卢旺达同时发生的多起浅层滑坡:背景、触发因素和潜在警告

文摘   2024-09-30 14:52   安徽  
摘要:位于东热带非洲的卢旺达是一个小而人口密集的国家,气候灾害常常造成重大破坏和死亡。滑坡是其中最常见的灾害之一,与该国特有的地形配置有关,包括高海拔陡峭坡地、湿润的热带气候和强降雨、过去60年来的严重森林砍伐以及广泛用于农业的土壤。在2018年5月6日至7日的一夜之间,该国中西部的Karongi地区发生了超过700起滑坡,覆盖面积达100平方公里,形成了一个异常的滑坡群。我们基于实地地质和地貌调查以及CHIRPS和ERA5-Land气候数据,分析了这一壮观事件的原因。我们证明:(1) 显著陡峭的坡地有利于土壤不稳定性;(2) 分层土壤,特别是多孔的砾石C层,允许水分储存,并作为滑坡的分离层;(3) 前两个月相对低强度、几乎持续的降雨导致土壤水浸;(4) 雷声或强风引起的机械振动通过触变性使水浸土壤失稳,触发了滑坡。这一分析应作为预测卢旺达滑坡触发条件的指南。

1. 引言

- 背景:卢旺达的地理和气候条件,加上森林砍伐和农业实践,导致了高滑坡风险。

- 滑坡趋势:近年来与滑坡相关的死亡人数增加,突显了问题的严重性。

2. 研究区域:地质和地理背景

- 地质:Karongi地区的地质特征为中元古代Karagwe Ankolean带,具有多种岩性和构造活动。

- 地形和气候:该地区的山区地形和热带气候增加了滑坡的易发性。

3. 材料和方法

- 滑坡清单:使用高分辨率卫星图像识别滑坡,并进行实地调查以描述其特征。

- 地形数据:使用数字高程模型(DEM)分析坡度角,这是滑坡发生的关键因素。

- 土壤和基岩特征:收集土壤结构和岩性数据,以了解它们在滑坡启动中的作用。

- 降雨和风数据:分析CHIRPS和ERA5-Land的气候数据,以评估降雨模式和风对滑坡的影响。

4. 结果

- 地质和土壤结构:土壤结构,特别是砾石C层,允许水分储存,并可以作为滑坡的分离层。

- 滑坡形态:2018年Karongi滑坡为浅层泥石流,启动坡度中值为40°。

- 气候和天气条件:2018年5月滑坡事件前的时期异常多雨,连续降雨近两个月。

5. 讨论

- 滑坡触发:持续降雨导致的土壤饱和和雷暴引起的振动可能通过触变性触发了滑坡。

- 模型提议:提出了一个模型,其中土壤饱和达到阈值,外部振动引发运动,导致滑坡。

6. 结论

- 关键因素:滑坡群是由异常降雨、土壤结构、陡坡和雷暴的组合引起的。

- 预防:理解导致Karongi事件的参数对于预防策略至关重要,表明预警应基于识别中期天气模式,而不是预测个别风暴。

- 进一步研究:研究强调了在该地区更好地评估土壤性质和全面天气监测的必要性。

作者建议需要进一步研究来验证所提出的模型,并更好地理解滑坡启动的物理机制。

参考文献
Byiringiro, F.-V.; Jolivet, M.; Dauteuil, O.; Arvor, D.; Hitimana Niyotwambaza, C. Exceptional Cluster of Simultaneous Shallow Landslides in Rwanda: Context, Triggering Factors, and Potential Warnings. GeoHazards 2024, 5, 1018–1039.

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