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。     

震后都汶公路沿线泥石流沟堵江危险性评估

震后泥石流松散物质显著增多,临界雨量降低,导致泥石流暴发频率增加、规模增大,从而使震后灾区泥石流堵江事件频繁发生,给灾区带来严重的二次灾害。为了评价震后泥石流堵江概率大小,本文在野外考察基础上,获得研究区泥石流沟基础数据,并根据水文模型计算不同频率下的泥石流规模; 在此基础上利用泥石流堵江公式,获取研究区域泥石流堵江危险程度(数值),并结合研究区域已发生的泥石流堵江事件,界定了泥石流堵江公式的临界值,使之能够更加准确用来判定泥石流堵江概率,并对 5·12 地震极震区都汶公路沿线的7条泥石流在不同频率下的泥石流堵江概率进行评价。评价结果显示:牛眠沟和关山沟在暴发50a及其以上泥石流时,会发生堵江; 烧房沟、红椿沟和磨子沟在暴发10a及其以上泥石流时,会发生堵江事件; 洱沟和太平沟在暴发5a及其以上泥石流时便可能发生堵江; 上述泥石流沟一旦发生堵江,便会给映秀镇和都汶公路带来严重灾难。通过本文获取的堵江临界值可以作为判定泥石流堵江的参考标准,为泥石流防治、预报提供参考,同时可以为灾后重建和预防二次灾害提供科学借鉴。     

雅鲁藏布江中游某水电站库区泥石流工程影响分析

雅鲁藏布江中游某水电站在库区6.7km范围内发育有11条泥石流沟,泥石流发生频率较低。本文主要通过对库区各石流沟的危险性、堵江可能性及对水电站工程设施的影响三个方面进行分析讨论,进而综合分析库区泥石流的工程影响。其中3条沟距离坝址较近,危险性较大,会对坝址区水工建筑及施工安全造成一定影响,库区泥石流不会造成严重的堵江问题。水库蓄水后,库区泥石流堆积区急剧后退,对水库正常运营影响较小。     

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。     

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.      

元谋县9·17特大泥石流特征及形成机理分析

2016年9月15日8时至17日8时,连续强降雨导致元谋全县境内多处发生泥石流灾害,特别是2016年9月17日9时黄瓜园镇海洛村及朱布村发生特大泥石流灾害(简称"9·17"泥石流),造成严重损失。本文通过对雷弄大箐泥石流特征及形成机理分析,对预测未来泥石流的发生起很好的参考作用,为泥石流治理和防治提供依据。分析总结"9·17"泥石流灾害形成条件和特征,从降雨、地形和物源条件等方面对泥石流成因进行了研究。结果表明:丰富的前期降雨量,极高的日降雨量和短历时高雨强是泥石流的激发因素,充足的前期降雨量可以极大削弱物源地岩土体的强度;东山地区大部分泥石流沟的山坡坡度和沟床比降属于泥石流易发范围,地形条件有利于泥石流的形成;区内泥石流物质来源丰富,物源主要集中在区域性断裂和人类活动区附近,为箐沟暴发泥石流提供了必要条件。"9·17"泥石流是有利的地形、充足的物源和高强度的降雨共同作用的结果。     

北京市泥石流灾害临界雨量研究

降雨是泥石流灾害的主要诱发因素。文章根据北京市历史上泥石流灾害发生时的前期雨量与当日激发雨量,建立了临界雨量判别模型。通过对北京地区泥石流灾害与降雨频率的分析,计算了不同时段的临界雨量;经验证明,计算结果是可信的。基于灾害与降雨频率分析来确定北京地区泥石流发生的临界雨量是一种新的尝试。该方法可用于计算不同泥石流沟道发生泥石流的临界雨量。     

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。     

高位远程崩滑碎屑流-泥石流灾害链的演变过程与影响范围预测——以“4·5”四川洪雅县铁匠湾地质灾害链为例

20世纪以来,地质灾害以灾害链形式出现的频率明显加大,目前对灾害链的演变过程以及影响范围的研究并不多。本文以2021年4月5日四川洪雅县铁匠湾高位远程崩滑碎屑流-泥石流灾害链为例,阐述了灾害链的演变过程。启动源为高位崩塌,崩落的大量岩块对下方斜坡岩土体造成冲击和加载形成滑坡,受降雨影响,崩滑碎屑流物质向双溪河发展演变为泥石流;采用RAMMS软件对泥石流的运动过程进行数值模拟分析,划定了其在不同降雨频率下的影响范围。结果表明：在20 a一遇降雨频率下,影响范围涵盖了双溪村上游部分分散农户;在50 a一遇降雨频率下,影响范围覆盖双溪村人口密集区;在100 a一遇降雨频率下,影响范围将继续向下游发展,延伸至老赵河聚居区。灾害链发生期间,附近最大降雨量接近10 a一遇,将10 a一遇模拟结果与现场实际形成的影响范围进行对比,发现两者基本一致,说明模拟结果可信。     

