小江流域生态环境灾害与治理对策

小江流域生态环境长期受到严重破坏,引发并加剧了生态环境灾害,使其成为长江流域环境最恶劣、侵蚀最强烈、灾害最严重、输沙率最大的河流.大量的泥沙输入小江,造成严重的土地沙石化和堵江灾害.同时,小江又将泥沙输移至金沙江,危害和威胁金沙江干流水利水电梯级开发工程建设和运行安全.鉴于泥石流已成为该流域生态环境和灾害间恶性循环的关键环节,提出了从泥石流治理入手,控制泥石流灾害和泥沙输移,在恢复生态系统功能和治理灾害的同时,发展生态产业的综合治理对策,使生态环境与减轻灾害间形成良性循环,并促进生态环境建设与区域经济的协调发展.     

岷江上游干旱河谷区龙洞沟泥石流及其防治

龙洞沟发育于岷江上游四川茂县境内,沟口地带属干旱河谷区.该沟流域面积14.52 km2,沟长9.15 km,相对高度2 534m,沟床比降23.7%,沟内滑坡发育,形成泥石流的地形和松散固体物质条件充分;偶尔出现的高强度、短历时暴雨是泥石流形成的水源条件和激发因素.该沟主沟为低频率泥石流沟,以中-大规模和特大规模泥石流为主,中-大规模泥石流约30～50 a一次,大-特大规模泥石流约50～100a一次;支沟泥石流活动频繁,但多为小规模.泥石流流体性质,支沟的几乎均为粘性,重度可达2.0～2.3 t/m3,而主沟的则以稀性为主,重度一般为1.3～1.6 t/m3.泥石流治理采用土木和生物工程相结合的综合措施,土木工程包括谷坊17座,拦砂坝5座,主沟排导槽1 054 m,支沟排导槽198 m;生物工程按流域生态功能分区进行,在分出的5个生态区实施造林398 hm2,退耕还林还草40hm2,林地封禁、抚育779 hm2,果园改造、更新40 hm2,生物谷坊10座.     

泥石流梁式格栅坝泥砂粒径调节试验研究∗

梁式格栅坝是泥石流防治工程中一种常见的透过型拦砂坝，具有拦粗排细的独特功效。通过室内水槽模型试验，探究了梁式格栅坝对泥石流泥砂粒径的调节特性。研究表明，梁式格栅坝在试验工况下均表现出一定的粒径调节作用，但在不同条件下差异明显，对于水石难分的高容重泥石流难以达到较好的粒径调节效果。分析认为，透过型拦砂坝的粒径调节可能是其容重调节的原因，坝体拦截了大部分粗颗粒物质，使泥石流体的结构变化，导致泥石流浆体能悬浮和输移的最大颗粒粒径变小。其次，提出了一种可用于透过型拦砂坝泥砂粒径调节效率的评价方法，并对比分析了该方法与现有常用评价方法的优势与合理性；基于模拟试验结果，通过多元非线性拟合，得到了新评价方法下考虑泥石流性质、过坝前运动状态和坝体尺寸的影响因素的泥砂粒径调节效率计算公式，可为梁式格栅坝设计中粒径调节效率的预测评估提供参考。此外，试验发现，梁式格栅坝泥砂粒径调节效果还受其拦截泥石流时的闭塞表现的影响。     

甘肃岷县中寨沟流域内泥石流发育差异的主控因素分析∗

中寨沟流域位于甘肃省定西市岷县中寨镇，是青藏高原东北部地区具有代表性的极高敏感性泥石流流域之一，该流域内泥石流发育受地形条件及地质条件控制明显。基于野外调查、遥感解译等，结合已有成果资料，系统总结中寨沟流域内泥石流的形成条件，深入剖析中寨沟流域主沟及各支沟泥石流分布发育特征、类型、发育规模、 程度等，提出以流域单位面积的泥石流一次最大冲出物质量贡献值为标准来表征泥石流的发育程度，从而探讨流域面积、断裂活动、坡度、地层岩性等因素对泥石流发育的控制作用。研究结果表明：中寨沟流域内泥石流发育规模差异的主控因素为流域面积及断层活动；发育程度差异的主控因素为坡度及地层岩性。     

