基于耦合协同理论的泥石流危险性评价研究

泥石流地质灾害是降雨、松散物源和自然地理条件共同作用的结果,在泥石流暴发形成过程中,降雨条件、物源条件和自然地理条件三者之间存在着复杂的耦合关系,各要素之间相互作用、协同演化。因此,根据系统耦合协同理论和熵值赋权理论,本文建立泥石流暴发系统的耦合协调评价模型,并对重庆市北碚区典型泥石流单沟进行了耦合协调程度和危险性评价,评价结果与泥石流暴发的实际情况相吻合,能够为泥石流灾害的预防提供理论支撑。     

云南省马鞍山沟泥石流危险度评价

为了保证金沙江某码头工程的顺利进行,特对马鞍山沟泥石流做危险度评价。根据对马鞍山沟泥石流的调查与分析,结合前人的研究成果,选取了一次泥石流最大冲出量、松散固体物质储量、最大漂砾粒径、最大容重、最大12小时暴雨量、流域最大相对高差、泥石流发生频率、流域面积等8个危险因子。采用模糊综合评判法,建立评价因子隶属函数与模糊矩阵;依据最大隶属度原则得出所属危险度;结果显示:马鞍山沟泥石流的危险度为中度危险,在强降雨激发下有可能发生泥石流灾害。     

长江上游地区泥石流灾害敏感性量化评价研究

泥石流敏感性分析对灾害分析评价预测具有重要作用。文章以长江上游为研究区,选择坡度、相对高差、地层岩性、年降雨量、地震烈度等5方面因素为评价因子,探讨运用GIS技术管理分析泥石流灾害信息和区域泥石流敏感性分析的方法。量化评价因子的作用分值大小,有效表达泥石流敏感性指数(DFSI),进而,结合空间分析与条件概率模型,实现了区域泥石流敏感性分析并制作了泥石流敏感性专题图。长江上游地区泥石流敏感性区域具有一定的规律性,高度敏感区主要分布在第一级阶梯与第二级阶梯的过渡地带,比较集中的区域有雅砻江中下游、安宁河、小江、普渡河、大渡河中下游、理塘河、白龙江、岷江上游、涪江上游等干支流的5～10 km范围内;中度敏感区主要分布在高度敏感区的外围约10～30 km范围内。利用历史泥石流资料验证,表明已经发生的泥石流主要分布在泥石流敏感性指数较高地区,说明敏感性分析的结果基本反映出研究区泥石流敏感性特性。     

GIS和MATLAB在泥石流防治工程流量计算中的应用研究—以北川县苏保河为例

根据1976年松潘地震的经验,可预见未来较长时间内,"5-12"地震灾区泥石流防治的工程量十分巨大。针对目前泥石流防治工程流量计算中获取流域特征参数工作量大、低效等问题,本文在确定出研究区最佳分辨率为10m的DEM基础上,用MATLAB数学软件实现了目前较新的"三方向算法"洼地填充处理,消除了传统算法中河流"平行线"现象,较好保留原始地形信息,成功构建出水文地貌关系正确DEM(Hc-DEM)。提取出水网和相关流域等数据,经有机结合处理,并结合研究区泥石流特征,在苏保河泥石流沟上游设计一工程防治点,利用GIS技术成功实现了泥石流流域面积F、主沟长度L和主沟床平均纵比降J等参数的自动、快速、准确提取。在MATLAB平台下设计出暴雨洪峰流量和泥石流洪峰流量计算的自动算法,结合研究区实际情况,最终实现泥石流流量的计算。研究表明,在泥石流防治工程流量计算中,多功能软件及优化算法的集成,可以快速有效的实现泥石流相关参数的自动获取和流量的智能计算,满足了日益增加的泥石流防治需求。     

