冰川冻土, 2020, 42(2): 447-456 doi: 10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0022

寒区工程与灾害

青藏高原东北部青海玉树泥流滑坡特征和成因分析

郝君明,1,2,3, 吴通华,1, 李韧1, 吴晓东1, 谢昌卫1, 朱小凡1, 李旺平2, 邹德富1, 胡国杰1, 杜二计1,3, 刘广岳1,3, 乔永平1

1.中国科学院 西北生态环境资源研究院 冰冻圈科学国家重点实验室 青藏高原冰冻圈观测研究站, 甘肃 兰州 730000

2.兰州理工大学 土木工程学院, 甘肃 兰州 730050

3.中国科学院大学, 北京 100049

A case study on earthflow in Yushu, Qinghai Province on the northeastern Tibetan Plateau: landslide features and cause analysis

HAO Junming,1,2,3, WU Tonghua,1, LI Ren1, WU Xiaodong1, XIE Changwei1, ZHU Xiaofan1, LI Wangping2, ZOU Defu1, HU Guojie1, DU Erji1,3, LIU Guangyue1,3, QIAO Yongping1

1.Qinghai -Tibet Plateau Cryosphere Observation and Research Station,State Key Laboratory of Cryospheric Science,Northwest Institute of Eco-Environment and Resources,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China

2.School of Civil Engineering,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050,China

3.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

通讯作者: 吴通华, 研究员, 从事多年冻土与气候变化研究. E-mail: thuawu@lzb.ac.cn.

编委: 武俊杰

收稿日期: 2019-11-15   修回日期: 2020-05-19  

基金资助: 国家自然科学基金项目.  41690142.  41771076.  41671070.  41601066.  41701073

Received: 2019-11-15   Revised: 2020-05-19  

作者简介 About authors

郝君明(1981-),男,山西朔州人,讲师,2009年在西北师范大学获硕士学位,现为中国科学院西北生态环境资源研究院在职博士研究生,从事冻融灾害遥感监测研究.E-mail:haojm198@lzb.ac.cn , E-mail:haojm198@lzb.ac.cn

摘要

青藏高原变暖变湿, 滑坡灾害频发, 严重影响区域工程建设、 生态环境和人类生产活动。泥流滑坡和热融滑塌、 融冻泥流是季节冻土区和多年冻土区的特殊滑坡类型, 形态上相似, 很难区分。同时, 对青藏高原泥流滑坡灾害关注程度低, 研究较少。以青海省玉树州称多县直美村2017年9月7日泥流滑坡事件为例, 利用实测数据、 多时相遥感影像和无人机数据等多源数据和雷达技术手段进行了调查和分析。研究表明: 滑坡发生在坡积扇, 主滑段平均厚度约5 m, 体积约2.4×104 m3, 滑体的滑动方向和重力作用过程一致, 依据滑坡三级分类系统属于堆积土浅层小型牵引式滑坡, 其形成和发育与当地地质条件、 连续降水和冻融循环作用有关; 然后进一步总结泥流滑坡、 热融滑塌和融冻泥流的特征, 认为玉树滑坡是季节冻土区的泥流滑坡。该研究有助于提高人们对泥流滑坡和青藏高原斜坡灾害的科学认识。

