泥石流容重的内涵诠释及其对灾害防治的启示

容重是描述泥石流性质的重要基础参数。本文基于泥石流运动过程的时空特征,厘定了最大容重、峰值容重和平均容重3个容重特征值。以蒋家沟1987年以来的泥石流观测数据为分析对象,分析了3个容重特征值在数值上的分布规律和影响因素。结果显示：①最大容重与峰值容重的关系式具有较好的相关性,最大容重与平均容重的关系式具有实际计算适宜性;②最大容重和峰值流量均与泥石流峰值流量呈正相关,与泥石流冲出规模关系不明显。在现有泥石流容重计算方法基础上,进一步界定了泥石流容重取样、计算和校验方法,构建了泥石流灾害特征值计算中容重独立取值原则,即峰值流量、流速、冲压力等计算建议选取最大容重,而一次冲出固体物质总量、堵河危险性和危险区范围等计算建议选取平均容重。研究结果可为泥石流灾害防治提供参考。     

四川壤塘县石吾陇沟泥石流启动条件与堵河程度分析

阿坝州壤塘县宗科乡石吾陇沟于2014年历经20年一遇强降雨,暴发了较大规模泥石流,泥石流峰值流量35.38m^3/s,冲出约6000m^3固体物堆积于沟口,造成沟口宗科河堵塞约三分之二。本文在对石吾陇沟的发育特征进行分析和对运动特征参数进行计算的基础上,对吾陇沟在不同频率泥石流规模下的堵河特征进行研究。首先利用已有经验公式对石吾陇沟在不同频率下堵河程度进行判断,其次结合流体动力学软件CFX对石吾陇沟堵河情况进行模拟分析。经验公式和数值模拟结果均表明,20年一遇泥石流会造成主河严重堵塞,与2014年实际情况基本一致;50年一遇泥石流会造成主河堵断。此研究结果可为石吾陇沟泥石流治理提供依据。     

四川壤塘县石吾陇沟泥石流启动条件与堵河程度分析简

阿坝州壤塘县宗科乡石吾陇沟于2014年历经20年一遇强降雨,暴发了较大规模泥石流,泥石流峰值流量35. 38 m~3/s,冲出约6 000 m~3固体物堆积于沟口,造成沟口宗科河堵塞约三分之二。本文在对石吾陇沟的发育特征进行分析和对运动特征参数进行计算的基础上,对吾陇沟在不同频率泥石流规模下的堵河特征进行研究。首先利用已有经验公式对石吾陇沟在不同频率下堵河程度进行判断,其次结合流体动力学软件CFX对石吾陇沟堵河情况进行模拟分析。经验公式和数值模拟结果均表明,20年一遇泥石流会造成主河严重堵塞,与2014年实际情况基本一致; 50年一遇泥石流会造成主河堵断。此研究结果可为石吾陇沟泥石流治理提供依据。     

崇礼县城张麻沟泥石流发育特征研究

通过对新疆崇礼县城张麻沟泥石流灾害的实地勘查,查明了张麻沟泥石流形成的地质环境条件、成因、类型、活动状况,并且对研究区泥石流的特征值进行了计算,计算结果表明:崇礼县张麻沟泥石流容重为1.594 t/m~3,为稀性泥石流,泥石流流速为2.73～3.90 m/s,泥石流峰值流量为2.506～16.512 m~3/s,固体物质一次冲出量为0.3041×10~4 m~3,泥石流规模为小型。研究结果为下一步泥石流灾害治理提供了可靠的科学依据。     

泥石流容重的内涵诠释及其对灾害防治的启示

容重是描述泥石流性质的重要基础参数.本文基于泥石流运动过程的时空特征,厘定了最大容重、峰值容重和平均容重3个容重特征值.以蒋家沟1987年以来的泥石流观测数据为分析对象,分析了3个容重特征值在数值上的分布规律和影响因素.结果显示:①最大容重与峰值容重的关系式具有较好的相关性,最大容重与平均容重的关系式具有实际计算适宜性...     

