甘肃文县关家沟泥石流物源条件与治理工程探析

关家沟泥石流沟位于文县县城北部,具有极为丰富的物源条件。通过调查从泥石流的岩土体类型及特征、地质构造、水文地质、新构造运动及地震等方面,对物源条件的地质环境背景进行了总结。其松散固体物质主要有滑坡堆积物、崩塌堆积物、滑塌—坍塌堆积物、沟道冲洪积堆积物及面状堆积物等。固体物质总储量为11 570.1×104m3,转化为泥石流组成部分的主要方式包括滑坡、崩塌、滑塌—坍塌直接堆积或堵塞沟道,被水流冲蚀、搬运;滑坡体、崩塌体表层松散物质及沟坡上的面状堆积物在降水面蚀作用下,细粒物质流入沟道,补给泥石流增加了泥石流的黏度;沟道内早期的冲洪积物被泥石流直接搬运、冲蚀,构成泥石流固体松散物质等。通过对物源条件分析,提出了治理工程措施,以期为关家沟泥石流灾害防治提供参考。     

九—绵高速公路鲁家沟泥石流形成机制与数值模拟分析

拟建九—绵高速公路通过四川省平武县木座乡鲁家沟泥石流堆积扇,经调查对拟建高速公路具有危险性。本文通过对鲁家沟泥石流灾害的现场调查,从物源、地形地貌、水动力条件入手,分析了鲁家沟泥石流灾害的基本特征和形成机制:鲁家沟内基岩风化严重,坡积物丰富,共计有松散固体物源量约6.308 7×106m3,雨量充沛,平均纵坡降424‰,水动力作用强,鲁家沟是在暴雨作用下,顺层斜坡失稳破坏,堰塞沟道并溃决形成的泥石流。本文对鲁家沟泥石流做RAMMS:DEBRIS FLOW数值模拟研究得出:在50年一遇的频率下,泥石流冲出量为5.68×105m3,为防治工程设计提供一定依据。     

安宁河断裂带勒帕沟泥石流发育特征及防治建议

2011年6月17日,勒帕沟发生近50年来最大的一次泥石流,经计算泥石流断面平均流速为2.03 m/s,峰值流量为200.11 m3/s,为大型泥石流,对帕勒村村民生命财产造成了巨大危害。勒帕沟上游岸坡前缘不稳定斜坡体及勒帕沟沟道内松散堆积的卵砾石为勒帕沟泥石流的主要物源。上游支沟中碎屑物块度较小,易被水流冲走,不会形成堰塞湖和溃决型泥石流。勒帕沟流域现今仍有再次暴发泥石流的可能,建议于流域中上游进行人工植树造林,在下游清理河道,进行监测预警,以实现泥石流综合防治。      

强震区侵蚀-溃决型泥石流的动力特性定量分析

强震作用导致流域内松散物源、微地貌及水文环境发生剧烈变化,致使强震区泥石流的形成机制和活动规律区别于普通泥石流。从启动判别、沟床侵蚀和溃决放大效应等3个方面入手,利用物理模型和数值模拟,定量分析了强震区泥石流启动-流通-堆积全过程的动力特性。结合案例验证了强震侵蚀-溃决型泥石流的力学机制。分析表明,泥石流沟床侵蚀是外部应力增加、内部强度衰减和松散物质基础3种机制的综合结果,沟道堰塞体溃决导致泥石流流量被瞬间放大,进而反馈到侵蚀机制中,导致泥石流规模剧增。红椿沟8·14泥石流案例验算显示,H02、H03堰塞体溃决导致泥石流流量放大至800.80m3·s-1,沟床侵蚀物质总量达34.72×104m3,约占总规模的50%。     

热河沟泥石流成因机制分析

受汶川地震的影响,西南地区地质灾害近来年频繁发生,尤其是泥石流灾害。在地震作用下,有更多的松散物源参与泥石流的运动,加大了泥石流的危害性和暴发频率。本文收集了热河沟的地质、气象和水文等资料,通过分析该沟的地形、物源和水源条件来分析泥石流的形成过程,结合现场调查取证来综合分析泥石流的形成机制,为泥石流的治理提供更为可靠的依据。分析表明,热河沟泥石流的成因机制为"暴雨-溃决"型。     

