大渡河上游沙耳沟泥石流震后特征及其发展趋势

沙耳沟是一条老泥石流沟,处于“5.12”地震的严重波及区。为了研究地震对严重波及区泥石流沟的影响,通过详细的野外调查和勘查,对沙耳沟泥石流震后基本特征和发展趋势进行了探讨。沙耳沟泥石流的性质可判定为“中频率 中~大规模 较高粘度泥石质泥石流”,具有暴雨激发、成灾速度快、危害严重等特点,其危害作用主要为冲毁和淤埋。泥石流物源主要以沟床质起动、沟源侵蚀和沟岸崩滑补给为主,沟内固体物源方量约1300×104 m3,其中可能参与泥石流活动的固体物源动储量约300×104 m3,已经具备暴发中 大规模泥石流的可能性。根据计算,在50 a一遇的暴雨作用下,一次泥石流总量超过9×104 m3;在100 a一遇及更低频率的暴雨作用下,一次泥石流总量超过13×104 m3。通过研究发现,“5.12”地震对地震严重波及区的泥石流沟有一定的影响,但影响不十分明显,其发展趋势仍按自身规律进行演化。     

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。     

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     

安宁河上游冷渍沟泥石流特征及其发展趋势

冷渍沟是安宁河上游左岸的一级支沟,沟内发育了一大型滑坡 碎屑流,为后续泥石流活动提供充足的松散物质来源。为了研究冷渍沟泥石流的危害特征,在野外调查和实地勘测的基础上,分析了泥石流的形成背景条件及其特征,探讨了泥石流的发展趋势,提出了相应的泥石流防治对策。研究表明,冷渍沟泥石流属于过渡性（亚粘性）高频大规模泥石流,泥石流成灾速度快,危害严重;百年一遇的泥石流容重为21 t/m3,五十年一遇的泥石流容重为20 t/m3,二十年一遇害泥石流容重为19 t/m3,相应的峰值流量分别为12768、8171和3818 m3/s。在常态下,冷渍沟泥石流的发生频率和规模会逐渐减小;但如果近期遭遇强震或者暴雨,一旦滑坡失稳堵塞沟道,将会暴发大规模泥石流,很容易堵断安宁河,对上下游造成严重危害。因此,建议在该流域布设必要的泥石流防治工程;同时加强对沟道两岸和滑坡稳定性监测,做好泥石流发生的监测预警工作     

泥石流对岩性的敏感性分析及其在危险性评价中的应用

泥石流对不同岩性的敏感程度存在很大的差异,而岩性在泥石流相关的科学研究中也难以量化使用。本研究选择三江并流区为研究区,采用工程地质岩组划分方法,将研究区的地质岩性分为14个工程地质岩组;进而引入岩性敏感度计算公式Fn = Nn / Sn,分析研究区泥石流灾害点分布与地质岩组的相关性,计算出泥石流对各地质岩组的敏感值。在ArcGIS 90平台的支持下,根据泥石流对岩性的敏感值,将研究区的地质岩性进行量化分级,划分为4个敏感性等级,并将本研究成果应用到三江并流区泥石流危险性评价的应用中。本文选择坡度、岩性、断裂、植被和人类工程活动等5个影响因子为泥石流危险性的评价指标,建立泥石流危险性评价模型,在GIS技术支持下,绘制研究区的泥石流危险性区划图。本研究结果与研究区已有的地质灾害点分布情况基本吻合,充分证明本研究方法是切实可行的,进而可为我国西南地区的地质灾害评价以及防灾减灾工作提供方法指导与参考     

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。     

岷江上游泥石流堵河可能性的经验公式判别

泥石流堵塞主河,特别是堵断主河后发生重大灾害的实例屡见不鲜,对泥石流堵河的研究也方兴未艾。选取岷江上游具有代表性的堵河型泥石流沟4条、堵塞型泥石流沟及不堵河型泥石流沟各2条,通过文献查阅、实地调查得到各泥石流沟的基本数据、泥石流堵河状况及入汇处主河特征的资料,对堵河型泥石流基本特征进行分析总结,并与堵塞型、不堵河型泥石流沟进行比较,得出计算泥石流堵断主河可能性大小的经验公式,并对所选典型泥石流沟进行了计算。经分析,计算结果与实际相符,故在岷江上游干旱河谷区,可用此式计算泥石流堵河可能性大小,并依此来判断泥石流对主河的堵塞程度,计算数值越大,堵塞程度就越高,一般堵河可能性〖WTBX〗R〖WTBZ〗在10以上为易于堵河,介于5～10可对主河造成较严重的堵塞,小于5则堵河的可能性很小,多产生轻微堵塞。〖     

