基于HEC-RAS及GIS的川西叠溪古滑坡堰塞湖溃决洪水重建     

马俊学  陈剑  崔之久  刘蓓蓓 《现代地质》2022,36(2):610-623

青藏高原东南缘岷江上游地区地质环境条件十分复杂,滑坡堵江灾害及堰塞湖溃决事件频发,重建其灾害演化过程对于地区性防灾减灾和风险控制具有重要指导意义。以川西岷江上游叠溪古滑坡堰塞湖为研究对象,首先利用高精度DEM和ArcGIS软件重建了叠溪古堰塞湖的原始规模,其原始最大湖水面积为1.1×10⁷ m²,相应的湖容量为2.9×10⁹ m³;然后采用经验公式法和HEC-RAS一维水力学模型重建叠溪古堰塞湖溃决洪水的水力学特征。计算结果表明,HEC-RAS模拟的最大溃决洪水洪峰流量为73 060 m³/s,与经验公式法计算结果(74 500~76 800 m³/s,平均值76 000 m³/s)非常接近,误差小于5%。对应的最大洪水深度和流速分别为70.1 m和16.78 m/s,模拟河段的洪水淹没范围约为6.08 km²。综合误差分析推测的溃决洪峰流量误差范围为69 000~81 000 m³/s。叠溪古滑坡堰塞湖溃决洪水在世界范围内是十分罕见的,其最直接的影响是在下游数公里范围的河谷内形成大量带状或台阶状的溃坝堆积体和巨砾石堆积“阶地”,且这种影响仍延续至今,这与前人关于高能洪水水文特征和沉积特征的研究认识高度一致,证明本研究成果是非常可靠的。此外,本研究还表明,HEC-RAS一维水力模型可用于高山峡谷地区古滑坡堰塞湖溃决洪水重建研究,可为青藏高原东南缘岷江上游古环境重建和地貌演化提供参考。  相似文献   

岷江上游叠溪混杂堆积体的沉积特征及其成因分析     

马俊学  陈剑  崔之久 《沉积学报》2019,37(1):72-85

青藏高原东缘岷江上游叠溪河谷段在地质历史时期发生了一次大规模滑坡堵江事件,形成一个特大型堰塞湖。堰塞湖形成后在晚更新世晚期(约27 ka B.P.)发生了溃决,并在坝体下游形成长约5 km的天然混杂堆积体,判断其为叠溪古滑坡堰塞湖溃决后形成的溃坝堆积。该套溃坝堆积体具有叠瓦构造、孔洞构造、块状构造、杂基构造、支撑—叠置构造及韵律互层构造。从上游至下游,溃坝堆积体的出露厚度逐渐变薄,砾石碎屑成分表现出由粗变细的变化趋势。溃坝堆积体是由高流态灾难性洪流及常态流和河流态两种机制形成,相应地具有两大类沉积相:巨砾层相及砾石层相和砂层相,依据溃坝堆积的地貌结构和沉积相特征可以推断叠溪古滑坡堰塞湖至少发生过一次极其罕见的灾难性溃决洪水事件。  相似文献   

图解法与矩值法在金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积物粒度分析中的应用     

陈松  陈剑  乔春生  马俊学  刘超 《现代地质》2017,31(6):1278

基于野外调查与室内分析,应用图解法和矩值法,分别对金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积物的50个样品的粒度参数进行定量计算,并对两种方法所得结果进行对比研究。结果表明:溃坝堆积物的上、中、下游三个区段的两种计算结果的平均粒径具有高度相关性,相关系数分别为0948、0994、0991,分选性相关系数分别为0824、0959、0901,表明两种方法得到的平均粒径基本相等,可以互相代替;标准偏差（分选系数）除上游区段存在较大偏差外,其它两区段分选系数基本相等,可以相互替代。整个溃坝堆积物粒度的偏态和峰态较离散,相关性较差。针对溃坝型沉积物,建议优先选用矩值法计算粒度参数,该方法能全面涵盖样品信息,反映整个沉积过程中水动力条件的变化。该研究结果与其它类型沉积物研究结果产生差异的主要原因是粒度组分分布情况、沉积动力条件及沉积环境不同。  相似文献   

堰塞湖溃坝堆积物的粒度特征及其沉积环境——以雪隆囊古堰塞湖为例     

陈松  陈剑  刘宏  马俊学 《冰川冻土》2016,38(2):509-516

金沙江上游新构造运动活跃,崩塌、滑坡、堰塞湖等地质灾害广泛发育,是古、今堰塞湖多发的地区.以金沙江上游雪隆囊大型古滑坡堰塞湖溃坝堆积物为例,对溃坝堆积物的粒度特征及其与沉积环境的关系进行了研究.并对雪隆囊滑坡堰塞湖溃坝堆积物的粒度进行了测试.结果表明：1）从溃坝堆积体的上段→中段→下段,粒度频率曲线分别为单峰、多峰、双峰,粒径有明显的细化趋势（粗→细）;2）溃坝堆积物的分选系数从上段→中段→下段依次减小,表明分选性逐渐变好;3）溃坝堆积物的粒度累积曲线上游段为两段式,中、下游段为三段式,水动力条件从上段→中段→下段依次减弱.以上这些特点综合反映了该研究区内水动力条件由溃坝堆积体上游到下游在逐渐减弱.  相似文献   

岷江上游叠溪溃坝堆积体的沉积特征与历史溃决洪峰流量     

马俊学  陈剑  崔之久 《山地学报》2018,(1)

岷江上游叠溪河谷段在地质历史时期发生了一次大型岩质古地震山体滑坡事件,并堵塞岷江形成一个大型古堰塞湖。堰塞湖形成后在晚更新世晚期(约27 ka BP)发生了溃决,并在其下游形成长约5 km的天然溃坝堆积体。基于野外地质调查,采用测量统计、取样分析及理论计算等方法,研究了叠溪古堰塞湖溃坝堆积体的沉积特征,并重建了溃决洪水的最大洪峰流量。叠溪溃坝堆积体主要由砾石、卵石、砂及少量粉/黏土组成,剖面中发育叠瓦、孔洞、块状、杂基、支撑—叠置及韵律互层等构造特征。从上游至下游,溃坝堆积体的出露厚度逐渐变薄,砾石碎屑成分表现出由粗变细的变化趋势。采用水力学理论方法重建了溃决洪水的最大洪峰流量,溃口处洪水平均流速和最大洪峰流量分别为17.23 m/s和49821.28 m~3/s,如此大规模的堰塞湖溃决洪水在世界范围内也是十分罕见的。叠溪溃坝堆积体的沉积特征与溃决洪峰流量重建,对于了解滑坡堰塞湖坝体溃决过程、溃决洪水演进机制以及山区地质环境演化规律等方面具有重要意义。  相似文献