关键词: 滑坡 ; 泥流 ; 融冻泥流 ; 热融滑塌 ; 玉树 ; 季节冻土 ; 青藏高原

Abstract

The Tibetan Plateau is getting warmer and wetter. Landslides, such as earthflow, gelifluction (solifluction) and thaw slump occur frequently, seriously affecting engineering construction, ecological environment and human activities. However, there are only few studies on earthflow hazards on the Tibetan Plateau. And, it is difficult to distinguish earthflow, gelifluction (solifluction) and thaw slump due to some similar characteristics. This paper takes Zhimei landslide (Sept.7, 2017) in Yushu, Qinghai Province as an example, and uses multi-source data, such as measured data, multi-temporal remote sensing images and unmanned aerial vehicle data, and radar technology to investigate and analyze the landslide. It is found that the landslide occurs at the accumulation fan of the slope, of which the average thickness was about 5 m, the volume was about 2.4×104 m3, and the sliding direction of the slide body was consistent with the process of gravity. It is concluded that the landslide is a small traction landslide in the shallow layer of accumulated soil. Then the characteristics of earthflow, thaw slump and gelifluction (solifluction) have been summarized based on the recent research, and it is considered that Yushu landslide is an earthflow in seasonally frozen soil region, which relates to local geological conditions, continuous precipitation and freeze-thaw cycle. This study improves scientific understanding of earthflow and disasters on slope relating to Tibetan Plateau.

Keywords: landslide ; earthflow ; gelifluction (solifluction) ; thaw slump ; Yushu ; seasonally frozen soil ; Tibetan Plateau

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本文引用格式

郝君明, 吴通华, 李韧, 吴晓东, 谢昌卫, 朱小凡, 李旺平, 邹德富, 胡国杰, 杜二计, 刘广岳, 乔永平. 青藏高原东北部青海玉树泥流滑坡特征和成因分析[J]. 冰川冻土, 2020, 42(2): 447-456 doi:10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0022

HAO Junming, WU Tonghua, LI Ren, WU Xiaodong, XIE Changwei, ZHU Xiaofan, LI Wangping, ZOU Defu, HU Guojie, DU Erji, LIU Guangyue, QIAO Yongping. A case study on earthflow in Yushu, Qinghai Province on the northeastern Tibetan Plateau: landslide features and cause analysis[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2020, 42(2): 447-456 doi:10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0022

0 引言

IPCC第5次评估报告指出, 1950年以来全球显著变暖1, 青藏高原变暖变湿2, 直接影响着青藏高原斜坡稳定性, 滑坡、 热融滑塌、 融冻泥流等有关斜坡的地质灾害事件频发3-4。在加拿大和阿拉斯加, 冻土灾害主要表现为活动层剥离和热融滑塌, 其形成和发育与冰碛、 冰楔和富冰冻土有关。近年来, 研究显示在降水增多、 气候变暖、 火灾事件等的影响下5-7, 青藏高原和北极的滑坡灾害事件呈现出急剧增加的趋势, 严重影响冻土区工程建设、 生态环境和人类生产活动28。目前, 滑坡灾害的研究呈现出多数据源、 多种手段、 多种技能综合应用的趋势。已知滑坡灾害(存在风险或已发灾害)研究主要通过遥感数据分析空间变化9、 InSAR手段监测形变机理10、 无人机灾前灾后三维重建11、 测绘技术区域监测12等手段分析滑坡形成机理过程和区域危害; 而未知滑坡灾害研究依赖于物理模型预测失稳时间或确定即将崩塌的条件13, 降水阈值和TRMM卫星区域或全球预测14、 自然条件敏感性评估15以及气候模式下未来分布16等。但是, 青藏高原滑坡灾害多位于高海拔山区, 获取现场实测数据要耗费大量财力物力人力, 借助遥感等多源数据和多种手段揭示滑坡灾害的形成机理、 触发机制和灾后评估是一种可行和有效的策略。

滑坡的形成和发育与地质条件相关, 不同滑坡类型表现出不同的形态和特征。查明滑坡的类型有利于深化内在规律的认识, 指导勘察、 评价、 预测和防治工作的开展17。Varnes18依据综合要素的滑坡分类体系得到国际学界广泛认可, 将滑坡分为崩落、 滑动和流动三大类型, 其中泥流滑坡归为流动类型, 是斜坡由暴雨、 灌溉、 冻融等引起的高含水量的塑性土体, 在重力作用下以流态形式, 进行远距离滑行的远程滑坡, 其兼有滑坡和泥流的特征19。目前我国泥流滑坡的研究受关注程度较低, 研究较少, 主要集中在黄土高原地区, 被称作泥流型黄土滑坡20, 青藏高原目前还没有相关研究。

