基于临界水深法的单沟泥石流启动降雨量推算

以汶川县七盘沟为研究对象,在高精度遥感影像的支持下,通过对七盘沟的实地勘察,收集汇总了七盘沟泥石流的基础数据(松散堆积体属性、泥石流容重等)。应用临界水深法,结合七盘沟的实际情况,逆向推求七盘沟泥石流启动的临界降雨量。研究发现:汶川县七盘沟流域共查明117处松散堆积体,其临界水深介于0.18~11 m之间,松散堆积体的临界启动值为0.1~6.9 m/s,启动降雨量处于0.1~174 mm之间。本研究结果与七盘沟实际情况基本吻合,可为单沟泥石流监测和预警预报系统的建设和完善提供一定参数指导。     

四川省汶川县簇头沟“7.10”泥石流灾害成因与特征分析

簇头沟是岷江右岸一条低频泥石流沟,受2013年7月极端暴雨的影响,暴发特大泥石流。结果显示,汶川地震造成流域内的坡面和沟道堆积的大量的松散物质是泥石流形成的物源,流域上游暴雨及其形成的山洪是此次泥石流形成的激发因子。"7.10"泥石流为过渡性泥石流,泥石流容重约为1.8~1.9 t/m3,沟口处最大流速为9.2 m/s,峰值流量为515 m3/s,冲击力达到3 657 t,输沙总量约为50×104m3。泥石流过程表现为为暴雨(山洪)—滑坡(坡面泥石流)—泥石流—堰塞湖—溃决洪水。对震后低频泥石流危险性认识不足、防治工程设计标准偏低是此次灾害造成重大损失的主要原因。在未来灾害防治工程设计中,应合理估计灾害规模和潜在风险。     

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。     

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。     

四川色达县切都柯沟"7.8"泥石流灾害特性及危险性分析

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10.4 m/s,洪峰流量156 m3/s,冲出方量约7×104 m3,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39 902 m2,最大堆积长度284 m,最大堆积厚度4.32 m. 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.     

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.     

基于Flow-R模型的八一沟泥石流危险性评价

目前泥石流危险性评价方法通常是一条泥石流沟对应一个危险等级。Flow-R模型将泥石流源区识别与泥石流运动相结合计算泥石流的危险概率,能够评价一条泥石流沟内不同部位的危险性。为丰富泥石流评价方法的应用研究及探究单沟内泥石流危险分布特征,以八一沟为研究区,在确定八一沟泥石流源区识别阈值和运动参数的基础上,用Flow-R模型对泥石流可能的危害范围进行模拟计算,并用混淆矩阵对模拟结果进行评估,最后对八一沟流域不同部位进行了泥石流危险性评价。结果表明:(1)泥石流源区主要分布于沟道20°～50°坡度范围和1 400～1 600 m高程范围内,沟顶细小汇水沟道为泥石流提供了丰富的活动物质;(2)泥石流危险区域大致分布在沟道左右40 m范围,占整个研究区域的20.06%;极高危险区分布于沟道中心,危险性由沟道中心向两边逐渐降低;(3)Flow-R应用于研究区的正确率为84.18%,给出的泥石流危险区图合理,能够反映研究区泥石流的基本危险特征。     

泥石流胁迫下建筑物易损性评价——以汶川县七盘沟为例

泥石流暴发后常常会淤埋、冲毁沟内建筑物,造成严重的人员伤亡和财产损失。开展泥石流影响区建筑物易损性评估是防灾减灾的核心工作之一。该文以汶川县七盘沟为例,在实地调研基础上,从建筑物自身特性、建筑物与泥石流沟的空间位置关系、环境因子等三类评价要素中选取了建筑物的功能类型、结构、面积、材料、楼高、建筑物与沟道的距离、建筑物主轴向与泥石流流向的夹角、泥石流流向、流深、流速和防护工程共11个易损性评价指标,综合运用GIS和元胞模型模拟得出七盘沟流域内建筑物易损性分布情况。根据评价结果得到以下四点结论:①沟内易损性最高的建筑物类型为公共服务等特殊功能性建筑物;②同类型的建筑物离沟道越远,其易损性越低;③沟内建筑物易损性分布呈现出左岸高于右岸的特点;④建筑物易损性对泥石流特征评价因子的敏感度低于建筑自身特性评价因子。研究结论和七盘沟实地考察得到的结果吻合程度较高,有一定的合理性和可信度,根据以上研究结果对七盘沟村建筑发展规划提出了对应的灾害防治建议,以尽可能减少潜在的灾害危险,最大限度地保护当地居民的生命与财产安全。     