地震灾区新建蒲虹公路弃土泥石流成灾特征与防治建议

蒲虹公路是地震灾区的一条灾后新建公路。公路外边坡堆放有大量的弃土,在强降雨的作用下易转化为泥石流。此类现象受到研究者的关注。本文通过对弃土场的分布、组成及成灾特征的研究,提出了科学合理的处理方法。弃土泥石流形成模式包括:(1)沟道内弃土场在沟道洪水侵蚀作用下产生泥石流或土体溜滑形成泥石流;(2)坡面上弃土场滑动,表面液化形成局部坡面泥石流;(3)沟道两侧弃土场的基脚被侵蚀,形成滑坡堵河后溃决形成泥石流。弃土泥石流的成灾特征主要为弃土泥石流翻越挡墙或摧毁挡墙,堵塞涵洞或排水口,淤埋公路,威胁居民点等,它的处置需要特别注意排水,并平整压实,恢复生态。     

四川石棉熊家沟泥石流形成机理与成灾特征分析

四川石棉熊家沟曾于2013年7月4日爆发泥石流,该次泥石流物源类型多样、形成机理复杂,并发生堵塞主河的次生灾害链,具有代表性。通过研究,本次泥石流是在强降雨条件下,以中上游沟道松散物为启动点、沿程下切拉槽、崩滑不断参与运动的一场由自然因素形成的地质灾害。泥石流形成因素分为强降雨、沟道物源启动、崩滑规模扩大3个方面。参与熊家沟泥石流启动汇集的物质来源为沟道物源和崩滑物源,其中,沟道物源量占总量的81.55%。物源补给以沟道松散物为主,崩滑直接提供物源量小分散。经过"7·04"灾害后,流域沟道淤积抬升,形成新的沟道松散物,为下次泥石流埋下了隐患。熊家沟泥石流的成灾模式类型多样,表现为淤积抬高、撞击冲毁、堵塞主河、淹没上游。通过堵河经验公式判别,"7·04"熊家沟泥石流的形成特征极易发生堵河,当地政府与防灾减灾部门应有的放矢做好地质灾害防治工作。     

基于动力过程的冰湖溃决洪水侵蚀演化特征研究北大核心CSCD

冰湖溃决洪水具有范围广、持续时间长、危害大并经常伴随有泥石流发生等特点。目前针对冰湖溃决洪水动力演化特征的定量研究相对匮乏。为此,对次仁玛错冰湖溃决洪水灾害演化特征进行研究,以实地调查及多期遥感影像为基础,并采用泥沙输移模型和水动力模型耦合方法揭示冰湖溃决洪水侵蚀演化特征。模型基于精度为12.5 m的数字高程(DEM)地形数据,模拟反演1981年次仁玛错冰湖溃决洪水动力演化过程,与实测结果进行对比,验证模型的适用性和可行性,并对冰湖再次溃决进行预测分析,定量评价冰湖溃决洪水在演进过程中流深、流速、侵蚀和沉积特征。溃决洪水在演进过程中对章藏布支沟冰碛物及下游沟岸松散坡积物进行冲刷侵蚀,高含沙洪水逐渐演化为稀性泥石流,在707滑坡处流深8~10 m,最大流速13.7 m·s^(-1),侵蚀深度8~9 m。稀性泥石流在主沟沉积形成堰塞坝,坝高9~11 m,短暂堵塞波曲河。稀性泥石流对樟木口岸下游滑坡群坡脚进行冲刷侧蚀,侵蚀深度约10~13 m,易引发大规模次生灾害,稀性泥石流到达水电站处,淤埋水电站进水口,导致水电站失效。整体来看,溃决洪水在演进过程中,洪水对上游沟床及沟岸进行强烈的侵蚀夹带,洪峰流量增强,在中游,稀性泥石流对沟岸进行侧蚀,在沟道狭窄处流速增大,下切侵蚀增强,在沟道宽阔处,流速降低,固体物质沉积,整体达到冲淤平衡,洪峰流量随距离逐渐衰减,至下游,沟道地形开阔,流速放缓,稀性泥石流逐渐沉积,同时对沟道两岸进行侧蚀,整体为沉积。模型可以良好地揭示冰湖溃决洪水灾害侵蚀演化动力特征。     

喜德县波振沟泥石流形成条件及动力特征2

波振沟位于四川省凉山州喜德县境内孙水河左岸,属于川南红层地区典型沟谷型泥石流沟。通过工程地质调查与遥感影像解译,研究了该泥石流形成条件和机理,获取了泥石流动静力学参数。调查研究表明:(1)波振沟流域地貌正处于壮年期发育阶段;(2)泥石流容重1.64g/cm3,属于过渡(偏稀)性泥石流;(3)波振沟流域内还存在大量崩滑体及沟道松散堆积体,松散物源近4×105m3,在强降雨作用下容易启动泥石流,建议加强综合防治。该研究对砂泥岩互层地区泥石流形成机理的认识有一定帮助,对波振沟泥石流防治具有参考价值。     

