【摘要】：曲龍滑坡堵江事件位于金沙江上游奔子欄—巴塘一帶,該區(qū)域受青藏高原隆升影響,地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,早期大型滑坡堵江事件多發(fā)。歷史資料表明,超過90%的堰塞湖的形成都是因地震誘發(fā)的高速滑坡堵江塑造而成。金沙江上游是我國西南區(qū)域規(guī)模最大、水資源潛力最大的江河之一,開展早期滑坡堵江事件分析研究工作,對了解金沙江歷史地質(zhì)環(huán)境,進(jìn)而保障金沙江上游水資源的安全開發(fā)利用具有十分重大意義。本次研究以曲龍滑坡堵江事件為研究對象,通過堰塞湖規(guī)模調(diào)查,堰塞體殘余分布特征調(diào)查,物源區(qū)地形地貌特征及物質(zhì)調(diào)查和湖湘沉積物測年分析,結(jié)合青藏高原隆升歷史背景,現(xiàn)今及早期冰川冰蝕地貌發(fā)育特征,大型滑坡堵江事件成因機(jī)制等,初步認(rèn)識了曲龍滑坡堵江事件發(fā)生時(shí)期的地質(zhì)環(huán)境及形成過程,并進(jìn)行了誘發(fā)曲龍堵江滑坡的地震參數(shù)計(jì)算及快速滑坡崩解后形成的高速遠(yuǎn)程碎屑流的運(yùn)動(dòng)特征數(shù)值分析。在上述工作的基礎(chǔ)上,論文闡述了曲龍滑坡堵江事件的歷史演化過程,其主要成果如下:1.通過曲龍?jiān)缙诨露陆录{(diào)查,發(fā)現(xiàn)堵江堰塞體及堰塞湖規(guī)模巨大,堰塞體現(xiàn)場估算方量超過了2×10~8 m~3,堰塞湖內(nèi)沉積層厚度達(dá)到了100 m左右。2.通過現(xiàn)今與早期冰川冰蝕地貌特征及早期冰磧物物質(zhì)粒度分布特征分析,辨別了曲龍物源區(qū)為早期冰川冰蝕地貌,內(nèi)部堆積物質(zhì)為早期巖屑冰磧物。3.通過大量搜集大型滑坡堵江事件成因機(jī)制資料,發(fā)現(xiàn)觸發(fā)堰塞湖形成的大型滑坡堵江事件往往是因地震導(dǎo)致的快速滑坡塑造而成。結(jié)合現(xiàn)今冰川冰蝕地貌巖屑冰磧物的堆積及流動(dòng)狀況,確認(rèn)了曲龍溝上部早期堵江滑坡地形及分析了滑坡運(yùn)動(dòng)機(jī)制。4.通過大量搜集青藏高原隆升背景資料及以氣候變化為標(biāo)志的第四紀(jì)地層劃分資料,結(jié)合堰塞湖內(nèi)沉積物質(zhì)光釋光年代學(xué)測量,綜合判斷出曲龍滑坡堵江事件發(fā)生于倒數(shù)第二次冰期結(jié)束,末次間冰期開始的過渡時(shí)期,這一時(shí)期青藏高原隆升極其劇烈,氣候變化敏感。5.根據(jù)曲龍滑坡堵江事件發(fā)生的地質(zhì)歷史年代,分析出曲龍?jiān)缙诙陆挛镔|(zhì)應(yīng)為倒數(shù)第二次冰期內(nèi)形成的冰磧物,結(jié)合藏東南地區(qū)野外冰磧物大型直剪及物理測試相關(guān)數(shù)據(jù)資料,合理給出了曲龍?jiān)缙诨挛镔|(zhì)物理力學(xué)參數(shù)。6.根據(jù)Jibson(2015)提出的利用震區(qū)早期滑坡對早期地震參數(shù)進(jìn)行分析過程方法,對誘發(fā)曲龍堵江冰磧體滑坡的地震參數(shù)進(jìn)行反分析,并結(jié)合該區(qū)域地震點(diǎn)分布,得出當(dāng)震中位于迪慶一帶時(shí),誘發(fā)曲龍冰磧體滑坡進(jìn)而觸發(fā)曲龍滑坡堵江事件的地震震級為8.0級左右,當(dāng)震中位于巴塘一帶時(shí),誘發(fā)曲龍冰磧體滑坡進(jìn)而觸發(fā)曲龍滑坡堵江事件的地震震級為9.0級左右。7.通過曲龍滑坡失穩(wěn)后形成的高速遠(yuǎn)程碎屑流的堵江運(yùn)動(dòng)特征數(shù)值模擬分析,該高速遠(yuǎn)程碎屑流最大速度達(dá)到了41m/s左右,其堵塞了早期的金沙江河道,整個(gè)河道內(nèi)堵塞物質(zhì)整體厚度達(dá)到了100 m,最大達(dá)到了111 m,堵塞河道長度超過了4.5 km,并且靠因都壩村平臺一側(cè)高速碎屑流漫過了因都壩平臺前端。8.通過對早期曲龍滑坡堵江事件的詳細(xì)調(diào)查分析及曲龍滑坡失穩(wěn)后形成的高速遠(yuǎn)程碎屑流的堵江運(yùn)動(dòng)特征數(shù)值模擬分析成果,基本上清晰地闡述曲龍滑坡堵江事件的歷史演化過程,表明了巨厚層湖相沉積物形成的合理性及堵江體殘余物質(zhì)空間分布的合理性。另外,為了研究曲龍滑坡失穩(wěn)后形成的高速遠(yuǎn)程碎屑流的堵江運(yùn)動(dòng)特征,本次研究構(gòu)建了Well-Balanced型的淺水流模型,及自主開發(fā)相應(yīng)的國內(nèi)軟件SFLOW淺水流數(shù)值模型軟件,模型及軟件具有以下特色和創(chuàng)新:1.模型使用了復(fù)雜地形數(shù)字化處理技術(shù)(Complex Terrain Digital Processing Techique),其能夠有效、快捷地實(shí)現(xiàn)將對復(fù)雜研究區(qū)域地形數(shù)據(jù)的數(shù)字化提取,處理與存儲。2.模型采用了限制坡度線性重構(gòu)技術(shù)(Slope Limited Linear Reconstruction Techique)保證數(shù)值格式和諧,避免數(shù)值震蕩問題,提高數(shù)值空間精度。3.模型綜合考慮了干濕邊界處理的難題,給出保證水量守恒,避免模擬時(shí)產(chǎn)生負(fù)水深的處理方式,并在此基礎(chǔ)上,給出一種干濕蹤跡辨別技術(shù)(Dry-Wet Tracking Techique),加快數(shù)值模擬時(shí)的迭代速度。4.模型給出了底床摩擦源項(xiàng)全隱式格式處理過程,避免一般的顯示和半隱式格式處理帶來的數(shù)值不穩(wěn)定,并基于摩擦力的物理特性,對底摩擦項(xiàng)處理給出合理的限制,保證數(shù)值計(jì)算結(jié)果的合理性。5.SFLOW軟件采用C++語言編程,并安裝了程序開發(fā)框架及工具Qt,提供了人性化的用戶界面,它包含了菜單模塊(包括數(shù)據(jù)加載,輸出等功能),計(jì)算工程數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊,計(jì)算進(jìn)度顯示模塊和計(jì)算結(jié)果顯示模塊,每個(gè)模塊都有各自的顯示區(qū)域,通過復(fù)雜地形下淺水流物理性流動(dòng)測試及兩次實(shí)際案例模擬結(jié)果對照分析,SFLOW淺水流數(shù)值計(jì)算軟件模擬計(jì)算結(jié)果是合理的,其軟件程序代碼是有效的。
【圖文】：

