绪论
0.1 研究背景
青藏高原高山、极高山区是高位远程地质灾害易发区。这种特殊的复合型地质灾害体积可达数亿立方米，规模巨大；启动高差数千米，形成高势能高速运动；成灾范围可达数百千米，形成流域性灾害链。由于链动成灾过程复杂，防治难度极大，对重大工程、山区城镇、边境口岸和国防工程安全构成了严重威胁。2000年4月9日，西藏波密易贡发生高位远程巨型滑坡，高差3330m，运动距离8000m，体积约3亿m3，堰塞堵断雅鲁藏布江支流易贡藏布，溃决后形成山洪灾害链，导致下游数万人受灾。2018年10月10日和11月3日，西藏江达白格相继发生两次堵塞金沙江的高位滑坡堰塞湖地质灾害，剪出口高差850m，滑动距离1600m，总方量达到3000多万立方米，导致金沙江断流，经人工干预泄流，仍造成下游10.2万人受灾，在建的水电工程、国道和农田损毁严重。高位远程地质灾害也对青藏高原周边国家带来严重灾难。2021年2月7日，印度北阿坎德邦查莫利地区发生高位远程山崩堵江溃决洪水链式灾害，崩滑源区母岩为聂拉木岩群片麻岩，启动于楠达德维山峰(7816m)的4500～5500m高程陡坡上，撞击转化为碎屑流，运动距离达10km，堵塞高程约2400m的干流阿拉克南达河形成堰塞湖，随后堵溃转化为山洪泥石流-山洪灾害，摧毁了下游约20km在建的两座水电站，致200多人死亡。
2018年以来，中国地质调查局启动了“重大高位远程地质灾害防治技术集成应用研究”项目，联合了国内相关科研院所、高等院校、地质勘查单位、企业等的专家、学者，针对高位远程地质灾害的关键科技问题，进行联合攻关研究，取得了一批原创性科研成果。本专著是在该项目研究成果的基础上，吸收了作者在青藏高原地区长期的地质调查、科学研究、工程治理和战略咨询的成果凝练而成。
0.2 主要研究内容
本书以青藏高原藏东金沙江、澜沧江、怒江三江地区，雅鲁藏布江下游地区和喜马拉雅山中段中尼交通网络为重点研究区，吸收了汶川地震区高位远程地质灾害研究成果，以支撑铁路、公路和水电等重大工程建设运行，保障城镇和边境口岸、国防工程等重要基础设施地质安全为目标，重点开展了如下四个方面的研究：①高位远程地质灾害的易滑地质结构基本特征与类型；②高山、极高山区高位地质灾害早期识别与动态监测；③堵江滑坡、高位远程滑坡—碎屑流堵溃链式山洪地质灾害和冰湖溃决山洪泥石流灾害的动力学过程和风险防控对策措施；④现有防治技术适配性及防抗救备综合减灾措施。主要内容及成果如下：
0.2.1 高位远程地质灾害基本特征与类型
创新和发展了青藏高原高位远程地质灾害形成演化和链动成灾过程易滑地质结构控制的理论和分析方法。建立了由构造结合带内蛇绿软岩形成的“白格型滑坡”、构造结合带影响带内花岗岩楔型硬岩形成的“易贡型滑坡”和构造结合带间的片麻岩块状楔形体“查莫利滑坡”三种典型易滑地质结构类型。提出了高位远程地质灾害运动特征分类方法，按剪出高度可分为超高位(≥1000m)、高位(1000～100m)、中位(100～50m)和低位(＜50m)四类；按运动距离可分为超远程(≥5000m)、远程(5000～1000m)、中程(1000～100m)和近程(＜100m)四类；按运动速度可分为超高速(≥70m/s)、高速(70～20m/s)、中速(20～1m/s)和低速(＜1m/s)四类。将青藏高原高位远程地质灾害链划分为传统意义的地质灾害链和综合意义的自然灾害链，即①狭义地质灾害链，指从上游启动源区到下游堆积过程中直接形成地质灾害的完整链条，典型的如滑坡—碎屑流—泥石流等；②广义地质灾害链，指狭义灾害链向下游延伸形成次生灾害，典型的如滑坡—碎屑流—泥石流—堰塞坝—溃决山洪等，或指向上游拓展形成的冰川跃动、雪崩、冰湖溃决山洪泥石流等。