矿山泥石流沟谷形态的分形分维

以2个区域的矿山泥石流为背景,利用分形理论分析了矿山泥石流沟谷形态特征,并与4个区域的自然泥石流沟谷形态进行比较研究。沟谷形态的分形维数具有相同的地学意义:维数越小,该要素对沟道及泥石流的发育和形成的影响越大。沟道比降、汇水面积和沟道长度3个沟谷形态要素中,汇水面积影响最为显著;但矿山泥石流沟谷具有汇水面积少、沟谷尺度小,沟谷比降陡的特点;在此基础上提出了自然—矿山型泥石流的概念。     

川南红层地区泥石流形成过程与动力特征研究——以四川省屏山县牛儿包泥石流为例

红层地区泥石流因受典型的地层岩性及气候条件等影响,发育分布数量较少,探索这类特殊孕灾背景条件下的泥石流成因及特征具有一定的减灾意义。文章以四川省屏山县牛儿包沟泥石流为例,通过对该泥石流沟流域的地形条件、水源条件及物源条件特征分析,探索了红层地区泥石流的成因和特征,综合分析了泥石流的动力特征。研究表明:(1)流域地形高差大,沟道狭窄,沟谷较陡,沟道纵比降较大,为泥石流的形成提供了有利地形条件;(2)流域汇水面积较大,降雨集中短时间内为泥石流的形成提供了充足的水源条件;(3)流域内物源集中,短时间内能为泥石流发生提供充足的物源条件。最后通过泥痕法计算了上一次泥石流发生时的流量,并对计算了不同暴雨频率条件下泥石流的流量,提出了针对性的泥石流防治建议,为牛儿包沟泥石流灾害防治提供了可靠的数据。     

海南昌江县红林农场26队泥石流发育特征及成因分析

以昌江县红林农场26队泥石流沟为研究对象,泥石流沟发育特征及分析其泥石流形成条件,并对其危险性进行评价。结果表明:红林农场26队泥石流沟的地形条件、沟床比降和汇水面积等构成了泥石流沟发育的先天条件,泥石流沟上部的松散堆积物和破面崩滑物为泥石流的启动提供了物源,前期的强台风和短时间的强降雨天气诱发和启动了泥石流的爆发。     

地形因子对四川龙溪河流域泥石流发生的影响

物源、降水、地形是泥石流形成的三大基本条件,同一次降水同一流域范围内并不是所有泥石流沟都会发生泥石流,可见在小流域范围内,物源因子和降水因子基本接近时地形因子对泥石流的发生起着首要作用。本文以龙溪河流域泥石流沟为例来探讨地形因子对泥石流易发程度的影响。选取流域面积、形状系数和沟道纵比降等参数进行研究并获取三者相互之间的关系而得到一个能全面反映地形条件的综合地形因子G:G=F×J(A/A0)0.2。对该研究区来说,G=0.2是该区域泥石流沟发生泥石流的界限,即G>0.20时会发生泥石流,G<0.20时不会发生泥石流。在白水河流域验证此理论得知地形因子G对泥石流的发生同样具有重要意义,但物源和降水情况的差异也会影响泥石流的发生,因此该成果不能涵盖所有的地形条件,故适应性有一定限制性。     

滇西怒江河谷潞江段泥石流灾害时空发育特征

通过对怒江河谷潞江段21条泥石流重点沟道堆积物的沉积特征、形成基本条件的野外调查,结合室内泥石流沟汇水面积、纵比降的数理统计,运用光释光(OSL)测年技术对洪积物的年龄进行测定,揭示了研究区泥石流的发育具有明显的区域性和分期性。结果表明以潞江为界,泥石流从西岸向东岸迁移;东岸泥石流的发育存在南北差异,具有从北向南发展的趋势而且期次明显,两岸泥石流发育分为3期。     

滇西怒江河谷潞江段泥石流灾害时空发育特征

通过对怒江河谷潞江段21条泥石流重点沟道堆积物的沉积特征、形成基本条件的野外调查,结合室内泥石流沟汇水面积、纵比降的数理统计,运用光释光（OSL）测年技术对洪积物的年龄进行测定,揭示了研究区泥石流的发育具有明显的区域性和分期性。结果表明以潞江为界,泥石流从西岸向东岸迁移;东岸泥石流的发育存在南北差异,具有从北向南发展的趋势而且期次明显,两岸泥石流发育分为3期。     

