汶川地震灾区大型泥石流灾害链效应研究

The Wenchuan earthquake triggered tens of thousands landslides, providing a huge amount of loose debris that significantly promoted the post-earthquake debris flow occurrence. So far, there were more than 1000 debris flows have occurred in the earthquake-hit region. Among them, the relatively large-scale ones are those induced by the heavy rainfall on 13 August, 2010 in Qingping, Yingxiu and Longchi. The magnitude and damage of this event was underestimated. Especially its cascading effect was overlooked, causing severe damage to people's life and property. Many post-earthquake debris flows still have the potential to block rivers and cause the consequent flooding hazard. Therefore, this project aims to give an insight into the debris flows triggering mechanism as well as its transportation (runout) and deposition characteristics, and to further create an event tree model to quantify the cascading effect of debris flows. The result will contribute to a better understanding of the cascading effect of geohazards and also help to improve the risk assessment and hazard mitigation of debris flows subsequent to the Wenchuan earthquake.

汶川地震诱发了数以万计的滑坡，产生了大量的松散物质，为震后泥石流的发育提供了丰富的固体物源。震后至今灾区已爆发泥石流1000多处，其中规模较大的有2010年8月13日爆发于地震重灾区清平乡、映秀镇和都江堰龙池镇的泥石流灾害。8o13泥石流灾害的规模和危害程度都远远超过了原来的预期，特别是对其堵江所产生的次生灾害链效应的认识不足，已严重危害到震区人民的生命财产安全。目前震区正处在泥石流的高发期，很多泥石流沟都存在堵江的潜在威胁。因此，本项申请以汶川地震灾区大型暴雨泥石流为研究对象，在深入分析和查明泥石流的启动条件、运移、堆积特征及其堵江机制的基础上，探索和建立"泥石流灾害链效应"事件树模型，并选择潜在泥石流沟作为试点对模型进行校验，以最终实现对"泥石流灾害链效应"的定量评价。本研究有望提高对地质灾害链效应的科学认识，为震后泥石流灾害风险评价及防灾减灾提供理论与技术支撑。

2008年5.12汶川大地震是建国以来首次发生在人口密集山区的8级强震。地震触发了6万余处地质灾害，是迄今为止记录到的，单次地震诱发地质灾害数量最多的一次地震。同震滑坡产生了大量的松散物质，堆积于斜坡或山区沟谷中，为震后泥石流的发育提供了充足的物源。震后至今，基本上每年雨季强震区都有泥石流爆发，并产生堵江和洪灾等灾害链效应，严重威胁灾区人民的生命财产安全。该研究以汶川地震灾区大型暴雨泥石流为研究对象，在深入分析和查明泥石流的启动条件、运移、堆积特征及其堵江机制的基础上，探索和建立“泥石流灾害链效应”事件树模型（Event Tree Model），以最终实现对“泥石流灾害链效应”的定量评价，为震后的泥石流灾害防灾减灾提供理论与技术支撑。研究首先利用多期高精度遥感影像对三大片区（北川、映秀、清平）的多个泥石流流域进行了详细解译，结合野外调查，建立了三大片区震后泥石流数据库，为后续研究提供了宝贵数据。在此基础上，基于GIS空间统计分析和野外调查，研究了泥石流的空间发育分布规律，分析得出了控制泥石流规模的主要因素为物源动储量、汇水面积和流域相对高差，采用多元统计回归方法建立了泥石流规模预测模型。研究基于遥感GIS技术，结合野外调查，获取了38个沟谷型泥石流的基础数据，包括滑坡面积、滑坡体积、地形落差、滑源高差、斜坡坡度、沟道坡度等。通过相关性分析确定了控制泥石流运动距离的控制因素，并基于此建立了其运动距离预测模型。采用芦山地震诱发泥石流数据对模型进行验证，证明模型具有较为理想的预测能力。通过对震后典型泥石流堵江事件的分析，得出控制震后泥石流堵江的关键因素为泥石流单次冲出量、运动距离和河流宽度，建立了震后泥石流堵江的经验预测模型。综上所述，该研究基于对震后典型泥石流启动条件和特征的调查分析，建立了泥石流规模和运移距离预测模型，并在此基础上提出了泥石流堵江经验预测方法和“泥石流灾害链效应”事件树概念模型。