青海省玉树当得隆沟泥石流发育特征及治理研究

在野外调查的基础上,通过分析地貌条件、地质构造等资料,结合室内泥石流特征值和动力学特征值的计算,对形成机理进行了探讨。结果表明:(1)当得隆沟泥石流类型属于稀性泥石流,容重15.8kN/m³,洪峰流量8.55 m3,洪峰流量8.55 m³/s,泥石流峰值流量29.75 m3/s,泥石流峰值流量29.75 m³/s,流速3.60 m/s;(2)通过泥石流动力学特征值计算,结合泥石流发展趋势及危险分区,确定"拦挡+排导"治理方案;(3)通过对当得隆泥石流沟问题研究,实现地质灾害防治与生态环境统筹;为该区同类泥石流防治工作提供参考借鉴。     

泥石流容重的时空变化特征及影响因素研究

为了探索泥石流容重在不同时空条件下的动态演化特征及其影响机制,基于蒋家沟1995年以来的泥石流观测数据和汶川震区2008年以来的调查资料,研究了典型泥石流灾害的水土耦合过程和容重动态变化的互馈作用,对比分析了常用的容重计算方法在汶川震区泥石流计算中的差异性,并从计算公式和灾害特征两方面探索误差产生的原因。结果表明:容重随泥石流孕灾条件的时空演化而动态变化;在时间尺度上,物源活动性与容重呈正相关,物源赋存状态从极度活跃演化至高度活跃时,容重将下降10.0%～27.8%;泥石流峰值流量与容重成幂函数关系,容重随着流量增大而增大,但具有明显的上限值;在空间尺度上,容重与沟床纵比降变化趋势一致,随着侵蚀作用而增大,淤积作用而减小;常用的6种泥石流容重计算方法在龙门山区的应用结果偏差幅度为10%～30%,仅使用某种计算方法确定容重参数将导致一定误差。文章最后利用物质组成计算容重的方法,基于冲淤总量和颗粒参数建立了不同沟道段泥石流容重经验计算公式,并在雍家沟泥石流进行应用,结果显示该方法针对具有完整序列观测资料的泥石流沟,具有较好的适用性。     

基于数值模拟的暴雨泥石流暴发频率计算模型

在缺失可靠降雨数据的地区,为解决泥石流暴发频率这一现实问题,从泥石流形成机理出发,由泥石流堆积特征反演形成条件,构建了基于数值模拟的泥石流暴发频率计算模型。该模型利用泥石流固体物质量估算模型和流域洪水流量推算模型,确定固体物质量、洪水流量、泥沙体积浓度后,通过FLO-2D流体模型计算得到与实际情况最符合的模拟情景,即可反推出已发泥石流事件的暴发频率。并以7 4石棉县马颈子沟和熊家沟泥石流为例,计算出两处泥石流的暴发频率皆为100年一遇,案例研究表明,该模型具备定量确定泥石流暴发频率的能力,对于泥石流预警预报和防灾减灾具有较强的理论和实践意义。     

舟曲县三眼峪沟特大型泥石流的形成和运动特征

2010年8月8日凌晨,舟曲县城北侧三眼峪沟和罗家峪沟暴发了自1949年以来强度最大的特大山洪泥石流灾害。本文基于现场调查,对三眼峪沟泥石流的运动特征进行了分析。该流域泥石流的特征显示,三眼峪沟"8.8"泥石流在流域中游已基本形成,但是,由于沟谷不同地段沟谷形态及固体物质的特征不同,泥石流在冲淤和流量方面差异显著。三眼峪沟的两个支沟汇合后,泥石流流量迅速增大,但其最大峰值流量未形成叠加,主沟出山口处最大峰值流量达1833.18m3/s。     

