汶川地震极震区泥石流动力特征及参数研究——以安县高川乡为例

2008年汶川8.0级地震发生以来,极震区泥石流爆发频率有增无减且规模越来越大,破坏性越来越强,严重威胁灾区人民生命财产安全。对比采取现场勘查、遥感图像分析、历史资料对比分析等方法,分析了极震区泥石流动力特征受地形、地层、物源等因素的影响,特别是泥石流爆发过程中深侵蚀和溃决对泥石流动力特征的影响。针对四川安县高川乡流域泥石流沟的调查和分析,建立泥石流流量-冲刷模型,分析了常规地区泥石流峰值流量与极震区泥石流峰值流量差别,推导出极震区峰值流量及冲刷深度定量计算公式。通过实例分析,理论与实际具有较好的一致性,对极震区泥石流动力参数计算具有较好适用性和有效性。     

汶川强震区群发性泥石流特征研究——以四川省都江堰龙池“8·13”群发泥石流为例

汶川地震导致大量崩塌和滑坡等次生地质灾害,为泥石流发生提供了丰富的物源,强降雨过后,汶川强震区的群发性泥石流出现了高发区。在2008-2010年的三个雨季里,强震区暴发了多处群发性泥石流灾害,龙池所在的龙溪河流域"8·13"群发泥石流灾害就是其中之一。首先对龙池龙溪河流域2010年8月13日暴发的45条泥石流沟进行简单的灾害阐述,其次在调查数据的基础上阐述了群发泥石流的特征:①成因多样,主因为地震和降雨综合的作用;②规模不一,以中小型为主,流体性质多集中为过渡性—粘性;③隐蔽性强,泥石流活动多集中在极小流域,主要为沟谷型泥石流;④泥石流活动集中在断裂带附近;⑤危害方式以冲蚀、淤埋和堵塞河道为主,且具有灾害链作用和叠加-放大作用。最后针对震区群发泥石流的活动特征,提出增强减灾措施的针对性。     

极震区震后泥石流物源特征研究

汶川地震后,极震区产生了大量的崩滑堆积体、震裂岩体及震动松弛覆盖层,极震区震后泥石流物源的产生及汇集方式发生了极大的变化,但缺乏震后特殊条件下动储量的计算方法。在实际调查统计"5·12"极震区安县高川乡多条泥石沟物源的基础上,总结了极震区震后泥石流的形成过程及启动方式。分析得出,震后泥石流物源量与沟域面积、高程放大效应、断层运动方式、地质岩性条件及地形条件等因素有关,其中沟域面积、沟顶高程及沟道与发震断裂的距离为主控影响因子。在此基础上,提出了"地震高程指数放大经验模型";通过多元统计拟合法首次得出了震后泥石流动储量与流域面积、高差的计算关系,并通过地震距离修正得出极震区震后泥石流的动储量计算公式,为震后泥石流动储量估算及工程治理提供参考。     

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。     

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。     

四川省北川县暴雨泥石流的发育与汶川地震的响应特征

2008年9月24日,在汶川8.0级地震主要震区北川县境内爆发了区域性的泥石流灾害,造成了重大的灾情。为探明震区内暴雨泥石流发育与地震的响应特征,以北川县为例,在对该区域内震后暴雨泥石流特征调查的基础上,对境内72条暴雨泥石流沟的发育特征与断裂带相对位置及不同地震烈度区的对应关系进行了分析。结果表明,汶川地震后,北川县境内的暴雨泥石流数量具有典型的"上下盘效应",主要集中分布在断裂带(北川—映秀)的上盘;同时,泥石流的发育密度与地震烈度也表现出显著的"正烈度效应"关系,主要表现为泥石流发育的密度随地震烈度的增加而增大。研究结果对解释地震对泥石流发育及分布的影响具有重要的作用,可为震区泥石流的防灾减灾及风险控制提供科学依据。     

基于Fluent强震区王家沟泥石流运动特征研究

为研究泥石流的运动特征,该文首次引入计算流体动力学软件Fluent,模拟研究泥石流在流通区和堆积区的运动状态及流体的液面范围.现场调查清水乡王家沟泥石流的基本特征,分析该泥石流的致灾因素.通过无人机拍摄获取流域DEM图,利用ArcGis、Mapgis、Auto CAD、Ansys等软件建立计算模型,将现场调查得到的泥石...     

