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A quantitative approach for debris flow inception and propagation analysis in the lead up to risk management
Landslides ( IF 6.7 ) Pub Date : 2021-02-21 , DOI: 10.1007/s10346-021-01630-8
Mariantonietta Ciurleo , Maria Clorinda Mandaglio , Nicola Moraci

This paper presents a quantitative analysis of debris flows in weathered gneiss through a methodology to identify key aspects in the lead up to risk management. The proposed methodology considers both the triggering and propagation stages of landslide using two physically based models “Transient Rainfall Infiltration and Grid-Based Regional Slope-Stability Analysis” (TRIGRS) and “Smoothed Particle Hydrodynamics” (SPH), respectively. The TRIGRS analyses provided information about the location and initial volume of potential landslides. The SPH model, adopting the initial triggering volumes as input data, allowed the back analysis of the propagation stage in terms of both main pathway and depositional area. Both models can be easily implemented over large areas for risk assessment and are able to provide interesting information for the design of risk mitigation structures. Clearly, the rigorous implementation of these models requires the use of geotechnical data obtained from in situ and laboratory tests. When these data are not available, literature data obtained for similar soils for genesis and stress history with those studied can be used. The applicability of the methodology has been tested on two debris flows which occurred in 2001 and 2005 in the province of Reggio Calabria causing extensive damage involving various lifelines. The model results have been validated with the real events, in terms of both triggering/inception areas and debris fans using two dimensionless indices (Itrig and Idep). The indices compared, respectively, the real triggering/inception area with the simulated one and the real depositional area with the numerical one. For analysed phenomena, the values of Itrig were higher than 90% while Idep assumes values higher than 70% which support the applicability of the proposed methodology.



中文翻译:

泥石流产生和扩散分析的定量方法,以进行风险管理

本文通过一种方法来对风化片麻岩中的泥石流进行定量分析,以确定导致风险管理的关键方面。所提出的方法分别使用两种基于物理的模型“瞬态降雨入渗和基于网格的区域边坡稳定性分析”(TRIGRS)和“平滑颗粒水动力”(SPH)考虑了滑坡的触发阶段和传播阶段。TRIGRS分析提供了有关潜在滑坡的位置和初始体积的信息。SPH模型采用初始触发量作为输入数据,可以从主要路径和沉积面积两个方面对传播阶段进行反向分析。两种模型都可以轻松地在大范围内实施以进行风险评估,并且能够为设计风险缓解结构提供有趣的信息。显然,严格执行这些模型需要使用从现场和实验室测试获得的岩土数据。当这些数据不可用时,可以使用从相似土壤获得的文献数据,与研究的土壤相比具有相似的起源和应力历史。该方法的适用性已在2001年和2005年发生在雷焦卡拉布里亚省的两处泥石流上进行了测试,这些泥沙流造成了涉及各种生命线的广泛破坏。使用两个无因次指标,模型结果已通过真实事件进行了验证,包括触发/起始区域和碎片风扇。这些模型的严格实施要求使用从现场和实验室测试获得的岩土数据。当这些数据不可用时,可以使用从相似土壤获得的文献数据,与研究的土壤相比具有相似的起源和应力历史。该方法的适用性已在2001年和2005年发生在雷焦卡拉布里亚省的两处泥石流上进行了测试,这些泥沙流造成了广泛的生命线破坏。使用两个无因次指标,在触发/起始区域和碎片风扇方面,模型结果均已通过真实事件进行了验证(这些模型的严格实施要求使用从现场和实验室测试获得的岩土数据。当这些数据不可用时,可以使用从相似土壤获得的文献数据,与研究的土壤相比具有相似的起源和应力历史。该方法的适用性已在2001年和2005年发生在雷焦卡拉布里亚省的两处泥石流上进行了测试,这些泥沙流造成了涉及各种生命线的广泛破坏。使用两个无因次指标,在触发/起始区域和碎片风扇方面,模型结果均已通过真实事件进行了验证(该方法的适用性已在2001年和2005年发生在雷焦卡拉布里亚省的两处泥石流上进行了测试,这些泥沙流造成了涉及各种生命线的广泛破坏。使用两个无因次指标,在触发/起始区域和碎片风扇方面,模型结果均已通过真实事件进行了验证(该方法的适用性已在2001年和2005年发生在雷焦卡拉布里亚省的两处泥石流上进行了测试,这些泥沙流造成了涉及各种生命线的广泛破坏。使用两个无因次指标,模型结果已通过真实事件进行了验证,包括触发/起始区域和碎片风扇。trig的DEP)。这些指标分别将实际触发/接收区域与模拟区域进行了比较,将实际沉积/区域与数值区域进行了比较。对于已分析的现象,I trig的值高于90%,而I dep假定的值高于70%,这支持了所提出方法的适用性。

更新日期:2021-02-21
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