泥石流堆积扇发育演化特征观测研究

李子凹沟和滑脚坡沟是著名高频泥石流沟蒋家沟中游流通段的两条支沟,流域条件极为相似,泥石流暴发频率高,堆积扇发育快。以这两条沟为对象,观察泥石流在堆积扇上的运动和停积过程,对不同特征的泥石流堆积体进行采样分析,并在每年雨季前后测量堆积扇地形及其纵横断面。对这两条支沟泥石流堆积扇2006~2008年的发育过程、平面形态、纵横剖面、堆积速度等进行分析,得出如下结论：（1）滑脚坡沟泥石流体颗粒较粗,容重大,泥石流整体堆积,呈垄岗状。李子凹沟泥石流粗大颗粒少,容重小,在扇体上漫流,堆积呈舌状。堆积扇的进一步发育主要靠垄岗状堆积 改道完成。（2）主沟堆积条件下,支沟泥石流堆积扇以淤高为主,且淤高幅度在扇体上下部分布均匀。（3）泥石流堆积扇发展到一定程度后,纵比降基本稳定,表现为剖面上发生持续且较为均衡的堆积。横剖面在主沟上游方向的坡度较小。〖     

基于数值模拟的小流域泥石流危险性评价研究

通过重点研究岷江小流域内6条泥石流沟,采用野外实地调查和遥感影像解译,以及在同实际降雨频率相同的条件下运用FLO 2D进行的数值模拟,重现了泥石流暴发现状,得出其堆积扇危险特征,与实际作出对比验证,计算出其堆积扇面积的误差比率在-25%~12%之间,冲出量的误差比率在-16%~-1%之间,模拟结果较好。并同时对研究区内高、中、低3种危险类型的面积及特征进行分析,得出小流域内的泥石流堆积扇危险面积所占比例。根据相同参数设计模拟5%、1%降雨频率下泥石流结果,得出3种不同频率下的堆积扇平均堆积深度、堆积扇面积和冲出量,可为研究区的泥石流风险评估、预警预报、工程治理和危险范围分区提供有效的参考依据     

岩溶槽谷区山坡-槽坝土地利用变化的对比研究

揭示当前多因素驱动下岩溶槽谷区典型地貌单元土地利用变化的一般规律,对山坡-槽坝土地利用变化的差异性和耦合作用具有重要的意义。以2005、2010、2014、2017年高清影像为数据源并结合实地调研对解译数据进行对比验证,通过对土地利用变化的土地动态度相关指标计算,揭示了岩溶槽谷区山坡-槽坝的土地利用变化的幅度、动态度以及空间分布的共同特征与差异。结果表明：(1)随着时间的发展,在3个连续阶段岩溶槽谷区山坡-槽坝土地利用变化的幅度与动态度为：2014~2017年>2010~2014年>2005~2010年,且西部槽谷>东部槽谷>中部槽谷,槽坝的土地利用变化动态度较山坡快且稳定。(2)岩溶槽谷区山坡-槽坝的土地利用空间分布的共同特征是：城镇用地、居民用地、水田主要分布于槽坝;灌木林地、有林地、草地、山地旱地等主要分布于山坡上。由于山坡-槽坝自然环境的不同与社会经济的影响,从而形成了西中东部槽谷变化出现各自差异以及土地利用受到局限性。     

基于流域演化的泥石流敏感性分析

基于泥石流来源于某些处于特殊演化阶段的分支小流域的理论,分析了面积高程曲线及其参数与泥石流活动的关系。面积高程曲线积分值S表征流域内松散固体物质量,S/2对应的相对高差比值K表征流域源地面积在不同高程的分布,以S和K为参数提出泥石流敏感性分析思路。针对汶川县主要公路(都汶公路和省道303)沿线泥石流敏感性分析,在Arcgis、Matlab等软件的支持下,基于震前1:50 000地形数据,计算了研究区泥石流流域的S和K。根据计算结果,初步判定了各流域的地貌发育阶段,以及流域源地汇水区的高程位置。并根据震后泥石流实际活动情况,对于S小于0.5但又属于震后频发型,或者S值大于0.5但其面积较大且分支较多泥石流沟,进行了次一级子流域的面积高程值计算,判定其易发生泥石流具体源地。最后,根据流域面积高程值S得出了研究区泥石流敏感性分级图,分析结果基本反应了地貌演化对泥石流发生能力的潜在影响。     