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。     

全要素分析法在地质灾害经济损失评价中的运用——以云南省大关县黄葛沟泥石流灾害为例

对地质灾害的直接经济损失以受灾体价值和受灾体价值损失率为基础开展评价,并提出6类直接经济损失评价因子与计算方法;对间接经济评价提出7类评价因子和计算方法。对历史上云南省大关县黄葛沟泥石流灾害开展了实例研究,得出一次地质灾害的经济损失值较为严重,为后续的减灾防灾提供了理论依据。     

不同面积小流域山洪泥石流预报模型研究——以北京市密云县为例

针对北京市密云县境内密云水库上游山洪泥石流发生特点,以系统科学为基本思想,将Bayes判别分析法引入山区小流域山洪泥石流预报模型建立之中。通过对北京市密云县境内密云水库上游影响山洪泥石流发生的系统内部要素和其外部环境条件进行综合分析,选择影响山洪泥石流发生的前15d实效降雨量和当日降雨量作为预报模型因子,分别建立了三种不同流域面积范围的山洪泥石流预报模型,所建立的山洪泥石流预报模型适用的流域面积范围分别为0.30～2.00 km2、2.00～5.00 km2和5.00～15.42 km2。经检验,三组预报模型的正确率分别为86.4%、92.9%和83.3%,均满足了Bayes判别分析法所规定的其验证正确率的要求,表明模型可以应用于研究区域不同流域面积范围的山洪泥石流预报。预报模型的建立为北京市密云县境内密云水库上游山洪泥石流的即时预报提供了一种简捷易行方法。     

泥石流活动与雨强的关系：以雅砻江下游金龙沟为例

以金沙江支流雅砻江下游金龙沟为例,研究了泥石流活动与短历时雨强和环境条件的关系。提出暴发泥石流的降水指数（Ｈａ＇）、短历时雨强（Ｈａ）和环境背景指数（Ｋ）的关系为Ｈａ＇＝Ｋ（Ｈ１０Ｈ６０＋Ｈ２４）。当Ｈａ＇大于３６００时,可能激发泥石流。     

基于FLO-2D的泥石流灾害风险评价——以麦多沟泥石流为例

针对4种极端降雨工况下泥石流威胁范围和存在的潜在风险,以单个建筑物作为评价单元,对西藏察雅县城麦多泥石流灾害进行风险评价,包含泥石流危险性分区、易损性分析和风险评价3方面主要内容。文中阐述了整个精细化风险评价的流程：首先基于实地获取的无人机三维地质模型,利用FLO-2D软件模拟麦多沟在4种极端降雨工况下（10%、5%、2%、1%）泥石流暴发过程,对其潜在威胁区进行危险性分区;基于实地走访调查所得数据,进行影响范围内建筑物和人口的易损性分析;将危险性和易损性归一化处理,以单个建筑物作为评价单元,经过ArcGIS平台叠加运算,最终得到研究区建筑物风险和人口风险分区。评价结果可为当地地质灾害、风险管控工作提供科学参考依据,评价流程对今后泥石流灾害的精细化定量风险评价有一定的借鉴意义。     

下游集中补给型泥石流动力学特征与防治对策——以四川省泸定县干沟泥石流为例

干沟泥石流是一条典型的下游集中补给型泥石流沟,其物源的启动、流通与堆积在700 m范围内完成.以2005年干沟泥石流过程为例,应用三种计算公式对该沟泥石流的动力学参数进行了计算.通过计算发现,三种公式计算结果差别不大,并取其平均值作为计算结果.根据干沟泥石流流量计算和形态调查对比分析,认为2005年干沟泥石流的形成过程具有明显的堵溃效应,且前期降雨对泥石流的发生影响较为明显.在对干沟泥石流动力学参数计算、物源补给特征及形成过程分析的基础上,认为干沟在2005年后易形成高频泥石流,对该沟泥石流开展监测预警尤为必要,提出了该沟泥石流监测预警方式并予以实施,可为干沟泥石流的防灾减灾提供科学依据.     