北京市门头沟区泥石流灾害分布及临界雨量研究

泥石流的发生受各种因素共同影响,确定泥石流临界雨量是突发地质灾害预警预报工作的一项重要内容,探索新方法用于泥石流临界雨量计算也是目前突发地质灾害预警预报工作的需求。本文分析了门头沟区泥石流灾害分布特征和影响因素,在前期研究基础上,以灾害频率与降雨频率分析方法计算了不同时间段泥石流临界雨量阈值,结果显示:门头沟区特殊的地质条件构成了泥石流形成的物源与地形基础,降雨是泥石流的激发因素,根据泥石流发生时的历史雨量监测数据,计算得出的临界雨量值均小于历史雨量监测数据。本研究推荐的门头沟区泥石流不同时间段临界雨量阈值可用于北京市泥石流灾害预警预报工作,研究结果可为北京市泥石流灾害预警预报工作提供科技支撑。     

泥石流防治工程可靠性的超越概率

根据降雨频率重现期统计结果,汶川地震灾区近年来毁坏或失效的泥石流防治工程大多与设计标准降雨频率关系不明显,但与大暴雨和特大暴雨雨强关系密切。所以,在泥石流防治工程可靠性评价方法中,可以引入超越概率的概念,亦即发生超出设计标准降雨频率的工程毁坏或失效概率。本文采用数理统计方法,以震区都江堰泥石流工程为例,讨论了泥石流防治工程的超越概率问题。建立了以雨强为标准的超越概率统计模型。     

雅鲁藏布江色东普沟冰崩—堵江—溃决灾害数值模拟

为了揭示雅鲁藏布江色东普沟2018年10月17日冰崩—堵江—溃决灾害链的动力演化过程,基于Massflow数值模拟仿真平台,使用Fortran编程语言,根据研究区域地质条件特征对程序进行二次开发以优化Voellmy模型,模拟冰崩—泥石流动力过程;将模拟泥石流得到的堰塞坝体嵌入地形中,运用ArcGIS计算堰塞湖范围及体积,通过Manning模型模拟堰塞湖溃决洪水动力过程。采用分段模拟法再现冰崩—泥石流—堵江—堰塞湖—溃坝的完整动力过程,对泥石流运动过程中的流速、流深,坝体高度,溃决洪水的流深、流速等参数进行定量化研究,为色东普流域的防灾减灾工作提供有效支撑。为了揭示雅鲁藏布江色东普沟2018年10月17日冰崩-堵江-溃决灾害链的动力演化过程,采用Massflow数值模拟仿真平台,以Fortran语言为编程手段,根据研究区域地质条件特征对程序进行二次开发优化Voellmy模型,模拟冰崩-泥石流动力过程;将模拟泥石流所得到的堰塞坝体嵌入地形中,采用ArcGIS计算堰塞湖范围及体积,通过曼宁模型模拟堰塞湖溃决洪水动力过程。采用分段模拟法再现冰崩-泥石流-堵江-堰塞湖-溃坝的完整动力过程,对泥石流运动过程中的流速、流深,坝体高度,溃决洪水的流深、流速等参数进行定量化研究,为色东普流域的防灾减工作提供有效支撑。     

滇西北海巴洛沟“7·28”降雨-冰川融水混合型泥石流成因研究

海巴洛沟位于滇西北横断山区,2019年7月28日凌晨2:40暴发泥石流灾害,为科学准确开展该区域泥石流监测预警和综合防治工作,保障海巴洛沟流域中下游香丽(香格里拉至丽江)高速公路建设和运营安全,本文根据实地、无人机航拍及遥感调查,结合室内试验和分析计算,对本次泥石流特征及成因进行研究。本次泥石流平均容重为16.77 kN·m-3,属稀性泥石流,洪峰流量为528.16 m3·s-1,属特大泥石流。受地质、气候条件综合作用,海巴洛沟流域内物源包含3类:河谷区沟道侧岸滑坡体、高位冰碛物和高位寒冻风化碎屑。本次泥石流发生在27日晚至28日凌晨主体降雨过程的尾部,根据对2019年8~10月海巴洛沟流域9次降雨过程的监测,发现该区域降雨具有主体过程为6 h、降雨量随海拔升高而显著增加的时空分布特征。激发本次泥石流的强降雨集中分布在哈巴雪山西侧海拔4200~4800 m的峰脊区,6 h降雨过程平均降雨量为60.43 mm。激发水源除降雨外,还包含峰脊区内冰川融水,经计算本次6 h降雨过程中冰川平均消融水当量为17.29 mm。本文研究成果可为滇西北横断山区降雨-冰川融水混合型泥石流监测预警及防治提供可靠科学依据。     

