泥石流起动的突变学特征

泥石流起动是泥石流发生、发展、成灾全过程中的关键环节,起动规律是泥石流预测预报和灾害防治的理论基础。对建立在实验基础上的泥石流起动条件进行适当变换,得到泥石流起动势函数,它符合尖点突变模型。进一步分析,发现准泥石流体起动时具有突变、缓慢和过渡状态等多条路径,并在起动临界点附近具有发散性和模态软化等性质。根据这些起动特性提出的单沟泥石流预测方法以及通过调控准泥石流体起动条件使之不起动,达到泥石流灾害治理防患于未然的新途径,已在泥石流防治中取得了实效。     

降雨强度对泥石流起动影响的模型试验研究

利用自制小比例模型槽,采用可控降雨强度降雨模拟器,进行了人工降雨诱发泥石流的室内模型试验,研究降雨强度对泥石流起动的影响,并确定泥石流起动的临界降雨强度。基于临界降雨强度下泥石流的起动过程,对孔隙水压力和坡体内部含水率的变化规律进行了研究,并与现场试验进行了对比。运用Geodog软件对泥石流形成前坡体的位移场进行了分析,研究坡体破坏规律。研究结果表明,泥石流起动的临界降雨强度范围为43~50 mm/h。泥石流发生前存在一个孔隙水压力增加的过程,在泥石流形成后,孔隙水压力急剧下降。降雨强度影响雨水在坡体内部的渗透,是泥石流起动的主要原因。泥石流起动与坡体含水率和饱和度的变化有关,当坡体饱和度超过80%时,产生整体滑动破坏,并迅速转化为泥石流。     

强震区震后泥石流物源起动机制研究现状

汶川特大地震对震区山体结构的破坏导致震后泥石流物源激增,次生泥石流灾害频发。为进一步探究震后泥石流物源起动机制,通过资料收集与分析的方法,概述了强震区震后泥石流物源起动机制研究现状,从野外调查、物理模拟试验、数值模拟分析三个方面总结了目前震后泥石流物源起动机制研究的主要进展及理论成果,在此基础上,提出针对震后泥石流物源起动机制进一步研究的建议:模型试验应加强降雨过程、降雨类型等相似律的研究;数值模拟分析计算模型应注重考虑侵蚀和挟带影响,同时加强区域大尺度复杂地形泥石流起动的模拟分析;此外,应重视地质环境脆弱山区高位物源成灾机理研究。     

基于历史观测数据的泥石流突变起动模式研究——以陇南山区白龙江流域为例

泥石流的起动过程是泥石流发展成灾的首要和关键环节。以陇南山区白龙江流域多场泥石流原型观测历史数据为依托,基于突变理论,首次将液固比S_r、沟床坡度α和细粒含量C作为泥石流起动的控制参量,建立了细粒含量与泥石流起动之间的量化关系。研究结果表明:坡度一定时,细粒含量对泥石流的起动模式起到决定性作用。就陇南山区白龙江流域而言:小于1 mm细颗粒含量15%以下时,泥石流常以突然起动模式为主,细颗粒含量15%～30%之间时,多以渐变模式起动,而细颗粒含量30%以上时,逐渐表现为缓慢起动的特点。可通过改变其主要的运动控制参量,一定程度上预防并控制其发生发展方向。研究结果对进一步拓展突变理论应用范围、丰富泥石流起动非线性理论体系及野外泥石流预测预报与防治等具有重要的科学意义和实践指导价值。     

天山阿拉沟泥石流运动机理分析

本文论述了天山阿拉沟地区泥石流运动的时空分布规律，分析了泥石流形成的沟谷环境特征，讨论了降雨对泥石流起动的激发作用。探讨了泥石流的运动机理，推导了泥石流起动的地表临界倾角范围，并从泥石流运动的物理机制上探讨了泥石流悬浮质的运动规律以及推移质的挟沙力关系。在此基础上，从力学的角度深入讨论了泥石流的运动速度及运动阻力，对其物理性态进行了机理性模拟，为泥石流的预测与防治提供科学的理论基础     