四川青衣江上游若壁小沟泥石流及其防治对策

若壁小沟为四川青衣江上游左岸的一级支沟,该沟处于深切割高山峡谷区,地形坡度陡,构造发育,岩石破碎,加之较为丰富的降雨,使该沟具备泥石流暴发的条件。该沟如果暴发泥石流,将对某电站拟建厂房产生威胁。该沟泥石流具有成灾快、危害严重、松散固体物质以坡面崩塌补给为主、活动频率中等等特征。通过野外考察和取样分析,该沟泥石流的性质和类型为中频率—中~大规模—低~高粘度泥石质泥石流。分析预测了该沟泥石流在强烈地震条件下、近期出现不同频率暴雨情况下及人类活动影响下的发展趋势。在此基础上,提出了该沟泥石流减灾工程规划方案。     

大渡河长河坝水电站区域泥石流特征及危险性评价

2009年7月23日,四川省甘孜州康定县舍联乡长河坝水电站施工区响水沟发生特大泥石流灾害,造成重大人员伤亡和财产损失。响水沟是大渡河上游段右岸一级支沟,近百年来泥石流活动不明显。由于之前近一个月的连续降雨,沟谷内的不稳定堆积物已基本处于饱水状态,当日的强降雨直接诱发了此次泥石流灾害。本文根据现场调查资料,就该沟泥石流的形成条件、灾害成因及特征进行分析,并应用灰色系统理论关联分析方法和沟谷泥石流危险度计算分析综合评价其危险性。结果表明,在极端气象条件下,响水沟仍有可能发生中等至大规模暴雨型粘性泥石流。     

三维离散单元法在泥石流堆积研究中的应用

泥石流在河道汇流部的堆积会引起主河道河床和水流的改变。为了研究泥石流的堆积与输移规律，在对传统离散单元法(DEM)进行分析的基础上，提出了适用于计算泥石流运动的三维离散单元模型，并应用该模型计算了主河在无水(或弱水流)条件下，泥石流的堆积过程与堆积扇形态。在此基础上，提出了泥石流(采用离散单元法)与主河水流(用流体力学方法)交替计算的耦合模型，模型重点考虑了堆积体与水流交界面单元格中泥沙的沉积与输移，并按单元格中的流动状态和泥沙浓度来确定泥沙的沉积与输移。运用改进后的模型计算了无水和有水流作用下的两种堆积过程，其堆积体的纵向坡面变化、堆积扇的几何形态、泥沙浓度分布等，均得到了较详细的刻画。     

山区铁路沿线暴雨泥石流预报的研究

泥石流发生是灾害性降雨过程和流域内不稳定的松散物产状与制约水、沙输移的河沟条件所决定的。解决泥石流预报中的时、空因素，可以通过每小时接收卫星云图的信息分析决定。对某一流域内能否发生泥石流的预报，则由降雨条件函数和地面环境动态函数组合的量级决定。本研究对铁路三个预报试验区、黄河水利委员会三个水土保持科学试验站的大量观测试验资料进行了统计分析，完善了“山区铁路暴雨泥石流中短期预报的研究”专题中提出的泥     

黄龙景区红岩关沟的泥石流及防治

红岩关沟为四川松潘县黄龙风景名胜区内涪江上游一条支沟,曾发生过严重的泥石流灾害.该地的泥石流具有活动频繁、危害严重、容重大、固体物质粒径粗、以及主要以沟岸滑坡、崩塌、沟床堆积物补给为主等特点.本文分析了该地泥石流的形成、流体性质、类型等基本特征,预测了泥石流的发展趋势,提出了治理措施.     

