Zeitliche Überwachung und Analyse des Gleitimmechanismus beim katastrophalen Erdrutsch in Guangming, Shenzhen, mittels kombinierter Radarfernerkundung und numerischer Simulation

QIN Xiaoqiong ,  

HUANG Jianming ,  

HUANG Yuanjun ,  

WANG Chisheng ,  

CHEN Xiangsheng ,  

摘要

Bezogen auf den katastrophalen Erdrutsch 2015 im Guangming-Distrikt von Shenzhen (Ablagerungsort für Bodenmaterial Hong’ao) basieren bestehende Studien hauptsächlich auf optischen Bildern, Felduntersuchungen und numerischer Simulation zur nachträglichen Ursachenermittlung. Frühere Untersuchungen konnten jedoch den Prozess der Oberflächenveränderung vor und nach dem Erdrutsch nicht erfassen. Diese Studie verwendet Cosmo-SkyMed Radarsatellitenbilder zur zeitlichen Überwachung des Hong’ao-Depots, kombiniert mit der Small Baseline Radar-Interferometrie (SBAS-InSAR), der Schattenwiederherstellungs-Technologie der dreidimensionalen Radarinterferometrie (SAR-SFS) sowie dem tief integrierten kontinuierlichen Medium-Modell, um die Oberflächenverformungen vor und nach dem Abgleiten von 2013 bis 2016 zeitlich zu analysieren und numerisch zu simulieren. Zunächst wurden Verteilung der Bodenabsenkungsgeschwindigkeiten und Zeitkurven vor und nach dem Erdrutsch ermittelt. Dabei wurde festgestellt, dass die Oberflächenverformungsgeschwindigkeit im Bereich von [-40,7, 64,3] mm/a lag, wobei sich die Absinkung hauptsächlich am hinteren Rand der Region S9 konzentrierte. Darauf aufbauend wurde das Unfallgebiet numerisch modelliert, wobei mit SAR-SFS DEM Geländefehler reduziert und der Kriechvorgang vor dem Erdrutsch durch Vergleich mehrerer DEM-Inkremente und InSAR-Verformungstrends rekonstruiert wurde. Das DEM wurde als ursprüngliche Geländeform verwendet, unter Anwendung des tief integrierten kontinuierlichen Medium-Modells und des Coulomb-Modells wurden die Hangflächen berechnet und der Fluidzustand während des schnellen Fernabbruchs simuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem Porenwasserdruckkoeffizienten λ von 0,6 die Berechnung am besten mit der vor Ort beobachteten Situation übereinstimmt. Das über der Gleitschicht liegende Rutschvolumen beträgt etwa 3,60×10^6 m^3, die maximale Bodenaufschüttung ist 62,7 m hoch. Der Rutschkörper weist eine starke Fließfähigkeit auf, der Hauptgleitvorgang ist in den ersten 50 Sekunden abgeschlossen, es gibt weiterhin Nachrutschbewegungen mit einem Kollisionsimpuls von 44000 kg·m/s, was die Sicherheitsgrenzen für Personen und Gebäude weit überschreitet und katastrophale Folgen hatte. Diese Studie zeigt aus der Doppelperspektive von Radarfernerkundung und numerischer Simulation den Gleitimmechanismus des Erdrutschs im Hong’ao-Depot in Guangming, Shenzhen auf und zeigt, dass Überfüllungen und Änderungen des Porenwasserdrucks Hauptursachen für die Rutschkatastrophe sind. Dies ist von großer Bedeutung für das weitere Verständnis des Entstehungs- und Schadensprozesses von Erdrutschen in Ablagerungsgebieten, insbesondere für die Analyse von Vorrutschkriechen und Einflussfaktoren.

关键词

Guangming Erdrutsch;SBAS-InSAR;zeitliche Verformung;numerische Simulation;Vorrutschkriechen;Gleitimmechanismus;Risikoanalyse

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