《Sci. Adv.:10余年追踪发现大型泥石流风险超出常规认知》

  • 来源专题:岩土力学与工程信息资源网
  • 编译者: 李娜娜
  • 发布时间:2025-11-13
  • 10月29日,记者从成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室获悉,日前,该实验室主任、成都理工大学教授范宣梅及团队在国际顶级期刊《Science

    Advances》发表了题为《The Hazard of Large Debris Flows》的最新研究成果,揭示了强震灾区大型泥石流高频出现的物理原因,并为未来灾害风险评估提供了新的科学依据。该研究由成都理工大学联合英国卡迪夫大学和杜伦大学共同完成。

    (一)    

    10余年持续追踪2000多次泥石流灾害

    2008年“5·12”汶川大地震后,震区泥石流频发,且具有突发性、规模巨大、流动性强等特点,被称为震后“隐形杀手”。

    从那时起,范宣梅团队就开始追踪震后地质灾害演化过程与规律,从2008到2019年,共记录了2058次泥石流事件,基于丰富的野外观测数据,团队建立了覆盖汶川震中区的泥石流事件数据库,这也是目前国际上最系统全面的数据库之一,这也为其团队后续研究提供了独特的数据基础。

    研究团队发现,汶川地震诱发滑坡,共产生了约30亿方松散沉积物质,其中高达90%仍滞留在山区斜坡与流域沟道内。一旦遇到强降雨、融雪等,在地表侵蚀等作用下,就会顺着沟道往下冲,形成“沉积物级联系统”,给泥石流提供了源源不断的“弹药”,也让震后泥石流变得更活跃。

    通过对震后2058次泥石流事件的规模—频率关系分析,研究团队发现100万方以上的大型泥石流发生频率,显著偏离普通泥石流的分布规律。当泥石流的规模达到特别大时,它们出现的次数明显高于按照常规规律所能预测的水平。即大型泥石流的发生频率被传统模型低估了,也意味着在地震山区,类似事件的风险实际上比原先认识的更高。

    (二)    

    打破“常规认知”,大型泥石流存在临界扩容机制

    为何大型泥石流会超出传统模型认知?研究团队提出了大型泥石流的“临界扩容机制”,即沟道物质厚度和饱和度超过一定阈值后,泥石流就会像被按下“放大键”,产生的沿程侵蚀和规模就会呈现非线性“放大效应”。

    为了证实“临界扩容机制”不是偶然,团队选了罗圈湾流域做“试验场”,模拟了1000次泥石流发生的场景。进一步模拟分析显示,这种偏离与沟谷中堆积物丰富、含水量高密切相关——当沟道沉积物达到一定厚度、且接近饱和时,泥石流会在下冲过程中不断卷入新的碎屑和水流,体积迅速增大,破坏力也更强。这一发现揭示了强震灾区大型泥石流高频出现的物理原因,并为未来灾害风险评估提供了新的科学依据。

    值得一提的是,汶川震后大型泥石流不是“特例”,团队对比发现,全球多地重大自然灾害事件都有“同款杀手”:1980年美国圣海伦斯火山喷发后、1991年菲律宾皮纳图博火山喷发后,接下来的10年里都多次爆发特大型泥石流。这些地区的共同点在于:一次突发性灾害(地震或火山喷发)在短时间内释放大量松散物质,形成与汶川震区高度相似的“沉积物级联系统”,为泥石流活动提供了丰富的物源。