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。     

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。     

大渡河上游八步里沟泥石流防治中的资源综合利用研究

八步里沟位于大渡河上游,沟口堆积扇为金川县城,历史上泥石流灾害严重。20世纪80年代以来,对泥石流灾害进行了综合治理,工程防治效果明显,通过近30a的演化,防治工程与泥石流灾害共同作用形成了独特的泥沙资源并进行了初步开发。分析了八步里沟的资源特征、综合开发利用的制约因素、开发与保护的优化配置以及进一步开发的空间等问题,发现拦砂坝库区的建材开发有效延长了工程运行年限,沟内种植经济林抑制了泥石流灾害,拦砂坝抬高沟床侵蚀基准面为小水电开发和灌溉提供了水头,经济发展与灾害防治形成良性循环,达到可持续发展的目的。为提高资源利用率,最大化发挥防灾工程的经济效益和社会效益,可进一步利用现有治理工程建立泥石流防治的科普基地,沟口堆积扇泥石流排导工程两侧设立限制开发区、建立生态公园,达到优化资源开发的目的。     

涪江上游泥石流灾损土地特征及典型流域淤积危险性研究

涪江上游以高山峡谷为主,人地矛盾突出,泥石流灾损土地是山区居民选择的主要生产生活场所。通过野外调查,初步查明目前涪江上游泥石流灾损土地以淤高的发展趋势为主,灾损土地扇形完整性程度达58%,以中等易发为主;大部分灾损土地距离主河距离为100~350 m,距离适中,水热条件良好。基于不同降雨频率条件下泥石流主沟内泥深、流量差异性,建立泥石流灾损土地的淤积危险范围确定方法;快速得到南坝窖子沟20 a一遇、50 a一遇、100 a一遇3种降雨频率条件下泥石流淤积危险范围,分别为0.167 km~2、0.292 km~2、0.420 km~2。为下一步建立基于土地潜力和灾害风险两个指标的灾损土地资源化潜力评估方法,探索泥石流灾损土地资源化利用模式,提供基础条件,并为山区居民进行土地利用提供快速指导。     

三峡水库干流消落带沉积泥沙粒径特征及其物源意义

为揭示三峡水库干流消落带的泥沙沉积规律、分析沉积泥沙来源,本研究采用原位观测方法采集沉积泥沙样品,利用激光粒度仪测试泥沙粒径,分析沉积泥沙粒径在水平、垂直和高程3个维度上的变化特征,并与三峡水库入库泥沙的粒径特征相结合,阐述消落带沉积泥沙来源。结果表明:(1)三峡水库干流消落带沉积泥沙粒径在水平方向上存在比较强烈的空间变化,中值粒径沿河流流向方向呈逐渐下降趋势,并在忠县及其下游河段基本保持稳定;(2)泥沙粒径随高程的变化存在较大的空间差异,河流挟沙是消落带下部粗颗粒泥沙的主要来源,而消落带上方的土壤侵蚀强度越高,消落带顶部的沉积颗粒就越容易变粗;(3)在水库尾端,泥沙剖面存在较明显的旋迴分层现象,其中值粒径数值较大、变化幅度较宽,越往下游推进,中值粒径的数值越低、变化幅度越小,泥沙旋迴分层现象逐渐消失;(4)水库尾端的沉积泥沙以库区外来沙为主,越往下游推进,库区内产沙对粗颗粒泥沙的贡献逐渐升高,但库区内外来沙都能够为沉积泥沙提供丰富的细颗粒物源,因此,细沙的来源具有一定的复杂性和多样化特征。     

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。     

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