基于遥感解译的典型低频泥石流形成机制研究——以四川省宁南县矮子沟泥石流为例

2012年6月28日四川省宁南县矮子沟暴发泥石流,造成重大的人员伤亡和财产损失。通过对比事件前后流域的高精度遥感影像,并结合泥石流发生后野外调查情况进行综合分析。研究结果表明:矮子沟泥石流具有典型水力类泥石流的启动机制,其形成过程可分为四个阶段:①强降雨使得地表径流快速汇集,使得坡体表层土产生破坏并启动,形成坡面泥石流并汇入主沟;②具有极强侵蚀能力的坡面泥石流开始对沟床内的固体物质产生强烈的揭底侵蚀和侧蚀,使得沟床堆积体的稳定性产生破坏并启动;③沟床堆积物在受到揭底侵蚀后,从上游依次往下,形成连续性的破坏并为泥石流的形成持续提供固体物质,以维持泥石流的运动并放大其规模;④在达到海拔800 m沟口转弯处之后,由于受到地形的限制及泥石流自身的动能衰减并产生堆积,泥石流过程结束。通过对该次泥石流的物源补给过程进一步研究认为,其物源补给可分为形成泥石流流体所需的启动型物源和维持泥石流持续运动的维持型物源两类。通过对比发现,低频泥石流在启动过程中的物源补给过程具有明显的启动型物源和维持型物源两个相对微观物源补给类型及过程,可为这类泥石流防治工程的类型选择及设计提供重要的理论依据。     

泥石流体的流变和冲淤特征及其与危险度的关系

从泥石流体流变特性的分析入手,深入地探讨了蒋家沟泥石流阵性流的淤积和冲刷特征。其冲淤变化特征与泥石流体的浓度特性和规模大小的发展过程有很大的关系。根据这些分析,可以将泥石流的危害划分为侵蚀和堆积两大类,并可能进一步完善泥石流危险度的评估。     

根据阵流估计泥石流堆积参数

泥石流堆积是泥石流产生灾害的主要方式，也是进行泥石流灾害评估的主要依据。根据泥石流堆积的形态特征提出了堆积的元过程叠加，将堆积与间歇性的阵流运动联系起来；利用近20年来蒋家沟泥石流阵流序列的观测数据，估计了堆积的相关因子，如速度、流深、流量、堆积厚度等。这些因子表现出一定的频率分布特征，它可能改变过去确定论的泥石流观念，同时也为提出新的泥石流评估模式提供了定量的依据。     

利用冲击力信号判断泥石流颗粒垂向分选的试验研究

分别提出根据冲击力数据的波动强度和峰值情况进行泥石流颗粒垂向分选研究的系统方法,并配置了三组不同容重(2 095 kg/m3、2 008 kg/m3和1 960 kg/m3)的粘性泥石流样品开展泥石流冲击试验。两种方法的分析结果基本一致,即容重为2 095 kg/m3的泥石流分选不明显,其他两组泥石流呈现出正粒序分布且容重越小分选越显著。量纲分析表明,开展的试验粘滞力在运动中起主导作用,颗粒之间作用力较小,不容易发生反粒序分选,这与通过冲击力分析颗粒垂向分选的结果一致,因此提出的利用冲击力信号判断泥石流颗粒垂向分选的系统方法具有适用性。     

金沙江堰塞湖细粒碎屑沉积物元素地球化学特征及其对河流演化的指示

堰塞湖沉积物是研究水系演化和区域构造活动的关键对象。本文对金沙江奔子栏-巧家河段新生代堰塞湖、下伏河流相及现代河滩沉积物细粒泥沙(0.063 mm),进行元素地球化学特征分析,揭示各堰塞湖物源变化情况,并探讨对金沙江水系演化的指示意义。研究发现:1.萨赛登、奔子栏、石鼓、涛源和金塘等堰塞湖与现代河滩沉积物的元素地球化学特征相同,物源一致,泥沙均主要来源于金沙江; 2.下伏于昔格达组的格里坪河流砾石层与下游拉鲊昔格达组剖面的元素地球化学特征与其它堰塞湖相同,泥沙来源于金沙江;而受支流雅砻江来沙影响,昔格达村和炳草岗等处昔格达组的微量元素特征不同于格里坪下伏河流相和拉鲊剖面及其它堰塞湖沉积; 3.奔子栏-巧家河段各堰塞湖、下伏河流相及现代河滩物源的一致性表明,这些堰塞湖形成前,东流的金沙江已经形成,并且物源至今没有发生过重大变化。     

