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Debris flows are a dynamic and hazardous geological phenomenon, as by definition, debris flows are rapid, gravity-driven flows of saturated materials that often contain a mixture of water, rock, soil, and organic matter. They are highly destructive and occur in steep channels, posing a significant threat to infrastructure and human life. The dynamics of debris flows are complex due to their non-Newtonian behaviour and varying sediment-water interactions, making accurate modelling essential for risk mitigation and emergency planning. This paper reports and discusses the results of numerical simulations of back analyses aimed at studying the reconstruction of a real rapid debris flow. The selected test case is the event that occurred on 12 and 16 March 2021 along the Rio Sonno channel, a tributary of the Liri River, following the landslide event of Rendinara (Municipality of Morino, Abruzzo Region, Italy). There are significant flow sources in the area, fed by a highly fractured carbonaceous aquifer that extends immediately upslope of the detachment zone. The continuous flow influences the saturation level in the fine-grained sediments and favours the triggering of the debris flow. This phenomenon was simulated using the commercial RAMMS code, and the rheological model selected was Voellmy fluid friction. The modelling approaches used in this research are valid tools to estimate the volumes of materials involved in the flow-feeding process and for the purpose of possible mitigation works (debris flow-type dams, weirs, flow diversion, etc.).

期刊论文 2024-12-01 DOI: 10.3390/land13122078

Extreme rainfall events in Andean basins frequently trigger landslides, obstructing river channels and causing flash flows, loss of lives, and economic damage. This study focused on improving the modeling of these events to enhance risk management, specifically in the La Liboriana basin in Salgar (Colombia). A cascading modeling methodology was developed, integrating the spatially distributed rainfall intensities, hazard zoning with the SLIDE model, propagation modeling with RAMMS using calibrated soil rheological parameters, the distributed hydrological model TETIS, and flood mapping with IBER. Return periods of 2.33, 5, 10, 25, 50, and 100 years were defined and applied throughout the methodology. A specific extreme event (18 May 2015) was modeled for calibration and comparison. The spatial rainfall intensities indicated maximum concentrations in the northwestern upper basin and southeastern lower basin. Six landslide hazard maps were generated, predicting landslide-prone areas with a slightly above random prediction rate for the 2015 event. The RAMMS debris flow modeling involved 30 simulations, indicating significant deposition within the river channel and modifying the terrain. Hydraulic modeling with the IBER model revealed water heights ranging from 0.23 to 7 m and velocities from 0.34 m/s to 6.98 m/s, with urban areas showing higher values, indicating increased erosion and infrastructure damage potential.

期刊论文 2024-09-01 DOI: 10.3390/w16172404

藏东南雅鲁藏布江流域冰川型泥石流规模大、持续时间长、冲击力强,由于传统方法难以定量描述大尺度泥石流形成机理问题,根据桑谷沟流域泥石流现场实地调研、无人机航拍、卫星影像信息以及地质气象数据,揭示桑谷沟泥石流的暴发与物源、降雨量等因素之间关系,提出了一种联合InSAR与RAMMS技术全面分析泥石流爆发前物源形变过程与爆发期间泥石流运动特征的方法。基于SBAS-InSAR技术,针对桑谷沟泥石流2次爆发期间的形变进行分析,结合卫星影像图、无人机影像以及现场勘察,实现了桑谷沟泥石流灾害爆发前形变过程反演和灾变趋势预测;采用RAMMS泥石流数值模拟软件对桑谷沟泥石流爆发期间运动过程进行了模拟。研究表明:(1)通过InSAR技术解算桑谷沟泥石流LOS向形变,坡体长期处于蠕滑状态;物源区内最大形变速率为139 mm/a,流通区内速率最大为46 mm/a,堆积区速率最大为20 mm/a;降雨作用为泥石流发育提供了大量的松散来源。(2)根据不同步时状态下泥石流堆积深度和流速状态,将研究区演进过程划分为初始运动、加速运动、减速-最终3个阶段。该方法联合冰川泥石流形变历史分析和运动过程模拟,对泥石流发展趋势及...

