科学研究

席宁:InSAR与稀疏钻孔数据耦合驱动的黄河上游巨型滑坡深层滑面反演【EG,2026】
2026-05-13 阅读:507

黄河上游位于青藏高原东北缘与黄土高原西部过渡带,受强烈构造活动、河流深切割以及斜坡结构长期演化的共同作用,区域内巨型滑坡广泛发育。此类滑坡规模大、能量高、灾害效应强,一旦复活,极易引发堵江断流,形成流域性链式巨灾。研究表明,巨型滑坡多存在由历史构造活动塑造并在长期变形中不断演化的深层滑面,其空间分布对滑坡复活启动具有关键控制作用。然而,现有研究对滑坡深层滑面结构的认知多依赖于离散的钻孔与物探剖面,未能实现其在三维空间中连续、精细的形态刻画,导致对滑坡潜在滑移基座及总体方量的评估存在显著不确定性。

针对上述问题,我校工程技术学院彭建兵院士团队的博士生席宁在臧明东副教授、王祚鹏副教授和薛翊国教授指导下,联合西安石油大学赵俊彦博士,提出将深部钻孔揭示的深层滑面信息作为约束条件引入物理模型,建立了稀疏钻孔数据与InSAR三维形变场协同约束的深层滑面反演新方法—DSIM。提出的方法被应用于黄河上游军功滑坡,实现了在区域尺度上对滑坡深层滑面三维形态的定量化重建,为黄河上游巨型滑坡深部变形结构探测提供了一种高效可靠的技术途径。取得的主要创新性认识如下:

1. 提出的DSIM通过显式引入钻孔实测滑面深度作为约束,有效弥补了传统仅依赖InSAR形变反演的不确定性;其反演滑面与高密度电法解译结果高度吻合,相较传统方法的平均改进率达44.60%

2. 在地表变形方面,军功滑坡区以北向蠕滑为主,最大速率约43.09 mm/a区以垂向沉降为主,最大速率约39.59 mm/a区以西向滑移为主,最大速率约34.04 mm/a

3. 在深部变形方面,军功滑坡发育两个深层滑面和一个浅层滑面。其中,深层滑面1最大埋深约100.2 m,是控制主滑体运动的关键界面;另一深层滑面埋深约86.1m;滑体总体积约5.525×10? m3

4. DSIM反演的深层滑面作为数值模型中的底滑面释放几何,极端失稳情景模拟结果显示,军功滑坡失稳后表现为低速滑移,其浅层松散物质最远可运移至黄河以北约500 m,预示着堵江灾害风险。

该研究从地表变形监测、深部滑面识别到风险预警评估,系统地认识了黄河上游军功滑坡的变形特征。相关方法与认识可为黄河上游同类巨型滑坡的监测识别、滑面重建与风险防控提供参考。


图1 军功滑坡地质背景及自然地理位置



图2 军功滑坡地表三维变形特征



图3 军功滑坡深层滑面发育特征



图4 军功滑坡形成过程


上述研究工作受国家自然科学基金重大项目(No. 42293351No. 42293350)的资助,发表在工程地质领域国际权威期刊《Engineering Geology》上:Ning Xi, Mingdong Zang*, Zuopeng Wang*, Jianbing Peng, Yiguo Xue, Junyan Zhao, Jing Wu. Integrating InSAR surface deformation with sparse borehole data for three-dimensional inversion of deep-seated slip surfaces: Application to the Jungong landslide, Upper Yellow River. Engineering Geology, 2026, 367: 108701.

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2026.108701