大渡河石广东古滑坡堰塞湖沉积物光释光年代研究

堰塞是重要的极端地表过程之一,往往会造成灾难性的后果,对古堰塞湖的研究有助于对区域堰塞风险的认识。本文以青藏高原东缘大渡河上游石广东古滑坡堰塞湖为研究对象,地质证据显示该古堰塞湖的堵江高坝高约23 m,堵江滑坡的体积约1.6×10~7 m~3,堰塞湖的最小蓄水量为2.0×10~7 m~3。并选取两个湖相沉积剖面,采用单片再生法(single aliquot regeneration,SAR)与标准生长曲线法(standard growth curve,SGC)相结合的方法,测定了7个样品的光释光(optically stimulated luminescence,OSL)年龄,测年结果表明堰塞湖形成于距今约3.0 ka,结束于1.6 ka,即全新世晚期。初步推测堵江的古滑坡体可能由于地震诱发。     

溜砂坡遥感解译标志与方法——以川藏公路然乌-中坝段为例

溜砂坡是一种特殊的坡面堆积形式,主要发生在较为干旱的花岗岩山区,因其稳定性差,溜砂坡活动较为频繁,成为山区公路的重要灾害之一。以川藏公路然乌—中坝段为研究区,对溜砂坡的地貌形态和植被特征及其遥感影象特征进行了初步分析,确定了溜砂坡的遥感解译标志,并分析了溜砂坡和滑坡在遥感图像上的区别。将溜砂坡的遥感解译方法应用到川藏公路然乌—中坝段,查清了该路段的溜砂坡分布及其危害。     

泥石流灾害信息共享的方法与实现

对泥石流信息进行广泛收集，科学分类和编码，建设泥石流信息数据库，利用现代信息技术建立数据接口与Internet连接，提供网络信息检索和查询服务是实现泥石流灾害信息共享的最佳方法。本文提出了实现泥石流灾害信息共享的方案。     

泥石流灾情综合评估模式

泥石流灾情综合评估模式是在灾情绝对评估的基础上建立的。首先，建立了泥石流灾情评估的步骤框图；然后依据已有的泥石流灾情评估指标体系对各项指标进行量化分析处理，将得了各灾情评估指标公值分布及其量纲换算法，确定了反映直接损失的灾情绝对评估指标和相对评估指标（直接经济损失占灾区国民收入的比例），并对绝对和相对评估结果的等级进行了划分；最后，建立了绝对评估和相对评估结果对比的灾情综合评估模式。经过实例应用验证，评估结果能较好地反映灾情。     

蒋家沟阵性泥石流输沙规律研究

阵性运动是粘性泥石流运动的主要形式,以蒋家沟5a中20次具有完整观测资料的典型阵性泥石流作为基础数据,对阵性泥石流输沙量、输沙级配变化进行了初步分析。分析发现阵性泥石流输沙量变化具有两种模式,输沙量峰值一般出现在阵次序列前期或序列中期。不同阵次泥石流颗粒级配曲线具有相似的特征。随着阵流的发展,泥石流细颗粒含量增加,粗颗粒含量不断减少,中值粒径、峰度系数、和质量密度总体均呈减小趋势;出现连续流时,粘粒含量不断增加,质量密度迅速减小,0.01 mm可以作为划分阵性泥石流颗粒的临界分维粒径,大于和小于该粒径的颗粒组成均具有较好的分形特征,其对于泥石流流态具有重要的意义。