基于优化组合赋权法的都汶高速沿线泥石流危险度评价

2013-07-10,持续强降雨导致汶川地震灾区都(江堰)汶(川)高速公路沿线的桃关沟、七盘沟等多处暴发大规模群发性泥石流灾害(简称"7·10"灾害),大量泥沙冲毁或淤埋民居、工厂厂房和都汶高速公路,造成直接经济损失达数亿元。为了科学评价泥石流危害性,对"7·10"暴发的9条典型泥石流沟选取流域面积、流域切割密度、一次冲出规模、沟道纵坡坡降、流域内物源动储量、年平均降雨量、堵塞系数等7个影响因子,分别根据灰色关联度法、熵值法和二项系数法得出各自权重值,然后采用优化组合赋权法推算出各影响因子的组合权重值。在此基础上建立危险性评价数学模型,计算出各沟危险度,结果显示与泥石流的现状和发展趋势相吻合。     

基于HEC-HMS的水打沟泥石流汇流过程

以四川省都江堰市龙池镇水打沟泥石流流域为研究区,利用遥感影像与GIS技术提取流域信息,基于HEC-HMS分布式水文模型,模拟了"2010-08-13"泥石流的暴雨汇流过程,并综合考虑泥石流的特征参数,从最大流量角度初步研究水打沟泥石流的汇流过程;探讨了研究区土地利用情况、模拟降雨时间及暴雨频率对泥石流汇流过程的影响,从而揭示三者与汇流过程之间的内在联系。研究结果表明:泥石流20 a一遇峰值流量为53.49 m3/s,灌木林将峰值流量降低24%,而休耕地的峰值流量提高70%。100 a一遇的暴雨,泥石流峰值流量增加到70.62 m3/s,同比增长32%,50 a一遇的增长23%,10 a、5 a一遇的降雨分别同比降低4%、16%。降雨总量一定的情况下,仅增加泥石流暴发前后的降雨模拟时间对汇流的影响不大,且泥石流发生之前的降雨对汇流的影响大于之后的降雨。     

G213线都汶路豆芽坪坡面泥石流及其防治方案

以G213线都(江堰)汶(川)公路豆芽坪坡面泥石流为研究对象,通过野外考察,查明了泥石流的灾害史及灾情;通过航片解译及现场勘查,对"5·12"汶川地震造成的松散物源进行了估算;在分析泥石流防治现状与危害性的基础上,提出了泥石流防治的思路及土工工程设计方案。豆芽坪流域存在大量松散固体物质,通过估算,松散物源总储量184.8×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为26.5×104m3。今后在强降雨作用下仍会暴发泥石流,对其进行工程治理是非常必要的。泥石流的治理思路为"固床稳坡,截水归流,导流保通",工程治理措施可概括为"稳+固+导+截水+排",并在此基础上,对具体的土木工程方案进行了设计。     

震后泥石流活跃期的新认识——以四川汶川“8·20”灾害事件为例

受2019年8月19—20日强降雨影响,位于汶川地震灾区的都江堰和汶川地区(简称"都汶地区")暴发群发性山洪泥石流灾害(简称"8·20"灾害),造成12人遇难,26人失联,直接经济损失约36.26亿元。通过遥感解译、野外现场调查等手段,结合气象、地形、物源等数据分析,对本次岷江流域泥石流成因与特征有了初步认识:(1)汶川灾区泥石流活动性由震前低频非群发特征,在震后5年内,经历了高频、特大型、群发、粘性泥石流活动性发展阶段,在震后5～15年间,已经演化成低频、大中型、群发、粘-过渡性泥石流并伴生山洪,震后15～20年,汶川灾区泥石流将恢复或接近震前活动状态;(2)"8·20"灾害具有群发性特征,涉及沟谷多达23条,主要沿人类或工程活动相对集中的岷江河谷、都汶公路沿线呈条带状分布;(3)"8·20"灾害的激发雨强和有效降雨分别为24.2 mm/h和116.4 mm,高于震后初期激发雨强,但略低于震前泥石流激发雨强;(4)受控于主河水动力条件和泥石流体搬运能力,"8·20"灾害中泥石流以侵蚀作用和堆积作用两种方式形成危害,洪水表现为冲蚀破坏。"8·20"灾害活动是汶川"5·12"强震10年后出现的一次区域性山洪泥石流灾害,加强对此次灾害的认识,有助于为地震灾区灾害防治和减灾规划提供科学支撑。     

