昆明市东川城区后山泥石流灾害修复措施

东川城区后山构造发育、地震频繁、山体失稳、地形高差悬殊和雨量集中且暴雨强度大等，是导致本区泥石流频繁而猛烈的根本原因。人类不合理的经济活动则对本区泥石流的发生发展起着重要的加剧、恶化作用。对东川城区后山泥石流的治理必须采用软件和硬件两大措施相结合的综合治理办法，并对治理过的泥石流沟加强管理力度。     

昆明市东川城区泥石流危险度评价

泥石流是昆明东川城区最主要的地质灾害之一,严重阻碍了城市的社会经济发展。开展东川城区泥石流危险度评价对城市安全与稳定有着重要的意义。文章从地貌学侵蚀旋回理论出发,运用斯特拉勒面积-高程分析法对东川城区后山的3条泥石流沟的危险度进行评价研究。结果表明,深沟和石羊沟的斯特拉勒面积-高程值分别为0.580和0.520,泥石流沟谷正由发育的中年末期向老年期演化,泥石流危险度较低;尼拉姑沟的斯特拉勒面积-高程值为0.452,处于沟谷发育的旺盛时期,泥石流危险度较高,计算结果与当地实际情况有较好的一致性。     

昆明市东川区城市后山地区泥石流特征及防治

通过系统地对城市后山地区主要泥石流沟特征的分析,科学地选取治理工程措施,基本达到有效控制深沟泥石流物源的运移,减轻或消弱其它各沟泥石流危害的防治目标。通过削弱泥石流灾害的发育、发展,从而减轻地质灾害对东川市城区的威胁。     

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。     

西部山区交通廊道泥石流发育特征及选线对策

青藏高原东部受地形地貌和地质构造影响,区域泥石流密度大,类型多样,暴发频繁。为研究交通廊道内泥石流发育特征及其对工程的影响,通过高分遥感解译、现场调查、室内颗分实验等手段,对研究区泥石流的类型和分布规律进行了系统研究,并提出相应的选线对策。结果表明：(1)研究区主要发育暴雨型泥石流和冰川型泥石流,具有泥石流分布广、种类多、规模大、灾害链长等特点,临近线路多为暴雨型泥石流;(2)研究区存在潜在泥石流沟勘察判识困难、灾害链防治设计难度大、高原施工环境恶劣等问题。(3)交通廊道选线应贯彻风险控制原则,采取减灾选线为主导,对物源估算难、潜在泥石流沟识别不清楚等地区应积极采用InSAR、LiDAR和无人机技术进行勘察,对复杂地质条件的泥石流沟应采用“空天地”一体化综合勘察技术,针对不同类型泥石流结合其特征采取不同的防治对策。     

二郎山公路隧道泥石流地质灾害及防治

1997年7月3日及8月15日暴雨期间，川藏公路二郎山隧道东口龙胆溪、西口和平沟暴发2次灾害性泥石流，造成隧道施工设施被毁、人员伤亡。泥石流形成机制、活动规律、演化趋势及相应防治措施的研究，对确保隧道施工及安全运行具有重要意义。论文以和平沟泥石流为例，在研究泥石流形成条件、活动特征基础上，分析了泥石流的形成机制及其造成巨大危害的原因，预测了泥石流的发展趋势，据此提出以排导工程为主，排导与拦挡工程相结合，工程措施与生物措施相结合的综合防治对策。研究表明，在山区公路隧道建设中泥石流的防治，必须建立在对地质灾害发育、分布、活动规律、形成演化机制及其危害性认识的基础上，这样才能在隧道选址、施工设计时，制订相宜、合理的防治对策。     

川藏铁路某车站泥石流群发育特征及对线路的影响

川藏铁路某车站位于藏东南冻错曲沟谷内,处于泥石流集中暴发区。采用现场调查、遥感解译等方法对影响车站的泥石流群孕灾环境和发育特征进行了深入研究。结果表明:该区以发育包括10条暴雨型泥石流与2条冰湖溃决泥石流在内的泥石流群为特征,地形地貌、水源动力和物源对泥石流群的发育起主要控制性作用。泥石流沟的流域形态完整系数集中在0.15～0.55之间,多为长条形与栎叶形,沟床的纵比降整体偏大,有利于泥石流的水源汇聚和发生。而泥石流流域内的沟道岸坡坡度多为20°～40°,相对有利于泥石流物源的补给。对该泥石流群中的12条泥石流沟进行动力学参数计算,分析其运动特征和发展趋势,认为该泥石流群的堆积扇普遍比较明显且未修建防治工程,在极端暴雨条件下,再次暴发较大规模泥石流的可能性大。最后评价了单沟暴发及冻错曲两岸对冲暴发场景下泥石流群对线路的潜在工程影响并给出了防治对策,建议线路在穿越泥石流沟部位布设排导槽或停淤堤进行束流归流,并对桥墩做好迎水面防块石撞击措施。研究结果对川藏铁路泥石流防治工程规划设计具有一定指导意义,也可为山区交通干线的合理选线提供科学依据。     