汶川地震后四川省安县黄洞子沟泥石流特征

2008年5月12日汶川地震诱发了黄洞子沟流域规模巨大的大光包滑坡,部分滑体前冲堆积于沟道内,直接为后期泥石流的形成提供了丰富的松散固体物质,改变了黄洞子沟泥石流形成条件,使黄洞子沟从一条非泥石流沟演变成了一条高频泥石流沟。震后黄洞子沟几乎每年雨季都会暴发不同规模的泥石流,其中以2013年"7·09"泥石流灾害规模和危害最大。本文着重分析了黄洞子沟泥石流形成特征,并从地形、降水和地质三个方面将黄洞子沟和文家沟进行对比,得出了物源堆积体颗粒粒径与泥石流形成的关系。     

LUCC及气候变化对李仙江流域径流的影响

为揭示李仙江流域LUCC和气候变化对径流变化的影响,基于SWAT模型,通过设置不同情景,定量分析了不同土地利用类型和气候要素对流域内径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5两种气候情景对流域未来径流的变化进行了预估。结果显示：(1) SWAT模型在李仙江流域径流模拟中具有很好的适用性,可以用SWAT模型进行流域的径流模拟,率定期的模型参数R2、Ens分别达到0.74、0.73,验证期的模型参数R2、Ens分别达到0.63、0.63;(2) 单一土地利用情景显示,将农业用地转化为林地或草地,均会导致流域径流量的减少,而将林地转化为草地则会引起流域径流量的增加,农业用地、林地、草地三者对径流增加贡献顺序为农业用地＞草地＞林地。(3) 2006~2015年间李仙江流域的LUCC引起的月均径流增加幅度小于气候变化引起的月均径流减少幅度,李仙江径流的变化由气候变化主导。(4) 在RCP4.5和RCP8.5两种气候情景下,2021~2050年间李仙江流域径流均呈减少趋势,减少的速率分别为3.6和2.15亿m³/10 a,这与1971~2015年间,流域实测径流减速为6.7亿m³/10 a的变化趋势一致,但这两种情景下,径流的减少趋势有所降低,分别为1971~2015年减速的53.7%、32.1%。     

湖北省涨渡湖流域湿地变化及其动因分析

基于1987年、1993年、2000年TM卫星遥感数据,在GIS技术支持下,建立了涨渡湖流域土地利用数据库,通过提取湿地信息,对该流域湿地资源动态变化进行了分析,并从人文因素方面阐述了湿地变化的原因。研究表明： ① 涨渡湖流域土地利用格局是以湿地为主,其他用地为辅的形式;②1987～2000年涨渡湖流域地区天然湿地和人工湿地均减少,其中水田减少面积最大; ③ 在1987～2000年14年期间,影响涨渡湖流域湿地结构变化的主要因素是产业结构调整、围湖（滩地、沼泽）造塘、城市化等。     

