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降雨与管线渗漏协同效应对黄土落水洞形成与发育的影响

降雨,落水洞

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.21 陆地生态系统对极端气候事件的响应过程、机制和模拟

  全球气候变暖和城市化进程的加剧，显著提升黄土高原落水洞灾害的致灾风险。已有研究表明，降雨与人类活动的协同效应可改变黄土场地的水文地质条件，进而诱发落水洞形成与发育，但目前支撑该结论的场地尺度下的典型案例仍较为匮乏。本研究以渭北高原场地尺度下的黄土落水洞为研究对象，通过收集和整理研究区降雨数据，分析了降雨侵蚀对落水洞发育的影响；结合现场调查与面波分析技术，对紧邻排水管线的10个黄土落水洞开展全面勘察；通过室内试验对比分析了不同沉积深度的66个黄土样品的三个关键物理力学参数（含水率、孔隙比、自重湿陷系数），探究管线渗漏对黄土样品的软化和劣化作用。研究结果表明，不同沉积深度下黄土物理力学参数的空间变异性，清晰反映了降雨与管道渗漏协同效应对黄土落水洞形成发育的驱动作用。在此基础上，提出了黄土落水洞形成和发育的四阶段演化模式，即上部负地形孕育、内部洞穴形成、上下部贯通及洞体体积扩大。本研究为揭示人类活动与自然因素协同效应诱发黄土落水洞的形成和发育规律提供了见解，深化了对黄土落水洞形成机制与发育过程的全面认知，可为我国黄土高原落水洞灾害的精准防控提供重要的理论依据与技术参考。