浅析泥石流堆积物的光谱特征——以蒋家沟泥石流堆积物为例

运用 10 0 BXMTS野外光谱仪探测了小江支流蒋家沟新、老泥石流堆积物的光谱反射率 ,总结了新、老堆积物的反射光谱特性 ,分析了影响泥石流堆积物反射光谱特性的因素 (岩性、水分含量、植被覆盖 ) ,最后讨论了应用高空间分辨率遥感图像解译泥石流堆积物的可能性。     

中低山台风暴雨型泥石流形成机制和动力特征——以江西德安杜家沟泥石流为例

受台风"麦德姆"登陆影响,江西省德安县博阳河流域曾于2014年7月24日爆发群发性泥石流,该次泥石流物源类型多样、地质条件复杂,对沟口杜家沟及下游居民的生命财产安全产生了巨大威胁。通过野外调查及室内试验,分析本次泥石流的发育条件和形成机理,利用极限平衡法计算了泥石流的稳定性,提出了治理的方法和对策。研究表明:该次泥石流是在强降雨诱发下,以中上游沟道松散物为启动点、沿程崩滑、侵蚀、揭底、堵塞、溃决,是一场由台风暴雨形成的突发灾害。影响泥石流形成的主要因素是强降雨、丰富的松散物源和陡峻的地貌;泥石流形成过程可分为强降雨、崩滑侵蚀、堰塞溃决三个阶段。参与杜家泥石流启动汇集的物质来源主要为崩滑物源和沟道物源,其中,沟道崩滑量占总量的85%,沟道物源补给以沟道松散物为主,占总量的15%。杜家沟泥石流的成灾模式类型多样,表现为撞击冲毁、堵塞沟道、威胁下游。该泥石流具有低频、灾害链效应。     

四川甘洛自勒沟泥石流运动特征及预测防治效果研究∗

甘洛县位于四川省西南部,所处区域高山峡谷地貌特征显著,地质构造运动强烈且为强震影响区,泥石流灾害频发。甘洛县自勒沟分别于 1987 年和 2019 年发生两次特大泥石流,大量泥石流堆积物顺沟而下,堵塞 245 国道和尼日河,并对沟口凉红水电站及尼日河河岸成昆铁路造成严重威胁。对此,基于现场调查资料和无人机航拍数据,利用 Massflow 数值模拟方法,对该沟泥石流运动特征进行分析以及治理措施防治效果进行预测。结果表明：若沟内现有物源再次爆发泥石流,最大泥深将达到 11.9 m,流速达到 11.7 m/s,流动强度达到 123.37 m² /s,堆积物一次冲出量为 11.18×10⁴ m³ ,堆积扇面积为 6.925×10⁴ m² 。根据预测结果,采用合理的工程措施进行治理后,最大泥深下降为 8.5 m,流速下降为 9.1 m/s,而流动强度可下降 52.7%,为 58.32 m² /s,堆积扇面积和一次冲出量分别为 1.406×10⁴ m² 和 2.75×10⁴ m³ ,分别下降 80% 和 75%。这表明,采用固源为主,拦挡、排导为辅的措施对自勒沟泥石流灾害进行治理,可取得较好治理效果,对保护沟口建筑及成昆铁路安全运营有重要意义。     

基于树木地貌法重建山洪泥石流历史事件--以北京密云区龙潭沟流域为例

认识区域山洪泥石流活动史是预测未来气候变化背景下灾害发展趋势的基础。利用树轮中的生长干扰信息,可以对未知山洪泥石流历史事件准确定年。本文以北京市密云区龙潭沟流域的曹庄子沟和合峪沟两条泥石流沟为研究对象,利用树木地貌学方法,在已知灾害年基础上获取阔叶树杨树的树轮生长扰动百分比,再重建未知灾害年并进行验证。结果表明:树轮对灾害的响应要滞后一年;2011年曹庄子沟的山洪导致该沟流通区、左岸、右岸和堆积区的树轮生长扰动百分比分别为-30.59%、43.78%、43.47%、-30.44%;2016年曹庄子沟的泥石流导致该沟四个分区的树轮生长扰动百分比分别为-46.08%、-45.15%、-46.64%、-37.32%。根据上述结果,推求并验证了曹庄子沟其他灾害年为2002、2013年,合峪沟灾害年为1997、2002、2011、2013、2016年。研究区1997、2002、2011、2013、2016年的响应树比例分别为35.42%、66.07%、46.43%、32.14%、58.93%,利用响应树比例能够区分灾害严重年份和次严重年份。2010年至今,该流域山洪及泥石流灾害活动频数有所增大,未来该流域再发生山洪泥石流灾害可能性仍较大。     

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。     

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。     

暴雨泥石流输沙年际变率的旋回性研究——以云南东川蒋家沟泥石流为例

应用云南东川蒋家沟泥石流输水时序资料,重构了高频率暴雨泥石充输沙年际变率的旋回现象,即周期性,并分析了其周期性变化的原因,为暴雨泥石流灾害的预测研究探索了一析路。