背景。黄土高原西南缘研究区的位置，研究区的地质背景和（c）研究区的岩性
芦园镇月最大降雨量的历史变化
玉岭沟流域解译图
流域内的滑坡和泥石流：a滑坡和前缘次生滑坡；b水库中形成的泥石流；c G75公路穿越沟口；d沟口处的泥石流冲积扇
2021年6月29日至7月29日威远县降水变化
不同日降雨量的潜在滑坡单位比例
滑坡-泥石流灾害链的形成过程：
a水库建设初期；
b水库运行后，坡脚变得不稳定，形成小滑坡；
c滑坡规模增加的阶段；
d极端条件下泥石流的发展
三种降雨条件下泥石流泥沙深度和速度分布
泥石流源供给模型：a水库低水量时期；b降雨导致地表流动和入渗；c边坡失稳形成滑坡；d滑坡涌入水库形成泥石流
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结论
本研究针对位于黄土高原西南缘的降雨诱发的滑坡-泥石流灾害链——玉岭沟小流域泥石流，采用野外调查、理论分析、数值模拟等方法，对玉岭沟的地质地貌特征、气候水文特征、滑坡发育特征进行了调查。此外，还进行了一系列专门的实验室试验，了解黄土和泥岩的物理力学性质对滑坡发育的影响，得出主要结论如下：
（1）
研究区以黄土岭和沟壑地貌为特征，沟壑众多，斜坡不稳定，容易发生崩塌和滑坡。这些小流域在强降雨或长时间连续降雨期间容易受到滑坡-泥石流灾害链的影响。使用滑坡稳定性降雨阈值模型进行分析表明，在超过20年回报期的降雨条件下，流域内98.2%的滑坡将重新启动，供应大量泥石流物质。尽管该流域泥石流规模相对较小，但其隐蔽性和突发性构成了实质性风险。因此，监测和应对此类灾害对于防止“小灾害、大灾难”以及及时确保村庄和公路安全至关重要。
（2）
玉岭沟滑坡-泥石流灾害链的形成归因于水库建设引起的滑坡发育，岩土结构疏松，稳定性差，当降雨量超过边坡失稳阈值时，边坡物质滑动并被冲入沟内，形成泥石流灾害链遵循滑坡-泥石流-溢流的反复模式，其发育过程简化为：临界边坡失稳、滑坡形成、滑坡滑入水库、泥石流溢出下游等阶段，灾害链将持续演化，直到整个滑坡都已滑动并被侵蚀掉。
（3）
玉岭沟泥石流动力学FLO-2D模拟显示，随着降雨量的增加，泥石流深度和流速呈增加趋势。100年回流期降雨量下，泥石流最大深度达到8.45 m，体积为56.85×104 m3，超过20年和50年回流期的总和体积。沟口沉积面积扩大到16.92×104 m2，冲积扇深度约为3.0 m，足以掩埋村庄和堵塞渭河。泥石流最大流速达到2.5 m/s，淤泥坝附近波动明显，其工程特征未知，表明存在溃坝的潜在风险。危害面积增加到20年回流期的2.0倍和50年回流期的1.7倍。高危区域为84.8×103 m2，大部分村庄和G75公路都在其中。
（4）
本研究建立并模拟了一个地质灾害链的演化过程，以解释灾害链的形成机制和影响范围。为分析形成条件、计算静、动态参数、模拟运动过程、评估水库型泥石流的危险性提供了科学依据。研究结果表明，榆岭沟灾害链是黄土高原与青藏高原接触中一种独特而被忽视的现象。持续的滑坡活动和不断增加的降雨频率将使这一地质灾害链永久化。监测滑坡运动，特别是水库周围的滑坡运动至关重要。同时，泥石流的防治措施也是必要的。
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参考文献
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