降雨驱动泥石流危险性评价

“5·12”汶川地震后大量滑坡崩塌体出现,伴随极端降雨极易向泥石流转换,其规模及危害程度远高于预期.2010年8月13日都江堰龙池场镇突发暴雨,导致八一沟泥石流暴发,冲毁拦挡坝,掩埋道路、房屋及农田.为了探索降雨驱动泥石流的危险性,选取八一沟泥石流作为研究对象,通过分析不同降雨频率下的泥石流暴发强度及周期,采用FLO-2D数值模拟方法开展危险性评价.经验证模拟精度可达78%,结合降雨频率（5年、20年、50年、100年、200年）、流速和堆积深度构建八一沟泥石流危险性评价模型并绘制分布图.结果表明,八一沟泥石流危险范围内高危险区占62%,中危险性区占28%,低危险区占10%,该结论为危险范围内重点设施的监测预警提供科学依据.      

基于数值模拟的群发性泥石流危险性评价

岷县是甘肃南部泥石流频发地区。岷县泥石流多分布于洮河干支流两岸,为群发性泥石流。为了研究群发性泥石流的运动及堆积特征,选取了甘肃岷县麻路河流域为研究区域,以流域内2012年“5·10”暴发泥石流造成重大损失的6条泥石流沟作为整体研究对象,并考虑主河对泥石流堆积物的冲刷携带,运用FLO-2D模拟降雨前主河流动情况及不同降雨频率条件下主河及泥石流的流动情况。根据野外调查结果对比2%降雨频率条件下泥石流模拟结果,验证模型的可靠性。基于模拟结果用ArcGIS进行危险性评价,识别流域内高危险泥石流沟并划定高危险居民区,统计受冲击范围,为泥石流防治和预警工作提供科学依据。     

基于灰色关联法的地震灾区泥石流危险性评价以北川县泥石流为例

汶川地震后,地震灾区泥石流具有暴发临界雨量小,规模大,危险性高的特点。在考虑降雨和地震作用下,采用灰色关联法分析北川县72条泥石流沟的泥石流规模、流域面积、主沟长度、流域相对高差、流域切割密度、不稳定沟床比、年均降雨量和地震烈度8个影响因子的权重,在此基础上建立震区泥石流危险性评价模型并进一步对其进行危险性评价。结果表明:影响因子中,年均降雨量和地震烈度所占权重最大; 运用本文模型得到的评价结果与刘希林模型基本一致,但危险度值相对提高,其中有7条泥石流沟危险度提高一个等级。     

四川省都江堰市龙池地区泥石流危险性评价研究

汶川地震灾区震后泥石流灾害较震前活跃,对灾区泥石流危险性进行评价是灾后重建过程中合理防灾减灾的基础工作。通过研究泥石流灾害事件中的泥石流规模、泥石流沟堆积扇面积及相应的灾害损失等基础资料,提出以泥石流在泥石流沟堆积扇上的平均堆积厚度替代泥石流规模作为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法。用该方法对汶川震区都江堰市龙池镇龙溪河流域2010年"8.13"泥石流事件中的29条沟谷型泥石流进行危险性评价,评价结果中9条为高度危险,12条为中度危险,8条为低度危险。用以泥石流规模为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法进行对比评价,2种评价方法中有65.5%的泥石流的危险性评价结果一致。以泥石流沟堆积扇平均堆积厚度为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法更能突出规模对泥石流综合危险度的贡献,能更好地反映小泥石流流域和小泥石流堆积扇的泥石流在中小规模的泥石流总量下的危险程度。     

基于因子-聚类分析的泥石流危险性评价研究——以重庆市北碚区为例

重庆市北碚区是泥石流地质灾害主要高发区,其暴发受降雨条件、物源条件、地形地貌、地质构造、沟谷特征和植被等内外因素的制约。为有效评价各泥石流灾害暴发的危险性,依据重庆市北碚区泥石流灾害暴发的诸多影响因素,首先基于因子分析法对30条典型泥石流沟的大量数据进行了主因子判定,确定了地形地貌和物源条件、植被覆盖度、最大降雨量3个主因子,然后利用快速聚类法对各主因子综合得分进行聚类分析,进而根据聚类分析结果判定了各泥石流爆发的危险程度等级。危险性评价结果显示,重庆市北碚区30条泥石流沟中,暴发极度危险的有1条、高度危险的有3条、中度危险的有21条、低度危险的有5条,评价结果与各泥石流灾害爆发的实际情况相吻合。     