汶川震区典型泥石流形成特征及运动特征研究——以大沟泥石流沟为例

查明了大沟泥石流的发育情况及泥石流沟谷特征,从而确定了大沟泥石流的形成特征,以利于分析预测其发展趋势;并通过计算确定了汶川震区典型泥石流的运动特征,这些结论对于如何经济合理治理大沟泥石流具有重要的现实意义。根据以上结果针对大沟泥石流可以制定一套有效的防治措施,建议在现有防治措施的基础上增设三道重力式拦砂坝,并在治理后采取生物措施对其进行综合防治,采用工程措施与生物措施相结合的综合防治对策。采取生物防治措施可以起到拦截降水、调节径流、护坡稳坡、增强土体的稳定性和抗雨水侵蚀能力的作用。     

基于灰色关联度理论的河北省太行山区下瓦岔泥石流灾害危险性评估研究

1999年8月14日发生在河北省太行山区的下瓦岔泥石流,冲毁了位于沟口的下瓦岔村的几十户人家,造成26人死亡,下瓦岔泥石流是河北省太行山区泥石流暴发的重灾区之一,其危险度研究对该区经济建设及防灾减灾意义重大。本文以灰色系统理论为基础,选取一次泥石流(可能)最大冲出量等2个主要危险因子及流域面积等9个次要危险因子进行多因素关联度分析,再对各危险因子赋予相应的权重,并结合下瓦岔泥石流灾害主要特征,确定各危险因子等级并赋值,最终求出下瓦岔泥石流危险度值,其结果与现场实际勘察的结果相吻合。研究表明,运用灰色关联法进行河北省太行山区下瓦岔泥石流危险度评价是实用的和有效的。     

北京地区泥石流灾害的发育特征及预报方法探讨

通过认真研究北京地区泥石流的发育特征,深入分析了泥石流的形成条件和影响因素,并在此基础上对北京地区泥石流预报方法进行了初步探讨,建立了综合考虑地形地貌、地质条件、土壤类型以及降雨情况等因素的判断公式,并就北京地区泥石流预报方法提出了建议.     

基于层次分析法的河北省太行山区泥石流灾害危险性评估研究

在深入分析河北省太行山区泥石流灾害的基础上,采用层次分析法,从泥石流的地形条件、物源条件和水动力条件中选取11个指标作为评价泥石流危险度的评价因子,建立了河北省太行山区泥石流危险度评价模型。所建立的模型中,形成条件所占权重为0.333、物源条件所占权重为0.333和水动力条件所占权重为0.333。利用该模型对当地泥石流沟道进行危险度评价,其结果与实际情况具有较好的一致性。研究表明,运用层次分析法进行河北省太行山区泥石流危险度评价是实用的和有效的。     

基于FLO-2D模型的红椿沟泥石流工程治理效果研究

汶川地震带来了众多地质灾害,给当地灾民造成了严重的生命和财产损失。为了更好地预防地质灾害的发生,保护灾后重建成果,对地质灾害防护工程的效果分析研究就显得尤为重要。文章选取了汶川红椿沟流域中的甘溪铺沟、大水沟、新店子沟3条泥石流沟为研究对象,采用二维流变模型FLO-2D,经连续方程与运动方程,结合网络化的数字高程模型,通过DEM在ArcGIS中转换为ASCII格式输入至FLO-2D软件中,建立流域模型,分析计算出红椿沟泥石流沟在工程治理条件下,遭遇50、100年一遇暴雨时,泥石流冲出物的堆积深度和流动速度。通过计算机数值模拟方法对治理效果进行分析研究,从而确定工程治理效果和进一步的工作方法。     

浙西南丘陵山区沟谷泥石流降雨特征分析

浙西南丘陵山区沟谷泥石流均为暴雨型泥石流,降水是诱发泥石流灾害的主要因素。通过对暴雨与泥石流发生的时间关系分析,认为泥石流发生主要有两种类型:一是当日降雨量直接激发泥石流,另一种是泥石流发生在有一定前期降雨的积累,并利用雨量站观测资料对这两种类型泥石流发生时的降雨特征进行了详细分析,以为泥石流灾害的防治提供依据。     