长江上游泥石流灾害的特征

长江上游地区地质条件复杂、新构造运动强烈、地震活跃、地形起伏巨大、降水丰沛而集中,对泥石流发育极为有利;而长期不合理的人类经济活动(如过度采伐森林、毁林开荒、陡坡耕作、建设和采矿不合理弃渣等)则对生态环境造成强烈破坏,加剧了泥石流灾害的发生,使长江上游成为我国泥石流活动最强烈及灾害最严重的地区。据统计,1753~2002年的200多年中,区内仅一场泥石流致死百人以上的特大灾害点就达17个,累计死亡近6 000人;致死百人以下的灾害点更多,致死十人以下的灾害点不计其数,死亡人数总和远远大于上列数字;有60余个市县政府驻地城镇受泥石流危害或威胁,乡镇则多达上百个。由泥石流造成的人员伤亡每年数十到数百人,经济损失10~15(亿元／a)。其灾害的严重性由此可见一斑。泥石流灾害已成为制约长江上游地区经济发展的重要因素之一。研究泥石流灾害,掌握其特征,是长江上游防灾减灾所必需,对促进长江上游地区社会经济发展和西部大开发具有重要意义。长江上游己查明的泥石流沟6 800余条。其特殊的地理位置和巨大的地形高差及岩性差异,使区内发育的泥石流不仅数量众多,而且类型石相当齐全,除无火山泥石流外,几乎 包含了世界上目前己发现的其他各种类型的泥石流。在青藏高原边缘等岭谷高差变化大的地貌过渡带,泥石流极为发育;沿深大断裂带和强烈地震带泥石流集中分布;泥石流主要出现在流域面积小于10 km\+2的小流域内,分布呈非地带性特征。泥石流活动频率高,每年都有成百上千处发生,导致了泥石流灾害频繁。如云南东川的蒋家沟,从1965~2001年的37年中,共发生泥石流459次,平均12．4次／a;甘肃武都柳弯沟平均每年暴发泥石流11次。此外,泥石流搬运泥沙石块的能力惊人,搬运物以粗粒物质为主,据干流和支流的69个泥石流堆积物样品分析,堆积物中粒径大于20 mm 的石块占43.%~64.8%,平均50．4％;由此,常常造成其汇入的主河被堵塞而形成淹没和溃决后水毁等次生灾害。泥石流冲刷与淤积能力极强,运动中可将基岩下切10余m,金沙江、雅砻江、大渡河、岷江及其支流被泥石流堵塞成湖,形成淹没灾害,溃决后对下游造成严重的水毁灾害,均屡见不鲜。     

太湖流域近25年土地利用变化对生态耗水时空格局的影响

为了评估流域土地利用变化对生态系统水量调节能力的影响,从生态水文的新角度来管理流域水资源,本文借助遥感、野外监测等方法获取地表基本参数,基于GIS技术与方法,以网格为基本单元,计算流域生态耗水量,评估太湖流域近25年土地利用变化对生态耗水的影响,结果表明:(1)近25年的年总耗水量高值区域主要分布在流域的浙西区、环太湖的北缘以及湖西区林木分布区,耗水量及其截留量、蒸散量等分量的空间分布特征基本和土地利用类型的植被覆盖度一致,耗水量较大值区域对应着植被覆盖度较高区域;(2)太湖流域1985~2000年以及2000~2010年耗水量显著减少的区域明显多于流域耗水量增多的区域,减少区域主要分布在浦东浦西区、苏锡常区和杭嘉湖区三大区域的建设用地的周围,多受建设用地扩张侵占了耕地的影响;(3)1985、2000、2010年年耗水量分别为1068.8、1041.5、960.2 mm,1985~2000年间的减小幅度(2.53%)明显小于2000~2010年间的幅度(7.78%),与太湖流域的近25年耕地面积1985~2000年减少程度(3.99%)和2000~2010年减少程度(11.09%)保持一致。     

基于SPEI指数的鄱阳湖流域近60 a干旱时空变化特征

量化研究干旱的时空变化特征,对区域干旱监测与抗旱减灾有重要的意义.基于鄱阳湖流域1961～2017年26个气象站点的观测数据,利用标准化降水蒸散指数(SPEI)定量分析了该流域干旱的时空变化特征及其影响因素.结果 表明:(1)鄱阳湖流域南湿北干,且四季差异明显.(2)鄱阳湖流域呈现显著湿润化趋势(p＜0.05),四季均存在变湿趋势,且夏季、冬季变湿显著(p＜0.05).从空间格局上看,所有站点年尺度均存在变湿趋势,变湿幅度较大的站点分布在流域中北部;在季节尺度上,除春季赣江流域的西北部、饶河流域和信江流域东部部分站点,以及秋季个别站点(德兴、遂川和龙南)呈现干旱化趋势外,其余站点各季节均呈湿润化趋势,只是在变湿的幅度和显著水平上存在一定差异.(3)鄱阳湖流域不同等级干旱的发生存在明显的年代际差异.除20世纪90年代及最近10年干旱发生的频率较低外,其他年代干旱发生的频率均相对较高,尤其是20世纪60年代.(4)鄱阳湖流域SPEI指数与降水呈正相关,与气温呈负相关,且与降水的相关性较气温的相关性高.在全球尺度的海气作用的驱动下,该流域的干湿变化与厄尔尼诺现象/拉尼娜事件之间存在着一定的相关性,且具有半年的滞后效应.     

