Zeitliche Überwachung und Analyse des Rutschmechanismus des schweren Rutsches in Guangming, Shenzhen durch Kombination von Radarfernerkundung und numerischer Simulation
Bezüglich des schweren Erdrutsches im Jahr 2015 im Guangming-Bezirk von Shenzhen (Hong'ao-Deponie) verwenden bestehende Studien hauptsächlich optische Bilder, Geländebegehungen und numerische Simulationen zur Ursachenanalyse nach dem Ereignis. Frühere Studien konnten jedoch keine Veränderungen der Erdoberfläche vor und nach dem Erdrutsch erfassen. Diese Studie nutzt radarbasierte Satellitenbilder von Cosmo-SkyMed für eine zeitliche Überwachung der Hong'ao-Deponie und kombiniert die Small Baseline Interferometry (SBAS-InSAR), die Schattenwiederherstellungs-3D-Radar-Interferometrie (SAR-SFS) sowie das tiefenintegrale Kontinuumsmodell, um zeitliche Analysen und numerische Simulationen der Oberflächendeformationen vor und nach dem Erdrutsch zwischen 2013 und 2016 durchzuführen. Zunächst wurde die Verteilung der Bodensenkungsgeschwindigkeiten und zeitliche Kurven vor und nach dem Erdrutsch ermittelt. Es wurde festgestellt, dass die Oberflächendeformationsgeschwindigkeit im Bereich von etwa [-40,7, 64,3] mm/Jahr liegt, wobei sich die Senkung hauptsächlich am hinteren Rand des Bereichs S9 nach dem Erdrutsch konzentriert. Darauf aufbauend wurde eine numerische Modellierung der Unfallstelle durchgeführt, wobei ein SAR-SFS-DEM zur Verringerung von Geländeungenauigkeiten verwendet wurde. Der Kriechprozess vor dem Erdrutsch wurde durch den Vergleich von mehrperiodigen DEM-Inkrementen und InSAR-Deformationstrends rekonstruiert. Das DEM wurde als ursprüngliches Topographie-Input verwendet, Hänge wurden mittels tiefenintegralem Kontinuumsmodell und Coulomb-Modell berechnet und der Fluidzustand während des schnellen Fern-Erdrutschs simuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem Porenwasserdruckkoeffizienten λ von 0,6 die Ergebnisse am besten mit der vor Ort beobachteten Situation übereinstimmen. Das Volumen der über der Gleitfläche liegenden Gleitschicht beträgt etwa 3,60×10^6 m³, mit einer maximalen Bodenauflage von 62,7 m. Der Erdrutschkörper weist eine hohe Fließfähigkeit auf, das Hauptgleiten ist in den ersten 50 Sekunden abgeschlossen, danach folgt ein fortgesetztes Nachgleiten, was einen Kollisionsimpuls von 44000 kg·m/s erzeugt, der die Sicherheitsgrenzen für Personen und Gebäude deutlich übersteigt und katastrophale Folgen verursachte. Diese Studie zeigt aus der Doppelperspektive von Radarfernerkundung und numerischer Simulation den Mechanismus des Erdrutsches an der Hong'ao-Deponie in Guangming, Shenzhen auf. Sie zeigt, dass Überfüllung und Änderungen des Porenwasserdrucks die Hauptursachen für das Erdrutschereignis sind und ist von großer Bedeutung für das weitere Verständnis des Entstehungs- und Schadensprozesses von Deponie-Erdrutschen, insbesondere für die Analyse des Kriechens vor dem Rutschen und seiner Einflussfaktoren.
关键词
Guangming-Rutsch;SBAS-InSAR;zeitliche Deformation;numerische Simulation;Kriechen vor dem Rutsch;Rutschmechanismus;Risikoanalyse