地質災害事件回顧(2):貴州水城“7·23”特大山體滑坡

2018年10月10日22時06分(根據鄰近地震臺網校正後的滑坡發生時間),西藏自治區江達縣波羅鄉白格村發生山體滑坡,堵塞了金沙江上游幹流河段,形成堰塞湖。2018年10月13日凌晨0時45分左右,滑坡壩漫頂溢流後自然洩洪,逐漸沖刷形成洩流槽。11月3日17時40分,白格滑坡後緣再次滑坡,堵塞了洩流槽,形成了規模更大的堰塞湖。11月8日晚,相關各方開始在原洩流槽部位人工開挖洩流槽,11月12日10時50分,人工開挖的洩流槽開始過流。

白格滑坡是繼1935年12月22日雲南省巧家縣沙壩溝滑坡堵江以來,金沙江干流最為嚴重的堵江事件。據統計,災害共造成西藏、四川、雲南3省(自治區)10.2萬人受災,8.6萬人緊急轉移安置;3 400餘間房屋倒塌,1.8萬間不同程度損壞;農作物受災面積3.5×103 hm2,其中絕收1.4×103 hm2;沿江部分地區道路、橋樑、電力等基礎設施損失較嚴重。


滑坡區地質背景

滑坡位於西藏自治區江達縣波羅鄉白格村,其後緣頂點地理座標為東經9 8 ° 4 2 ′ 1 7 . 9 8 ″ , 北緯31°4′56.41″。滑坡區抗震設防烈度為Ⅶ度。

滑坡地處藏東橫斷山脈、金沙江流域的河谷地帶, 為典型的構造侵蝕地貌。滑坡區位於金沙江縫合帶上,由於受多期構造運動的影響,區域構造形跡較為複雜。主要斷裂構造形跡為近北南向的江達– 波羅– 金沙江斷裂帶及NW向斷裂。

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白格滑坡地區地層巖性與地質構造

遙感影像

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白格滑坡前的地貌特徵

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白格“10·10”滑坡

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圖9 白格滑坡-堰塞壩分區圖

(1)主滑坡區;(2)鏟刮影響區;(3)湧浪衝刷區; (4)洩洪道形成後,洪水

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滑坡區面積約5×105 m2,整體形態呈中、後緣寬,前緣收窄的特點。結合地形地貌、滑床形態和堆積體特徵,滑坡區按照高程自上而下可劃分為3個區,即牽引區、主滑區和阻滑區,其分隔高程分別為3 500和3000m。

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裂縫區破壞圖

監測分析

利用4期災前(2018年9月4日-10月10日,每間隔12天一期)Sentinel-1衛星SAR數據,開展D-InSAR技術處理,發現該滑坡一直在持續發生形變。9月4日-9月16日,該山體斜坡中上部形變特徵明顯(圖a);至9月28日,斜坡上部持續保持變形(圖b);至10月10日,整個斜坡體形變特徵更為明顯,形變量級及範圍均有顯著增加,對岸亦有形變特徵出現(圖c),直至11日凌晨發生山體滑坡。

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金沙江白格山體滑坡災前Sentinel-1衛星形變監測結果

4期災前(2017年7月24日-2018年7月23日)ALOS-2衛星SAR數據,開展D-InSAR技術處理,發現該滑坡在監測時段均具有不同程度的形變特徵。其中,2017年7月至11月曆時4個月,斜坡上部形變特徵明顯,中部失相干嚴重,可能是該時段內形變量過大所致(圖a);2017年11月至2018年5月曆時6個月,斜坡形變特徵依然明顯,形變量大(圖b);2018年5月至7月曆時近2個月,整個斜坡出現嚴重失相干,可能是斜坡體持續形變所致(圖c)。這與Sentinel-1衛星得到的形變結論一致,且較好地反應了該斜坡在更早期就在發生持續形變。

地質災害事件回顧(2):貴州水城“7·23”特大山體滑坡

金沙江白格山體滑坡災前ALOS-2衛星形變監測結果

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基於地基SAR的白格滑坡形變位置精確定位

從2011年3月4日衛星影像可見,滑坡區早在2011年之前便存在顯著形變,滑坡後壁已經基本連通,滑坡中後部發育多處中小型滑塌。從 2015年2月22日影像發現,2011年-2015年滑坡體上變形整體呈加劇趨勢,但未發生劇烈的位移變化。然而,從2018年8月29日Planet衛星影像可見,此時滑源區整體變形非常顯著,滑坡後壁發生了較明顯的整體下錯,滑源區中部發生了較大規模的滑塌。綜上,認為該滑坡為長期處於蠕滑變形中的巖質滑坡,2011年以來滑坡變形呈現逐漸增大趨勢,最終在降雨誘發下發生大規模滑坡。