“8·20”板子沟泥石流特征及防治措施∗

2019 年 8 月 20 日汶川县板子沟暴发了泥石流,“8·20”板子沟泥石流造成沟内村庄、厂房、水电站和格栅坝受损,泥石流冲毁沟口桥梁,造成都汶高速公路 S9 断道。基于现场勘查和室内试验资料,分析了“8·20”板子沟泥石流特征,泥石流平均流速达 5.6 m/s,洪峰流量 535.98 m³ /s,一次泥石流过程总量约 69.63×10⁴ m³ ,向岷江输砂约 25.97×10⁴ m³ ,表现为堵溃型沟谷泥石流。提出了基于 Tamotsu Takahashi 模型的泥石流降雨阈值预测方法,该方法可用于确定泥石流的临界雨强和暴发时间,“8·20”板子沟泥石流的临界雨强为 5.7 mm,小于历年临界雨强。基于水文计算结果,提出了针对板子沟的防治措施：按 10 年、20 年一遇的标准进行设计时,可采取设置防护堤的方式;按 50 年、100 年一遇的标准进行设计时,可采取设置防护堤+拦砂坝的方式。     

基于GIS的易灾地区小流域植被减洪能力初探──以岷江上游为例

以小流域为基本单元,采用灰色关联及统计分析方法,结合地理空间技术识别岷江上游不同植被类型及覆盖度与山洪灾害的关系特征,结果表明:1在不考虑植被覆盖时,岷江上游山洪灾害潜在危险性较高,并存在空间分异,干流及一级支流的中下游潜在危险性较高,而干流上游及小姓沟、黑水沟部分区域其值较低;2根据灾害发生实际情况,该区域的植被具有减洪能力,缓解程度与潜在危险水平存在相关性;3不同植被类型及覆盖下,植被的减洪能力也存在差异,并与覆盖度存在不同程度相关性。     

四川绵竹清平乡文家沟“8·13”特大泥石流灾害

2010年8月13日四川绵竹市清平乡文家沟暴发特大规模泥石流灾害(简称"8.13"特大泥石流)。在野外调查的基础上,分析了此次泥石流灾害的特征,并从其形成条件入手,探讨了此次灾害的成因和未来发展趋势。文家沟流域在2010年8月12日16时至13日04时的降雨量达227 mm,暴雨形成强大洪水冲刷流域内在地震期间形成的滑坡-碎屑流堆积体,并形成高容重粘性泥石流。泥石流依次冲毁沟内19座谷坊和1座拦挡坝,冲出总量达429.3×104 m3,完全堵断绵远河,形成长约1 650 m、宽约420 m、高约12 m的堰塞坝,堰塞湖回水长1.5 km。泥石流共造成6人死亡或失踪,379间房屋被冲毁掩埋,汉(旺)清(平)公路中断,2座桥梁被毁。研究表明,松散物质的极大丰富和堵溃是导致"8.13"特大泥石流规模巨大的主要原因;文家沟在短期内泥石流仍会频发,但规模要比"8.13"泥石流小。     

高家沟泥石流和深溪沟泥石流灾害特征

汶川地震之后,泥石流成为灾区最为严重的灾害类型之一,直接影响到灾后重建和灾区人民的生命财产安全.对汶川地震灾区7月初群发性泥石流进行野外考察,重点分析了高家沟和深溪沟两条泥石流的成因和特征.高家沟为由滑坡崩塌体引起的土力类粘性泥石流,容重约为2.07g/cm3,总量超过30万m3,分三次间歇性汇入主河,并堵断1/2河道,迫使岷江持续冲刷对岸路基,损毁213国道长达400m;深溪沟为山洪冲刷河道引起的水力类稀性泥石流,容重约在1.44～1.58 g/cm3之间,流量约在160～180 m3/s之间.对不同的泥石流沟应采用不同的防灾减灾措施,可有效降低泥石流灾害对人民生命财产的威胁.     