将高位远程地质灾害链动力过程概化为四个区：①高位启动区，构成了危险源区，可根据极限平衡理论进行分析；②势动转化区，重力势能转化为动能，可按动量守恒和能量守恒定律进行分析；③动力侵蚀区，滑坡块体通过高势能转化为高速流滑体，铲刮斜坡底部和侧缘斜坡地层，形成体积放大效应，可采用摩擦-流动(Friction Voellmy，F V)模型进行分析；④液滑-流滑区，在下游地势变缓地段，形成富水下垫面或流固二相流，形成掩埋堆积成灾区，可以用液化剪切模型、颗粒流模型（Hertz Mindlin model）、Voellmy模型等进行分析。对应上述链动过程，建立了基于全链条链动机理的防治工程设计模式，即①在高位崩滑区，采用固源与降险技术，控制上游风险源的启动以从源头上消除链式灾害；②在势动转换区，采用刚性与韧性消能技术，由“储量”向“动量”消能转变，以消减冲击压力为工程防治重点；③在动力侵蚀区，采用抗侧蚀与护底技术，通过降低剪切层饱和带孔隙水压力与通过增强剪切层固体结构强度等措施提高抗蚀能力；④在流动堆积区，采用排导与冗余技术，根据流动区物源和流量的侵蚀/堵溃放大效应，设置复式排导系统和“高坝大库”骨干工程，降低极端灾害风险。
0.2.2 高位远程地质灾害早期识别和动态监测
强调了青藏高原地质灾害链的高位特征，拓展了由“高速滑坡”向“高位滑坡”转变的研究思想，创新和发展了高位灾害风险源的早期识别和动态监测技术。青藏高原地区高位远程地质灾害往往由体积为数百万立方米以上的崩滑体启动引发，由于启动源区规模大，在易滑地质结构理论指导下，利用“空-天-地”一体化技术进行精准识别是可行的。针对青藏高原极端复杂的地质构造、急变多样的地形地貌和终年冰雪覆盖气象环境条件，初步提出了基于易滑地质结构控制理论和空间遥感技术相结合的中山、高山和极高山区地质灾害早期识别研究方法。集成优化了适用于青藏高原中高山区大型高位堵江滑坡早期识别和监测预警合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）技术方法，以金沙江流域为重点，运用升、降轨法对白格—石鼓段圭利和色拉等典型滑坡进行了变形监测及速度场分析，并运用偏移量法对短期内发生较大变形的白格滑坡进行应急监测预警；针对喜马拉雅山中段高山、极高山区终年积雪和冰湖发育，由数字高程模型（digital elevation model，DEM）误差及叠掩、阴影、冰雪和植被覆盖导致常规方法失相干问题，创新了短基线影像集、永久散射体、堆叠InSAR和偏移量跟踪等InSAR技术方法，提升了识别与监测效果，并应用于错郎玛冰川和冰湖动态监测、中尼和中印边境口岸大型滑坡监测和拟建的中尼铁路沿线断裂变形监测；针对雅鲁藏布江下游地区高程大于5000m的极高山区被永久性冰雪覆盖和常年厚层云雾遮挡等极端复杂条件，在采用大气延迟改正、解缠误差探测、坡向形变投影、DEM配准等方法基础上，探索了可变窗口偏移量跟踪和跨平台偏移量跟踪等InSAR识别和监测技术方法，并成功应用于雅鲁藏布江大峡谷，以及支流帕隆藏布和易贡藏布超高位超远程地质灾害的早期识别和动态监测。提出了基于光学遥感影像公网平台的高位滑坡特征提取与识别模型，通过构建本体、信息抽取和数据融合等技术手段提取重要信息，实现以知识图谱特征库方式对繁杂的滑坡灾害数据信息进行管理；还提出了青藏高原高位堵江滑坡风险的遥感识别与预警的综合判识方法，并应用于金沙江上游堵江滑坡—堰塞湖灾害链风险评估。
0.2.3 高位远程地质灾害高风险区研究
对藏东三江流域地区堵江滑坡、雅鲁藏布江下游地区超高位超远程地质灾害链，以及喜马拉雅山中段中尼交通网络地区冰湖溃决山洪地质灾害和边境口岸特大高位滑坡的成灾风险进行了研究。藏东三江流域地区受强烈的板块运动作用，发育了系列近西北-东南走向的构造混杂岩带，加之三江并流强烈侵蚀切割形成了高山峡谷地貌，为高位远程地质灾害提供了远程成灾地貌条件。本书采用光学遥感、InSAR、无人机航测、现场调查及资料分析等技术方法研究了三江流域地区金沙江上游、澜沧江德钦段和怒江泸水—芒市段堵江地质灾害的分布发育规律。