汶川地震区绵竹小岗剑沟泥石流发展趋势

小岗剑沟是汶川地震区内一条典型的泥石流沟,位于绵远河的左测,流域面积1.36 km2,沟床平均纵比降412‰。该沟在2008年"5.12"汶川地震后多次暴发泥石流,掩埋从沟口通过的汉(旺)清(平)公路,给四川省绵竹市清平乡的地震灾后重建造成重大危害。通过初步分析,小岗剑沟泥石流的形成过程为:暴雨作用下沟因上游良好的汇流条件而产生山洪→山洪冲刷堆积在沟道内的松散固体物质形成小规模泥石流→泥石流沿大比降沟道向下运动,因具有强大动能而具有强大冲刷下切侵蚀能力,下切侵蚀下游沟床质以及沟口的老台地→在沟口形成大规模泥石流。地震后4 a内共暴发泥石流10次,将沟口老堆积体下切侵蚀深度达35 m,泥石流冲出固体物质50×104m3。目前,沟内仍有固体物质量334.3×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为156.8×104m3。如此大量的松散固体物源,使小岗剑沟可能还暴发大规模泥石流。通过泥石流形成因素分析,该沟泥石流活动总体呈强度下降趋势,泥石流活动类型:震后一段时间内为输移控制型、然后为输移控制型向松散固体物质控制型过渡,最后发展成为松散固体物质控制型。通过这些分析,为泥石流治理提供科学支撑。     

蒋家沟下游泥石流治理工程及改进措施

蒋家沟是小江流域规模最大,危害最严重的一条泥石流沟。自1919年以来,蒋家沟泥石流曾7次培断小江造成大灾。1964年东川矿务局开始对蒋家沟进行治理。1968年“文革”高潮期间,导流堤工程无人维修、管理,8月10日泥石流越堤而过堵塞小江,顿时江水断流形成堰塞湖。沿江667余公顷高产良田颗粒无收,两岸交通中断3个月之久,造成了空前的灾害。1968年工程治理以后,避免了泥石流堵江,本文在对下游治理工程及存在问题进行分析后,提出了改进措施。该沟流域概况可见本专辑第一篇文章。     

强震区都江堰市龙池镇泥石流物源的遥感动态演变

"5·12"汶川大地震导致大量碎屑物质在陡峭的斜坡积累,当遇到强降雨时极易成为泥石流的物源地。2010-08-13一场暴雨导致都江堰市48条沟同时暴发泥石流。选择汶川地震高烈度区的龙池镇境内12条泥石流沟为研究区,采用基于遥感的手段研究"5·12"震前、震后、"8·13"暴雨后泥石流流域内物源的变化特征。强震后研究区泥石流流域物源重要变化是大量的崩滑体被诱发。暴雨后研究区泥石流流域物源变化是震后产生的滑坡产生了不同程度的滑移扩张。通过开展遥感解译,结合野外调查,详细论述了研究区泥石流物源的变化情况。将"5·12"汶川地震前(2007-09-18)经波段融合后15 m的TM影像与地震后(2009-02-10)的2.5 m全色SPOT5影像相比较,发现泥石流流域内的滑坡体积由震前的0.86×106m3增加到地震后的42.30×106m3,即汶川高烈度区经过地震后新增滑坡体积达4 835.94%。而经过暴雨后(2011年7月)的0.5 m全色波段WorldView-2影像,泥石流流域内的滑坡体积又增加到68.85×106m3,即研究区经过暴雨后新增滑坡体积达62.76%。研究结果表明,汶川震区在地震及暴雨下物源量猛增,导致泥石流暴发的概率很高。     

