人類工程活動對自然山體斜坡穩定性的影響日益凸顯,已成為觸發滑坡變形與失穩的重要外部驅動因素。在高山峽谷地區,人口聚集區多分布于地形平緩但地質條件薄弱、巖體結構破碎的區域,地質災害易發多發,外界工程擾動更易打破斜坡原有應力平衡與水文條件,加劇滑坡體對降雨的敏感性。
近日,蘭州大學地質科學與礦產資源學院地質災害研究團隊在人地關系耦合與滑坡活動機制研究領域取得系列重要進展,為我國高山峽谷區地質災害風險防控、山區道路規劃及城鎮韌性建設提供了關鍵科學依據。相關發表于期刊《國際應用地球觀測與地學信息學雜志》和《國際遙感雜志》。
蘭州大學張毅副教授表示:“高山峽谷區的人地關系本就呈現出復雜的多重耦合特征,而目前學界對人類活動調控下大型慢速滑坡的長期演化規律,以及其對氣候因子的響應機制缺乏系統認知,這不僅限制了我們對人地耦合過程的深入理解,也給山區地質災害防控實踐帶來了諸多挑戰,這也是我們此次研究的核心切入點。”
此次研究中,團隊系統融合高山峽谷區大型慢速滑坡長期形變監測數據、區域降雨觀測資料與道路空間分布信息,開展區域尺度的定量分析。研究發現,高山峽谷區的道路擾動會顯著增強慢速滑坡位移對降雨的響應敏感性,其中滑坡體上的道路硬化工程會使慢速滑坡對降雨的敏感性提升約40%;同時,道路工程還降低了觸發慢速滑坡發生顯著位移所需的前期累積降雨閾值,大幅增加了大型慢速滑坡的復活風險,也對山區道路的運行與維護管理構成潛在威脅。
談及這一研究發現的核心價值,張毅解釋道:“我們的研究首次量化了道路工程對大型慢速滑坡降雨敏感性的影響程度,明確了硬化道路、非硬化道路對滑坡體的不同擾動效應,這讓我們對道路影響下大型慢速滑坡的降雨響應特征有了更精準的認識。對于高山峽谷區而言,道路建設是區域發展的重要基礎,而這一研究成果能為山區道路規劃優化提供科學參考,比如在滑坡易發區的道路選線、工程設計中融入地質災害防控考量,從源頭降低工程擾動帶來的地質風險。”
在區域尺度研究的基礎上,團隊進一步以大型土石流滑坡為典型案例展開深入分析,結合合成孔徑雷達干涉測量形變觀測與地形因子分析,提出了綜合形變信息、地形濕度指數TWI 空間分布特征及地貌分析的概念模型,可有效識別大型活動深層土石流滑坡的發育情況,并精準預測其可能的活動范圍。同時,研究還明確了大型活動深層土石流滑坡的觸發機制與地下水運動規律—— 其復活與破壞主要由持續且中等強度的降雨事件觸發,地下水的匯集并非由擴散式地下水整體運動主導,而是受降雨沿優先滲流通道入滲的控制。
“這一概念模型的提出,填補了大型土石流滑坡滑坡識別與預測方面的研究空白,”張毅介紹,“以往對這類滑坡的監測與預判多依賴單一的形變觀測或地形分析,而我們的模型實現了多源數據的融合,能更準確地識別滑坡啟動源區、預判其潛在影響路徑,為這類地質災害的早期預警和防控措施制定提供了新的技術思路。”
張毅表示,團隊后續將繼續圍繞高山峽谷區人地耦合與地質災害演化展開深入研究,結合更多野外監測數據和工程實踐案例,完善研究模型,推動研究成果的落地轉化,“我們希望通過持續的科學研究,為西部高山峽谷區的地質災害防治、國土空間規劃和生態環境保護提供更多實用的科學支撐,助力脆弱山區實現發展與安全的平衡。”(來源:中國科學報 葉滿山)
相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.jag.2026.105192
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01431161.2026.2639131
高山峽谷區典型土石流流域水文分布格局。蘭州大學供圖。