其中，金沙江上游流域体积大于100万m3的大型、特大型滑坡84处，具备堵江极高风险区的滑坡主要分布于德格县白垭乡至江达县岩比乡、贡觉县克日乡至巴塘县竹巴龙乡和巴塘县索多西乡至中心绒乡三个河段；具备堵江高风险区的滑坡主要分布于德格县汪布顶乡、江达县岩比乡至波罗乡和得荣县徐龙乡至德钦县奔子栏镇三个河段；具备堵江中风险区的滑坡主要分布于石渠县真达乡至奔达乡、德格县卡松渡乡、香格里拉市拖顶乡至丽江市上江乡三个河段。本书专门设立第5章，以2018年10月10日和11月3日两次滑动堵江的金沙江白格高位滑坡—堰塞湖特大灾害链为例，研究了金沙江蛇绿混杂岩带中特大滑坡形成演化、成灾机理、监测预警和治理措施。白格滑坡上部滑源区主要为散体状的蛇纹岩，斜坡中下部为碎裂状片麻岩，在长期重力作用下发生变形并*终失稳破坏；白格滑坡第一次滑动体积约3500万m3，冲入金沙江后形成了长约650m，横河向宽度约200m，平均高度约120m的堰塞坝，后期堰塞坝自然泄流；第二次滑动体积约160万m3，滑体失稳后形成碎屑流沿途铲刮碎裂岩体及第一次滑动堆积体，*终约820万m3堆积于前期自然泄洪通道上，形成第二次堵江。二次滑动发生后，白格滑坡后缘残留体仍继续变形，并存在再次堵江风险，为此，对残留体及堰塞坝进行了应急处置。
雅鲁藏布江下游地区位于喜马拉雅东构造结，是全球构造应力作用*强、隆升和剥蚀*快、新生代变质和深熔作用*强的地区之一，也是印度洋与青藏高原的*大水汽通道。受地质构造、地层岩性、地形地貌、气象水文等因素的影响，雅鲁藏布江下游是全球特大地质灾害链*为发育的地区，山崩物源启动区位于极高山区陡坡地带，海拔大于5000m，高差超过2000m，山崩-碎屑流运动距离可达10km以上，形成超高位启动和超远程运动的巨型地质灾害链，具有体积巨大、运动速度极快、破坏范围广的特点。通过超高势能转换为巨大动能，引发了气垫、碰撞、解体、铲刮、流动等动力作用，由固体转化为多相态流体，并动力侵蚀流通区底部和两侧山体，形成堵溃放大效应，致使堵江堰塞坝、堰塞湖、洪水灾害链致灾规模明显放大。本书初步揭示了雅鲁藏布江缝合带和嘉黎构造结合带控制的高位地质灾害发育分布特征，提出雅鲁藏布江下游超高位地质灾害风险源形成演化和失稳机理，建立了高位冰崩、滑坡、崩塌链动过程和成灾模式，并应用于流域性特大灾害链的风险预测。
喜马拉雅山中段及中尼交通网络地区广泛发育现代海洋性冰川。随着全球气候变暖，冰雪消融在冰川前部或侧部汇集形成冰湖。冰湖溃决形成的高位远程山洪地质灾害链对流域性水电开发，城镇建设与发展，以及道路等构成了严重危害，成为青藏高原急需高度关注的一种新型综合性气候地质灾害。2002年5月23日和6月29日，位于中尼边境聂拉木县城上游的嘉龙错冰湖先后两次发生溃决引发泥石流，对县城和中尼公路构成了危害。2020年8月1日，聂拉木上游又发生3处小型冰湖链式溃决，体积达300万m3的冰碛物转化为山洪泥石流固体物源，冲刷、掏蚀下游聂拉木县城建筑和道路等公共基础设施，经济损失超过亿元人民币。本书以中尼交通网络中的波曲河流域为例，研究了该典型冰湖溃决山洪地质灾害链的成灾过程。分析评估了嘎龙错冰湖在不同溃决流量下，对下游聂拉木县城以及中尼公路友谊桥的山洪泥石流灾害风险。本书还研究了中尼边境樟木口岸高位特大型地质灾害综合整治与道路功能优化相结合防治技术与设计模式，通过在樟木镇后山开辟国萨贸易新区，与尼泊尔境内的中尼公路对接，优化樟木口岸现在公路交通条件，避开现有穿越樟木镇中尼公路的堵点，彻底解决制约樟木口岸贸易发展体量受限问题等国土空间规划方案。
0.2.4 高位远程地质灾害防抗救备综合减灾措施
以318国道（G318）西藏波密“102”滑坡群地段和中尼公路樟木口岸滑坡群治理工程为重点，剖析西藏地区复杂滑坡治理现有技术的适配性问题。对“102”滑坡群防治工程失效的原因进行了研究，包括：地质勘查
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