內容簡介
在野外調查、工程地質鑽探槽探、古環境古氣候剖麵樣品測試分析的基礎上,選取區內的典型巨型滑坡與氣候變化、高原隆升、構造變動、古地震活動為研究對象,分析瞭巨型滑坡期次與氣候變化的關係,提齣瞭乾濕滑坡的概念和鑒彆標誌,並對區內的重要滑坡群進行瞭詳細的個案解析,最後提齣瞭巨型滑坡發育的主控因素。
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目錄
目錄
序
前言
第1章 黃河上遊地質地貌與氣候環境1
1.1地形地貌1
1.1.1平原地貌2
1.1.2丘陵地貌2
1.1.3山嶽地貌2
1.1.4山間盆地地貌3
1.1.5黃河上遊層狀地貌4
1.2地層岩性6
1.2.1前第四係地層及岩性10
1.2.2第四係地層及岩性11
1.3新構造活動與古地震12
1.3.1區域新構造運動14
1.3.2不同時間和不同地區抬升速率差異15
1.4氣候環境18
1.5水文地質19
第2章 黃河上遊滑坡泥石流時空分布21
2.1滑坡空間幾何展布特徵21
2.1.1滑坡空間形態展布特徵22
2.1.2滑坡體的長、寬、麵積、體積特徵24
2.1.3滑坡體的坡度特徵26
2.1.4滑坡體的高程分布特徵28
2.2滑坡分類研究29
2.2.1按物質組成分類30
2.2.2按力學性質分類31
2.2.3按誘發因素分類31
2.3巨型滑坡空間分布特徵31
2.4泥石流空間分布特徵36
2.4.1貴德盆地泥石流空間特徵37
2.4.2貴德盆地二連村泥流群38
2.4.3貴德盆地泥石流危害40
2.5巨型滑坡時間分布特徵41
2.5.1巨型滑坡年齡樣品采集測試41
2.5.2巨型滑坡發育分期研究48
2.5.3泥石流時間分布特徵49
2.6小結50
第3章 黃河上遊典型巨型滑坡群演化過程52
3.1夏藏灘滑坡群52
3.1.1夏藏灘巨型滑坡發育特徵53
3.1.2夏藏灘巨型滑坡演化過程56
3.1.3夏藏灘巨型滑坡形成機製58
3.1.4夏藏灘滑坡穩定性數值計算60
3.2阿什貢滑坡群67
3.2.1尕讓河階地序列68
3.2.2阿什貢滑坡群形成期次及發育特徵73
3.2.3阿什貢地區地貌與滑坡演化79
3.2.4阿什貢滑坡群形成機製80
3.2.5阿什貢滑坡群穩定性分析80
3.3席笈灘滑坡群81
3.3.1滑坡區地質環境81
3.3.2滑坡空間展布與發育期次82
3.3.3巨型滑坡誘發因素87
3.3.4滑坡與區域地貌演化90
3.4小結91
第4章 黃河上遊滑坡堰塞湖及環境效應92
4.1戈龍布滑坡堰塞湖及環境效應92
4.1.1戈龍布滑坡及堰塞體特徵93
4.1.2滑坡堰塞湖範圍及沉積物特徵94
4.1.3堰塞湖及消亡後環境效應96
4.1.4喇傢紅黏土分布特徵及來源99
4.1.5紅黏土與喇傢遺址的關係100
4.2鎖子滑坡堰塞湖及環境效應102
4.2.1鎖子滑坡及堰塞體特徵102
4.2.2滑坡堰塞湖範圍及沉積物特徵104
4.2.3堰塞湖及消亡後環境效應107
4.3鬆巴滑坡堰塞湖及環境效應108
4.3.1鬆巴滑坡及堰塞體特徵108
4.3.2滑坡堰塞湖範圍及沉積物特徵110
4.3.3堰塞湖及消亡後環境效應111
4.4革匝滑坡及滑坡堰塞湖分期114
4.4.1革匝滑坡形態特徵114
4.4.2革匝滑坡體物質組成115
4.4.3革匝滑坡分期115
4.4.4阿什貢滑坡與革匝滑坡的關係116
4.4.5鬆巴峽滑坡與革匝滑坡的關係117
4.5小結118
第5章 貴德盆地二連泥流扇演化過程121
5.1盆地內泥(石)流展布特徵121
5.2二連泥流扇地貌特徵與粒度組成124
5.2.1二連堆積扇地貌特徵124
5.2.2樣品采集與測試分析124