宁夏贺兰山区郑官沟水石流发育特征与形成机理研究

通过对宁夏贺兰山区郑官沟泥石流的现场勘查与室内试验,总结了泥石流形成的地质环境条件,分析了泥石流的产流汇流机理和地形条件,并在此基础上计算了泥石流的运动学、动力学特征值,并对其危险度进行了定量评价。结果表明,郑官沟泥石流的平均容重为1.73t/m~3,应属于水石流;泥石流启动的临界坡度为tanθ≥0.29,或=16°;泥石流流通区平均流速为4.08m/s;泥石流流量为98.14m~3/s;一次泥石流最大冲出量为2.38×10~4 m~3;郑官沟泥石流的危险度为0.397,属中危险度泥石流沟。     

不同爆发频率下的泥石流动力特征参数计算

通过对云南省维西县梓里沟泥石流进行现场调查,获取了梓里沟泥石流相关的数据资料,据此分别对梓里沟泥石流的容重、流速、流量、冲击力等动力学特征参数进行计算。计算结果表明:在不同爆发频率下,泥石流动力特征参数不同,且相差较大;在同一爆发频率下,不同沟段处,泥石流的动力特征参数也是不同的。     

陕西蓝田铜鹅沟泥石流发育特征及危险性分析

陕西秦岭山区构造活动强烈,地形险要,泥石流灾害频繁发生,2015年8月3日出现了强降雨,在西安市蓝田县铜鹅沟爆发了极为严重的泥石流。本文通过对铜鹅沟进行了详细的野外调查,获取了研究区泥石流沟的基础数据资料,分析了西安市蓝田县铜鹅沟泥石流基本特性,得知8·3泥石流属于西北秦岭山区典型多因共激水石流,并计算了4个有代表性的断面流速,分别为5.96 m/s、5.77 m/s、5.15 m/s、4.84 m/s;同时以小流域降雨—径流计算模型计算了10%、5%、2%、1%、0.5%频率下铜鹅沟泥石流峰值流量和单次泥石流过程总量,发现流域遭遇20年一遇的降雨时即可形成可观的泥石流灾害;结合野外资料采用多因子评价公式对铜鹅沟沟道进行了危险性评估,得出该流域属于泥石流灾害中度危险区。鉴于研究区构造活动强烈,沟内居住人群100多人,应做好监测预警工作的同时尽快搬迁。     

北京市密云县前火石岭泥石流沟形成条件及特征分析

北京地区现有泥石流沟856条,分布在北京北部燕山山脉和西部太行山脉一带,受地形地貌、地质条件、降雨条件以及人类活动影响较明显,总体以暴雨沟谷型泥石流为主。密云县前火石岭泥石流沟是燕山山脉一带典型的一条泥石流沟,文章在地质调查和勘查的基础上,从地质条件、地形地貌、降雨条件、人类活动等方面,综合分析前火石岭泥石流沟的形成条件及特征,同时对泥石流沟的发育情况进行深入剖析,按10年一遇暴雨强度的设计标准,在泥石流沟上游、中游、沟口3个断面计算泥石流运动特征参数,得出该泥石流沟为低易发-中等易发稀性水石流,目前处于发展阶段的停歇期,区域高强度集中降水为泥石流灾害的激发因素,泥石流的峰值流量等运动参数沿沟逐渐增大。分析结果对该泥石流沟的治理方案制定具有重要意义,对燕山山脉一带泥石流沟的防治具有借鉴作用。     

云南维西哈达沟中频泥石流特征及堵溃危险性分析

中频泥石流具有较大危险性和暴发周期较长的特点,人类活动会诱发其发生并加剧其成灾严重程度,当沟道不能满足泄流输水能力时将发生堵溃,危及两岸甚至是主河河道安全。由于目前中频泥石流危险性分析的缺乏,因此以云南省哈达沟中频泥石流为例,探讨其特征和再次发生泥石流及导致沟道堵溃的危险性,并提出防治建议。结果显示：泥石流重度1.62 t/m3,泥石流沟口流速4.794 m/s,基于暴发频率10%情况下的沟口峰值流量为54.43 m3/s以及一次冲出总量为11 072.03 m3;在下游沟道处修建有涵洞,其过流量为16.5 m3/s,小于20 a一遇泥石流流量,一旦发生大型泥石流,则有堵溃危险。研究发现哈达沟中频泥石流危险度为高度危险,堵溃历史判断其再次发生沟道堵溃并有泥石流堵塞腊普河的可能性。     