基于泥石流风险的山区聚落适灾能力研究

泥石流堆积区是土地资源稀缺山地环境的人类聚居区,这类区域的防灾减灾是过去土地利用规划的难点和薄弱环节,也是新一轮国土空间规划的重要内容。论文以泥石流运动规律和成灾规律为基础,提出了泥石流适灾概念模型,并根据土地利用规划形成单体建筑和聚落建筑布局方案,通过风险评价建立单体建筑和建筑布局方案的适灾能力评价方法,对不同概率泥石流单体建筑和建筑布局方案的适灾能力进行量化和评价,从空间、选址和强度适灾三个层次提出了聚落适灾能力提升策略。研究结果表明：（1）距主沟线距离是影响建筑适灾能力的主控因素,当距离主沟线大于200 m时,其受泥石流影响程度可忽略不计;（2）防灾减灾建筑布局方案能较好的适应灾害,但仍不能完全避免泥石流的影响。（3）禁建区不宜规划为建设用地,慎建区尽量少建建筑,宜在沟道海拔相对高的区域布置主要的商业中心,可建区先考虑居住建筑和公共服务建筑,慎建区内的建筑结构应以框架结构为主,最低不能低于砖混结构,除宜建区外,位于沟道两侧的建筑应尽量采取建筑长轴方向与沟道平行布设。     

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。     

川藏铁路沟谷型泥石流形成运动特征与工程危害研究∗

拟建川藏铁路拉林铁路段山地灾害活跃,沿线分布有大量的沟谷型泥石流沟,由于其规模大、侵蚀强烈、具有重复性等特点,时常对铁路和公路造成破坏,并直接或间接的影响着拟建川藏铁路的建设,甚至对铁路后期的安全运营造成威胁。考虑到拟建川藏铁路和G318的特殊性和重要性以及其时刻面临着泥石流灾害的威胁,故采用野外考察、室内试验、遥感解译等相结合的方法,对拟建川藏铁路沿线存在泥石流暴发痕迹的4条沟谷型泥石流沟的形成运动特征进行了研究,分析了4条泥石流沟的危害特点,结合泥石流运动参数和不同的危害特点提出了相应的防治方案。研究结果表明:(1)江中浦曲、帮改娘沟、色比单嘎沟、协拉浦曲在形成条件上有利于泥石流灾害的形成和暴发。(2)4条沟道的泥石流容重为1.7 g/cm3左右,均属稀性泥石流沟;色比单嘎沟泥石流在规模上属大型,其余3条沟泥石流在规模上均属特大型;泥石流一次过流总量为8.61万～1 901.97万m3;固体冲出物质为3.91万～829.95万m3;泥石流流速为5.2～6.6 m/s。(3)通过过流能力分析发现,协拉浦曲沟口G318断面存在明显的过流能力不足。(4)基于泥石流特征参数及危害的分析,对泥石流沟提出了相应的防治方案,可为该段拟建铁路和公路的建设和后期安全运营等的防灾减灾提供借鉴。     

陕西凤县泥石流灾害危险性评估

为了探索区域泥石流危险性评估方法,在综合分析国内外泥石流危险性评估方法的基础上,通过野外地质灾害详细调查,对其影响因素进行详细分析,利用基于模糊数学的层次分析方法,选取地形因素、松散物质、降雨因素、植被因素等7个评价因子,完成了对研究区内泥石流灾害进行危险性评估,并探讨了区域泥石流灾害危险性评估方法及技术流程。根据评价结果:泥石流灾害发育主要受控于地形地貌、松散物储量及降水3个要素,其中地形地貌要素是泥石流灾害发生的决定性因素;研究区内高危险的泥石流沟4条,主要为矿渣泥石流和沟谷泥石流;中危险的8条;低危险的泥石流沟20条;弱危险的泥石流7条。因此,应根据评价结果采取加强监测、适当工程治理或搬迁避让等方法进行危险性控制,以便达到防灾减灾的目的。     