地質災害事件回顧(2):貴州水城“7·23”特大山體滑坡

2011年3月滑坡形變特徵

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2015年2月滑坡形變特徵

地質災害事件回顧(2):貴州水城“7·23”特大山體滑坡

2018年8月滑坡形變特徵

滑坡機制與過程分析

早在2009年,中國電建集團成都勘測設計研究院就發現滑坡後緣存在嚴重變形。滑坡是否為古滑坡復活,尚可爭論。

四川大學認為是新生滑坡,原因有:1)滑坡的阻滑段基岩剪斷特徵十分顯著;2)滑坡的啟動速度很快,不但剪出口下部的雜草完全保留,且主滑區和阻滑區部分滑體未直接撞擊河水,直接從河面以上飛到了對岸;3)滑坡速度很快,主滑區和阻滑區部分滑體撞擊對岸後逆坡爬高達95 m(最大高程為3 045 m),遠高於“11·3”滑坡的速度;4)滑坡原地形上的平臺發育規整,2條小溝順坡向平行發育,未見雙溝同源現象。滑坡的孕育時間至少達10年之久,可以理解為阻滑段的漸進破壞時間。


地質災害事件回顧(2):貴州水城“7·23”特大山體滑坡

滑坡形成過程

滑坡過程簡要分析如下:

1)阻滑區突然脆性剪斷,主滑區和阻滑區以一定初速度高速剪出。初速度的產生原因與巖爆類似。

2)主滑區與阻滑區啟動後,牽引區失去支撐也開始啟動。

3)主滑區與阻滑區在重力作用下加速,高速撞擊金沙江左岸(四川岸),逆坡爬行,並向左岸上、下游擴散形成滑坡碎屑沖刷區(DS1)。由於四川岸為凸岸,部分碎屑返回金沙江右岸(西藏岸),形成小範圍沖刷(DS2)。滑坡碎屑爬行至最高高程3 045 m後,在重力作用下順坡下滑,形成類似滑動面擦痕的碎屑條帶,部分碎屑殘留在左岸相對平緩部位。

4)牽引區在重力作用下加速下滑,然後在河床部位與返回的主滑區和阻滑區碰撞。碰撞形成的合力向下高速擠壓河水,形成高速水砂射流。考慮河水流速和河道彎曲因素,水砂射流主要衝刷下游側四川岸坡,將表層壤土與植被清理乾淨,並在速度較低的邊緣灌木樹葉上留下塵跡(圖5)。右岸上游側基岩區(BR2)下部也應是高速水砂射流沖刷的結果,但由於上部碎屑下滑覆蓋,表面痕跡不顯著。右岸下游側基岩區(BR1)是牽引區沿第一滑動方向下滑過程中部分碎屑翻越基岩區小山脊在其表面沖刷的結果。由於滑坡速度大,加之碰撞發生時牽引區碎屑比返回的主滑區與阻滑區部分碎屑速度大,滑坡碎屑主要堆積於左岸一側(最大高程達3 000 m),右岸一側堆積高程較低(最大高程僅為2 930 m),部分甚至淹沒於水下(上游部分)。考慮靠右岸一側堆積體成分為來自後緣牽引區的強風化層,顆粒較細,10月13日凌晨滑坡壩漫壩後很快就沖刷形成洩流槽。

5)由於阻滑區滑動範圍收窄和主滑方向轉向,主堆積區範圍較為集中,滑坡壩下游坡的坡度較大,加之其顆粒較細,失穩後形成次級滑移區(SS)。

6)上述碰撞過程產生的雨霧較大,降落後在滑坡表面產生沖刷,其中主堆積區沖刷較小,次級滑移區和滑坡邊界因高程較低,流水匯聚沖刷相對嚴重。

滑坡為高位、高剪出口、高速非完全楔形體基岩滑坡。



參考文獻

鄧建輝, 高雲建, 餘志球, 等. 堰塞金沙江上游的白格滑坡形成機制與過程分析[J]. 工程科學與技術, 2019, 051(001):P9-16.

成都理工大學地質災害與環境保護國家重點實驗室


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