2017年9月7日, 青海省玉树藏族自治州称多县扎朵镇直美村中卡社牧场(34°07′06″ N、 96°37′15″ E, 海拔4 433 m)发生滑坡事件(图1)。现场灾害视频在网络上广泛传播, 视频中草皮有机土及下部土体沿着河床自上而下滑动。灾害造成一定的财产损失, 但无人员伤亡。该事件引发学界和民众的关注, 由于认识差异, 被广泛认为与多年冻土有关的热融滑塌和融冻泥流, 但是形态上表现出泥流滑坡的特征。为了探究滑坡的类型、 成因和形成机制, 提高人们对冻土区地质灾害的认识, 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室、 冻土工程国家重点实验室和兰州大学的科研人员组织科考队赴现场进行了实地勘探调查。

图1

图1   滑坡区概况(A - B为雷达探测剖面, C和D为土壤探坑位置)

Fig.1   Map showing the landslide area (A - B is radar sounding profile, and C and D are soil test pit positions)


本文以玉树直美村滑坡为例, 借助遥感数据、 同化数据、 无人机数据和实测数据等多源数据, 来分析滑坡的成因, 估算滑体参数和运动机制, 阐述青藏高原相关斜坡灾害的特征, 最后对此次滑坡事件的类型进行合理科学解释。

1 研究区概况

称多县位于青藏高原东部, 巴颜喀拉山中段南坡。境内地形陡峻, 山谷呈V形, 平均海拔3 524 m, 相对高差1 743 m; 该区位于甘孜 - 玉树NW - SE断裂带上, 以高山地貌为主, 地层上部为第四纪松散冲、 洪积层, 山体岩性主体为三叠系砂岩、 板岩21; 通天河纵贯境内, 以冰雪融水和降水补给为主; 植被状况良好, 以高寒草甸和高寒草原为主; 季节冻土和多年冻土发育, 冻融作用普遍, 季节冻土的最大冻结深度约2.5 m; 多年冻土主要分布在海拔4 600 m以上, 呈岛状分布, 在河谷呈条带状分布22。称多县近50年年均降水量约518 mm, 呈逐年增多趋势[9.6 mm⋅(10a)-1], 冬季降雪量和夏季降雨强度有增大的趋势23-24。需要说明的是, 称多县长期观测站只有清水河站, 且境内海拔高差较大, 并不能完全代表4 500 m以上的区域。滑坡现场平均海拔约4 570 m, 坡度约7°, 坡高比为1∶8.3, 平面形态呈长舌状; 出露土层剖面显示上部土壤根系发达, 以褐色有机土为主, 厚度约1 m, 下部是松散坡积物, 为高含水量灰色砾石层, 砾石含量30% ~ 40%, 填隙物为中粗砂, 透水性较好。

2 数据与方法

2.1 数据

(1)野外观测数据

通过挖掘土壤剖面, 实地采集14个土样, 在实验室测试了土壤含水量和容重等数据, 样点位置见图1, 数据见文献[10], 在现场利用探地雷达进行了冻土剖面监测。借助PHANTOM 4 PRO无人机采集了现场地形数据, 设置飞行高度为100 m, 重叠率80%, 利用Smart3D软件生成滑坡后正射影像和DEM高程数据, 空间分辨率为30 cm×30 cm。

(2)气象数据

由国家科学气象服务共享平台(http://data.cma.cn/)提供, 主要有曲麻莱、 玉树、 玛多和清水河站日数据和中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS-V2.0)近实时产品数据集。该数据集在亚洲区域时间间隔为1 h, 分辨率为0.0625°×0.0625°。Shi等25利用自动站观测资料对该数据进行了评估, 结果表明CLDAS全国区域土壤温度产品平均相关系数为0.99, 均方根误差为1.22 K, 偏差为0.52 K; 青藏高原土壤温度产品与实际观测的相关性均优于GLDAS-Noah26。本文利用土壤垂直5层(5、 10、 40、 100、 200 cm)地温格点数据, 以探究滑坡区冻融过程。