汶川县古溪沟“7·10”泥石流形成特征及防治工程的影响

通过对2013-07-10汶川古溪沟泥石流灾害的现场调查,从物源、地形和水源条件入手,分析了灾害成因与形成演化过程。堰塞体失稳补给、坡面泥石流入汇和沟道侵蚀是这场泥石流的三种物源形式,充沛的前期降雨和短历时强降雨是本次泥石流的诱发因素,陡峻的支沟地形促进了泥石流的加速,沿途松散物质补给,导致泥石流流量不断放大,峰值流量最大可达1 063 m3/s。主支沟泥石流呈明显的阵流特征,原因在于各支沟泥石流起动条件不同,沟道中地形条件的差异和防治工程的分布,以及各支沟汇流长度存在区别。泥石流总规模约为100×104m3,防治工程拦挡了60%的泥石流体,并拦截了泥石流中的大石块,降低了出口峰值流量和流速,同时避免了各条支沟泥石流同时到达而流量激增。沟口泥石流峰值流量约为722 m3/s,约40×104m3泥石流冲出沟口,下游泥石流破坏形式以淤埋破坏为主。本研究可为此类面积较大、修建有防治工程的流域泥石流形成和减灾提供参考。     

玉树地震后结古镇群发式泥石流灾害数值模拟及危险性分析

青海省玉树州结古镇北山的5条泥石流沟曾在2003-07发生过群发式泥石流灾害.强烈地震发生后的5～10 a是泥石流的高发期.2010-04-14(简称"4.14")玉树地震使结古镇周围山体出现大最崩塌、滑坡,为后期群发式泥石流灾害发育提供了丰富的同体物源.根据国务院划定的结古镇地震灾害重建规划范围及野外考察资料,在GIS环境下,采用对泥石流运动方程进行求解,并结合泥石流运动过程中的地形、坡度、沟道、流量过程、含沙量等信息,对结古镇重建区范围内的17条沟进行了泥石流运动-淤积过程数值模拟.对模拟结果的分析表明,结古镇灾后重建区受泥石流威胁极大,泥石流到达结古镇后,其最大流速、泥深及能量仍具有较大破坏性;对现有老城区威胁严重的泥石流沟是结古陇巴和德念陇巴,对规划新区具有严重威胁的泥石流沟是热翁陇、上尖果陇、下尖果陇以及显子陇,扎曲河部分河段有被泥石流堵断的危险.建议在重建规划中对泥石流沟进行工程治理,保障"新玉树,新结古"灾后重建的安全.     

基于水动力条件的矿山泥石流成因与特征——以石棉县后沟为例

四川省石棉县后沟是一条典型的高频矿山泥石流沟,坡面矿渣面蚀、沟道矿渣揭底和沟口尾矿侧蚀溃决是泥石流发生的三种主要成因.水动力条件通过对矿渣提供方式的影响而导致矿山泥石流在成因、规模等方面的差异.计算表明,单纯洪水难以对后沟尾矿库稳定性构成威胁,＜10 a一遇泥石流主要由坡面矿渣面蚀和沟道矿渣揭底引发,流量＜79 m3/s,沟口尾矿库基本不参与泥石流活动,泥石流规模以小型为主;10 a一遇和更大规模泥石流开始侧蚀尾矿坝,尾矿失稳垮塌补给泥石流,泥石流规模以中型甚至大型为主;后沟矿山泥石流特征主要表现为物源补给的集中性与固定性,形成过程的易发性与频发性,运动过程的单调性与重复性,成灾过程的相互性与链式性以及防治过程的可控性与多元性五个方面.     

汶川地震区红椿沟泥石流形成物源量动态演化特征

2008年"5·12"汶川地震时,映秀-北川断裂通过的映秀镇红椿沟流域内产生了大量的碎屑体,约为384.3×104m3,为泥石流的发生提供丰富的固体物源条件。2010-08-14,红椿沟暴发特大型泥石流,冲断公路,堵塞岷江致使江水改道,威胁映秀新区。为研究物源区演变特征,选取3期影像,并结合野外调查资料,通过ArcGis分析发现:地震前,红椿沟植被良好,未发现大规模地质灾害,流域内沟道均属于清水沟。地震后,流域内滑坡崩塌数量为68处,滑坡面积为101.12×104m2,沟道总长度5 752 m,沟道总面积11.82×104m2。受上盘效应影响,沟右岸滑坡发育强于左岸,左岸大多为小型浅层滑坡。2010年"8.14"泥石流后,受地表径流和泥石流的冲刷、侵蚀、切割作用影响,使部分滑坡"复活"或产生新的滑坡,流域内滑坡个数77处,新增9处,变化率为13.23%,滑坡面积139.80×104m2,新增38.68×104m2,变化率38.25%。沟道总长度8 851 m,新增3 099 m,沟道总面积17.48×104m2,新增5.66×104m2。泥石流暴发后,流域内仍有固体物源量约为344.6×104m3,泥石流治理工程可控制物源量约为92.8×104m3,在极端降雨条件下,仍有暴发大规模泥石流的可能。     