西藏某水电站厂区泥石流危险性分析与防治措施

西藏某水电站厂区后山发育了5条泥石流沟,2005年7月22日暴发了近百年来最大的泥石流,泥石流的规模和影响范围将直接影响到该厂房的枢纽布置、施工及运行安全。厂房区泥石流沟的泥石流固体物质来源丰富,形成区内沟道坡度陡峭,因此只要有足够的降雨就可以形成泥石流。以设计泥石流流量计算的泥石流的总径流量确定的泥石流危险范围与调查的厂区各条泥石流沟2005年的实际泛滥区很相近,并以此可以得到不同设计频率的泥石流危险区。电厂厂房区的设施在施工期和运行期间受到泥石流活动的一定影响,必须采取合理的泥石流工程防护措施,避免泥石流对厂房区设施的危害,保障电站的施工和运行,满足电厂厂区的建设需要。     

2010年“8.8”舟曲特大山洪泥石流灾害形成的气候特征及地质地理环境分析

利用舟曲气象和地质资料,分析了2010年8月8日发生的"8.8"舟曲特大山洪泥石流灾害形成的气候特征和地质地理环境.这次泥石流是在舟曲特殊的地质地貌和地理环境下,由于前期干旱,突遇强降水而发生的一次特大地质灾害.崩塌、滑坡、地震和人为因素,特别是"5.12"汶川地震,较大程度上破坏了舟曲地质,为泥石流提供了丰富的物质来源;前期干旱在一定程度上加剧了这次灾害;超历史极值的强降水是触发泥石流的直接因素.通过对舟曲气候研究表明,7、8月降雨频繁,而且过程雨量大,尤其8月上旬大雨发生频率最高,应密切关注可能引发的地质灾害.加强对地质地貌的保护,研究历史气候及月季气候特征对泥石流发生的影响,确定在不同地形和地质地貌背景下的泥石流降水量阈值,对泥石流灾害发生的预报有着十分重要的意义.     

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。     

北京怀柔7·16暴雨泥石流发育特征与形成机理

2018年7月16日北京怀柔云蒙山地区突发山洪泥石流灾害,国道G111和省道S310多处毁损,周边4个乡镇506人被迫紧急转移。本文通过灾害发生前后高清卫星影像解译和现场详细调查,研究了区域内典型泥石流沟的地形地貌特征和松散固体物质来源,分析了泥石流形成的降雨激发条件,估算了容重、流速、流量等重要参数,并基于沟床块石稳定性分析改进了泥石流启动与降雨强度之间的关系式。研究表明,怀柔7·16泥石流属极端气象条件下短历时强降雨所激发的稀性泥石流,在连续2 h降雨条件下,其临界激发雨强不低于8~15 mm·h-1,物源主要来自于沟床堆积物的揭底输移,沟床岸坡松散堆积体侧蚀增加了物源补给,强降雨条件下很可能再次发生类似规模的泥石流。该研究可对今后区域内泥石流的防灾减灾工作提供参考。     

强降雨条件下北京地区地下水位动态特征——以7·21特大暴雨为例

北京地区的地下水动态类型作为典型的降水-开采型,降雨入渗对本区的地下水补给有着重要影响,因此降雨条件下地下水位动态特征具有重要的研究意义,强降雨作为一种极端天气,既具有降雨入渗的一般特点,又具有其特殊特点;另外,泥石流和滑坡作为北京山区常见的地质灾害,地下水位变化在其形成过程中也起到了不可忽视的作用。2012年北京"7·21"暴雨作为近60 a来最强暴雨,为强降雨条件下地下水位动态特征研究提供了典型案例,本研究通过分析2012年"7·21"北京暴雨前后地下水位变化,结合本区的水文地质条件,探究强降雨条件下北京平原区的降雨入渗规律,发现不同地区在强降雨条件下的入渗差异及其影响因素,为北京地区地下水位动态特征提供理论依据,同时,对强降雨条件下的入渗规律做出了进一步研究。     

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。     

安徽省黟县"6.21"型泥石流特征及形成机制

在野外调查的基础上,通过对黟县北部地区(柯村、美溪、宏潭)泥石流灾害产生的特征、分布、危害及形成规律的研究分析,论述了黟县"6 21"型泥石流产生的地质环境条件及主要控制性因素。认为:区内山高坡陡,地势陡竣、河谷狭窄呈"V"字型,人类工程活动强烈,而且降雨集中、强度大,易产生控制面积小、历时短、强度大而且能激发泥石流产生的暴雨量("6 12"型降雨),是安徽省比较典型的泥石流灾害易发区。预测分析表明,黟县北部地区不仅具备泥石流产生的地形、构造及岩性条件,而且16条支沟内松散固体物质储量丰富(沟谷的松散固体物质储量一般均大于1 0×104m3 km2),泥石流的产生具备丰富的固体物源基础。同时,区内也是安徽省强降雨中心之一,暴雨或大暴雨均发生于每年的6月中旬,类似于2002年"6 21"型的大暴雨。产生周期约为10～15年一遇。因此,预测黟县北部地区16条支谷泥石流发生的频率为10～15年一遇。