四川泸定县城后山泥石流灾害及其风险防御

四川泸定县城后山分布有3条泥石流沟,分别为孙家沟、牧场沟和羊圈沟.这3条沟谷曾多次暴发泥石流,对泸定县城造成了严重的危害和威胁.在现场考察基础上,论述了泸定县城后山泥石流沟的分布及泥石流危害,从物源、地形地貌和降雨3个方面分析了泥石流成因,从发生时间、空间和规模3个方面论述了泥石流灾害特征,从防灾体系、监测体系、抗灾体系、报警体系、响应体系和恢复体系6个方面建立了泸定县城后山泥石流防御体系,进而有针对性地提出了泸定县城后山泥石流的防治建议.     

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。     

甘肃文县关家沟流域泥石流灾害与地质环境影响因素分析

本文着重讨论了白龙江支流关家沟泥石流灾害发育的地质环境背景及其相关关系．白龙江流域是我国泥石流发育的最严重地区之一,而关家沟流域具有非常典型性．通过对关家沟流域地理地质及生态环境等因素的综合分析,讨论了泥石流地质灾害的发生和发展与第四纪地质的特定密切关系,系统阐述了泥石流形成条件及其发育的普遍规律,提出了防治方案。     

Measuring and estimating the impact pressure of debris flows on bridge piers based on large-scale laboratory experiments

After the 2008 Wenchuan earthquake, mountainous areas in SW China are recognized as a region with highly active and perilous landslides and debris flows. The frequent impacts of debris flow are a major threat to bridge piers located in debris flow gullies. It is an important issue for guaranteeing the safety of railway bridges in areas prone to hazardous debris flows. Previous research has achieved significant results characterizing the initiation and mechanisms for debris flow, and their interactions with some structures. However, there has been little research on the dynamic pressure of debris flow on bridge pier caused by different debris flows. In this study, the measurement and estimation of the impact pressure and dynamic behavior of debris flows on scaled bridge piers were conducted. Nine pressure sensors were used to measure the impact pressure of debris flows. Flow velocities and flow depths were determined at the end of a flume using a high-speed camera. The results show that the impact pressure differed between different types of debris flows. The distribution of impact pressures from high-viscosity debris flows indicated three layers, with different features in individual event. In comparison, a layered structure was not observed in low-viscosity debris flows. Based on dimensional analyses, the impact pressure depended on Froude number (Fr) and Reynolds number (Re). For low-viscosity debris flows, the dimensionless impact pressures were power functions of Fr, while for high-viscosity debris flows, the dimensionless impact pressures were power functions of both Re and Fr. The impact frequencies of low-viscosity and high-viscosity debris flows showed considerable differences based on spectral analysis. Compared to high-viscosity debris flows, low-viscosity debris flows were characterized by relatively high velocity, strong striking pressure, and high impact frequency.     

Impacts of September 21, 1999 Chi-Chi earthquake on the characteristics of gully-type debris flows in central Taiwan

Debris flows are more frequent in central Taiwan, because of its mountainous geography. For example, many debris flows were induced by Typhoon Herb in 1996. The Chi-Chi earthquake with a magnitude of 7.3, which took place in 1999 in central Taiwan, induced many landslides in this region. Some landslides turned into debris flows when Typhoon Toraji struck Taiwan in 2001. This study investigates the characteristics of the gullies where debris flows have occurred for a comparison. Aerial photos of these regions dated in 1997 (before the earthquake) and 2001 (after the earthquake) are used to identify the occurrence of gully-type debris flows. A Geographic Information System (GIS) is applied to acquire hydrological and geomorphic characteristics: stream gradient, stream length, catchment gradient, catchment area, form factor, and geology unit of these gullies. These characteristics in different study regions are presented in a statistical approach. The study of how strong ground motion affects the debris flows occurrence is conducted. The characteristics of the debris flow gullies triggered by typhoons before and after the Chi-Chi earthquake are quantitatively compared. The analysis results show that a significant transformation in the characteristics was induced by the Chi-Chi earthquake. In general, the transformation points out a lower hydrological and geomorphic threshold to trigger debris flows after the Chi-Chi earthquake. The susceptibility of rock units to strong ground motion is also examined. The analysis of debris flow density and accumulated rainfall in regions of different ground motion also reveal that the rainfall threshold decreases after the Chi-Chi earthquake.     