泥石流类型与地貌分形特征的关系研究

泥石流是一种频繁发生且危害性很大的自然灾害。作为中国泥石流灾害重灾区之一的陇南地区,泥石流不仅严重阻碍G212线的正常运营,也严重影响沿线地区的经济发展和人民生活。通过对G212线陇南段232条泥石流沟的调查资料分不同属性、不同发展阶段和不同危害程度进行统计,结合分形理论,分析了泥石流沟道数与地貌要素的定量关系。结果表明:地貌形态要素对泥石流的属性、发展阶段和危害程度等不同类型泥石流的影响程度不同;综合分维值、形成区形态参数和地形坡度等参数都在一定程度上定量反映了不同类型泥石流的特征。     

怒江东月各特大泥石流流域几何形态学特征

怒江支流东月各沟于2010年8月18日凌晨暴发灾难性泥石流,其规模巨大且远程运移超过8 km。为了探究其发生机理,从流域几何形态学特征的角度出发,对东月各泥石流地形条件进行量化研究。在野外调查基础上,对泥石流运移路径纵坡进行1∶1 000比例现场测量,使用1∶10 000比例尺摄影测量数字线划地形图和Arc GIS进行三维地形建模分析。东月各流域长约14.0 km、平均宽度约3.4 km,在约47.3 km2的面积上具有2 849 m的高差。主沟下段沟长8.8km,高差1 084 m,平均比降101‰。B4支沟沟长2.6 km,平均坡降361‰。斜坡在40°~45°这一区间面积占比最高,为17.86%。结果表明,东月各流域属于中国泥石流小流域中面积最大的一类。泥石流形成区为B4支沟及邻近区域,以B4支沟为主。泥石流远程运移受到沟道纵剖面形态和平面形态共同影响。受地形条件影响,泥石流活动呈现单个大周期套叠多个小周期的模式。     

关家沟流域泥石流灾害风险评价及治理措施探析

关家沟位于甘肃省文县,平面形态呈葫芦型,流域总面积38.13 km~2,支沟12条,多有黄土披覆,沟谷发源区和上游区,是主要耕地所在地带,为滑坡多发区;地形由陡向缓转折处,稳定性差,也是崩塌多发区。根据关家泥石流的形成、发育特征,采用分级赋值、灰色统计分析方法,对关家沟泥石流各特征元相应类别的综合值进行计算,在此评价的基础上进行风险评价,并根据关家沟各沟段不同的地形地貌、沟床比降以及滑坡、崩塌的规模等特点,按照沟道的风险性,布设不同高度的拦挡坝19座对关家沟泥石流进行治理,拦挡坝建成后,主沟内补给泥石流的固体物质来源大幅减少,拦挡坝淤满后,减缓了沟床比降,削弱了水动力条件,控制了泥沙的侵蚀、搬运和冲刷能力,限制了泥石流的进一步发展。     

地形条件对泥石流发育的影响——以岷江流域上游为例

为了预警泥石流的发生,需要判断泥石流的易发程度。在地质和降雨条件都大致相同的条件下,因地形条件的不同,导致一个区域的沟谷暴发泥石流的频率有着明显不同,显然地形条件是控制泥石流发育的关键因素之一。以研究岷江流域上游典型沟谷为例,通过分析地形条件对泥石流发育的影响,选用岷江流域上游典型沟谷的形成区流域面积A0、形状系数F0以及沟床纵比降J03个重要参数进行研究,比较三者相互之间的关系特征而得到一个综合的地形因子G。对比研究岷江流域典型区域以及甘肃舟曲、台湾陈有兰溪地区沟谷泥石流的暴发频率和G值,比较验证后得出:在地质和降雨条件都相近的情况下,沟谷G值越大,则越利于暴发泥石流。因此,可运用地形因子G划分某区域内沟谷泥石流的易发等级。对于岷江流域典型区域的沟谷:G≥0.21极容易暴发泥石流;0.14G0.21较容易暴发泥石流;G≤0.14不容易暴发泥石流。由于地质条件和降雨情况的差异,不同地区泥石流易发等级所对应的G值也将不同。     