(3)遥感数据

遥感影像数据为2010年5 m Google Earth影像、 2016年0.8 m高分2号数据和2019年10 m Sentinel-2数据, 用于分析滑坡前后地表特征。

SRTM X-SAR DEM数据是德国航空中心(DLR)2000年2月发布的全球数字高程模型, 空间分辨率约25 m, 高程误差约1 m。源数据地址为https://download.geoservice.dlr.de/ SRTM_XSAR/。本文获取1景数据影像(E0963000N340000)作为前期参考DEM数据。

2.2 研究方法

(1)滑坡前后DEM数据

2017年9月13日, 借助无人机获取研究区30 cm×30 cm的地形数据。滑坡现场无法获取前期高精度DEM, 以2000年SRTM X-SAR DEM数据为参考, 以无人机DEM为基础, 通过闭合等高线和不规则三角网(TIN)的转换生成滑坡前期的DEM。由于无人机DEM与SRTM X-SAR DEM基准不一致, 借助实测的GPS点进行了高程订正。数据误差分析是滑坡边界以外2 m缓冲区范围内订正后的DEM和拟合高程数据的均值和标准差。

(2)滑坡参数估算方法

滑坡土方量估算采用方格网法计算, 公式为

V=i=1nvi=i=1n(Hbi-Hai)Ai

式中: vi 为滑坡区域n个格网中第i个单元的土方量, 其正值为土方量减少, 是滑坡体, 负值为土方量增加, 是堆积物; Ai 为第i个单元的面积; Hbi、 Hai 分别为滑坡前、 后的高程。

3 结果与讨论

3.1 多时相遥感影像分析滑坡形成发育过程

本文分别获取2010年、 2016年、 2017年和2019年的遥感影像分析滑坡前后地表变化特征(图2)。多时相遥感影像表明, 滑坡早期坡面已经出现下陷和地表裂缝, 2010年之前坡面中部有两处裂缝, 宽度5 ~ 6 m, 周围裂缝较少。到2016年, 中部裂缝逐步贯通, 长约52 m, 宽约9 m; 边缘裂缝出现, 滑坡体上部已具有雏形。2010 - 2016年中部裂缝长度从43 m增长到52 m, 周围裂缝增多并不断向上部延伸, 同时河流对坡脚的侧向侵蚀作用使得坡脚变短, 在一定程度上影响了斜坡的稳定性。2017年发生滑坡后, 后壁到河谷约90 m, 到2019年增大到110 m, 后退近20 m, 同时两侧也有扩张的趋势。

图2

图2   滑坡区域遥感影像时间序列(白色曲线为滑坡边界)

Fig.2   Time series of remote sensing image in the landslide area (the white curve is the landslide boundary)


3.2 滑坡特征和参数估算

滑坡位于地形复杂的青藏高原山区, 滑坡前的高精度地形数据难以获取, 本文通过无人机获取滑坡后的DEM, 然后用等高线法和不规则三角网的转换生成前期高程数据。结果显示, 滑坡前后DEM数据的误差均值为-5.6 mm, 标准差为3.5 mm。

借助DEM数据和方格网法对玉树滑坡特征参数进行了估算。图3(a)是滑坡发生前后DEM的差值, 反映了滑坡造成的地表高差变化。图3(b)是滑坡过程中土体运动造成的地表下降和上升, 反映出地表物质运移特征。估算结果表明: 滑坡体高程差为57 m, 滑体中轴长474 m, 面积约1.6×104 m2, 体积约2.4×104 m3。滑坡源区范围有0.48×104 m2, 源区中部高差约5 m, 估算滑体体积约为2.4×104 m3, 与模型估算基本一致。滑坡后缘洼地宽65 m, 高差约11 m; 滑坡长约90 m, 长宽比为1.4, 属狭长型滑坡; 基底岩层较缓, 约3°, 大块岩石多呈菱形或楔形且长轴方向沿滑动走向, 初步认为滑动面与基岩平行。剪出口宽约23 m, 两侧有多条剪切裂缝, 而坡顶仅有细小裂痕。