台兰河流域地下水系统数值模拟

地下水数值模拟是地下水在多孔介质中分布过程机理的模拟,以流域水量均衡为基础,应用ArcView GIS与FEFLOW专业地下水模拟软件,根据研究区水文地质勘探资料、抽水试验及地下水水位长期观测资料,建立了内陆河流域二维地下水运动模拟模型。采用Kringing、Aki-ma插值方法和Galerkin有限元三角形网格剖分技术,求解模型,模拟了台兰河流域地下水运动特征。从模拟结果可以看出,所建立的水文地质概念模型和数学模型是正确的,选取的水文地质参数和计算的源汇项基本合理,模拟结果与实测数值比较吻合,符合台兰河流域地下水的实际情况,能够进行该区域地下水的动态预报,可为研究区水资源的合理开发提供科学依据和技术指导。     

民国时期川东北灾荒严重的社会因素

民国时期川东北地区的干旱、洪水、滑坡、泥石流等灾害频发,范围广,灾情较严重,危害大。除自然因素外,各种社会因素对灾荒的严重程度也有直接影响。在军阀混战、赋税繁重、政治腐败、土匪横行的大背景下,政府防灾、救灾水平较为低下,民间赈灾杯水车薪,灾后恢复难度大。整体上防灾、救灾水平较低,人祸不亚于天灾。     

太浦河流域锑污染环境风险评估

以太浦河流域为研究对象,从环境风险发生机理入手,分析流域内各环境风险要素之间互相影响及作用机制,基于环境风险受体、锑污染源和流域水文特征三方面构建环境风险评估体系,分析不同情景条件下流域发生锑污染的环境风险,并根据断面水质控制目标核算不同流量条件下流域的环境容量,为流域突发性水污染事件的应急响应和风险防范管理提供决策依据。     

金沙江白鹤滩水电站坝址施工区泥石流易发性与危险区初步分析

2012年6月28日,金沙江白鹤滩水电站坝址施工区的9条泥石流沟暴发了泥石流灾害。在实地调查基础上,应用规范中的模糊数学评判方法对9条泥石流沟进行了泥石流易发程度判别,进一步采用了模拟计算和现场调查2种方法对9条泥石流沟危险区进行了初步区划。分析结果得出:a)除延吉沟和凉水沟的泥石流易发程度为轻度易发外,其余泥石流沟的泥石流易发程度均为中等易发,其中以大寨沟为最易发,矮子沟次之;b)单沟泥石流危险性从大到小的顺序依次为:大寨沟矮子沟大石垴沟白鹤滩沟延吉沟凉水沟牛路沟海子沟蔡家坪沟;c)单沟泥石流危险区面积为1.61km2,占流域总面积的0.7%。最后,在上述分析结果的基础上提出了针对性的泥石流防灾建议。     

基于数值模拟的震区溃决型泥石流入流点选取探讨

FLO-2D模型假定下伏沟床固定,未考虑泥石流沿程侵蚀,但侵蚀作用带来的泥石流沿程补给是强震区泥石流的主要活动特性,在溃决型泥石流中侵蚀作用尤为强烈,忽略该侵蚀过程,将会造成流体规模的严重低估。本文选取汶川震区典型溃决型泥石流沟为研究对象,利用泥石流过程机制的分析,将沟床侵蚀结束的位置设置为入流点,即侵蚀/堆积的分界点。为确定溃决型泥石流入流点流量过程线,将沟道最后一级已溃决的堰塞体参数输入到BREACH模型中,获得与实际相吻合的溃口流量过程线,依据体积浓度划分清水流量过程线在入流点处输入进行模拟研究。引入同时考虑淤积范围与堆积方量的精度评估模型,结合实际暴发情况对模拟结果进行评估,结果表明基于FLO-2D的震区溃决型泥石流数值模拟可将入流点设置在侵蚀与堆积分界点处,为该模型在强震区溃决型泥石流冲出规模预测的应用上提供一定的科学依据。     

