降雨诱发浅层黄土泥流的研究进展、存在问题与对策思考.pdf

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1、2第061卷5年53月地⋯质⋯论评GEOLOGICALREVIEWVol·61No·3May2015降雨诱发浅层黄土泥流的研究进展、存在问题与对策思考辛鹏，吴树仁，石菊松，王涛，石玲国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室，中国地质科学院地质力学研究所，北京，100081内容提要：降雨诱发的浅层黄土泥流规模小、流速快、冲击力强、发育范围广、难以防御、致灾频率高，近两年造成了大量人员伤亡，急需开展其形成机制与强度的研究。黄土物质组成与水敏性、坡体形态对降雨入渗一积水的响应、黄土斜坡对降水人渗的力学响应机制、富水黄土粘滞性流动特性是制约浅层黄土泥流形成的四种主要因素，分析这四种因

2、素的对浅层黄土泥流形成的制约作用需解决斜坡降雨入渗的水文过程、非饱和土的力学效应及水土耦合的机制等前沿问题。本文对影响泥流形成的各因素研究的最新进展进行了综述，同时讨论了研究中的核心问题，并提出了相应的对策与方案，认为可从三方面开展研究：(1)定量描述泥流体积扩容特征，建立浅层黄土泥流启动与流动模式；(2)分析泥流与原状黄土物质成分、组成结构差异，开展黄土非饱和增湿力学变形试验，监测0。～60。单面坡与坡肩平缓斜坡的降雨入渗过程，研究坡体形态对雨水汇聚、人渗及基质吸力变化的控制特征，揭示泥流流体运动过程中水土响应机制；(3)对浅层黄土泥流物理力学模型进行解析，讨论泥流流动能量

3、转化特征，建立降雨诱发泥流灾害的强度计算模型，为降雨泥流灾害危险性定量计算提供理论支撑。关键词：降雨；浅层黄土；泥流；力学机制；活动强度黄土高原是我国西北地区的主要地貌景观，是造成甘肃天水秦州区娘娘坝镇数十人伤亡。类似的地质环境最为脆弱地区之一(胡海涛等，1965；彭建降雨诱发黄土泥流灾害在陕北、甘肃等地均有报道，兵等，2004；石菊松等，2012；辛鹏等，2014)，崩滑流开展其形成机制与强度的研究将为主动风险减灾提灾害频发，黄土泥流是较为典型的灾害之一，带来的供理论支撑。人员财产损失惨重。典型案例包括(王家鼎，1992；降雨诱发的泥流是浅层滑坡的变形形式之一。李同录等，2

4、007；武彩霞等，2011)：甘肃黑方台灌溉火山灰覆盖的意大利、日本及新西兰等国深受泥流滑坡泥流、陕西华县高楼渠道渗漏泥流，其大规模、灾害困扰(Hutchinson，1986；Hungr，2001；Comegna远距离运动的特征引起诸多专家学者的注意。相对eta1．，2007)，系统开展了火山灰泥流启动判据、流于上述灌溉等地下水作用诱发的中、深层泥流，降雨动距离与机制、活动强度与致灾效应的研究，提出了诱发的0～6m浅层泥流则表现出规模小、识别难、浅层斜坡水文过程与力学效应耦合计算的数理公式难以防御等特点，且广泛发育引起严重灾害，却未引(Leeeta1．，2009；LinTun

5、geta1．，2010)。黄土与火起足够的重视。1983年8月，蔡家坡东陵园降雨诱山灰一样，也是风成沉积物，灌溉会引起深层黄土饱发古滑坡体黄土泥化，体积达到上1．0×10ITI；和而触发大型滑坡泥流，降雨则会形成浅层泥流。2008年lO月1日，宝鸡市麟游县岭南村降雨20mm受技术手段与认识的制约，在国内，黄土斜坡内雨水诱发滑坡体坡脚陡坎泥化流动(图1a)，体积达到迁移规律虽得到定量探讨(张宗祜等，1973；赵景波1800m，导致新农村建设的5处房屋被推挤开裂；等，2009a，2009b；李萍等，2013；朱丽娟等，2009；许2011年7月至lO月间，集中强降雨诱发浅层崩滑领

6、等，2008)，但浅层黄土泥流形成机制的研究仍停体达到1200处，期间总计造成7人死亡，均为泥流留在定性判断阶段，有关降雨诱发区域黄土泥流定灾害所致；2013年7月25日，降雨诱发的黄土泥流量判据的研究极少。为此，本文在系统归纳斜坡泥注：本文为国家自然科学基金资助项目(编号41402281)、“十二五”科技支撑项目(课题号2012BAK10B02)和中国地质调查局项目“陕西宝鸡地区地质灾害详细调查与综合研究”的成果。收稿日期：2014-08—15；改回日期：2015-04-21。责任编辑：章雨旭。Doi：10．16509／j．georeview．2015．03．002作者简介

7、：辛鹏，男，1984年生。助理研究员，主要研究方向为滑坡形成机理与灾害风险评估。Email：xinpengcugs@126．tom。地质沦评流失稳机制研究进展的基础上，梳理了目前研究中击房屋(图1d)。面临的热点、难点问题，探讨了核心问题的解决思研究认为，泥流可分三种类型：薄皮侵蚀型、冲路，以期对降雨诱发浅层黄土泥流的形成机制与强蚀泥化型与崩塌泥化型。其中，薄皮侵蚀型自坡顶度研究起到抛砖引玉的作用，并深化有关黄土斜坡逐层剥落，缓慢向坡脚流动，多见于0。～20。缓坡水土耦合理论、降雨诱发浅层黄土泥流的启动