图3

图3   滑坡区地表变化

Fig.3   Surface change in the landslide area: elevation difference (a) and surface rise/fall (b)


滑坡主要是斜坡坡积物沿河道推移形成, 滑体物质结构松散, 主要为黏土、 碎石、 块石、 泥岩风化物及河道沉积物。依据无人机调查数据和滑坡估算结果, 可将滑坡体划分为滑坡源区、 流通铲刮区和堆积区, 如图4所示。滑坡源区位于后缘洼地到河谷段, 顶部海拔约4 554 m, 剪出口大致在4 535 m, 坡度为11.3°, 源区面积0.48×104 m2, 土方量1.79×104 m3。流通铲刮区分布在4 520 ~ 4 535 m之间, 滑坡源区滑块突然失稳下滑后, 以巨大的动能推挤、 铲刮下部土体及河道表面原有松散堆积物向前运动, 形成了宽38 m, 长175 m, 铲刮土方量约0.38×104 m3, 同时在两侧堆积物约600 m3。堆积区由于滑坡体运动速度变缓, 后部土体向前挤压堆积, 堆积物最大厚度约5 m, 海拔介于4 500 ~ 4 520 m, 顺滑长度224 m, 面积7 960 m2, 体积约4 530 m3

图4

图4   沿中轴线的滑坡剖面

Fig.4   Landslide profile along the central axis


3.3 滑坡成因分析

3.3.1 土质差异对滑坡的影响

滑坡区域两侧坡积物存在差异, 长期冻融交替和地下水作用下, 坡积扇出现裂缝(图2)。从地貌特征看, 左侧斜坡比降较大, 上部集水盆汇水有利于大颗粒物质向下运动, 因此大石块和砾石在左侧裸露(图5); 而右侧以流水冲刷的细颗粒物为主, 在坡脚堆积。从土壤探坑数据看, 左侧容重为842 kg⋅m-3, 右侧为550 kg⋅m-3, 表明两侧土壤透气性、 入渗性能、 持水能力和溶质迁移潜力存在差异。这种物质差异, 可能导致局地土体形变差异。在内部土质差异、 地下水作用和冻融过程的影响下, 首先在坡积扇出现裂缝, 随着时间的推移不断向周围延伸, 影响斜坡的稳定性。2010 - 2016年时间序列的遥感影像(图2)佐证了这种现象。

图5

图5   滑坡垂直剖面

Fig.5   Photos showing a vertical profile of the landslide


3.3.2 降雨和渗流作用是滑坡形成的直接诱因

本文借助曲麻莱、 玉树、 玛多和清水河4个气象站的降水数据对滑坡成因进行了分析。图6中气象站降水数据显示, 滑坡前一周均有不同强度的连续降水, 实地考察也证实了这一点。8月到滑坡前共38天, 降雨天数达19 ~ 28天, 最大日降水量11.6 ~ 19.6 mm, 平均累积降水量108 ~ 178 mm。同时, 清水河站降水数据表明, 2017年夏季降水量为408 mm, 也显著高于2016年的283 mm。据实测, 滑坡后壁土壤有机质层厚度约1.2 m, 下部是松散坡积物, 夹杂着小型砾石, 含量为30% ~ 40%, 透水性好, 有利于渗流, 滑坡发生后仍有地下水从底部不断冒出。冰雪融水和降水形成地表径流, 沿着坡面和裂缝渗流, 土壤含水量逐渐增加趋于饱和; 实测的土壤体积含水量高达46% ~ 66%10, 远超过青藏高原最大的土壤体积含水量24%27

图6

图6   滑坡区周边气象站2017年8 - 9月日降水变化

Fig.6   Daily precipitation variation at four meteorological stations around the landslide area in August and September, 2017


