地球科学|黄海,龚诚:藏东南地区直白沟冰雪型地质灾害链时空演化特征

学术   科学   2024-12-26 00:00   湖北  

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冰雪型地质灾害链是藏东南地区重大工程建设中的重要风险源,分析灾害链的演化规律可为重大灾害隐患识别和风险研判提供支撑.以直白沟为对象,通过野外调查、遥感解译和灾害监测,研究了孕灾背景的演化和1950年以来的6次灾害链事件的活动特征.结果表明:直白沟冰雪型地质灾害链是由冰川活动和高位岩崩驱动的,演进模式分为相变驱动物性变化成链和多要素级联效应成链两类,灾害链的活跃程度受地震作用显著控制.孕灾条件中的冰川和冰碛物的时空演化控制了灾害链的活动特征,地震和冰川消退驱动链首灾害由冰川跃动向高位岩体转换,物源增多和冰水相变作用增加了灾害链的演进长度和规模.现状直白沟内的则隆弄冰川退缩严重,由冰川跃动启动灾害链可能性减小,而由地震及冻融循环诱发的高位岩崩启动灾害链的可能性显著增强.
受地震和气候变化双重驱动作用,直白沟流域的孕灾背景条件分别以冰川活动、岩体失稳、松散物质沿沟道搬运和水系演化等方式快速演化,冰雪型地质灾害链已经成为区内重大工程建设的关键风险源.本文通过深入分析1950年以来发育的6次冰雪型地质灾害链的发生与演进,取得以下结论: 
(1)灾害链在时间尺度上的活动趋势具有明显波动性规律,地震是活动高峰(波峰)的主要驱动力,而波谷则主要由气候变化间接影响驱动.灾害事件与地震活动在时间上是同步的,规模则与地震对本区影响程度(或烈度)相关.灾害链对气候变化的响应具有明显滞后性. 
(2)通过重构6次灾害链演进过程,提出了以“链首灾害、链中灾害和链末灾害”和“第N链生”来描述直白沟冰雪型灾害链演进的方法,并将灾害链演进模式概化为冰/岩失稳-碎屑流、冰岩碎屑流-泥石流、和泥石流/碎屑流-堵江溃决3种类型,为统一描述冰雪型地质灾害链和建立数据库提供框架支持. 
(3)近70年来,直白沟的松散物源受两次地震影响呈现波浪形增多的趋势,冰川总体呈现快-慢-快的减少趋势,沟道水系则受冰川作用不断重塑.孕灾背景的变化对灾害链发生与发展具有明显控制作用,驱使灾害链的发展呈现冰川跃动减少、冰岩崩增多和泥石流增多的变化. 
(4)受冰水相变作用,冰雪型灾害链与非冰雪型灾害链在演进特征和模式上具有显著差异.冰雪型灾害链演进的时间更连续,灾害体物理性质转化更突出,链生环数更多.因此在冰雪型地质灾害链的风险防控上,应聚焦关注冰雪等孕灾体的演化及参与灾害过程,尤其在早期识别、监测预警以及工程治理上. 
图1 直白沟孕灾背景图
图2 直白沟6次灾害链事件演进过程
图3 直白沟灾害链的驱动与演化机制



文章刊登在《地球科学》第49卷第10期

黄海, 龚诚, 2024. 藏东南地区直白沟冰雪型地质灾害链时空演化特征. 地球科学, 49(10): 3784-3798. doi: 10.3799/dqkx.2023.140

Huang Hai, Gong Cheng, 2024. Spatial-Temporal Evolution of Geohazard Chain Participated by Glacier and Snow in Zhibai Gully, SE Tibetan Plateau. Earth Science, 49(10): 3784-3798. doi: 10.3799/dqkx.2023.140

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