2003年中国西南山区典型灾害性暴雨泥石流运动堆积特征

2003年发生在中国西南山区的大规模泥石流为典型的灾害性暴雨泥石流,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。作者实地考察其中7条造成较大损失的典型泥石流沟,分析得出,这一地区泥石流的流速一般都比较大,流量变化也比较大,流量大小与流域面积相关,总体上流量随流域面积的增大有增加的趋势,但流量与面积并非正相关关系。同时,在这些流域的堆积物的组成中,粗大颗粒极多,最大的颗粒普遍比较大,另外漂石含量很高。粘性泥石流中砾石含量相对于中国西南山区其它粘性泥石流较低,砂砾含量相对较高,大部分泥石流堆积物的有效粒径(d₁₀)。     

冕宁县牦牛坪稀土矿区“7·18”水石流灾害

2013-07-17T20:00—2013-07-18T3:00,冕宁县牦牛坪稀土矿区7 h降雨219 mm,瓦维埃河及支沟发生6处水石流,对采矿场、选矿厂、地面站、弃土场、排洪沟、矿山公路及矿山环境造成严重危害。研究发现:牦牛坪矿区具备水石流发育的充分条件,泥石流沟处于发育壮年期,但泥石流处于衰退期。"7·18"水石流是在100 a一遇强暴雨激发下,沟床及岸坡老泥石流堆积物和沟床堆积物在山洪冲蚀下切、侧蚀下形成的,暴雨和水石流暴发频率同步。其水石流具有固体物质粗大(最大粒径8 m),块砾石含量高(80%以上),粉、粘粒含量极低(小于1%),容重高(1.6~1.85 t/m3),冲淤变化大(最大冲深10 m,最大淤积5 m),规模大(总冲出量50×104m3)等特点。     

九寨沟县西番沟泥石流调查

针对2017年8月8日九寨沟地震可能引发更多泥石流灾害及其防治的问题,基于2018年6月25日四川九寨沟县西番沟泥石流灾害的现场调查和物源特征分析获得泥石流的性质及其发育成因,并提出防治对策。研究发现2018年6月25日西番沟泥石流为50年一遇的中等规模低频稀性泥石流,其流量为80 m~3/s,一次泥石流总量约1. 5万～2万m~3,流速约5. 5～6 m/s;其发育的成因之一是2017年8月8日四川省九寨沟县发生7. 0级地震引发高山区松散固体物质增加所致。调查显示地震引发可能参与泥石流运动的物源数量和动储量分别为78. 81×10~4m~3、23. 64×10~4m~3。由于流域内还存在大量的松散物源,泥石流还可能在进一步的降水作用下发生,今后的防灾减灾宜采用工程措施和群测群防措施。     

2007年日本群马县南牧村泥石流成灾特点与启示

2007年日本群马县南牧村在"植被覆盖良好,且实施了泥石流工程防护"的情况下,依然发生泥石流灾害,究其原因,与南牧村大量培育的"浅根型杉木人工纯林"关系密切.研究表明,南牧村的高大浅根杉木纯林具有典型的抑灾、致灾双向影响作用,其中"致灾影响"使得持续强降雨过程中斜坡林地大量破坏,结果(1)出现多条新发育的泥石流沟,泥石流暴发规模超过防护设计标准;(2)产生的漂木堵塞透水型拦挡坝,实际防护效能下降;(3)有的泥石流沿公路输移并破坏沿线经济体,泥石流危害范围扩大.据此,探讨了浅根型人工乔木纯林斜坡林地的稳定性问题、漂木拦挡问题、良好植被覆盖区泥石流灾害防治对策问题,建议探索浅根型乔木林人工培育及良好植被覆盖区泥石流危险区辨识等工作的减灾途径,重视斜坡林地稳定性的动态评价、泥石流危害路径的探查及良好植被覆盖区低频泥石流灾害隐患的揭示.     