區(qū)域內(nèi)爆發(fā)了歷史最大的一次冰川活動(dòng)。據(jù)研究考證，當(dāng)時(shí)在藏東南區(qū)域其冰川規(guī)模數(shù)倍甚至十倍于現(xiàn)代的冰川規(guī)模，冰川活動(dòng)的最低海拔在 2000 m 左右。然后，隨著青藏高原喜馬拉雅山脈海拔不斷提高，一直到末次間冰期之前，其海拔高度在不斷隆升過程中逐漸影響了西南季風(fēng)，但還沒有完全阻割西南季風(fēng)進(jìn)入青藏高原內(nèi)部極其周邊區(qū)域，如倒數(shù)第二次冰期內(nèi)在青藏高原大多數(shù)山系周邊都有冰磧物記錄，不過這一時(shí)期內(nèi)，冰川規(guī)模呈衰退態(tài)勢，冰川活動(dòng)最低海拔逐漸抬高。進(jìn)入末次間冰期之后，青藏高原南部喜馬拉雅山脈隆升到了足夠的海拔高度，阻斷了大部分西南氣旋進(jìn)入青藏高原內(nèi)部，青藏高原內(nèi)部極其邊緣氣候變得日益干燥，冰川作用規(guī)模及范圍加速縮小。2.5.1 現(xiàn)今冰川痕跡研究區(qū)域內(nèi)在現(xiàn)今海拔 4500 m 左右以上區(qū)域存在大量冰川冰蝕地貌，其中位于圖2.6 中 A 位置處冰磧物堆積情形見圖 2.9。從圖 2.9 中冰磧物 1，冰磧物 2 和冰磧物 3 的發(fā)育位置可以看出，隨之冰川活動(dòng)的不斷衰退，所形成的巖屑坡或巖屑錐不斷后退。冰斗地形