5.3二連泥流扇的分期與演化過程129
.3.1早期泥流堆積扇形成過程129
5.3.2黃河古河道對早期泥流扇的侵蝕改造131
5.3.3晚期泥流扇形成過程132
5.4盆地內近現代黃河河道變遷134
5.4.1Ⅰ期黃河河道134
5.4.2Ⅱ期黃河河道135
5.5小結135
第6章 黃河上遊爛泥灘滑坡發育特徵136
6.1滑坡體基本特徵136
6.2滑坡體岩心特性140
6.3滑坡變形INSAR監測142
6.3.1數據處理142
6.3.2INSAR解譯結果147
6.4滑坡形成機製147
6.5滑坡穩定性分析147
第7章 黃河上遊共和-官亭盆地末次冰期以來氣候波動與環境變化148
7.1古氣候記錄類型與代錶性剖麵分布149
7.1.1夏藏灘湖相剖麵(XZT)150
7.1.2共和河卡剖麵(HK)152
7.1.3貴德巴卡颱剖麵(BKT)152
7.1.4循化循同路剖麵(XH)153
7.1.5循化白莊加倉剖麵(BZ)153
7.1.6民和峽口剖麵(XK)153
7.2古環境代用指標與分析方法154
7.2.1古環境代用指標及測試方法154
7.2.2剖麵測年與時間標尺建立155
7.2.3沉積物粒度組分分離158
7.2.4風力強度和粉塵搬運距離指數159
7.2.5大氣湍流強度指數、春季近地麵氣溫指數和有效濕度指數161
7.3青藏高原東北緣末次冰期以來氣候波動的湖相記錄163
7.3.1湖相紋泥層物質來源164
7.3.2沉積物粒度多組分反映的氣候乾濕變化165
7.4青藏高原東北緣全新世氣候波動的黃土記錄169
7.4.1共和河卡黃土-古土壤剖麵170
7.4.2貴德巴卡颱黃土-古土壤剖麵175
7.4.3循化白莊黃土-古土壤剖麵180
7.4.4循化循同路黃土-古土壤剖麵184
7.4.5民和峽口黃土-古土壤剖麵188
7.5青藏高原東北緣LGM以來氣候波動的區域性特徵192
7.5.1青藏高原東北緣的全新世時期夏季風特徵193
7.5.2青藏高原東北緣的鼕季風特徵197
7.6小結198
7.6.1末次冰期氣候特徵198
7.6.2全新世氣候波動198
7.6.3末次冰期以來氣候波動與滑坡的關係199
第8章 黃河上遊構造變動與滑坡200
8.1新構造活動與滑坡200
8.1.1尖紮黃河北岸正斷層與滑坡200
8.1.2循化黃河南岸積石山斷裂與滑坡201
8.1.3羊龍村古地震與滑坡203
8.1.4官亭盆地拉脊山斷裂與滑坡207
8.2化隆捲坑黃土剖麵記錄的古地震記錄208
8.3小結209
第9章 黃河上遊支流地貌演化與滑坡211
9.1黃河上遊縱剖麵形態的地貌特徵211
9.2黃河上遊支流縱剖麵形態的地貌和構造意義212
9.2.1共和盆地213
9.2.2貴德盆地213
9.2.3群科-尖紮盆地214
9.2.4循化盆地215
9.3黃河上遊貴德盆地現代水係格局215
9.4黃河上遊支流地貌與滑坡發育關係217
9.4.1麻吾峽滑坡與莫麯河河榖217
9.4.2芒拉河左岸滑坡與芒拉河河榖地貌219
9.4.3阿什貢滑坡與尕讓河河榖219
第10章黃河上遊巨型滑坡主控因素221
10.1巨型滑坡主控因素研究方法221
10.1.1滑坡時空分布與觸發機製221
10.1.2滑坡與地貌演化過程222
10.1.3滑坡主控因素研究223
10.2巨型滑坡發育主控因素224
10.2.1氣候因素224
10.2.2地震因素232
10.2.3黃河上遊滑坡堆積體特徵245
10.3小結246
第11章黃河上遊滑坡泥石流防治對策建議248
11.1滑坡泥石流防治原則248
11.2群科-尖紮盆地地質災害防治249
11.3典型滑坡泥石流防治對策建議250
11.3.1夏藏灘滑坡250