永胜刘官河流域泥石流灾害危险性评价

永胜刘官河位于云南省丽江市永胜县期纳镇境内,该流域在地形、地貌、地层岩性、地质构造和气候等相互作用的影响下,易发生泥石流灾害,严重威胁了当地居民正常的生产生活及生命安全。在调查与理论分析的基础上,选取松散物源储量、流域面积、主沟长度、相对高差、日最大降雨量、切割密度和不稳定沟床比等7个评价因子,通过组合赋权法结合多因素综合评价法构建评价模型对该流域危险性进行评价,得到永胜刘官河流域泥石流属于中度危险,评价结果与该流域泥石流的实际调查基本吻合。评价结果表明在未来的一段时间内,刘官河流域存在诱发间歇性中等规模泥石流灾害的可能,尤其是在雨季降雨条件下,诱发中等规模泥石流的可能性仍然较大,为该流域泥石流灾害潜在危险的预防提供了理论基础。     

沟床起动型泥石流的10 min降雨预报模型

针对沟床起动型泥石流的诱发因素为高强度短历时的降雨,提出10 min降雨强度是这类泥石流暴发的关键。在1 h预报模型的基础上,基于云南蒋家沟的多年泥石流观测资料,修正了1 h预报模型的降雨参数,并得到了10 min降雨预报模型。10 min降雨预报模型在中国西部的其他流域,如云南浑水沟、贵州望谟县打易区域泥石流沟、四川三滩沟、四川雅安陆王沟和干溪沟、甘肃柳湾沟、甘肃马槽沟等流域的验证中,取得了较好的结果。10 min降雨预报模型是部分建立在泥石流的形成机理上的模型,并不是完全的统计模型,因此该模型也可以用于其他地区的沟床起动类型泥石流预报。     

基于FLO-2D的矿山泥石流运动特征及危险性评价——以甘肃省岷县簸箕沟矿山泥石流为例

岷县簸箕沟金矿因人类开采活动引发了矿山泥石流灾害. 采用FLO-2D软件模拟分析了降雨强度重现期50 a及100 a条件下的簸箕沟泥石流运动特征, 进行危险性评价和分区, 并结合实际发生情况做了精度验证. 结果表明: 簸箕沟泥石流的堆积扇范围、堆积深度以及平均流速等运动特征参数随着降雨重现周期的变长而增大, 堆积扇中部的堆积深度及流速明显大于两翼及前端. 泥石流的危险区集中分布于泥石流沟道以及沟口一定范围内. 随着降雨重现周期的变长, 高危险区面积比例由48%升高至54.0%. 通过精度验证得出模拟结果与实际情况基本相符, 可信度较高.     

青海某沟谷“8·21”泥石流发育特征及危险性评价

泥石流是山区常见的地质灾害类型之一。位于青海省黄河右岸的某沟谷于2016年8月21日暴发一定规模泥石流,严重威胁流域内生产运营与沟口附近人民生命财产安全。通过现场调查、试验与计算,详细分析了本次泥石流的形成条件、发育特征、激发雨量及形成机制,评价了相关的动力学特征;在此基础上,参照单沟泥石流危险性评价中的评价因子,增加了24 h最大降雨量作为本次泥石流危险性评价指标,采用熵权法对该沟谷泥石流危险性进行了评价。研究结果表明:"8·21"泥石流容重为1. 635 t/m3,为稀性泥石流,一次泥石流冲出总量为3. 89×104m3,属中型泥石流,泥石流危险性值为0. 57,属于中度危险。考虑最大降雨量这一影响因子能较合理揭示泥石流的危险性。 更多还原     

“8·3”鲁甸地震背景下甘沟流域泥石流危险性评价

2014年8月云南省鲁甸县发生6.5级地震,位于震源中心地带的甘沟流域受地震影响,诱发大量次生地质灾害,流域内松散堆积物质增加,泥石流灾害的潜在危险增大,对沟口集镇造成威胁。本文基于对甘沟流域野外实地调查,综合考虑降雨对震后泥石流的影响,选取泥石流规模、流域面积、日最大降雨量、主沟长度、相对高差、流域切割密度、不稳定沟床比等7个评价因子,通过调整分辨系数为0.227 2的灰色关联法确定其客观权重,并在此基础上采用多因素综合评价方法计算泥石流危险度,对其进行危险性定量评价。结果表明,震后甘沟流域泥石流危险性属中度危险,诱发中等规模泥石流的可能性较大。     