芦山地震汤家沟滑坡-碎屑流过程模拟

2013年4月20日四川省芦山县发生Ms7.0级强烈地震,诱发芦山县、天全县、宝兴县等多个县区2500多处崩塌、落石、滑坡、泥石流等次生灾害,但规模较小。天全县老杨乡汤家沟滑坡-碎屑流是此次地震诱发的最大一处滑坡,在地震作用下约有53万m~3的岩体自滑源区高速滑出。因剪出口下方山脊的阻挡作用滑体沿左右两侧发生分叉,此后分别沿春尖窝沟和干沟头沟高速运动,滑行约340 m和440 m后与各自沟谷侧壁发生撞击、爬坡解体为碎屑流,碰撞转向后继续向下滑行,总滑行距离约1.6 km,高程差约480 m。尽管关于芦山地震滑坡的研究很多,但对滑坡全过程动态模拟的研究较少。本文通过滑坡现场调查,解析了汤家沟滑坡的基本运动特征和滑体运动过程中发生的碰撞、铲刮、堆积等现象,并基于DAN3D动力分析软件,采用Friction-Voellmy复合模型反演了汤家沟滑坡运动全过程,得到了滑体的堆积、速度分布以及铲刮等特征。     

"5.12"汶川地震次生山地灾害的分布与特点

"5.12"汶川地震的重灾区,主要分布在龙门山高山峡谷区和四川盆地深丘区等地,行政区划上涉及四川省的成都市、绵阳市、德阳市、广元市、阿坝藏族羌族自治州,甘肃省的陇南市,陕西省的汉中市等的山区,面积大于10×104km2.强烈地震除直接造成众多人员伤亡和各种设施被毁外,还在山区引发了大量次生山地灾害,形成灾害叠加,导致灾情更加严重.次生山地灾害主要沿龙门山地震断裂带集中分布和沿河谷两岸山坡分布,具有下列特点:1.类型多样,包括崩塌、滑坡、滚石、堰塞湖、泥石流等;2.数量上以滚石、崩塌、滑坡为主;3.导致了大量人员伤亡;4.堰塞湖主要由地震滑坡、崩塌形成;5.泥石流活动具滞发性,地震直接激发的泥石流仅一处;6.对生态环境破坏极大;7.加剧了防洪形势的严峻性;8.主要沿龙门山断裂带活动;9.活动强弱与地震烈度大小关系密切.     

人工模拟降雨下细沟与细沟间流速的沿程分布

径流流速不仅是坡面径流的重要水动力学特性,而且是计算其他水力特性及侵蚀产沙的重要参数,本文目的在于研究坡面细沟流和细沟间薄层水流流速沿坡面的变化过程,比较细沟和细沟间径流流速的差别。实验选取1m、2．5m、4m、5．5m、7m、8．5m和10m共7个坡长的小区（均为5。）,装填粉壤土,采用历时2h、总雨量121mm的变...     

汶川地震区暴雨滑坡泥石流活动趋势预测

汶川大地震发生后,暴雨又激发了新的滑坡和泥石流发生.为探讨汶川地震区暴雨滑坡泥石流活动趋势,对比分析了日本关东大地震和台湾集集大地震后诱发滑坡和泥石流活动趋势,在此基础上,对汶川地震区未来滑坡、泥石流活动趋势作了预测分析.同时,还讨论了估算不同强度降雨条件下滑坡面积和泥石流冲出量的方法.初步研究表明,汶川强震区至少在近10 a内,滑坡和泥石流活动趋势是强烈的,之后地质条件将逐渐趋于稳定.本研究选择了面积为5.9 km2的北川县城西侧斜坡为研究区,计算结果是如果一旦遭遇100 a一遇降雨,新增滑坡面积可达166.97 ×104 m2,约占整个研究区流域面积的28.3%.本研究还预测了魏家沟、苏家沟流域的不同频率降雨条件下的泥石流土砂产量,在100 a一遇降雨条件下,泥石流土砂产量分别达71.0×104 m3和49.2×104 m3.研究成果为进一步认识汶川地震区后续降雨作用诱发的滑坡泥石流活动趋势提供参考.     

2020年9月20日雅西高速姚河坝崩塌调查

近年来中国高速公路建设不断向西部高山峡谷区延伸,地质小灾害导致公路大灾害事件呈现多发趋势.2020年9月20日,四川省石棉县境内雅西高速姚河坝大桥右侧山体发生了体积约1×104 m3的崩塌,砸塌姚河坝大桥右幅两孔桥梁,造成全线交通中断,这是该高速公路运营以来最严重的地质灾害事件.通过多时相历史卫星影像、失稳后航空影像和...