矿山泥石流形成的理论动态分析--以神府东胜矿区为例

在神府东胜矿区矿山泥石流沟道调查的基础上，系统分析了矿山泥石流形成的3个基本条件，得出结论如下：①固体物质来源充足。主要来源有：矿区建设中排放的大量弃土石渣，陡坡、临空面的崩塌堆积物，风化剥蚀形成的泻溜、坡积裙；②降雨和径流是泥石流暴发的主要外动力。经GM(1，1)包络线法预测，未来几年降雨量稳中有增；③地形比降是泥石流暴发的不可逆的趋动力。由于工程建设，沟道地形畸变，比降加大，暴发泥石流的沟道地形条件潜势很大。在泥石流形成的3要素基本满足的前提下，其暴发的关键还在于3要素的有机结合。根据泥石流固体物质含量指标，应用系统原理，讨论了潜在矿山泥石流形成3要素有机结合的随机动态过程。     

乌苏市巴音沟牧场中心小学泥石流形成条件及易发性评价

八音沟牧场中心小学泥石流位于乌苏市区南部,该泥石流沟曾多次发生泥石流灾害。该沟内沟道纵比降大,且坡面松散固体物质丰富,在暴雨等自然因素的影响下,会有较大规模泥石流发生的可能性,将对学生安全和学校基础设施带来不利影响。在对研究区调查分析的基础上,分析了八音沟牧场中心小学泥石流的灾害类型、形成条件及其流域特征,并评价了该泥石流的易发性。通过对该泥石流的形成条件和流域特征的分析,可以对该泥石流的防治工程设计提供理论依据。     

磨西河流域泥石流流域形态的非线性特征

泥石流是磨西河流域地质环境演化的一个重要地表过程,研究该流域内泥石流的地貌发育及演化特征可为磨西河流域第四纪以来地质环境的演变提供重要信息.通过对流域51条泥石流沟地貌形态的统计分析发现,磨西河流域内泥石流的分布在空间上表现出明显的不均性,流域内泥石流沟的数量与对应的主沟长度、主沟纵比降及流域面积之间存在着明显的分形现...     

和龙市东城区泥石流沟谷形态的非线形特征

和龙市地处长白山脉东北部,地质环境质量较差,区内常有泥石流、崩塌、滑坡等地质灾害发生。该市东城区具备形成泥石流的条件,泥石流发生频繁。文章根据东城区34条泥石流沟的实际调查资料,采用分形理论．研究了泥石流沟谷形态的分形特征及其在不同观察尺度下分维值的变化特征。这种非线形关系在一定程度上揭示了该区泥石流沟谷演变的非均匀性和自相似性。     

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。     

基于灰色关联法的泥石流灾害易发性影响因素分析——以甘肃舟曲瓜咋沟泥石流为例

2010年,甘肃舟曲“8·7”特大泥石流灾害给当地人民生命财产造成严重损失,泥石流的发生及其易发性程度受多种因素影响。为分析不同因素对泥石流灾害易发性影响程度,基于对甘肃舟曲瓜咋沟内不同泥石流沟道野外调查资料的总结与分析,运用层次分析法计算了泥石流灾害易发性指标,利用灰色关联度理论分析了泥石流灾害易发程度与各影响因素间关联程度。研究结果表明：运用层次分析法确定的泥石流灾害易发性程度与野外调研结果相一致;泥石流灾害的易发性受沟道内灾害点数量、主沟道坡降、日最大降雨量、植被覆盖率及汇水面积等的影响显著;沟道内灾害点数量和主沟道坡降,日最大降雨量、植被覆盖率及汇水面积,沟道长度、岸坡坡度及沟道宽度等分别对泥石流灾害易发性的影响程度较为接近;研究成果为类似地区泥流灾害防治工作部署具有一定指导作用。     