11.3.2李傢峽Ⅲ號滑坡251
11.3.3二連村泥流253
11.3.4席笈灘滑坡254
11.3.5加倉不穩定斜坡254
11.4研究區未來可能會發生地質災害的地區254
第12章結論與建議256
12.1結論256
12.2存在的問題與建議259
參考文獻260
前言/序言
黃河上遊寺溝峽一拉乾峽段位於強烈隆升的青藏高原和相對隆升的黃土高原過渡地帶(李吉均等,1996),橫跨一、二級階梯地貌單元,地質構造上屬於南祁連塊體與西秦嶺塊體的交接部位(李小林等,2007),氣候帶上屬於東部季風區、西北乾旱區及青藏高原旱區三大自然帶的交匯區(宋春暉等,2007)和200-400mm降水量的分界區,地理位置極其特殊。在特殊的岩土體性質、控滑的地層結構、復雜的地貌環境和獨特的季風氣候交替控製下形成瞭我國滑坡、泥石流等地質災害的一個高易發區(張春山等,2000,2003;彭建兵等,2004)。
這個地區也是青海省的“沿黃經濟帶”和13座大型水利樞紐的集中區,人口密集,城鎮化建設速度快。區內巨型一大型滑坡的存在不僅改變瞭地形地貌,而且嚴重影響著黃河乾流及河榖區多座大型水利水電工程的安全運營和兩岸河榖灘地的居民聚集區人民的生命財産安全。對城市的可持續發展、黃河乾流兩岸人民財産和大型水電工程的安全運營構成瞭極大威脅(毛會斌、巨廣宏,2005;鬍貴壽等,2008),嚴重製約瞭區域經濟的可持續發展。
野外調查發現寺溝峽一拉乾峽之間約278km的長度範圍內滑坡集中分布,該段區域內分布有各種類型的滑坡508處,其中,特大型滑坡116處,巨型滑坡21處,且以群科——尖紮盆地黃河兩岸的巨型滑坡分布數量最多(殷誌強等,2010,2013a,2013b),該地區的巨型滑坡機理復雜,危害嚴重,在全世界範圍內都具有典型性和代錶性(馬寅生,2003;黃潤鞦,2003,2007)。
這一地區在高原多次抬升和黃河斷續侵蝕切割的雙重動力作用下,乾流兩岸的高陡邊坡高差達300-900m,這些高陡邊坡的存在為區內滑坡的大規模發育提供瞭充足的臨空條件,但這些巨型滑坡的時空分布規律有何特徵?其發生機製是僅在重力作用下發生,還是有其他的觸發因素?巨型滑坡群的演化期次和過程尚不清楚,部分巨型滑坡堵河形成堰塞湖的持續時間和消亡後的環境效應沒有進行係統研究,河榖地貌演化過程中的地錶過程是否為巨型滑坡的發育提供瞭基礎條件?這一涉及地貌學、構造地質、第四紀地質與工程地質等幾個交叉學科領域的科學問題,目前尚不清楚。
該區段內黃河乾流兩岸的巨型滑坡具有群發、集中、危害嚴重、機理復雜等特點,區內活動構造發育,其直接引發的地震和控製的地裂縫都與滑坡存在成因聯係;這裏氣候乾旱,但降雨集中,極易引發未固結山體的滑坡,而因溫度升高可以造成上遊冰雪融水增加,並因此加強河流下切、增高邊坡、形成臨空麵而誘發巨型滑坡。可見,區內巨型滑坡的時空分布、形成與地貌演化、活動構造及氣候密切相關,因此,地貌演化、活動構造和氣候變化的研究是解析該區巨型滑坡的關鍵所在。
《長江中遊復雜地形區水文氣候變異與洪水風險評估》 圖書簡介 長江中遊地區,作為中國重要的生態屏障和人口密集區,其復雜多樣的地形地貌與季節性強烈的季風氣候共同塑造瞭獨特的自然環境。本書聚焦於該區域水文氣候要素的長期演變規律、近期變異特徵及其對區域水資源、防洪安全乃至社會經濟發展帶來的深刻影響,旨在通過深入的科學研究,為長江中遊的可持續發展提供堅實的科學支撐。 第一部分:長江中遊水文氣候背景與區域特徵分析 長江中遊地處亞熱帶季風氣候區,受西太平洋副熱帶高壓、西南季風以及青藏高原熱力效應的共同控製。本部分首先梳理瞭長江中遊地區在地理、地質、土壤和植被覆蓋等方麵的基本特徵,特彆是其復雜的喀斯特地貌、丘陵與平原交錯的構造,如何深刻影響瞭降水和地錶徑流的形成與傳輸過程。 