泥石流起动机理研究现状及趋势

概述了国内外泥石流起动机理研究(实验研究及理论研究)的现状,在归纳总结前人研究成果的同时,分析其研究的不足,同时提出泥石流起动机理未来的研究方向。未来的研究应该以土力学及水力学、渗流力学等学科为基础,揭示泥石流土体的动态变化过程,从静态向动态、从单因素向多因素、从定性向定量方向转化,并结合土体的动态破坏过程及需水条件构建泥石流起动的模型。泥石流起动机理的研究不仅可以为泥石流的预测预报提供科学依据,同时又可以推动泥石流学科的发展。     

泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系

我国常年遭到泥石流灾害的侵袭,由此造成的损失不计其数。泥石流拥有巨大冲击力,其中大部分来自其中裹挟的大颗粒。文中对稀性泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系进行了研究。以斜坡上的球形颗粒为研究对象,分析了球体受到的上举力、推移力、有效重力;使用概率论的理念解决了颗粒在斜坡上的随机分布问题,得到了各个外力的力臂期望,并求解了颗粒临界起动时的力矩平衡方程,获得了颗粒起动的作用流速,进而将之转化为断面平均流速,由此得到了稀性泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系。这对泥石流防治工程,特别是排水设施的设计具有一定参考意义。     

人为泥石流起动及产沙放水冲刷实验——以神府-东胜矿区为例

神府东胜矿区位于黄土高原北部干旱半旱过度地带。由于煤田的大量开采,诱发了大量的环境问题,尤以人为泥石流最为严重,本文以神府－东胜矿区人为泥石流为研究对象,采用人工放水冲刷模拟的方法,分析了坡面型和沟谷型泥石流源地松散体起动、产沙、泥石流过程的特性,所得结论为：（１）放水历时长,强度大,有利于泥石流的形成;（２）弃土石渣起动,是该区泥石流固体物质的主体;（３）沟道型泥石流放水冲刷模拟实验,便于观测石     

两类泥石流形成机制的再讨论

泥石流是大坡度山区常见的自然灾害,从其触发动力因子溯源常划分为水力类和土力类两大基本类型。水力类泥石流起动的核心控制因素为水流对物源的冲击和拖曳力,与水流（或水沙浆体）强度密切相关;土力类泥石流起动的核心过程为滑坡（库伦破坏）和土体液化,主要受控于孔隙水压力（和土体含水量）。两类泥石流过程赖以发育的地质、地貌和环境条件显著不同,形成机制和关键因子迥异,但两类过程仍可以（且有必要）统一在一个宏观多相流物质输移体系中进行分析探讨,这对于进一步明晰泥石流易发环境（地质、地貌、气候）、关键要素和起动条件,有针对性地构建监测预警体系,并提出有效防控治理策略有重要的科学价值和实践意义。     

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.     

泥石流浆体屈服应力综合表达式的研究

根据野外泥石流浆体观测试验分析,通过对不同料径沙颗粒的甘油沙浆流变试验,以及动摩擦临界浓度和极限浓度的实验研究,导出了反映泥石流浆体结构强度的屈服应力综合表达式,以便为泥石流高浓度,高速机理探讨和泥石流防治工作的设计提供科学依据的参数。     

山区铁路沿线暴雨泥石流预报的研究

泥石流发生是灾害性降雨过程和流域内不稳定的松散物产状与制约水、沙输移的河沟条件所决定的。解决泥石流预报中的时、空因素，可以通过每小时接收卫星云图的信息分析决定。对某一流域内能否发生泥石流的预报，则由降雨条件函数和地面环境动态函数组合的量级决定。本研究对铁路三个预报试验区、黄河水利委员会三个水土保持科学试验站的大量观测试验资料进行了统计分析，完善了“山区铁路暴雨泥石流中短期预报的研究”专题中提出的泥     