四川甘孜达曲各目弄巴沟泥石流及其防治对策

各目弄巴沟为雅砻江支流达曲的一级支沟,该沟地处川西高山高原区,处于南水北调西线一期达曲工程区内,曾发生过严重的泥石流灾害,直接威胁公路、村庄、学校、小水电站、桥梁等的安全.该沟泥石流具有规模大,危害严重、冲淤强烈、容重大,固体物质粒径粗等特征.在分析了该沟泥石流的特征基础上,预测了泥石流灾害的发展趋势,并提出了泥石流减灾防灾对策.     

汶川县映秀镇红椿沟特大型泥石流形成机制及堵江机理研究

2010年8月14日,汶川县映秀镇红椿沟因连日强降雨,发生灾害性特大泥石流,完全中断都汶公路的交通,并冲入岷江形成堰塞体,致使河水改道,冲进映秀新区使数十幢房屋成为孤岛,严重危胁到灾后重建的胜利成果。研究红椿沟泥石流的基本特征、变形破坏机制、类型规模及防治对策,对防治高地震烈度泥石流灾害、确保灾后重建成果具有重要意义。以红椿沟特大型泥石流为例,在研究地质灾害形成的地质背景及条件、基本特征的基础上,分析了泥石流的形成机理及断路堵江的具体原因,预测了泥石流发展的趋势,对重要物源点进行了稳定性分析,提出了红椿沟泥石流的形成及堵江除丰富的震后松散物源、强降雨外,还与其独特的地形地貌密切相关。研究表明,红椿沟特大泥石流是从其上游甘溪铺支沟开始启动、汇集溃决,随后带动主沟物源冲入岷江,与岷江上游烧房沟泥石流冲入江中物质在江中汇集,形成堵江。红椿沟内物源丰富,必须加强防治,防止泥石流的再次危害。     

泥石流堵河影响因素研究——以岷江上游为例

以岷江上游为研究区,选取堵河型泥石流沟4条、堵塞型和不堵河型泥石流沟各2条,在详细分析和比较8条典型泥石流的流域特征、一次有代表性的泥石流过程的泥石流流体特征及沟口处主河特征的基础上,结合专家问卷调查,得出了与泥石流堵河关系较为密切的因素,它们是:泥石流规模、堆积区主河宽度、泥石流沟床比降、泥石流流量、入汇处主河流量、泥石流颗粒级配、入汇处主河比降、泥石流粘度、重度、泥石流沟与主河夹角、泥石流暴发频率等。     

泥石流入汇的危险性判别指标

通过对比单沟和区域泥石流危险性的评估方法 ,提出了利用影响度、危险度和危害度 3项指标判别汇流区泥石流入汇危险性的设想 ,分析了泥石流入汇可能引起堵江的影响因子。作为尝试 ,给出了判别指标的计算公式 ,经实例验证具有较好的实用性 ,可作为规划设计的技术依据。     

四川色达县切都柯沟“7.8”泥石流灾害特征及危险性分析

2004年7月8日四川色达县歌乐沱乡切都柯沟发生了中等规模泥石流,最大流速10.4m/s,洪峰流量156m3/s,冲出方量约7×104m3,造成了一定的财产损失。泥石流稠度大,冲击力强,具有明显的直进性特征,为粘性泥石流。切都柯沟泥石流发育阶段为壮年(偏幼)期。切都柯沟为中度危险的泥石流沟,该沟一次泥石流最大堆积危险范围39902m2,最大堆积长度284m,最大堆积厚度4.32m。提出了相应的防治措施:一是在滑坡崩塌处进行加固,采取沟岸护坡等措施;二是在沟谷上游修建谷坊、拦挡坝,以降低流速,削减泥石流能量和规模。     