甘肃舟曲三眼峪沟泥石流粗大颗粒冲击力特征分析

本文通过对甘肃省舟曲县城后山三眼峪沟特大泥石流灾害的现场调查获取了舟曲三眼峪泥石流沟相关资料,并根据这些收集整理的资料分别对三眼峪沟及其支沟(大峪沟、小峪沟)泥石流动力学重要参数-冲击力,进行计算与特征分析,该参数计算结果对该沟泥石流防治工程参数设计有一定的参考作用,对灾区灾后重建有重要意义。分析发现泥石流流通区最大颗粒冲击力比堆积区的大,而堆积区粗大颗粒的冲击力呈先增大后减小的趋势并与粗大颗粒的最大直径呈单调线性关系;堆积区的粗大颗粒形态主要为棱柱状(长方体、立方体)、角锥状、菱形状。最后以利子依达沟为例对计算结果进行简要评估,并在上述计算与特征分析的基础上提出三眼峪泥石流沟针对性防灾减灾建议。     

重庆境内07.7泥石流灾害形成机理及启示

2007年7月在暴雨激发下,重庆境内多处暴发泥石流,本次泥石流的集中暴发是地形地貌、物源和暴雨等多因子耦合异变的必然结果,打破115年记录的降雨是泥石流暴发的客观因素,但人类工程活动,如山区城镇建设、采矿、交通建设等造成的弃渣、毁林,是引发泥石流灾害的重要原因。对本次泥石流形成条件、形成机理进行了分析,并综合历史泥石流事例、山洪、水土流失分区、地形地貌、物源、气候等因素,对重庆境内泥石流发育趋势进行了初步分区;并基于成因分析、机理研究和泥石流分区,提出了重庆境内泥石流灾害有关防治对策建议。     

Predicting atmospheric debris transport in real-time using a trajectory forecast model

An experiment is described in which a trajectory forecast model was used in real-time to estimate the transport of debris associated with a large chemical explosion in the south-western U.S. The forecast trajectories were used to vector sampling aircraft into a position favorable for intersecting the debris cloud. The forecasts are evaluated and compared with three independent measures of debris transport: diagnostic trajectories calculated after the experiment using observed wind fields; transport of a tracer balloon; and aircraft measurements of the debris cloud.Trajectory forecasts originating as early as 39 h before the explosion successfully predicted the downwind atmospheric drift pathway of the cloud. The forecast trajectories agreed well with diagnostic trajectories, confirming the high quality of the meteorological forecast data upon which the trajectories are based. The forecast trajectories also proved skilful in predicting real-rime atmospheric motion at short notice. The results support our conclusion that forecast trajectory models are valuable tools for vectoring sampling aircraft in long-range atmospheric dispersion experiments and operations. These models should prove useful in the future when real-time estimates of atmospheric transport are needed.     

汶川地震重灾区泥石流灾损土地利用及生态修复模式——以北川县都坝河小流域为例

汶川地震诱发了大量泥石流灾害,灾损土地利用和生态修复是灾区产业重建面临的重要课题。以北川县都坝河小流域为研究对象,通过调查灾损土地禀赋、灾害特征、土地需求,采取多因素耦合和关键因子限制分析法,探讨灾害胁迫条件下的经济活动与生态修复之间的互馈作用,结果表明：（1）流域新增土地供给源主要为泥石流灾损土地,土地资源化利用受灾害、聚落和产业结构控制;（2）灾损土地根据成因划分为沟口堆积型、沟道冲淤型以及岸坡侵蚀型,三者的肥力、安全性及交通条件等特征具有显著差异;（3）基于“因灾分区、耕地优先、产业共建、美居造景”的原则,建立了灾损土地的利用方式和生态修复模式,并选取杨家沟进行验证,沟域灾损土地利用方式为生态林地、产业林地及优质耕地,分别占比28.5%、56.3%、15.2%,生态修复措施主要为提高土地安全度、提升植被覆盖率和增强水保功能。该研究建立的震区土地利用和生态修复模式可有力协调人地矛盾、发展绿色经济和提升人居环境。     

四川雅安市干溪沟泥石流特征及综合治理研究

从干溪沟泥石流的基本条件出发,对该区泥石流的活动特征进行了分析,从预防、预警预报和治理三个方面着手对泥石流进行综合治理,详细讨论了防治措施、工程布置的依据以及排导槽、拦挡坝、停淤场等工程措施的结构设计,为该区泥石流的综合治理提出了科学的建议。