面向多用户类型的泥石流应急灾害信息特征可视化方法

泥石流具有突发性、发生地点不确定性、响应时间紧迫、危害性严重等特点,而应急状态下泥石流风险图可用于辅助科学决策、保障应急救援能力以及提升公众安全意识,以达到防灾减灾的目的。针对泥石流灾害可视化对象众多,且不同用户类型的可视化需求和偏好不一样等问题,本文选定汶川七盘沟泥石流为研究对象,以泥石流时空过程模拟结果和灾害专题数据作为数据基础,根据不同用户类型在应急状态下对颜色和符号的认知能力,以及对应的可视化需求,构建应急状态下面向多用户类型的泥石流灾害信息特征可视化技术体系。实验结果表明:其研究成果有助于提高公众对于泥石流灾害风险意识,为决策者科学有效决策和救援人员快速救援提供参考意见。     

西藏聂拉木县“4·25”尼泊尔地震次生山地灾害与防灾减灾对策

"4·25"尼泊尔地震诱发西藏聂拉木县大量的次生山地灾害,灾害主要类型包括崩塌、滑坡、泥石流和不稳定斜坡等。这些次生灾害不仅造成了人员伤亡,对中尼公路(G318线)的安全运营及沿线主要城镇居民点聂拉木镇、樟木镇(口岸)也造成了严重影响。地震诱发的大量崩塌、滑坡为泥石流活动提供了丰富的物源,将促进泥石流活跃,在后期暴雨作用下产生严重的泥石流灾害。通过初步分析得出:(1)聂拉木"4·25"地震次生山地灾害点计221处,分布于聂拉木县5个乡镇,其中有滑坡10处、崩塌159处、泥石流沟26条、不稳定斜坡26处。(2)聂拉木(边检站以下)—樟木—友谊桥—带以滑坡、崩塌灾害为主;聂拉木(边检站以上)—亚来乡—达弟以崩塌、泥石流为主、滑坡为次;希夏邦马峰东侧以冰川泥石流为主。最后,结合区域的地形、地质构造、气象条件提出了地震区恢复重建中的防灾减灾对策。     

不同可视化方法对泥石流灾害信息认知影响对比分析

科学有效合理的可视化能够提高泥石流灾害信息表达的有效性与可读性。以七盘沟泥石流为例,设计并开展了不同可视化方法对泥石流灾害信息认知影响的对比实验,构建了基于灰色色带、自解释性符号和应急颜色、真实纹理模型两类泥石流灾害场景,探索了上述可视化方法在泥石流灾害信息传递能力方面的差异性。实验收集得到两组参与者数据,从准确度和认知时间2个方面来评价参与者认知实验结果。实验结果表明:①灰色色带和应急颜色进行泥深值可视化时,灾害信息的传递能力无显著差别;②自解释性符号与真实感纹理模型相比具备更强更稳定的信息传递能力,用户能够快速认知泥石流灾害信息。     

川西高原气候变化特征及泥石流动态危险性响应研究

泥石流危险性评估是风险分析和评估的基础步骤,气候变化增加了泥石流灾害发生的风险,研究未来气候变化下泥石流动态危险性对制定防灾减灾战略具有重要意义。本文利用CMIP5数据重建川西高原2021-2095年的年均温和日降水情景,并定量分析了气候变化下川西高原21世纪近期（2021-2045年）、中期（2046-2070年）、末期（2071-2095年）的泥石流的动态危险性响应。研究表明：（1）相对于基准期（1981-2005年）,未来75年川西高原年均气温呈上升趋势,末期增温速度减缓,高海拔地区的增温幅度较大;年平均降水量呈增加趋势,末期增加速度减缓,空间上整体呈现“东增西减”的分布趋势;日最大降水量和暴雨日数呈现由东南部向西北方向增大的趋势。（2）在基准期,高度、较高泥石流危险性面积占26.77%,聚集在川西高原东部山地和金沙江等主要河流沿岸高山峡谷区;气候变化情景下,与基准期相比川西泥石流危险性普遍增加,西部、北部泥石流危险性增加更为明显;川西主要河流两岸泥石流危险等级均增加,如金沙江、大渡河、雅砻江等,高危险区不断向海拔高的区域扩散;泥石流中度及以下危险区难以转变为较高、高度危险区,表...