2.5.2 早期冰川痕跡根據(jù)現(xiàn)今冰川冰蝕地貌特征，并結(jié)合地質(zhì)調(diào)查資料，發(fā)現(xiàn)在葉里貢區(qū)域存在早期冰川活動(dòng)，區(qū)域地形地貌見圖 2.10，從葉里貢區(qū)域地形地貌特征可以意識到該區(qū)域早期物質(zhì)極有可能是早期冰川活動(dòng)所導(dǎo)致的結(jié)果。為了驗(yàn)證這一判斷，我們對葉里貢區(qū)域進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查走訪，見圖 2.11。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，葉里貢村靠后山冰雪融化的水源生活，見圖 2.11c。村內(nèi)及村頭有巨大塊石散落分布，見圖 2.11d 和 2.11e。此外，我們在葉里貢村某干燥露頭剖面取得 2 個(gè)平行樣品，通過現(xiàn)場及室內(nèi)篩析試驗(yàn)，對葉里貢早期物質(zhì)粒度成分進(jìn)行了測試與分析，，葉里貢篩分取樣點(diǎn)見圖 2.11f，其樣品物質(zhì)粒度篩分結(jié)果見表 2.1。根據(jù)表 2.1，以小于某標(biāo)準(zhǔn)粒徑值的葉里貢樣品物質(zhì)重量百分比為縱坐標(biāo)，以該標(biāo)準(zhǔn)粒徑值為橫坐標(biāo)，繪制出半對數(shù)坐系標(biāo)系下的葉里貢物質(zhì)的顆粒累積百分比含量曲線，詳見圖 2.12。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P642.22

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳劍平;李會中;;金沙江上游快速隆升河段復(fù)雜結(jié)構(gòu)巖體災(zāi)變特征與機(jī)理[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版);2016年04期

2 Kana NAKATANI;Satoshi HAYAMI;Yoshifumi SATOFUKA;Takahisa MIZUYAMA;;Case study of debris flow disaster scenario caused by torrential rain on Kiyomizu-dera,Kyoto,Japan-using Hyper KANAKO system[J];Journal of Mountain Science;2016年02期

3 龍維;陳劍;王鵬飛;許沖;劉輝;孫進(jìn)忠;;金沙江上游特米大型古滑坡的成因及古地震參數(shù)反分析[J];地震研究;2015年04期

4 李凌琪;熊立華;江聰;張洪剛;;氣溫對長江上游巴塘站年徑流的影響分析[J];長江流域資源與環(huán)境;2015年07期

5 常祖峰;;2013年云南奔子欄M5.9地震發(fā)生的地震地質(zhì)背景[J];地震地質(zhì);2015年01期

6 白永健;李明輝;王東輝;高延超;;金沙江中游巴塘縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及成災(zāi)規(guī)律分析[J];中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào);2014年02期

本文編號：2591566