舟曲“8．8”三眼峪特大泥石流特征值分析

在对甘肃省舟曲县“8．8”特大泥石流调查的基础上,分析计算了三眼峪泥石流的静力学和动力学特征值。三眼峪泥石流重度介于2．O～2．15t／m^3之间,属于黏性泥石流;支沟大眼峪和小眼峪坡降大,谷底窄,泥石流流速比主沟流速大,最大流速达9．2m／s,流通区积蓄能量巨大;主沟最大流量位于大眼峪沟与小眼峪沟交汇处（峪门口）,流量达1830m^3／s,一次最大冲出量为152×10^4m^3,泥石流规模为特大型;三眼峪沟泥石流冲压力最大为小眼峪沟沟口断面处,冲击力为245kPa;实测泥石流堆积扇中石块最大粒径为11．2m,计算三眼峪沟泥石流中石块最大运动速度达15．06m／s。特征值分析结果可为舟曲泥石流灾后重建过程中工程设计提供重要依据。     

金陵景区牛皋沟泥石流灾害特征

牛皋沟位于北京市周口店镇金陵景区,2012年"7·21"特大暴雨期间暴发泥石流。本文在现场调查、综合地质测绘、勘探等的基础上,对景区泥石流的形成条件、物源分布及特征进行了探讨分析。研究表明,牛皋沟岸坡陡峻、物源丰富、水动力足,具备泥石流形成的基本条件,且景区内频繁的人类工程活动也为泥石流发育创造了条件;对牛皋沟泥石流的基本特征值进行计算,泥石流流体重度约为1.550 t/m~3,定性为稀性泥石流;50年一遇洪峰流量值为28.33m~3/s,一次泥石流固体冲出物1.85×10~4 m~3,其爆发的规模属于中型泥石流。     

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。     

汶川县高家沟泥石流堵江初步研究

通过对汶川县高家沟泥石流2011年"7·3"泥石流运动特征分析,结合泥石流堵江经验公式计算不同暴雨条件下泥石流堵江的可能性,认为"5·12"地震后当降雨频率达到20年一遇时会对岷江河道产生影响,随着降雨频率的降低,对河道影响越大。     

康定雅拉河无名沟崩滑坡面泥石流峰值流速流量的沿程变化特征

在分析崩滑坡面泥石流的基本特征和其峰值流速流量一般规律的基础上，以康定雅拉河无名沟1995年的百年一遇泥石流为研究示范，在了解该流域的基本特征，分析该次泥石流的形成，容重、颗粒组成等基本特性的基础上，用弯道超高的理论和用古乡沟泥石流建立的流速计算公式，计算测量断面的流速及泥石流峰值流速沿程变化，用形态调查法分析计算不同断面的泥石流流量，并分析其沿程变化，通过分析可知崩滑坡面泥石流峰值流速与流量在整个流通过程是逐步变化的，在靠近物源区，流量随着物源的加入逐步增加，而流速随着能量的消耗逐渐减少，在靠近堆积区由于坡降的减小，流速与流量呈减小的趋势，崩滑坡面泥石流峰值流速泥石流流速也有一个相对的匀速段，但这个匀速段的长度较短，崩滑坡面泥石流峰值流量过程的沿程变化曲线接近于正态分布，此类泥石流防治中的拦挡措施要注意充分利用其在坡降减小的过程中流速和流量迅速降低的特征，而其排导措施要注意到此类泥石流的高阻力特征，注意保证排导槽的足够坡度。     

汶川县高家沟泥石流堵江初步研究

通过对汶川县高家沟泥石流2011年"7·3"泥石流运动特征分析,结合泥石流堵江经验公式计算不同暴雨条件下泥石流堵江的可能性,认为"5·12"地震后当降雨频率达到20年一遇时会对岷江河道产生影响,随着降雨频率的降低,对河道影响越大。