基于不同评价单元和灾害熵的泥石流危险性分析

白龙江流域为泥石流等地质灾害密集分布区。2020年8月由于强降雨激发,白龙江流域武都段发生了大规模的群发性泥石流灾害,造成严重损失。文章以白龙江流域甘肃省陇南市武都段（宕昌县两河口乡—武都区桔柑镇）为研究区,通过野外实地考察,选取流域面积、流域形状系数、平均坡度、沟谷密度、物源参照值（HI）、岩性、流域中心距活动断层距离、一小时最大降雨量、植被覆盖度作为泥石流危险性评价因子。基于灾害熵理论,分别以泥石流单沟和小流域单元作为评价单元,利用ArcGIS软件,进行区域泥石流危险性评价。分析结果表明,研究区内泥石流沟大多数都属于中、高危险性。致灾因子中岩性、物源参照值（HI）、距断层距离、植被覆盖度及平均坡度的权重最大,与实际考察结果一致。且以小流域单元作为评价单元的评价结果更符合研究区的泥石流发育情况。     

都江堰市龙池镇麻柳沟泥石流特征及形成条件分析

通过对都江堰市龙池镇麻柳沟泥石流灾害现场调查,分析了泥石流的特征及形成条件,并对沟道内松散固体物质储量进行了计算,分析了危险区范围。结果表明:麻柳沟流域的地形特征为泥石流形成提供了有利的地形条件,"5.12"汶川地震和"4.20"芦山地震为泥石流的形成提供了丰富的物源条件,多次强降雨为泥石流的启动提供了充足的水源条件。通过计算得出,麻柳沟沟道内的松散固体物质储量约为29.21×104 m3,其中形成区13.19×104 m3,流通区3.27×104 m3,堆积区12.75×104 m3,泥石流最大危险范围为0.247 1km2。     

西藏天摩沟泥石流形成机制与成灾特征

西藏林芝市波密县天摩沟于2007年9月、2010年7月、2010年9月和2018年7月分别发生大型和巨型泥石流,4次泥石流活动均不同程度堵塞主河帕隆藏布,淤埋国道318或摧毁桥梁,堰塞湖淹没村道、溃决造成下游塌岸,给当地居民生命财产尤其是交通干道造成极大危害。文章针对以上4次泥石流活动,采用高分辨率遥感影像,对泥石流发生前的孕灾背景进行解译,同时结合无人机航空摄影和地面调查对天摩沟泥石流形成机制和成灾特征进行了对比分析,得到以下结论:(1)天摩沟内冰川发育,年际变化大,目前泥石流形成的主要方式为岩崩和堵溃,其中2018年和2007年为岩崩引发,2010年为堵溃引发,该沟同时具有冰川泥石流和降雨泥石流的特征。(2)经历了2007年和2010年3次大规模泥石流后,天摩沟内斜坡类物源储量增加了19.6%,绝大部分启动的冰碛物和崩滑物源都转化为泥石流沟道堆积物或冲出沟口。(3)天摩沟2018年泥石流容重为2.10g/cm^3,为黏性泥石流,流速快冲击力强,帕隆藏布河道受到挤压多次变道,历史上最大偏移距离为190m。(4)2018年7月11日泥石流成因为降雨条件下加剧冰川消融引发主沟沟源右侧岩崩,形成多阵次泥石流,主泥石流体积18×104m3,淤埋G318近220m。后续依然具有暴发大型泥石流的可能性,建议进行防治降低其危害程度。     

甘肃岷县浑水沟泥包砾成因机制及其灾害意义

2020年8月, 甘东南地区持续降雨且伴随多个强降雨过程, 岷县梅川镇浑水沟暴发泥石流, 左岸方家山滑坡失稳下滑, 严重威胁沟口成兰铁路安全。基于野外调查、遥感解译和室内测试结果, 分析泥包砾的形态结构、矿物组成以及堆积特征, 研究泥包砾形成的地质环境和机制, 探讨泥包砾的灾害意义。研究结果表明: 泥包砾分布于浑水沟流通区下游及堆积区, 呈球形且具多层结构, 由石英、方解石、黏土矿物等组成, 其形成主要受控于流域第四系黄土和古近系泥岩中的黏土矿物, 而较缓的沟道、岸坡黄土滑坡和崩塌的发育以及适宜的水动力条件, 促进了泥包砾的形成和自生加大; 泥石流冲击力随着泥包砾粒径的增大而增大, 再起动所需临界泥石流流速相较于块石较小; 泥包砾是古近系泥岩与泥石流共同作用的结果, 具有加剧泥石流危害的作用, 因此亟需治理浑水沟泥石流以保证成兰铁路的安全运营。      