溪洛渡坝区下游癞子沟泥石流发育特征及堵江可能性分析

在野外详细调查、测绘的基础上,研究了癞子沟泥石流的特性,分析了泥石流堵江的可能性。研究结果表明,癞子沟是一条老泥石流沟,泥石流的性质为过渡—粘性,容重为1.8～2.2 t/m3,规模属大—特大型。通过计算和分析,癞子沟泥石流在区域性降雨条件下,不会堵断金沙江,但是在局地暴雨条件下,可能堵断金沙江。如果在200年一遇泥石流堵断的情况下,堵河的高度达20.11 m;500年一遇时,堵河的高度达30.39 m。堵江后不但会淹没大坝尾水出水口,而且导致沟口右岸的癞子沟碴场失稳,形成灾害链。     

潜在泥石流的界定与判识——以金沙江流域溪洛渡库区为例

选择在建的溪洛渡库区作为研究区域，通过详细的野外考察，确定金沙江流域溪洛渡库区干流共有现代活动泥石流沟57条。利用Matlab构建SOM神经网络模型，依据这57条泥石流样本，选择流域面积、主沟长度、相对高差、沟床比降、平均坡度、相对切割程度、圆状率和侵蚀程度等8个指标，对干流46条沟谷进行预测。预测结果分为：①非泥石流沟有19条，分布在雷波-永善三角台地上；②低危险潜在泥石流沟有14条，分布在库区尾端；③高危险潜在泥石流沟有13条，分布于库区中间位置。预测结果可以为库区生态修复和工程治理提供依据。     

人为泥石流起动及产沙放水冲刷实验——以神府-东胜矿区为例

神府东胜矿区位于黄土高原北部干旱半旱过度地带。由于煤田的大量开采，诱发了大量的环境问题，尤以人为泥石流最为严重，本文以神府－东胜矿区人为泥石流为研究对象，采用人工放水冲刷模拟的方法，分析了坡面型和沟谷型泥石流源地松散体起动、产沙、泥石流过程的特性，所得结论为：（１）放水历时长，强度大，有利于泥石流的形成；（２）弃土石渣起动，是该区泥石流固体物质的主体；（３）沟道型泥石流放水冲刷模拟实验，便于观测石     

都(江堰)汶(川)公路泥石流危险性评价及活动趋势

泥石流危险性评价是合理制定泥石流防治方案和进行泥石流防治工程设计的必要前提。板子沟、桃关沟、登基沟和彻底关沟是岷江两岸的大型泥石流沟,严重威胁着沟口公路桥梁的安全。危险性评价结果表明,登基沟、桃关沟和板子沟均为具有高度危险的泥石流沟,危险度分别为0.74、0.69和0.68,高度危险的泥石流沟可造成重大灾难和严重危害。彻底关沟泥石流危险度为0.50,属中度危险。板子沟、桃关沟和彻底关沟均为低频率泥石流或高含沙洪水,平均20～50年发生一次;登基沟泥石流(包括高含沙洪水)发生频率稍高,平均5～10年发生一次。研究表明,如果板子沟和桃关沟内人工采石的强度能得到有效控制,没有明显迹象表明上述4条沟的泥石流活动会有增强的趋势。     

粘性泥石流阵性运动对沟床冲淤演变的影响--以云南东川蒋家沟为例

粘性泥石流沟床的冲淤具有其特殊的机理,年内及一场泥石流的沟床冲淤主要受泥石流体性质、流型、规模的控制,阵性运动中沟床演变主要反映在残留层厚度的变化。对云南东川蒋家沟进行野外现场泥石流及沟床冲淤的定位观测,应用观测资料对阵性粘性泥石流泥深、流速、拖曳力与沟床冲淤值的关系进行分析,认为在泥深<2.0m,流速<8m/s,流量<1500m3/s情况下,阵性泥石流运动前后沟床冲淤值与三者没有明显线性关系,沟床冲淤幅度较小,一般在-0.8~1.0m之间。通过分析,求得粘性泥石流沟床冲刷深度极限值的表达式。