这种强度低、 持续数天或数周的降水事件, 加之冰雪融水, 加剧了水分渗流28, 逐渐趋于饱和。斜坡在高含水量或饱和状态下, 土体强度减弱; 同时, 随着水分入渗, 湿润锋面向斜坡下部运动, 改变了地下水位的静水压力, 一方面滑面上的有效法向应力降低, 抗滑力减弱, 另一方面裂缝中的静水压力又增加了坡体的下滑力, 使得边坡稳定性恶化29。斜坡失稳之后, 沟谷流水和高含水量的土体起到润滑滑道的作用, 在重力作用下滑体发生了远程滑动。滑坡没有发生在降雨峰值期, 这可能与土壤水分渗流过程形成的延迟效应有关30

3.3.3 冻融作用对滑坡的影响

季节性冻融作用是季节冻土区滑坡发育的重要外动力因素之一。土壤冻融过程能够显著增加表层土壤含水量, 增加幅度可达20% ~ 40%31, 通过改变内部土壤水分的分布而影响斜坡稳定性32。季节冻土与多年冻土不同, 冻融过程表现为单向冻结和双向融化33图7显示, 研究区10月下旬至次年3月下旬为冻结期, 持续约150天。在冻结期, 地表冻结可能阻止斜坡区地下水向外排泄, 逐步抬高地下水位, 产生冻结滞留水体, 影响到斜坡深部, 起到降低土体强度和加速坡面变形的作用。3月下旬进入融化期, 在地表双向融化作用下, 浅层土壤形成高含水量区域, 上层土体中含水量超过冻结前含水量, 从而影响斜坡的浅层应力状态和稳定性; 随着气温升高, 融化土体的强度显著降低, 当9 - 10月融化到季节冻结深度后, 土体丧失冻结土层的拉力作用, 斜坡稳定性处于脆弱阶段, 容易形成浅层滑坡。同时, 季节冻土在冻融交替过程中发生冻胀融沉, 高寒草甸中有机质和土壤颗粒涨缩系数不同, 引起垂向上草皮层与下面土层的分裂, 造成草皮层断裂, 这种作用主要发生在春季34。冻融循环频率和强度也是岩石和地表裂缝形成和加宽的主要原因35。因此, 冻融循环的影响对滑坡的形成具有持续和渐进的破坏作用, 促使处于临界状态的斜坡诱发滑坡灾害。

图7

图7   2017 - 2018年滑坡区地温剖面(数据来源: 中国气象局陆面数据同化系统)

Fig.7   Monthly variation of ground temperature profile in the landslide area from 2017 to 2018 (data source: land surface data assimilation system of China Meteorological Administration)


3.4 滑坡类型分析

滑坡是斜坡上岩土在重力作用下, 沿着滑面整体或者分散地顺坡向下滑动的自然现象36。泥流滑坡是其中的一种类型, 普遍的观点认为它是饱和土壤液化引起的, 但也与其独特的地质条件有关。依据文献[19-2037]中泥流滑坡(earthflow)的描述总结出以下特征: ①地形地貌 发生在平缓到中等坡度, 一般是细粒土, 通常是黏土或淤泥, 但也可以发生在风化的黏土基岩上; ②形态 滑体滑动时从固态变为液塑态并保持流态, 转弯处外侧有逆冲或爬高现象, 沟口形成扇状滑坡堆积体, 平面形态及组合形式与黏性泥流相似; ③土壤特性 泥流滑坡底部水分含量高(多呈饱和状态), 饱和含水率高于液限; ④滑动速度和距离 液化土体附着在地面, 因高程比降产生较高的启动滑速, 而狭窄的沟道造成很长的滑距(400 ~ 1 000 m); ⑤诱发因素 降水、 融雪、 地震和季节性冻融等均可引起泥流型滑坡。此次滑坡事件基本符合以上特征。