The formation of runoff-generated debris flow in Southwestern of China: take Gangou as an example

In the mountain area of Southwestern China, there are large quantities of runoff-generated debris flows that are threatening the local people and facilities seriously. Gangou is a typical runoff-generated debris flow; its source is old deposit from floods and the debris flows downstream of the channel. On June 30, 2005, Gangou occurred debris flow, the debris flow destroying the road, the communications facilities and the farmland at the gully mouth. Unlike the formation mechanisms of other debris flows, the formation of 2005 debris flow in Gangou has its distinctive characteristics as follows. (1) The supply of the loose sources is intensive and distribute near the mouth of the gully; it is rare to see any debris flow initiate at such a lower location. (2) The debris flow finishes its initiation, flow and deposition around the 700-m-long channel, accompanied with the blocking process in the gully when the debris flow ran out; however, 10 min later, it releases and amplifies the peak flow about three times. (3) The topographic condition of the basin does not contribute much to the formation of the 2005 debris flow; instead, its formation is the result of the co-effort of continuous rainfall and a short-time heavy rainfall. In other words, the previous cumulative precipitation enables the moisture content of the soil on the right bank of the gully to reach saturation; then the soil slides into the channel under the action of the heavy rainfall at a later time. Meanwhile, the heavy rainfall accelerates the formation of gully run-off and initiates the loose mass in the channel from slide, thus forming the debris flow.     

汶川震区典型泥石流动态演变特征研究——以绵竹市走马岭泥石流为例

汶川地震后,流域内产生大量松散物源,使走马岭沟由一季节性冲沟演变为一条潜在泥石流沟,在地震后的3个汛期内发生多次泥石流,并造成灾害,其中以2008-9-24泥石流和2010-8-13泥石流最为严重。本文利用3期遥感影像并结合野外调查,对走马岭沟泥石流的形成条件进行了论述,对比分析了走马岭泥石流沟2008年、2009年、2010年3个汛期后流域的动态变化特征,主要表现为:(1)在不同降雨强度下,走马岭泥石流具有复合型物源区启动方式,并先从局部性支沟发生泥石流,进而演变为整个流域全面暴发泥石流。(2)经历了2008年、2009年、2010年3个雨季后,走马岭流域物源储量及物源供给形式发生变化,其中崩塌规模增加了1.87%; 滑坡增加了25.35%; 沟道及坡面松散堆积减少了67.47%,减少部分大部分转化为泥石流沟道堆积物。(3)不同降雨强度下,走马岭泥石流堆积区范围边界变化明显,且不同堆积扇间存在叠加关系; 结合走马岭"9·24"堆积扇范围和"8·13"堆积扇前缘堆积痕迹及影像特征,推测出走马岭"8·13"堆积扇堆积面积约8.76×104m2。最后对泥石流成因机理及发展趋势进行了初步分析。结果显示,走马岭为一高频泥石流沟,仍具备形成大规模泥石流的条件。     

基于CFX的江口沟泥石流危险区范围预测模拟

拟建猴子岩水电站移民安置点位于江口沟泥石流堆积扇上,通过现场调查泥石流形成条件和运动特征,获得了1958年发生的50 a一遇泥石流危险区范围,根据雨洪法计算确定了泥石流的相关运动学参数。使用基于有限体积法的CFX软件,选择Bingham流变模型对江口沟泥石流流动过程的液面分布情况和速度场进行了三维数值模拟,得出了泥石流危险区范围和速度场分布情况。模拟结果显示,江口沟50 a一遇泥石流流过堆积区的平均速度为5.76 m/s,其中最大速度为13.59 m/s。数值模拟计算得出的危险范围较1958年扩大,是因为早期泥石流堆积物将原有地面特别是沟道附近地面抬高,使得现状条件下泥石流更容易向两侧漫流泛滥而扩大。上述结果为泥石流防治工程设计及危险区范围划定提供了一种新的方法,对工程实践具有重要的指导意义。