2016年04月22日 星期五

BEGE:大型高位黄土-泥岩接触面滑坡失稳破坏后的运动轨迹及涌浪致灾范围预测

来源:地调局西安地调中心 发布时间:2026-07-02
   涌浪是指滑坡、冰川崩塌、雪崩等大规模运动冲击河流、湖泊或水库时激发的波浪。滑坡引发的涌浪会显著放大灾害的破坏后果,因此,提前量化滑坡的潜在风险对防灾减灾至关重要。要实现这一目标,关键在于对滑坡涌浪灾害链进行全过程快速模拟与评估。然而,现有的一体化数值模拟方法难以实现从滑坡启动、入水运动与沉积到涌浪传播全过程的快速模拟,也难以揭示滑坡体在水下的运动轨迹和堆积形态。Pudasaini两相流模型虽能模拟滑坡泥石流灾害链的全过程,但其在潜在滑坡-涌浪灾害链模拟中的适用性和预测精度尚待验证,面向该类灾害链的一体化快速评估方法仍处于探索阶段。

  本研究以黄河上游李家峡水库右岸陡坡上处于复活阶段的李坎公路滑坡群为案例,通过圈定复活区、探测滑体厚度和率定模拟参数,基于Pudasaini两相流模型,运用r.avaflow软件模拟了潜在滑坡-涌浪灾害链的全过程及滑体在水库中的二维运动,取得了以下进展:

  (1)潜在滑坡从启动、沿坡面运动到进入水库的全过程,以及入水引发的涌浪响应,受滑体厚度、地形条件、入水点与岸线的距离及滑速共同控制。进入水库后,滑体运动特征与其动能条件密切相关:动能较高的滑体倾向于保持更强的水平运动和更长的滑移距离,动能较低者则更易提前沉降并在局部堆积。

  (2)高位库岸滑坡的涌浪响应并非仅由滑坡方量决定,更受入水前运移路径几何形态,尤其是地形约束程度和入水区宽度的控制。流通区宽阔、坡度较陡时,滑体更易横向扩展,以分散方式入水,动量传递范围更广,涌浪范围大但波高较低;流通区狭窄、入水处地形平缓时,滑体入水更为集中,引发更强的局部水体位移,涌浪影响范围较窄但浪高更高。

  潜在滑坡触发涌浪的传播过程。滑坡体厚度以负值表示,代表滑坡运动过程中的物质流失。在 T=240 秒时,最大厚度达到 ?31.95 米,表明滑坡源区的物质已完全流失。

  (3)建议适当降低水库水位,以减轻涌浪漫坝风险。模拟显示最大涌浪高度约3.72米,而水库正常蓄水位2180米低于坝顶5米,建议将水位降至2175米,以保障李家峡水库安全运行。从更广层面看,本研究首次验证了Pudasaini两相流模型在潜在滑坡-涌浪灾害快速评估中的可靠性和适用性,同时深化了对运移路径条件与动能演化如何影响涌浪传播及致灾范围的认识。

  

潜在滑坡触发的涌浪越过大坝的高度和流量。

  该项研究成果于2026年以“Prediction of movement trajectories and surge disaster-affected areas following instability and failure of a large, high-positioned, loess?mudstone interface landslide”为题,发表在国际地学二区TOP期刊《Bulletin of Engineering Geology and the Environment》上。论文第一作者为黄土地质与生态修复室赵淑芬,通讯作者为兰州大学地质科学与矿产资源学院曾润强副教授,孟兴民教授为共同作者。本研究受国家重点研发计划(2023YFC3008403)、中央引导地方科技发展资金项目(23ZYQA0326、24ZYQA046)、国家自然科学基金(423B2705)、甘肃地质灾害野外观测研究站(20JR10RA657)、陕西省重点研发计划(2023-ZDLSF-63)以及地质调查项目(DD20230457)共同资助。