阿拉斯加高速公路1456公里处新的退行性融化滑坡的评估和监测

在阿拉斯加高速公路1456公里处, 活跃的 退行性融化滑塌(RTS) 的存在为大白马地区的永久冻土特征、监测和气候变化分析创造了 一个独特的机会。2019年4月,在与育空地质调查局(YGS)合作开展的一项实地研究中,发现了这个RTS 。滑塌发生在 Takhini 河沿岸的  山坡上。 该地区的永久冻土 是不连续的,在零星的 孤立的斑块中发现,这些斑块可能富含冰,对融化敏感。这个RTS位于另一个RTS的200米以西,该RTS在1979年之前启动,并在2004年部分稳定下来。在这两个特征之间是一片树木繁茂的区域,显示出斜坡不稳定的迹象(倒下的树木,裂缝),第三个RTS可能很快就会在这里出现。

这项研究的目的是在任何严重的破坏发生之前采取行动,并抓住场地位于市中心附近的机会,以低成本开发一个密集的研究小金体育APP。我们的目标是围绕这个RTS网站开发一个创新的研究小金体育APP,它将: 

  • 更好地了解 影响道路走廊  北部  的退行性融雪滑坡

  • 开发和测试一种多技术监测方法,使用rts的补充仪器,最终将用于开发地质灾害警报 系统 

  • 提供减轻道路走廊上废气排放系统所造成威胁的方法  

  • 让育空交通专业人士和育空 大学 学生 参与进来,以便 提高他们对RTS所带来的威胁的理解;他们从中吸取的经验教训可以应用到更偏远地区的RTS游戏中

小金体育APP描述

Takhini河融化滑坡位于阿拉斯加高速公路1456公里处的Takhini山谷,距离Whitehorse机场以西约34公里。这种融化滑坡可能是在2013年或2014年发生的,因为塔克希尼河南岸的河岸侵蚀导致富含冰的永久冻土暴露出来。

为了实现小金体育APP目标,在现场进行了几项研究活动,包括:

  • 在钻孔过程中,从  RTS到右路,小金体育通过地面温度电缆、 土壤湿度 传感器和倾角仪阵列监测地面参数和RTS故障 实时  

  • 分析钻孔样品的粒度分布和过量冰含量 

  • 小金体育通过 差分GPS (DGPS)测量监测地面运动 与基准和现有的合法测量销钉结合,并建立地面测量 纪念碑  

  • 利用无人机成像和地形监测 (UAV) 摄影测量 

  • 二维电阻率断层扫描(ERT) 测量 

监测地面运动是5月至10月期间每月进行的一项活动。在解冻滑坡附近安装了33个基准,并用高精度的GPS测量它们的位置。这些位置被逐月映射和比较。一些基准根本没有移动,而位于解冻滑坡以东的一些基准显示,在2019年5月至2021年5月期间,塔希尼河向塔希尼河移动了1.65米。这显示了地表移动的幅度,甚至在融塌本身之外。小金体育通过收集无人机图像来监测融坍头壁的进展,以创建该地点的高分辨率航空照片马赛克。这些数据用于绘制井壁位置图,从而显示井壁随时间推移的进度,并量化井壁的进度速度。从2014年到2020年,融雪滑坡以平均每年11米的速度向高速公路推进。

土工钻孔和ERT数据在确定永久冻土的深度和永久冻土厚度(2-3米深)方面是一致的。现场收集的土壤/永久冻土层岩心显示了粘土粉砂的存在, 它们是 易冻的,因为粘土吸附水, 至少25米以下 在 深处。温度数据表明,永久冻土是温暖的,即接近0°C, 和 因此容易 融化。地球物理和岩土工程数据显示,在融化滑坡的始端有厚厚的、 富含冰的永久冻土,而在靠近道路的地方有更多零星的富含冰的永久冻土。这种永冻层厚度的差异可以用阿拉斯加 高速公路 自1942年建成以来几十年的永冻层退化来解释。 然而,  ERT数据表明,高速公路的南侧可能仍然存在永久冻土  

地球物理和钻孔数据强调了该地点地面富含冰的性质,以及地下水流动的存在。虽然解冻过程可能是由 Takhini 河的河岸侵蚀引起的,但由于地下冰含量高,以及在富冰群内循环的地下水泉的热效应,解冻过程加剧了。在  夏季对高速公路另一侧农田的灌溉可能有助于退化过程。  此外,倾角计数据表明,滑塌在一个快速事件中被侵蚀,而不是小金体育通过缓慢的增量侵蚀过程。综上所述,这些记录表明,在灾难性事件发生的许多天之前,地温和倾角仪的数据可以用作对某一特定点的故障的预期警告。对这些数据的远程日常监控可以在警报 系统中使用,以触发即将发生崩溃的警报。这样的系统可以用来监测融化坍落度,因为它进展到高速公路,并帮助高速公路运营商确保公共安全。 研究小组今年正在试验警报器原型。

小金体育APP团队

Fabrice Calmels博士,YukonU研究中心冻土与地球科学研究主席

Louis-Philippe, YukonU研究中心冻土与地球科学专业研究员

Cyrielle Laurent,地理信息系统技术员,永冻土与地球科学,YukonU研究中心

Fanny Amyot, YukonU研究中心冻土与地球科学冻土研究员

凯西·库特,YukonU研究中心小金体育APP官员

合作伙伴
  • 育空地区地质调查局
  • 育空地区政府交通工程分部公路与公共工程
资助者
  • 加拿大交通部,北方交通适应倡议
  • 加拿大皇家土著关系和北方事务,北方气候变化准备方案
  • ArcticNet