山区城镇泥石流减灾决策支持系统

山区城镇泥石流减灾决策支持系统是山区城镇泥石流减灾的重要手段之一。该系统由基础数据库、泥石流模型分析和泥石流减灾决策应用三大模块构成 ,其主要功能有降水、泥石流地声和运动监测及信息实时发送和接收、泥石流预报、泥石流危险范围预测与灾情预估、泥石流警报和临灾预案制定。其工作流程为 :降水监测仪将降水信息无线发送到控制中心主机 ,主机对降水信息处理后发送给泥石流预报模型进行泥石流预报 ,并利用泥石流危险性分区模型进行危险范围预测 ,同时进行灾情预估 ;泥石流地声监测仪将地声信号发送给主机 ,主机检测到泥石流地声后发出泥石流警报 ;泥石流运动监测仪将运动信息发送给主机 ,主机根据泥石流运动要素进行危险范围划定和灾情预估 ,最后制定临灾预案。     

泥石流入汇的危险性判别指标

通过对比单沟和区域泥石流危险性的评估方法 ,提出了利用影响度、危险度和危害度 3项指标判别汇流区泥石流入汇危险性的设想 ,分析了泥石流入汇可能引起堵江的影响因子。作为尝试 ,给出了判别指标的计算公式 ,经实例验证具有较好的实用性 ,可作为规划设计的技术依据。     

泥石流运动饱和浓度和流量的实验研究

对泥石流饱和浓度的研究具有重要和普遍意义。目前泥石流饱和浓度的研究还不能解释泥石流运动的一些物理含义,也不能完全反映泥石流饱和和运动的浓度规律。本文通过对两种颗粒在水槽中运动的饱和浓度和流量的研究,给出了泥石流的饱和浓度计算公式。该公式有较好的物理含义,与有关的实验资料对比有较好的一致性。文中还给出了泥石流流量的计算公式,与野外资料对比,所给公式能覆盖这些野外资料数据。     

四川省泥石流预报的区域临界雨量指标研究

本文在讨论四川泥石流分区的基础上,论述了区域泥石流临界雨量指标的确定方法及应用问题。并制定了四川泥石流预报的区域临界日雨量和临界小时雨强指标。     

岷江上游泥石流灾害特征分析

岷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,降水季节分配不均,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、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,使岷江上游成为我国泥石流活动比较强烈及灾害比较严重的地区之一.研究该地区泥石流灾害,掌握其特征是防灾减灾所必需,对促进岷江上游地区社会经济发展和西部大开发具有重要意义.     

四川泥石流灾害与降雨关系的初步探讨

2003年，四川共发生了8次泥石流灾害，造成了1130余人死亡和失踪，给地方经济带来了巨大的损失，是近年来灾害最为严重的一年。结合天气形势分析结果和收集的降水资料对8次泥石流灾害进行了分析，得出了泥石流灾害的发生大都伴有暴雨天气过程；暴发泥石流地区历年的降雨资料，说明这些区域在泥石流发生的当月，降雨量比历年普遍偏多。针对降雨对泥石流的激发作用和临界雨量问题，探索了四川泥石流灾害的发生规律，及相应预测预报和防灾决策。     

粘性泥石流扇状地发展过程实验研究

通过不同泥石流容重、不同堆积区坡度条件、不同水槽坡度条件的泥石流连续堆积实验共3组106次实验,定量地探讨了粘性泥石流扇状地发展过程的阶段性及其特征。以泥石流扇状地纵、横方向的平均堆积坡度为依据,将粘性泥石流扇状地的发展过程划分为三个发展阶段。第一阶段以扇状地在纵、横方向快速发展为特征。第二阶段扇状地纵向不再发展,以横向发展为主。第三阶段以扇状地纵向发展为主,横向发展缓慢。