陕西汉坪村滑坡-泥石流灾害链沉积物运移演化及其对植被恢复的影响机制研究

针对滑坡-泥石流灾害链长期沉积动力学效应不明的问题，研究人员以陕西汉坪村灾害链为例，结合数值模拟与多源遥感技术（UAV/InSAR），揭示了灾害链四阶段演化机制（滑坡失稳-过渡-运移-沉积），提出阻塞溃决与碰撞崩解驱动转化模型，发现强降雨加剧沉积物运移变形，植被恢复面积两年内增长80%，构建了沉积-植被反馈机制模型，为生态修复提供理论支撑。

　　

在山区地质灾害中，滑坡-泥石流灾害链因其链式放大效应备受关注。这类灾害不仅瞬间摧毁基础设施，更通过长期沉积物运移持续改变地貌格局，威胁生态恢复。然而，现有研究多聚焦单一灾害事件，对灾害链全周期沉积动力学与植被恢复的交互机制缺乏系统认知。传统监测手段如野外调查精度不足，物理模型受限于相似准则，而卫星遥感难以兼顾时空分辨率。如何量化灾害链动态演化过程并揭示其生态效应，成为地质灾害防控与生态修复的关键科学问题。

针对这一挑战，西安科技大学的研究团队以2021年陕西汉坪村滑坡-泥石流灾害链（体积3.44×10⁵ m³，影响面积0.7 km²）为研究对象，创新性融合Massflow数值模拟、无人机(UAV)摄影测量与哨兵卫星(Sentinel-1/2)遥感技术，通过11次航测与41景雷达数据构建长时序监测网络。研究首先重建灾害链动力学过程，进而解析沉积物运移时空规律，最终量化植被恢复动态并建立反馈机制模型。

关键技术方法
研究采用Massflow软件基于连续介质理论模拟灾害链运动；通过无人机获取数字表面模型(DSM)与正射影像(DOM)，结合差分DSM(DoD)计算厘米级变形；利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)提取大范围地表形变；整合Sentinel-2 NDVI数据评估植被恢复率。

研究结果

1. 灾害链运动与沉积过程
   模拟显示灾害链演化分为四阶段：滑坡失稳阶段（0-60秒）最大流速达15 m/s；过渡阶段（60-140秒）因基岩窄道阻塞溃决引发流态转化；运移阶段（140-260秒）颗粒碰撞崩解使中值粒径从2.1 m降至0.3 m；沉积阶段（260-340秒）形成厚度差异显著的堆积体（1.5-8.7 m）。

2. 灾害链转化机制
   阻塞溃决效应导致流速骤增3倍，后续碰撞作用使细颗粒占比提升至47%，含水量增加12%，证实地形突变与物质组构共同控制灾害链相变。

3. 沉积物运移时空特征
   DoD分析显示2022年雨季沉积物侵蚀量达1.2×10⁴ m³，InSAR揭示形变集中于沟道区（年均位移28 mm），强降雨事件诱发局部15 cm异常变形，反映物质分选性对运移模式的调控。

4. 植被恢复动态
   2022-2024年植被覆盖面积增长80%，优质恢复区比例从18.52%升至41.34%。NDVI时序显示沟道区恢复滞后坡面2年，证实沉积稳定性是植被重建的关键限制因子。

结论与意义
研究首次提出滑坡-泥石流灾害链"阻塞-崩解"双阶段转化模型，阐明地形约束与物质组构的协同作用机制。构建的多源遥感监测框架突破单一技术局限，实现从分钟级运动过程到年际生态响应的全周期观测。发现的沉积物分选性-运移模式-植被恢复级联效应，为灾害链风险评估提供了动态指标。提出的广义反馈模型将力学过程与生态响应耦合，推动地质灾害防控从"灾害治理"向"生态韧性提升"范式转变。该成果发表于《Ecological Engineering》，为山区国土空间生态修复提供了理论工具与实践样板。