云南蒋家沟泥石流运动特征及其发展趋势

根据蒋家沟1965~2005年的泥石流运动观测资料与会泽气象站1965~2005年日降水资料,应用Hurst指数分析泥石流的运动要素,研究发现:泥石流年输沙量的Hurst指数为0.682时,年输沙量呈较强的正持续性,未来呈增长趋势;降雨量的Hurst指数0.605时,降雨量呈较弱的正持续性,未来呈较弱的增长趋势。同时,运用小波分析方法,发现泥石流输沙量具有多时间尺度周期的特征,主要表现为:第8、14和24年分别为其第1、2和3活动周期;结合小波方差图分析可知:在未来15 a以上,年输沙量将呈减少趋势,泥石流活跃程度弱;而15 a以内,未来将会保持较短时间的增加趋势,泥石流活跃程度强。综合以上分析可知:蒋家沟泥石流具有规模巨大,作用强烈,类型齐全等主要特征。     

四川省不同类型山洪灾害与主要影响因素的关系

以四川省为例,在明确溪河洪水及其引发的滑坡、泥石流三类山洪灾害分布格局的基础上,构建概念模型,分析降雨、地形、人口资产易损性等引发山洪灾害的基本因子和土壤、河网密度、土地利用等一般因子对不同类型山洪灾害的影响程度,并比较它们的异同。结果表明:(1)四川省山洪灾害主要分布在盆周山区、川西高原和横断山脉一带;(2)如果3项基本因子可以解释山洪灾害空间分布100%的变化,则它们对三类灾害的影响程度分别为:溪河洪水,降雨59%、地形28%、人口资产13%;泥石流,降雨15%、地形73%、人口资产12%;滑坡,降雨48%、地形34%、人口资产18%;(3)总体上,泥石流灾害对地形、岩性、土地利用等下垫面因子的依赖更高,而溪河洪水和滑坡灾害受降雨要素的影响更大。     

泥石流暴发频率与其形成区块石粒径的关系

泥石流是山区常见的地质灾害之一,重大的泥石流灾害往往是由低频率泥石流造成的。通过对四川省西部地区17条泥石流沟的野外实地考察,测量了泥石流沟道内不同位置的块石粒径,研究了泥石流形成区、堆积区粗大块石粒径与泥石流暴发频率之间的关系。通过统计调查研究,得出坚硬岩石地区的块石粒径较大,泥石流暴发频率较低的结论,并初步给出由块石岩性、粒径来判定泥石流暴发频率的方法。用块石岩性和块石的平均粒径推测该泥石流沟的暴发频率,在低频泥石流的判断上简单可行,较为实用：可以通过查询地质图、判断主要岩性、对块石粒径赋值、选取影响因素进行修正、判定泥石流暴发频率。为深入研究低频率泥石流的形成机理提供了基础数据,为有效地预测和防治低频率泥石流提供了依据     

基于小流域单元的怒江州泥石流易发性评价

开展泥石流灾害易发性评价,了解区域泥石流易发程度的整体特征和空间异质性,为区域宏观层面国土空间布局及地质灾害防治规划等提供依据。基于小流域评价单元,选择距断裂带距离、岩性、melton比率、流域延伸率、流域高差率、河流弯曲系数、流域水系密度、平均植被覆盖度、年均降水量、距道路距离、距居民点距离等11个评价指标,采用确定性系数模型CF和多因子叠加权重确定法开展怒江州泥石流易发性评价研究。将易发性评价结果划分为5个等级,并以研究区历史泥石流灾害对易发性评价结果验证。结果表明:极高易发区面积仅占研究区总面积的8.31%,但发生泥石流灾害的数量占泥石流总数的29.75%;高易发区的面积占总面积的12.29%,发生泥石流的数量占22.59%。最后通过独立样本验证,易发性评价模型性能(AUC=0.742)良好。怒江州泥石流灾害易发性评价结果与历史泥石流灾害点空间分布较为吻合,表明选取的易发性评价指标和评价方法可行,评价结果可为怒江州防灾减灾工作提供参考。     