喜德县波振沟泥石流形成条件及动力特征2

波振沟位于四川省凉山州喜德县境内孙水河左岸,属于川南红层地区典型沟谷型泥石流沟。通过工程地质调查与遥感影像解译,研究了该泥石流形成条件和机理,获取了泥石流动静力学参数。调查研究表明:(1)波振沟流域地貌正处于壮年期发育阶段;(2)泥石流容重1.64g/cm3,属于过渡(偏稀)性泥石流;(3)波振沟流域内还存在大量崩滑体及沟道松散堆积体,松散物源近4×105m3,在强降雨作用下容易启动泥石流,建议加强综合防治。该研究对砂泥岩互层地区泥石流形成机理的认识有一定帮助,对波振沟泥石流防治具有参考价值。     

西藏定日朋曲流域达仓沟冰湖溃决泥石流特征

以西藏朋曲流域达仓沟为研究对象,结合现场调查及遥感解译,总结了达仓沟流域的孕灾背景,再现了冰湖溃决泥石流特征,并在此基础上对该沟溃决泥石流发展趋势进行了分析。研究表明,流域现有冰川8条,冰湖11个,历史上至少爆发过3次大型冰湖溃决泥石流,其中最大的1956年冰湖溃决泥石流沟口峰值流量3 862 m~3/s,流速8. 06 m/s;目前流域内冰川呈现不断缩小的趋势,3处冰湖存在溃决风险,具备了形成泥石流的陡峻地形和丰富松散固体物质的充分条件,发生冰湖溃决泥石流可能性大。     

川西红层地区泥石流特征研究——以德昌县群英村王家坡沟为例

2022年8月23日德昌县乐跃镇群英村王家坡沟暴发群发性泥石流灾害,导致群英村至太平村的乡道严重堵塞,乡道两侧的耕地及经济作物大面积受毁。为揭示此次群发性泥石流的发育规律,本文结合实地调查和遥感影像对王家坡泥石流的形成机制、动力学特征进行综合研究。研究结果表明：此次泥石流在短历时强降雨情况下,坡面入渗迅速形成地表径流聚集于沟道,水流沿程掏蚀、侧蚀沟道岸坡形成大量的沟道松散固体物质,泥石流规模呈放大趋势冲出沟口形成泥石流灾害。该泥石流沟松散堆积物动储量为1.21×104m3,主要分为沟道物源、崩滑物源、侵蚀物源3种物源类型,其中沟道物源占比最大;最后计算了不同暴雨频率条件下泥石流的流量以及冲击力,为王家坡泥石流灾害防治提供可靠的数据和相应的防治措施。     

基于分形理论和模型试验的沟道物源动储量评价模型

汶川地震后,大量松散固体物源堆积在沟道中,使沟道泥石流发生的概率激增。准确的计算泥石流沟道物源的动储量一直是泥石流物源统计的难点。文章以七盘沟下游主沟段沟道物源为研究对象,在实地勘查、资料收集的基础上,以室内模型试验为研究手段,引入分形理论将复杂的土体粒度成分用分维值定量描述,研究不同沟道堆积体在不同降雨作用下的侵蚀规律,建立以降雨强度和分维度为双影响因子的动储量评价模型。研究表明:粗粒土不易起动,但在充足的水动力条件下,侵蚀作用会成倍放大;上细下粗土发生泥石流时侵蚀变化和总的侵蚀规模较小,这种粒序分布形式有益于沟道的稳定;上粗下细土与粗粒土的侵蚀现象类似,但发生大规模泥石流的降雨阈值低于粗粒土;沟道物源中,侵蚀作用效应的排序为:溯源侵蚀>下切侵蚀>侧缘侵蚀>潜蚀;文章所拟合的公式适用于宽缓型沟道泥石流,对于窄陡型沟道泥石流存在一定的局限性。     

汶川震区窄陡沟道型泥石流动力学特性及堵江分析——以都汶高速沿线磨子沟为例

在汶川震区沟道型泥石流中,普遍存在一种窄陡沟道类型,窄陡沟道型泥石流具有沟道纵坡陡、平均宽度窄、流域面积小的地形特点,在震区容易瞬间汇流形成大规模突发性泥石流灾害。结合四川省都汶高速沿线2013年“7·10”特大群发性泥石流,重点以窄陡沟道型的磨子沟泥石流为实例,针对该泥石流对都汶高速、岷江等造成的冲击淤埋及堵塞问题,通过现场调查泥石流形成条件和发育特征,采用大型流体动力学计算软件CFX模拟再现50年一遇暴雨频率下此类窄陡型泥石流的动力学过程,分析其危险范围、评价其冲击都汶高速桥梁,堵塞岷江,淹没岷江两岸居民安置点的破坏性影响,为提出针对性的泥石流防治工程措施提供依据。     