甘肃陇南武都区泥石流易发性评价

文章分析了甘肃陇南市武都区泥石流形成的自然环境背景、发育特征及易发性。通过野外实地考察,查明了泥石流的发育情况,在此基础上,采用模糊物元可拓方法对泥石流的易发性进行了评价。分析表明,研究区的泥石流具有分布密度高、冲沟及坡面泥石流成片发育、北岸泥石流较南岸发育且粘性泥石流所占比例大于南岸的发育特征;选取岩性、沟床比降、山坡坡度、完整系数、发育程度、降水、断层密度7个因子构建泥石流易发性评价指标体系。通过易发性评价,研究区104条泥石流沟中,66条为高易发性,占总数的63.5%;32条为中等易发性,占总数的30.8%;6条为低易发性,占总数的5.7%。     

无水滑的水下泥石流运动速度的实验研究

水下泥石流阻力与陆面中泥石流运动阻力的不同点在于上表面的掺混阻力和剪切阻力。由一系列的室内无水滑的水下泥石流和陆面泥石流实验研究得出:水下泥石流运动速度与相同条件下陆面泥石流运动速度之比随不同性质的泥石流,如粘性和稀性泥石流,由于其屈服应力的巨大差别,有很大的不同。由实验得到的由泥石流体的容重和量纲为一的泥石流屈服应力表达的水下无水滑泥石流运动速度和陆面泥石流运动速度用于无水滑水下泥石流运动速度计算较好。     

Debris flow magnitude,frequency, and precipitation threshold in the eastern North Cascades,Washington, USA

We examine the magnitude, frequency, and precipitation threshold of the extreme flood hazard on 37 low-order streams in the lower Stehekin River Valley on the arid eastern slope of the North Cascades. Key morphometric variables identify the magnitude of the hazard by differentiating debris flood from debris flow systems. Thirty-two debris flow systems are fed by basins?<?6 km² and deposited debris cones with slopes?>?10°. Five debris flood systems have larger drainage areas and debris fans with slopes 7–10°. The debris flood systems have Melton ruggedness ratios from 0.42–0.64 compared to 0.78–3.80 for debris flow basins. We record stratigraphy at seven sites where soil surfaces buried by successive debris flows limit the age of events spanning 6000 years. Eighteen radiocarbon ages from the soils are the basis for estimates of a 200 to1500-year range in recurrence interval for larger debris flows and a 450?±?50-year average. Smaller events occur approximately every 100 years. Fifteen debris flows occurred in nine drainage systems in the last 15 years, including multiple flows on three streams. Summer storms in 2010 and 2013 with peak rainfall intensities of 7–9 mm/h sustained for 8–11 h triggered all but one flow; the fall 2015 event on Canyon Creek occurred after 170 mm of rain in 78 h. A direct link between fires and debris flows is unclear because several recent debris flows occurred in basins that did not burn or burned at low intensity, and basins that burned at high intensity did not carry debris flows. All but one of the recent flows and fires occurred on the valley’s southwest-facing wall. We conclude that fires and debris flows are linked by aspect at the landscape scale, where the sunny valley wall has flashy runoff due to sparse vegetation from frequent fires.

     

根据泥石流沉积物计算泥石流容重的方法研究

泥石流的容重是泥石流的最重要的参数之一,用简单易行的方法获得泥石流的容重因泥石流灾害的评估和泥石流的防治的需要显得日益重要。分析了泥石流的组成颗粒中3个分别代表粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的颗粒粒径,即2 mm、0.05 mm和0.005 mm,及它们的百分含量与泥石流容重的关系。在对泥石流的组成颗粒的研究中发现泥石流中的粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的百分含量与泥石流容重都有一定的关系,但因地区的差异这种关系不是唯一的。粘性泥石流中的粘粒含量与物源区的粘粒含量相当,稀性泥石流的粘粒含量远大于物源区的粘粒含量。用粗颗粒和细颗粒百分含量计算的泥石流的容重与泥石流观测样和沉积样对比有较好的一致性。根据泥石流沉积物计算的泥石流容重应服从根据沉积物的特征判断的泥石流类型和框定的泥石流容重范围。     