期刊论文 2024-08-16 DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240172

藏东南雅鲁藏布江流域冰川型泥石流规模大、持续时间长、冲击力强,由于传统方法难以定量描述大尺度泥石流形成机理问题,根据桑谷沟流域泥石流现场实地调研、无人机航拍、卫星影像信息以及地质气象数据,揭示桑谷沟泥石流的暴发与物源、降雨量等因素之间关系,提出了一种联合InSAR与RAMMS技术全面分析泥石流爆发前物源形变过程与爆发期间泥石流运动特征的方法。基于SBAS-InSAR技术,针对桑谷沟泥石流2次爆发期间的形变进行分析,结合卫星影像图、无人机影像以及现场勘察,实现了桑谷沟泥石流灾害爆发前形变过程反演和灾变趋势预测;采用RAMMS泥石流数值模拟软件对桑谷沟泥石流爆发期间运动过程进行了模拟。研究表明:(1)通过InSAR技术解算桑谷沟泥石流LOS向形变,坡体长期处于蠕滑状态;物源区内最大形变速率为139 mm/a,流通区内速率最大为46 mm/a,堆积区速率最大为20 mm/a;降雨作用为泥石流发育提供了大量的松散来源。(2)根据不同步时状态下泥石流堆积深度和流速状态,将研究区演进过程划分为初始运动、加速运动、减速-最终3个阶段。该方法联合冰川泥石流形变历史分析和运动过程模拟,对泥石流发展趋势及...

期刊论文 2024-08-16 DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240172

以巩乃斯大陆性气候雪崩危险区为研究背景,建立三维数字地形模型对雪崩运动过程进行模拟。研究RAMMS雪崩数值模拟结果的影响因素,分析计算网格分辨率、雪层断裂深度、摩擦系数3种参数值对模拟结果的影响程度及敏感性。通过单因素分析法对比不同参数下模拟结果进而得出3种参数的影响程度,采用灰色关联法分析参数对模拟结果的敏感性。结果表明:选择合适的计算网格分辨率能提高模拟结果的准确性;雪层断裂深度每减少10%,流动高度变化率在5%~7%;流动速度变化率在1%~2%;冲击力变化率在2%~3%;而摩擦系数的大小主要对堆积区特征值和雪崩停止时间产生较大影响,对运动过程中的特征值影响较小。在此基础上进行敏感度计算,根据计算结果确定各特征值最大影响性时参数的主次关系。研究结果明晰了雪崩模拟各输入参数的敏感性,可有效提高雪崩数值模拟参数选取的合理性和计算结果的准确性,为雪崩灾害危险程度分析提供依据。

期刊论文 2024-04-01

以巩乃斯大陆性气候雪崩危险区为研究背景,建立三维数字地形模型对雪崩运动过程进行模拟。研究RAMMS雪崩数值模拟结果的影响因素,分析计算网格分辨率、雪层断裂深度、摩擦系数3种参数值对模拟结果的影响程度及敏感性。通过单因素分析法对比不同参数下模拟结果进而得出3种参数的影响程度,采用灰色关联法分析参数对模拟结果的敏感性。结果表明:选择合适的计算网格分辨率能提高模拟结果的准确性;雪层断裂深度每减少10%,流动高度变化率在5%~7%;流动速度变化率在1%~2%;冲击力变化率在2%~3%;而摩擦系数的大小主要对堆积区特征值和雪崩停止时间产生较大影响,对运动过程中的特征值影响较小。在此基础上进行敏感度计算,根据计算结果确定各特征值最大影响性时参数的主次关系。研究结果明晰了雪崩模拟各输入参数的敏感性,可有效提高雪崩数值模拟参数选取的合理性和计算结果的准确性,为雪崩灾害危险程度分析提供依据。

期刊论文 2024-04-01

冰湖溃决灾害是指冰湖坝体突然破坏引发溃决洪水或溃决泥石流的现象,对下游人类活动和自然环境造成严重影响。近年来,藏东南地区冰川快速退缩,冰湖数量和规模显著增加,冰湖溃决事件广泛发生。基于1995-2021年多时相Landsat系列遥感影像、Sentinel-2A遥感影像,结合RAMMS水文动力学模型方法,对藏东南地区多依弄巴流域内冰湖、冰川进行动态变化分析,模拟冰崩危险体触发冰湖溃决和冰湖溃决泥石流的演进过程,根据泥石流模拟中的流速和流深对冰湖溃决可能影响的区域进行危险性分区。结果表明:流域内冰川面积由1995年的14.05 km2退缩为2021年的9.43 km2,年均退缩率约为0.15 km2/a。流域内共发育3处冰崩危险体,均可能触发冰湖溃决。潜在危险冰湖在全溃情况下,溃决泥石流会冲出沟口堵塞然乌湖湖口和帕隆藏布主河道,对下游居民和道路造成影响,影响范围约4.05 km2,其中高危险性区域约2.55 km2。危险性评价结果可为多依弄巴流域未来土地利用规划和防灾减灾提供依据,...

