学术前沿 | 工程地质学报 崩塌滑坡泥石流灾害链分类研究

学术   2024-11-12 08:53   陕西  

为了科学预防应对跨越时空的灾害链锁效应,提高多灾种灾害链风险综合防御的科学性、针对性和效能性,作者基于自己多年研究体会和国内外研究案例,开展了崩塌滑坡泥石流灾害链分类研究。崩塌滑坡泥石流灾害链是指自然因素或人类活动更多的是两者迭加作用引发的冰雪岩土崩塌滑坡或泥石流灾害作为首环而接续产生的一系列灾害链式反应,后续环节表现为碎屑流、涌浪、洪流倾泻、堰塞湖淹没、溃决洪水冲击等不同组合,具有空间关联、时间接续、动力转换、灾情放大的基本特点。根据作者经验和国内外诸多典型案例的分析综合,作者提出了崩塌滑坡泥石流为首环的灾害链的基本认识、分类依据和包括5类21种的分类体系。第1类是自然崩塌滑坡接续灾害链,包括崩塌滑坡间歇级联、周期接续、多级顺直俯冲和多级折转冲击等4种灾害链。第2类是自然崩塌滑坡泥石流及其转化灾害链,包括崩塌滑坡导致激流倾泻、涌浪传播、涌浪-堰塞-淹没-溃决、转化为泥石流、沟道堵溃-泥石流淤堵河道、泥石流-淤堵-洪水和土体液化-泥土流灾害链等7种灾害链。第3类是工程土体滑坡泥石流及其转化灾害链,包括滑坡-滑坡、泥石流-堵河洪水、滑坡-泥石流和尾矿坝溃决-泥石流等4种灾害链。第4类是雪崩冰崩滑坡泥石流及其转化灾害链,包括雪崩-埋压-堵塞-洪水泥石流、冰崩岩崩-滑坡-涌浪-堰塞-溃决和冰崩滑坡-冰湖溃决-洪水泥石流等3种灾害链。第5类是火山或海域崩塌滑坡泥石流灾害链,包括火山滑坡-泥石流-堰塞、海岸崩塌滑坡-海啸和海底滑坡-泥石流等3种灾害链。本项研究试图为研究每一种类崩塌滑坡泥石流灾害链的静力学、动力学和运动学指明方向,为建立整体论与分割论相结合的地质灾害链预防应对工程技术体系和决策支持平台奠定理论基础。

4.   主要认识与关键问题

4.1   主要认识

(1)崩塌滑坡泥石流灾害链是指自然因素或人类活动引发的冰雪岩土崩塌滑坡或泥石流灾害作为首环而接续产生的一系列灾害链式反应,后续环节表现为接续崩塌滑坡或转化为碎屑流、泥石流、涌浪、洪流倾泻、堰塞湖淹没、溃决洪水冲击等的不同组合,具有空间关联、时间接续、动力转换、灾情放大的基本特点。

(2)崩塌滑坡泥石流灾害链涉及引发因素、致灾动力、运动路径、环境效应和承灾对象等多要素的时间、空间与强度的动态变化、随机遭遇或耦合迭加作用。

(3)崩塌滑坡泥石流灾害链内涵上突出灾害效应的前后链锁性,外延上强调不同灾害环节的规模、范围、危害强度和延续时间。灾害链形成的必要条件是冰雪岩土体的接续崩滑、碎屑流化、堰塞溃决、沟道堵溃或河道淤塞等关键效应出现,充分条件是崩塌滑坡或泥石流及其转化型式遭遇系列承灾体。

(4)崩塌滑坡泥石流灾害链可以在同一地点间歇性或周期性接续出现导致多次成灾,或崩塌滑坡泥石流运动过程中转化为碎屑流、泥石流,或冲击涌浪、洪流倾泻、堰塞湖淹没及溃决洪水等不同灾害型式导致不同地点成灾。

(5)崩塌滑坡泥石流灾害链初步划分为5类21种,包括自然崩塌滑坡接续灾害链4种,自然崩塌滑坡泥石流及其转化灾害链7种,工程土体滑坡泥石流及其转化灾害链4种,雪崩冰崩滑坡泥石流及其转化灾害链3种和火山或海域滑坡泥石流灾害链3种。

(6)崩塌滑坡泥石流灾害链研究既要关注原生或同一灾害型式就地多次成灾或远程奔袭沿途不同的承灾体,更要关注不同灾害型式转化导致当地视线外的沟域性或流域性远程灾害,才能在理性认识上指导地质灾害风险识别、信息共享、预防准备、协调联动、预警响应和应急处置走向高效科学的道路。

4.2   关键问题

(1)崩塌滑坡泥石流灾害链研究涉及科学、技术和工程3方面的问题,科学预防应对在认识论方面需要突出成因论与危害论相联系,在方法论方面要注意整体论与分割论相统一,在实践论方面要强调成效论与反馈论相结合。因此,此类灾害链的预防应对需要学术界、工程界和管理界协同行动,才能不断深化科学认识,提升预防应对综合能力,完善立足经济社会安全可持续发展的防灾减灾救灾法制、体制和工作机制,共同打造有韧性的未来。

(2)在科学研究方面,立足全球气候变化和地球系统科学,充分考虑地球系统内外动力与人类经济社会活动等多因素遭遇、迭加和耦合作用下的初始条件、边界条件和激发条件变化,研究崩塌滑坡泥石流灾害及其次生衍生灾害在不同环节如崩塌滑坡的块体运动、碎屑流固气耦合作用、泥石流固液气耦合、洪流固液耦合或涌浪传播冲击运动等的静力学、动力学和运动学规律。

(3)在技术方法研发方面,充分利用天空地信息融合技术,基于原型观测建立数字孪生模型,开展实体动态监测,实现实时数据集成传输和信息分发共享,形成综合分析研判、各方联防联动、预警响应和工程处置决策支持体系。

(4)在工程预防处置方面,研究提出针对崩塌滑坡泥石流灾害链不同环节的主动拆链、断链对策模块,如削弱或减轻致灾动力作用、改变其运动路径、消除环境效应、撤离或加固承灾对象等。

(5)在具体应用方面,针对每一种类崩塌滑坡泥石流灾害链的特点,研究建立防灾减灾救灾管理决策支持科技支撑体系和工程减灾应用体系。

(6)立足气象学、水文学、地理学、地貌学、地质学、工程学、经济管理学、人文社会学、公共安全学和应急管理学等学科的交叉应用,把地质灾害链预防应对的科学、技术与工程问题研究列为创建自然灾害防治新学科的关键内容之一。



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