隨後,本書詳細分析瞭近百年來該區域氣溫、降水(總量、極端事件、時空分布)以及蒸散發等關鍵水文氣候要素的長期變化趨勢。研究發現,長江中遊正經曆著顯著的暖濕化趨勢,但降水在時間上的集中度顯著增加,空間上的不均勻性加劇。通過對不同時間尺度(年際、十年際、年代際)的氣候振蕩模式(如ENSO、IOD、PDO等)與區域水文響應關係的剖析,揭示瞭自然氣候背景驅動下的水文循環規律。 第二部分:極端降水事件的時空演變與歸因分析 氣候變暖背景下,極端天氣事件的頻率和強度日益受到關注。本書將重點放在長江中遊地區的極端降水事件上,包括暴雨、持續性強降水和極端洪峰。 研究首先構建瞭多重氣候情景下的極端降水指標體係,並利用高分辨率觀測數據和再分析資料,刻畫瞭近幾十年極端降水在空間上的集聚區和時間上的發生規律。分析錶明,局地環流異常(如低空急流的強度和路徑變化)是導緻極端降水事件形成的關鍵中尺度機製。 為進一步探究氣候變化對極端事件的影響,本書引入瞭“歸因分析”方法,將觀測到的極端降水強度變化分解為氣候平均態變化和氣候變率變化兩部分。結果顯示,全球變暖背景下,大氣持有水汽的能力增強是極端降水強度增幅的主要貢獻因子,而環流背景的微小調整則決定瞭事件發生的具體時間和地點。此外,本書也探討瞭極端降水事件與特定天氣係統(如梅雨帶、颱風外圍環流)在長江中遊的相互作用機製。 第三部分:復雜地形下的地錶水文響應與洪水演進過程 長江中遊地形的復雜性導緻地錶水文過程具有高度的非綫性和快速響應特性。本部分側重於研究降雨轉化為徑流、進而匯集形成洪峰的具體過程。 針對丘陵山區,本書建立瞭基於下墊麵異質性的分布式水文模型,模擬瞭降雨産流的産流機製,特彆是對淺層土壤水分變化對洪水起始時間和峰值流量的敏感性進行瞭量化評估。研究發現,在快速城鎮化和土地利用變化的背景下,不透水麵積的增加顯著縮短瞭匯流時間,加劇瞭中小河流的洪水風險。 對於主要的支流匯流區,本書利用水文水動力學模型,模擬瞭不同極端降雨情景下洪水在乾支流交匯處的壅水、漫溢和洪水波傳播過程。通過對曆史特大洪水案例的後模擬與敏感性檢驗,明確瞭地形坡度、河道糙率和堤防體係對洪水演進速度和淹沒範圍的控製作用。 第四部分:洪水風險評估與適應性管理策略 基於前述對水文氣候變異和洪水過程的深入理解,本書的最後一部分轉嚮實際應用,構建瞭長江中遊復雜地形區的洪水風險評估框架。 風險評估結閤瞭危險性(極端事件發生概率與強度)、暴露度(人口、財産、基礎設施的分布)以及脆弱性(係統抵禦和恢復能力)三個維度。研究利用地理信息係統(GIS)技術,疊加瞭高精度數字高程模型(DEM)和最新的社會經濟數據,生成瞭多情景下的洪水淹沒風險圖集。 在風險評估的基礎上,本書提齣瞭針對長江中遊特點的適應性水資源管理與防洪減災策略。這些策略不僅包括傳統的工程措施(如水庫聯閤調度優化、堤防加固),更強調瞭基於自然的解決方案(NbS),例如退耕還濕、建立山洪滯洪區、強化流域尺度的生態涵養能力。特彆是針對城市內澇問題,提齣瞭基於“海綿城市”理念與地下管網協同提升的綜閤治理思路,旨在構建一個更具韌性的防洪減災體係,以應對日益嚴峻的氣候變化挑戰。 本書特色與創新點: 1. 多尺度耦閤分析: 首次將大尺度氣候驅動因子、中尺度天氣係統與小尺度下墊麵過程有機結閤,係統闡述瞭長江中遊水文氣候變異的內在邏輯。 2. 地形敏感性量化: 針對復雜地形的特點,發展瞭評估地形坡度和地貌因子對産流和匯流過程影響的新方法。 3. 適應性管理導嚮: 風險評估不僅停留在科學描述,更直接導嚮瞭工程與非工程措施的優化配置,為區域防災減災提供瞭可操作的科學依據。 本書是水文學、氣候學、地理信息科學和水資源管理領域研究人員、規劃設計師以及防汛抗旱部門的寶貴參考資料。