  • 原文来源:https://sklgp.cdut.edu.cn/info/1025/7263.htm
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    • 文章来源:中国科学报 王佳雯 发布时间:2017-08-16 【字号: 小 中 大 】   8月15日晚,记者联系在九寨沟灾区进行灾害考察的中国科学院院士、中国科学院山地灾害与环境研究所研究员崔鹏了解到,经初步考察,九寨沟附近村寨未来山地灾害发生的可能性增高,同时景区绝大部分景观基本完好,个别受损景观后续亦可修复。   据介绍,灾后14位山地所科研人员先后进入九寨沟灾区,重点考察了九寨沟景区和附近村寨。   经初步考察,灾害发生时村寨并未经受严重的直接损害,但在未来要关注山地灾害带来的安全风险。   崔鹏解释称,地震这一地球能量突然释放的过程,在造成房屋、设施损毁的同时,也会造成地表扰动,导致地质成灾条件发生变化。   “地震发生后,地表被破坏,有些已形成滑坡、崩塌,为后期泥石流形成提供了新的物源;可能会在未来降雨条件下形成泥石流。特别是位于泥石流沟口的村寨,未来有可能受到泥石流的威胁。”崔鹏说。   考察中,科研人员发现,部分村寨位于泥石流的堆积扇上。而地震“增加了形成泥石流的物源,未来形成泥石流的频度、规模或许会增大”。因而,接下来科研人员将重点关注灾区在新的成灾条件下山地灾害发生的潜势。   此外,崔鹏也对九寨沟景点或将在地震中消失的担忧予以了回应。   他告诉记者,通过考察发现,九寨沟景区绝大部分景点基本完好无损、状态良好,原有的美学价值并未受到根本影响,景观总体品质保持了较好状态。个别景点受到一些影响和损坏,后续也有修复的可能。   “比如火花海,有一处钙化堤垮塌,另外诺日朗瀑布也有局部垮塌,但都有修复的可能性。”   崔鹏同时指出,在地表强烈扰动的IX度烈度区,存在植被破坏较严重的坡面,但总体数量偏少,约占总面积3%。当地降雨充足、温度条件适宜,可以通过自然恢复辅助人为措施达到修复效果。   另外,科研人员也将协助当地政府,在灾后重建中对居民点采取灾害监测预警等安全性措施,并将在条件许可的情况下开展震后地质灾害治理。   “一般来说,风景区的灾害治理,特别强调生态措施与工程型措施相结合,在达到比较好的减灾效果的同时,不影响景区景观资源美学价值。”崔鹏说。   (原载于《中国科学报》 2017-08-16 第1版 要闻) (责任编辑:侯茜)
  • 《Nat. Hazards:中亚北部天山泥石流成因机制与时空演化规律研究》

    • 来源专题:岩土力学与工程信息资源网
    • 编译者:李娜娜
    • 发布时间:2025-01-06
    • 陡坡、强降水、快速融雪、大量松散物质以及地震都可能引发泥石流。气候变暖导致春季和秋季较高海拔地区的液态降水增加,延长了泥石流季节,并使泥石流触发区域向更高海拔转移。在冰川盆地,冰川和地下冰的强烈融化以及冰川湖的扩张也是重要因素。土壤和冰碛复合体的过度饱和增加了湖泊溃决的风险,导致冰川湖溃决洪水(GLOF)和相关的泥石流。为此,研究人员以中亚北部天山泥石流为研究对象,研究了中亚北部天山地区泥石流的时空趋势及其气象和气候驱动因素。 研究人员构建了一个包含458个不同成因泥石流事件的地理参考数据库,并分析了1887年-2020年间冰川湖溃决洪水(GLOF)相关的泥石流和非GLOF相关的泥石流(包括冰川型、暴雨型和混合型)的发生频率、时空分布以及触发阈值。结果表明,GLOF相关泥石流的频率在20世纪70年代达到峰值,之后下降,主要受高温而非强降雨影响;非GLOF相关的泥石流频率则与暖季降水变化相关,没有长期线性趋势,但其发生范围正向上扩展至更高海拔地区。研究还确定了不同类型泥石流的降雨强度-持续时间阈值关系,指出随着降雨持续时间增加,引发泥石流所需的强度降低。此外,研究探讨了气候变化对不同类型泥石流的影响及风险管理策略。 研究可以为中亚北部天山地区的泥石流风险评估和管理提供重要信息,开发的数据库和应用程序可以帮助当地政府和机构更好应对泥石流灾害。研究为更好地理解泥石流的成因机制和时空变化规律提供参考,从而为该地区泥石流风险评估和预警提供科学依据。相关研究成果发表于《Natural Hazards》[1]。 [1] Debris Flows in the Northern Tien Shan, Central Asia: Regional Database, Meteorological Triggers, and Trends