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泸定地震湾东河滑坡-堰塞湖灾害链危险性预测

强震地质灾害团队 灾害链动力学机制与防控 2024-06-28


泸定县“9.5”地震引发了

湾东河流域滑坡堰塞湖险情

地质灾害防治与地质环境保护国重实验室强震地质灾害研究团队快速响应

  完成了对堰塞湖灾害链的评估及预测:

堰塞湖规模较小

目前溃决洪水危险性低

但未来如出现强降雨

可能再次堵河



险情在哪里?


2022年9月5日20时,四川省水利厅发布灾情通报:大渡河一级支流湾东河已断流近6小时。根据当日遥感卫星影像分析,四川泸定县6.8级地震造成大渡河支流湾东河湾东村上游1.4公里处发生3处山体滑坡,其堵塞河道形成堰塞湖。堰塞湖下游有村庄2个(湾东村、何家山村),水电站4处(湾东水电站、湾东河口水电站、飞水沟水电站、罗家坝水电站),但滑坡规模、堰塞湖方量等信息缺乏,影响救援人员对于灾情的评估。


▲湾东河流域及堵江滑坡位置(范宣梅团队制图)


湾东河位于四川省泸定县得妥乡境内,为大渡河右岸的一级支流。所在的湾东河流域位于贡嘎山东坡,流域面积170.7km2,流域内最高点高程6410m,沟口高程1050m,沟床纵比降137.5‰。该区域降雨充沛,年降雨量约1000-2000mm,水资源丰富。流域内山坡陡峻临空面发育,坡度约30°-50°,有利于崩塌滑坡等灾害发生,对居民安全造成威胁。湾东村是沟内主要居民聚集点,主要集中在沟口附近,其他位置零星分布。



堰塞湖面积有多大?


据现场信息与无人机数据,湾东河湾东村上游1.4公里处发现3处山体滑坡,堵塞河道形成堰塞湖,最大堆积区面积0.11km2,影像显示水体面积约0.03km2这说明网上普遍流传的关于震区形成大范围堰塞湖的信息是不准确的。无人机最新(9月6日)航拍数据显示,3处滑坡规模均较小,并未造成大规模堵江,且堰塞湖面积较小。

▲湾东河遥感解译滑坡及堰塞湖(左);无人机VR显示的滑坡堰塞湖(右)(范宣梅团队制图)


目前,该堰塞湖已过流,对大渡河干流及下游影响不大,但震后坡体和沟道内都存在大量松散物质,未来几天如果出现强降雨,可能造成二次堵江灾害。建议密切关注湾东河流域未来的天气情况,并进行未来潜在堰塞湖溃决洪水风险预测。

堰塞湖预测库容有多大?


根据无人机航拍数据,强震地质灾害研究团队第一时间确定了潜在堰塞坝的位置、堰塞湖回水范围及洪峰流量。


▲堰塞湖库容-水位关系(范宣梅团队制图)


根据堰塞坝不同坝高情景,预测了堰塞湖可能库容、上游淹没范围及一旦溃坝产生的洪水洪峰流量等信息,对可能出现的不同情景进行了预测,以在必要时为应急提供科学支撑。


▲研究团队前期已研发的溃坝洪水预测软件(范宣梅团队制图)



对下游的影响有多大?


研究团队运用前期自主研发的溃坝模拟软件,考虑了滑坡坝高度为10、15及20m三种假设情景,预测了相应的坝体溃决洪水流量曲线,并获得了溃口演化、溃坝洪水的流量、水位等信息。此外,针对最危险的20m坝高情景,还考虑了暴雨工况。当坝高在15m以下时,溃决洪水风险较小,坝高为10m时,洪峰流量40m3/s,坝高15m时,洪峰流量也低于100m3/s。但如果坝高达到20m以上,特别是在遇到暴雨时,洪峰流量可达数百方每秒。需要指出的是,由于缺少现场坝体岩土体物理力学参数,目前的溃决洪水流量只是按照常规参数的估算,因此考虑了不同的情景模拟。


▲坝体溃决的流量曲线(范宣梅团队制图)





湾东河流域的潜在次生灾害有哪些?


强震地质灾害研究团队第一时间对此次地震诱发地质灾害空间概率进行预测,结果表明湾东河流域中下游是地质灾害易发区。经过9月6日的无人机影像对流域灾害进行校核,在调查区域内(沟口附近),滑坡灾害与预测结果基本吻合,并且灾害数量较灾前明显增加。
由于数据有限,目前还难以对整个流域滑坡情况进行系统整理。但从地质灾害空间概率分布图看,地震将会在流域内产生大量滑坡。地震过后,松散物质将堆积在坡面和沟道内,为泥石流发生提供良好的物源条件。同时,该区域沟床坡度大,沟道狭窄,也为泥石流发育提供了良好地形条件。所以,流域一旦发生强降雨,极易引发泥石流灾害,威胁流域内居民的生命财产安全。因此,进一步科学评估流域内泥石流灾害发展趋势尤为重要。

▲湾东河流域震前滑坡灾害(上)及震后滑坡灾害空间概率分布(下)(范宣梅团队制图)



滑坡堰塞湖灾害链

我们还可以了解哪些——


山区强震不仅会诱发大量地质灾害,靠近河流的滑坡还可能堵塞河道,形成堰塞湖,并可能形成溃决洪水,是一种常见的典型地质灾害链。堰塞湖一旦形成,就需要密切关注其是否会产生溃决洪水风险。


除了强震活动,冰碛物及火山熔岩流也可以引起山体滑坡堵截河谷或河床后贮水而形成的堰塞湖,产生链式效应。


▲堰塞湖灾害链动画演示



感谢

成都纵横大鹏无人机科技有限公司提供数据支撑


欢迎关注“灾害链动力学机制与防控”



数据处理丨张静 冯泽涛 方疏桐 杨帆 窦向阳

文|邓宇 倪涛 大刘

图|戴岚欣 冯泽涛 张静 杨帆

编辑|豌豆 小颖君

责任编辑|范宣梅 刘杰

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