浙江省泥石流发育特征

浙江省地形复杂,山地面积大,暴雨频繁,尤其近年来受台风影响,泥石流等山地灾害频发。本文通过浙江省泥石流的调查成果,综合分析区内泥石流发育特征。通过分析,浙江泥石流主要有如下独特的发育特征:沟床比降大,相对高差小,两侧山坡坡度大,流程短,流域面积小等;地质构造上:泥石流主要发育在全-强风化的火山碎屑岩区域,沿深大断裂成带状分布;泥石流三区特征:三区分界不明显,尤其流通区和堆积区难以区分等。本文初次系统分析总结了浙江省泥石流发育特征,对浙江省泥石流形成机理、泥石流防灾减灾等的进一步分析研究提供了科学的依据。     

粘性泥石流的平均运动速度研究

粘性泥石流是泥石流类型中最常见也是危害最大的类型,泥石流的运动速度是泥石流的动力学参数中最重要的参数,因此准确而简洁地计算粘性泥石流的运动速度就显得非常重要。不同的泥石流地区的泥石流阻力有很大的不同:有的地区阻力较大,属于高阻力地区,泥石流运动速度较低;有的地区阻力较小,属于低阻力地区,泥石流运动速度较高。目前的粘性泥石流平均速度公式还不能兼顾计算所有地区的不同阻力类型的泥石流速度。泥石流的不均匀系数在不同的泥石流地区有很大的不同：不均匀系数小的地区阻力大,而不均匀系数大的地区阻力小,因此可以用不均匀系数划分泥石流沟的阻力特征,从而得到能兼顾所有不同地区的泥石流阻力规律。由一系列野外观测资料得到的由泥石流不均匀系数、泥石流运动底部纵比降和水力半径计算的粘性泥石流运动平均速度经验公式,能适应各种类型的泥石流沟,与其它系列的观测资料对比有很好的一致性,与粘性泥流的观测资料对比也很接近。由流体流动的福劳德数可以确定流动的缓急程度。一般的粘性泥石流都是急流,少数是缓流,极少数是运动速度非常缓慢的容重过大的粘性泥石流。粘性泥石流运动平均速度经验公式用于一般急流的粘性泥石流的速度计算结果很好,但不适用于容重过大的缓慢流动,对于缓流粘性泥石流速度计算偏大。在对泥石流的评估和治理中,平均速度公式可以用于泥石流堆积扇上游渠道中的粘性泥石流速度计算,对泥石流堆积扇上的粘性泥石流速度计算偏大,不适用于缓慢流动粘性泥石流,但在对泥石流的危害评估和治理中可以忽略缓慢流动的发生。     

地形因素对白龙江流域甘肃段泥石流灾害的影响及权重分析

白龙江流域甘肃段是我国四大泥石流灾害多发地区之一,其中地形条件是形成泥石流的关键因素。文章在实地调查研究区内发育的1 008条泥石流沟的基础上,通过统计分析沟床比降、沟坡坡度、流域面积和相对高差4个主要地形因素数据与泥石流灾害的类型及易发程度的关系,研究其对泥石流灾害形成的影响。通过熵权法计算4个因素的权重,由权重大小排序分析了它们对泥石流灾害形成的贡献程度。结果表明:在200‰~400‰区间内的沟床比降、坡度大于30°的沟坡、相对高差大于300 m的山体、小于10 km2的流域面积对泥石流的形成和运动最为有利;对泥石流灾害形成贡献程度最大的为沟床比降,其次为相对高差和流域面积,最小的为沟坡坡度。该研究结果对此区域内泥石流灾害的监测预警及防治有一定指导意义。     

基于沟床宽度与颗粒粒径的泥石流精细化预报模型

泥石流形成区沟床宽度和颗粒粒径对沟床起动型泥石流的发生影响很大,在强烈地震影响区内显得尤为突出,但目前的泥石流预报中还没考虑到这两个因素,无法准确预测强震区泥石流的发生.在泥石流10 min和1 h精细化预报模型基础上,通过现场调查群发泥石流事件,结合汶川地震强烈影响区泥石流的演化特点,引入了泥石流形成区沟道宽度和颗粒粒径的影响,建立了改进的精细化泥石流10 min和1 h预报模型,并在贵州望谟打易和四川德昌群发泥石流、汶川地震强烈影响区的文家沟多次泥石流事件中获得了很好的验证结果,得出泥石流形成区的颗粒粒径代表泥石流的地质因子,泥石流形成区沟床宽度代表泥石流的地形因子之一,这2个因子在泥石流发生中的作用都非常重要;改进的精细化10 min和1 h预报模型以及临界值,可以用于强烈地震区和一般的泥石流预报.