云南蒋家沟流域泥石流沟谷演变的非线性特征

蒋家沟是我国西南山区一条典型的暴雨泥石流沟，位于云南省东北部金沙江支流小江河谷的右岸。主沟长13.9km，流域面积48.6km^2，平均纵坡比降16.02%，流域内有4级支沟。据统计，沟谷长度大于0.50km的各级泥石支沟有26条，其中主沟1条（即蒋家沟）,另含Ⅰ级支沟6条，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ级支沟各2，7和10。蒋家沟流域内各级泥石流支沟尽管在形态上具有自相似性，但在空间分布上则具有均一性，从各支沟的数目、密度和流域面积看，均表明由沟口至沟源（尾）有逐渐增强的趋势，且主要集中在门前、多照两沟内。对蒋家沟及流域内各泥石流支沟的沟谷形态分析显示，各支沟的流域面积、沟道坡降及长度均存在明显的分形特征，它们与沟道数目之间有良好的非线性关系。这种非线性关系一 定程度上揭示了这些泥石流沟谷演变的非均匀性和自相似性。     

长江（万州段）水体溶解性有机物的荧光光谱分析

按照河床形态、水文条件、排污口分布、支流状况等特点从长江万州段及长江支流苎溪河选取8个断面进行采样,对水样中溶解性有机物（DOM）的荧光光谱特征进行了分析和研究。利用日立F 4500荧光分光光度计对长江水、普通自来水和纯水在紫外光激励下产生的荧光光谱及其特性进行了比较研究。同时,研究了不同水样、不同取样点的水体DOM的荧光特性和三维荧光光谱图。结果表明：长江水在波长290 nm左右的紫外光激励下能产生较强的荧光。荧光峰是350~550 nm 范围的宽谱峰,荧光峰值波长在450 nm左右。但是不同取样点水样的荧光峰强度明显有差异,在4号、5号、2号取样点的水样荧光强度明显高于其他取样点,这与采样点附近污染源排放有明显的关系。该研究方法可作为鉴别水质污染的一种有效的手段.     

基于层次分析法的未确知测度理论泥石流危险性评价

将未确知测度理论与层次分析方法相结合用于评价泥石流危险性。根据泥石流危险性的影响因素和等级划分标准,选取泥石流规模、泥石流发生频率、流域面积、主沟长度、最大相对高差、流域切割密度、主沟床弯曲系数、泥砂补给长度比、24小时最大降雨量、人口密度等10个指标作为泥石流危险评价因子,利用未确知测度理论建立泥石流危险性评价指标的未确知测度函数,通过层次分析方法确定各评价指标的权重,依据置信度识别准则对泥石流危险性进行评价,并结合实例进行了对比分析。研究结果表明,基于层次分析方法的未确知测度理论的评价方法评价过程合理、置信度高、结果可靠,为泥石流危险性评价提供了一种新的方法     

攀枝花泥石流沟谷形态的非线性特征

攀枝花市大部分地区属泥石流重度危险区,所辖区县历史上多次受泥石流危害,现在仍有许多城镇、工矿、电站和交通设施受泥石流威胁。区内泥石流沟主要分布在断裂发育、岩层风化强烈、暴雨频发的安宁河、金沙江和雅砻江河谷地带。通过对区内近200条泥石流沟发育状况统计分析发现,泥石流沟沟床比降、流域面积、主沟长度、形态数和相对高度在空间分布上具非线性的分形特征,与对应的泥石流沟条数具良好的非线性相关关系,表明泥石流系统的演化具自相似性。其中沟床比降和流域面积的分维值最小,对泥石流沟的形成、演变控制最为显著。这也在一定程度上揭示了这些泥石流沟谷形态演变的非均匀性和自相似性。