四川木里县项脚沟“7·5”特大型泥石流特征及发展趋势分析

2021年7月5日,凉山州木里县项脚沟暴发特大型泥石流灾害。文章通过野外调查和特征参数计算,研究了本次泥石流的形成条件、暴发过程和暴发特征。根据实地考察判断,泥石流主要在森林火灾、短时强降雨和沟道地形条件等因素共同作用下暴发,为暴雨径流冲刷引发的火后泥石流。暴雨形成的洪水冲刷坡面、侵蚀沟道,导致沟道两岸坍塌滑坡,堵溃效应明显,泥石流规模扩大。项脚沟过火面积达74.61%,高烈度火烧区面积达57.98%,泥石流临界降雨强度为77.84 mm/h,累计降雨达141.60 mm。根据泥石流特征参数计算结果,此次泥石流密度范围为1.83～1.93 g/cm³,属黏性泥石流,主沟下游出口流速为7.22 m/s,峰值流量759.08 m³/s。结合雨洪法和形态调查法结果分析,此次泥石流重现周期为百年一遇。结合泥石流发育趋势,文章认为流域仍有可能暴发大型泥石流,提出了上游固坡、中游调控、下游排导的防治建议。     

泥石流堆积物粒度分布特征影响因素分析及分形维数预测

泥石流堆积物作为泥石流发育最终的产物,含有大量与泥石流发生过程和发育特征相关的信息,能够反映泥石流灾害程度和活动强度。研究表明,泥石流堆积物颗粒具有明显的自相似性和无标度区间,运用分形理论,计算泥石流堆积物颗粒分布的分维数。分析分维数与主沟长度、泥砂补给段长度比、主沟平均比降、流域最大相对高差和松散物源量的关系,结果表明分维数与各因素之间存在较强的非线性响应关系。以乌东德库区泥石流实测数据为例,以上述的5个因素作为输入单元,建立了泥石流堆积物分维数支持向量机预测模型,并对分维数进行了预测,其预测结果的最大误差为1.25%,说明预测值与实测值吻合度较高。综合表明支持向量机预测模型能够较好地模拟和泛化数据,是一种行之有效的泥石流堆积物分形维数预测方法,可用于不具备筛析条件的泥石流堆积物粒度分布特征的预测与研究,进而可为研究泥石流的形成机理、类型、危险度和堆积物的形成演化特征及物理力学性质提供一个新思路。     

台风暴雨型泥石流单沟危险度研究

台风暴雨型泥石流分布广泛并常造成重大灾害,有必要对其危险度进行研究。选取温州山区的14处典型台风暴雨型泥石流为研究对象,构建了基于组合因子的单沟泥石流危险度评价模型。选取泥石流规模（M）、泥石流频率（F）、冲沟纵比降（J）、形成区完整系数（C）、台风降雨综合值（E）和地质综合因子（G）来表征泥石流危险程度,并基于信息熵理论获得各组合因子权重值。针对研究区均为低频泥石流的特点,引入麦尔登比率（R值）以间接确定基于不同R值范围的泥石流爆发频率（F）。将评价模型应用于所选的典型沟谷,得到各沟谷泥石流危险度,评价结果符合研究区泥石流沟谷为中、小型低频泥石流的实际情况,并且评价为危险度高的沟谷具备区域上最易形成泥石流的地质地貌条件。     

矿山泥石流险情的变权云模型综合预测

为更合理预测矿山泥石流危险性,将云模型、变权理论和模糊熵理论三者融合,提出一种矿山泥石流危险性的变权云模型综合预测方法。选取山坡坡度、沟床纵比降、主沟长度、汇水面积、弃渣量、单位面积松散物源量、雨季降雨量、植被覆盖率为指标,计算各指标隶属于不同等级的云模型参数;结合变权理论与指标值动态确定不同样本的指标权重;应用正向高斯云发生器计算综合确定度;依据最大综合确定度隶属等级判定危险性级别,且应用模糊熵表示预测等级的模糊性,为矿山泥石流预警提供更详细的参考依据。最后,选取秦岭34个矿山泥石流实例对所建立模型进行验证,结果表明,该方法预测结果与实际吻合,能满足工程需要。