雅砻江下游某支沟泥石流灾害成因分析

雅砻江下游某支沟属沟谷型泥石流沟,爆发频率一般为7~10年,2008年7月1日凌晨,流域内一场小于前几年最大日降雨量的集中强降雨,却引发了泥石流。通过调查分析,认为主要原因在于:该沟流域汇水面积较大,沟道纵坡较陡,加之2007年以来大量公路弃渣直接堆于沟内造成堵沟,在遭遇强降雨引发的洪水作用下,弃渣堆石坝被冲垮,诱发次生洪水。计算表明,溃决洪峰流量达到流域10年一遇的暴雨水平,从而激发下游束窄沟道堆积物产生泥石流,加之下游厂区沟道束窄,在弯道处泥石流超高冲入车间,造成重大财产损失。     

黏性泥石流沟道侵蚀启动机制研究

黏性泥石流具有非常强的侵蚀能力,在其运动过程中不断地对沟道进行下蚀和侧蚀,并将沟道中大量的松散物质带走,增大了泥石流的危害性。根据黏性泥石流本构模型和土体抗剪强度理论,以极限分析的上限定理为工具,在假定沟床以圆弧面侵蚀的条件下,研究了黏性泥石流运动对沟道土体的侵蚀启动机制,建议了相应的计算公式和判断准则,讨论了泥石流重度、沟道坡降、土体强度等因素对沟道土体受泥石流侵蚀启动速度的影响。     

台风暴雨矿渣型泥石流形成机制与动力特征——以兴宁乌石坑沟泥石流为例

受台风“尤特”登陆影响,台风暴雨直接激发兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害,物源巨大,潜在危害极大。笔者等通过现场调绘及室内试验,对本次泥石流的形成机制及动力特征进行研究,旨在为此类泥石流致灾机理及危害性评价提供借鉴。研究表明,其独特的流域地形特点为泥石流形成的基本因素,以沟道堆积物为主的丰富矿渣型物源是基础条件,高强度的台风暴雨是直接激发因素,与矿山开采、矿渣随意堆放等人为因素共同作用扩大了灾害规模。泥石流形成过程与动力特征为前期强降雨—崩滑碎屑流—矿渣型泥石流—台风暴雨—沟道堵塞雍高—溃决、规模放大。     

台风暴雨矿渣型泥石流形成机制与动力特征——以兴宁乌石坑沟泥石流为例

受台风“尤特”登陆影响,台风暴雨直接激发兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害,物源巨大,潜在危害极大。笔者等通过现场调绘及室内试验,对本次泥石流的形成机制及动力特征进行研究,旨在为此类泥石流致灾机理及危害性评价提供借鉴。研究表明,其独特的流域地形特点为泥石流形成的基本因素,以沟道堆积物为主的丰富矿渣型物源是基础条件,高强度的台风暴雨是直接激发因素,与矿山开采、矿渣随意堆放等人为因素共同作用扩大了灾害规模。泥石流形成过程与动力特征为前期强降雨—崩滑碎屑流—矿渣型泥石流—台风暴雨—沟道堵塞雍高—溃决、规模放大。     

新源县苏勒萨依沟泥石流发育特征及形成条件分析

新源县苏勒萨依沟泥石流灾害对生命财产安全及相关设施等构成一定程度的威胁。在野外实地调查的基础上,对研究区泥石流灾害的发育特征及形成条件进行了分析。研究结果表明:该泥石流为粘性、沟谷型、高频中型溃决泥石流;泥石流的流域划分为形成区(包括清水区和物源补给区)、流通-堆积区;三面环山的有利地形地貌特征、丰富的重力侵蚀补给和沟床质侵蚀补给松散物源以及降雨和冰雪融水耦合作用是泥石流形成的基本条件。此外,堰塞、溃决激发条件为该泥石流的典型特征。     

舟曲三眼峪沟泥石流松散物质补给特征与稳定性探讨

基于对舟曲三眼峪沟流域固体松散物质的调查勘测,阐述该沟"8.8"特大泥石流形成过程中松散物质的补给特征,对沟内固体松散物质的稳定性及可转化数量进行分析评价。分析认为,三眼峪沟泥石流的形成具有以主沟冲蚀再搬运为主的显著特点,以崩塌及沟床松散物质补给为主。沟内极不稳定易转化为泥石流的固体松散物质540×104m3,不稳定的松散物质1 730×104m3,较不稳定的423×104m3,稳定而难以转化的松散物质1 450×104m3。泥石流的主要补给沟段集中于大眼峪沟的竹塔沟—罐子坪沟段、大峪口段,小眼峪沟的滴水崖—峪支沟沟段、小峪口段,控制了上述沟段固体松散物质,将有效控制该沟泥石流的形成。