期刊论文 2023-04-06 DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20220235

冰湖溃决灾害是指冰湖坝体突然破坏引发溃决洪水或溃决泥石流的现象,对下游人类活动和自然环境造成严重影响。近年来,藏东南地区冰川快速退缩,冰湖数量和规模显著增加,冰湖溃决事件广泛发生。基于1995-2021年多时相Landsat系列遥感影像、Sentinel-2A遥感影像,结合RAMMS水文动力学模型方法,对藏东南地区多依弄巴流域内冰湖、冰川进行动态变化分析,模拟冰崩危险体触发冰湖溃决和冰湖溃决泥石流的演进过程,根据泥石流模拟中的流速和流深对冰湖溃决可能影响的区域进行危险性分区。结果表明:流域内冰川面积由1995年的14.05 km2退缩为2021年的9.43 km2,年均退缩率约为0.15 km2/a。流域内共发育3处冰崩危险体,均可能触发冰湖溃决。潜在危险冰湖在全溃情况下,溃决泥石流会冲出沟口堵塞然乌湖湖口和帕隆藏布主河道,对下游居民和道路造成影响,影响范围约4.05 km2,其中高危险性区域约2.55 km2。危险性评价结果可为多依弄巴流域未来土地利用规划和防灾减灾提供依据,...

期刊论文 2023-04-06 DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20220235

梅里雪山雪崩多发,但缺乏系统监测和研究。1991年1月3日梅里雪山发生了造成中日联合登山队17名队员遇难的巨大雪崩事件。2019年安装在明永冰川末端附近的物候相机拍摄到临近梅里雪山明永冰川的一次雪崩事件。两次事件类型不同,这对我们进行雪崩预测预警有良好的指示作用。本研究以RAMMS(Rapid Mass Movement System)模型为手段,利用经验值和经验公式确定影响模拟结果的主要模型参数和积雪可能断裂深度,在优化分析的基础上,对两次雪崩事件进行重建,定量分析雪崩堆积量、堆积范围等。结果显示:1991年雪崩共持续了192s,雪崩体从海拔5 730m处断裂,沿坡面崩塌而下最终堆积在海拔约5 000m的冰川粒雪盆地区,形成面积为0.6km2,体积约67×10~4m3的堆积体。2019年雪崩共持续了158s,雪崩流最大高度35.91m,最大速度79.34m·s-1,堆积量76.2×10~4m3,雪崩堆积范围与野外观测到的一致。两次雪崩事件发生地位于雪崩极高危险区和高危险区,在一定程度上验证了风险评...

期刊论文 2022-05-31

梅里雪山雪崩多发,但缺乏系统监测和研究。1991年1月3日梅里雪山发生了造成中日联合登山队17名队员遇难的巨大雪崩事件。2019年安装在明永冰川末端附近的物候相机拍摄到临近梅里雪山明永冰川的一次雪崩事件。两次事件类型不同,这对我们进行雪崩预测预警有良好的指示作用。本研究以RAMMS(Rapid Mass Movement System)模型为手段,利用经验值和经验公式确定影响模拟结果的主要模型参数和积雪可能断裂深度,在优化分析的基础上,对两次雪崩事件进行重建,定量分析雪崩堆积量、堆积范围等。结果显示:1991年雪崩共持续了192s,雪崩体从海拔5 730m处断裂,沿坡面崩塌而下最终堆积在海拔约5 000m的冰川粒雪盆地区,形成面积为0.6km2,体积约67×10~4m3的堆积体。2019年雪崩共持续了158s,雪崩流最大高度35.91m,最大速度79.34m·s-1,堆积量76.2×10~4m3,雪崩堆积范围与野外观测到的一致。两次雪崩事件发生地位于雪崩极高危险区和高危险区,在一定程度上验证了风险评...

期刊论文 2022-05-31
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