青藏高原多年冻土区的两类低角度滑坡分为融冻泥流和热融滑塌, 在非冻土区非常少见38。融冻泥流是饱和松散土层, 在重力作用下沿融冻界面向下发生的缓慢流动现象, 可以发生在1° ~ 2°的斜坡, 但在坡度为5° ~ 20°时更为常见。多发生在缓坡的富冰冻土内, 称为gelifluction39, 如风火山鱼鳞草皮; 也可能在春夏季发生在季节冻土区水分较好的饱和土坡上, 称为solifluction40, 如科罗拉多山前多层沉积物41。在多年冻土区, 活动层剥离滑动(active layer detachment slide, ALD)42一般发生在孔隙水压力超过土体剪切强度的斜坡上, 失稳的活动层下滑, 多年冻土顶板暴露在地表; 暴露的富冰多年冻土融化, 上部草皮和土层塌落, 并在重力的作用下缓慢下滑, 形成热融滑塌(retrogressive thaw slumps, RTS)42。在强降水或极端高温的条件下, 也会诱发热融滑塌。

此次考察借助探地雷达探测是否存在地下冰。图8是从A点开始到B点15 m范围探地雷达解译结果, 其中0 ~ 12 m段为雷达测速剖面图, 最小天线间距为0 m, 最大天线间距为6 m, 地表直达波传播速率为0.047 m⋅ns-1。12 ~ 15 m段为6 m天线间距至3 m天线间距之间的测速剖面图, 15 m以后部分为3 m天线距的雷达剖面图。图中解译的层位(黄色标记)实际为地表直达波信号, 而非地下冰反射面, 结果表明该区域无多年冻土分布。同时, 在滑坡后壁和土壤探坑中并未发现地下冰层。因此, 该滑坡并非与多年冻土有关的融冻泥流(gelifluction)和热融滑塌。尽管季节冻土区饱和土体的滑移有可能是融冻泥流(solifluction), 但是实地考察没有发现冻融界面, 显然不符合该类型。因此, 综合考虑以上因素, 结合泥流滑坡的特征, 笔者认为此次事件为发生在季节冻土区的泥流滑坡事件。同时, 滑坡发生在坡积扇, 主滑段平均厚度小于6 m, 体积小于10×104 m3, 滑体的滑动方向和重力作用过程一致, 依据滑坡三级分类系统37, 该滑坡为堆积土浅层小型牵引式滑坡。

图8

图8   雷达剖面A - B解译结果

Fig.8   Interpretation diagram of Radar Profile A- B


4 结论

本文以青海玉树直美村滑坡为例, 利用多源数据和雷达技术相结合的方法, 调查和分析了该滑坡的特征参数和形成发育过程, 总结了泥流滑坡、 热融滑塌和融冻泥流的特征, 给出玉树滑坡的具体类型。主要有以下几点结论:

(1) 玉树滑坡是季节冻土区的泥流滑坡, 依据滑坡三级分类系统属于堆积土浅层小型牵引式滑坡, 依据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20 - 2011)属于浅层牵引式小型滑坡。

(2) 连续降水事件和逐年增加的降水量是滑坡的直接诱因; 斜坡土质存在差异, 可能是形成中部裂缝的主要原因; 季节性冻融过程通过影响斜坡区土壤水分的分布, 加剧裂缝扩张, 有利于形成浅层滑坡。

(3) 多源数据分析显示, 玉树泥流滑坡在2010年之前滑坡区中部已经出现裂缝, 2016年底滑坡边缘已具有雏形, 2019年出现二次滑坡, 滑坡后缘后退近20 m, 两侧也有扩张的趋势。

虽然此次事件没有证据表明其与气候变暖有关, 但是青藏高原变暖正加剧滑坡灾害强度与频率, 由此引发和即将发生的灾害危害巨大43。这种灾害主要受气候和非气候驱动因子共同作用或影响, 呈现出增加的趋势, 但其中成灾机理和过程尚不清楚。然而, 除了越来越多的传统地质灾害, 青藏高原又出现了新的冰冻圈灾害, 呈现出突发性、 季节性和群发性的特点44。青藏高原成灾因素与灾害发育的区域规律、 气候变化与地震作用下的灾害演化规律和自然灾害风险评估等未来应关注的科学技术问题, 亟待科学家开展相应的工作。

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