兰州市寺儿沟泥石流物源特征及其危险性分析

寺儿沟流域位于甘肃省兰州市西固区, 历史上曾发生过大规模泥石流, 造成重大人员伤亡和财产损失。文章基于野外调查和遥感解译, 结合已有文献成果和室内测试, 研究寺儿沟泥石流物源特征及影响因素, 采用FLO-2D软件模拟分析泥石流的危险性。研究结果表明: 寺儿沟以黏性泥石流为主, 表现为低频活动, 目前处于衰退期; 寺儿沟流域内物源丰富, 可分为坡面型物源、崩滑型物源、沟道型物源和人为型物源共4种, 其中崩滑型、沟道型物源控制了泥石流的暴发规模; 而一次性冲出量的大小主要取决于泥石流起动时崩滑体的发育程度, 崩滑体越发育, 一次性冲出量越大, 泥石流规模越大; 在临界降雨条件下, 寺儿沟将会暴发泥石流, 中—高危险区集中于流通区, 严重威胁冲沟内构筑物如兰西高铁、环城高速等安全运营。当遭遇极端强降雨时, 寺儿沟将暴发更大规模泥石流。因此, 有必要进一步研究极端天气条件下泥石流的危险性, 为区内泥石流的防灾减灾提供地质依据。      

汶川震区北川县泥石流流域崩滑体时空演变特征

2008年5月12日的汶川大地震引发了大规模同震山体滑坡,随后的强降雨又引发新的山体滑坡,滑坡形成的松散固体物质成为后续泥石流灾害的主要物质来源。为探究强震区泥石流流域崩滑体时空演变特征,文章以北川县魏家沟等8条泥石流流域为例,选取8期遥感影像（2008年震后、“9.24”泥石流发生后、2010年、2011年、2013年、2014年、2015年、2016年）,分别解译崩滑体,统计其空间分布特征。此外,利用归一化植被指数（NDVI）计算研究区内植被覆盖度（VFC）及植被覆盖度恢复率（VCRR）。结果表明:研究区内崩滑体发育面积在强降雨作用后达到峰值,随后呈稳定恢复状态,面积逐年减小。崩滑体在高程900~1 100 m范围、坡度30°~45°范围、坡向90°~135°范围、距沟道150 m范围内发育面积最大。流域内植被覆盖度在2008年“9.24”泥石流灾害后最低,随后呈稳定恢复。自震后到2010年的时期内,植被覆盖度恢复率中等以下区域较多,植被恢复程度较低。2011年之后,流域内大多区域处于植被覆盖度恢复率中等以上等级,植被恢复程度较高。到2016年,研究区植被覆盖度已恢复至较高水平。研究表明:除地层岩性、微地貌等因素影响外,植被对泥石流活动性具有一定的抑制作用。     

四川石棉简槽沟泥石流发育特征与减灾防灾初探

四川石棉县简槽沟为一条典型泥石流沟道,区域上具备泥石流形成的孕灾地质环境背景,流域内具备泥石流产生的地形地貌与物源聚集特征。简槽沟泥石流可分清水区、形成区、流通-堆积区3个区域。由于简槽沟泥石流形成是由形成区密集崩滑体提供并参与物质运移,以远程碎屑流的形式沿程堆积扩散并延伸至沟口,所以,流通区与堆积区不明显,与常规泥石流分区略有区别。通过流域物源调查,简槽沟物源为崩滑堆积物、沟道堆积物、坡面侵蚀物。流域内共有松散固体物质总量为13.784×10~4 m~3。可能参与泥石流的物源量约3.154×10~4 m~3,沟道两侧的崩滑堆积物为泥石流的主要补给物源,占泥石流活动量的86.7%。简槽沟泥石流为高频—暴雨—崩滑—沟谷型稀性泥石流、易发、活动性强、中型潜在危险性,进行工程治理是十分必要的和紧迫的。针对简槽沟泥石流物源集中且丰富、流通区不明显、堆积区建筑物密集、沟口过流断面狭窄的特点,工程治理以中游拦挡物源、下游排泄倒流的措施,并遵循以防为主、防治结合、综合治理的原则。     

北京房山典型泥石流物源特征及防治建议

本文针对房山区典型泥石流沟主要物源类型进行分析讨论,崩滑堆积物源、坡面物源以及沟床堆积物源是本区泥石流物源的主要类型。崩滑堆积物源及坡面物源参与泥石流活动的量占其总量相对较少,沟床堆积物源相对较大,并且多为泥石流沟的主要物源。区内佛子庄乡北窖沟泥石流沟床堆积物分析显示,沟道冲淤特征表现出以冲为主的特点,沟床物质是参与泥石流活动的重要物源。并依据北窖沟泥石流物源特点,提出针对性的泥石流防治建议。     

四川省都江堰市“8.13”干沟泥石流特征及成因

采取野外调查方法对干沟泥石流的分布和特征进行调查,分析泥石流形成区的地形条件和物源条件,以及流通区和堆积扇的特征。探讨泥石流起动和输移过程,分析泥石流形成的降雨、岩石和断层作用,计算泥石流特征值。     

雅鲁藏布江米林段泥石流堆积扇危险范围预测模型

雅鲁藏布江米林段紧邻印度板块与欧亚板块碰撞带,地势复杂,构造运动强烈,地震活动频繁,因此泥石流分布广泛。本文经过遥感与野外实际调查,以研究区的34条泥石流沟为样本进行分析,利用GIS与RS软件对研究区内的泥石流流域高差、物源量等基本参数进行数据采集与分析,确定相关因子后,利用Mat lab软件进行泥石流最大冲出长度、最大冲出宽度与其相关因子的回归分析,发现泥石流最大冲出长度、最大冲出宽度与流域高差、物源量之间具有明显的指数相关的关系,从而建立泥石流危险范围的预测模型。该模型在吸纳前人模型的基础上,采用较少的因子就能够判别研究区泥石流的危险性范围,缩短了判断泥石流危险性范围的时间,更加有利于快速防灾避险。     

汶川地震前后四川都江堰龙池镇地区泥石流物源分布特征及其演化规律

自"5·12"汶川地震发生以来,都江堰市龙池镇区域发生了数次规模巨大的泥石流灾害。为了研究龙池镇地区地震前后近十年的泥石流物源分布特征和演化规律,利用汶川地震前后五期遥感影像,基于RS和GIS技术结合野外现场调查,揭示了汶川地震前后龙池区域的泥石流物源分布规律和演化规律。研究结果表明,汶川地震后龙池地区泥石流物源主要分布在坡度36°～46°,距离断层0～300 m,坡向东和东南的砂岩区域; 2010年暴雨后研究区泥石流物源主要分布在坡度26°～46°,距断层0～300 m,坡向东和东南的砂岩区域;与汶川地震后和2010年暴雨后泥石流新增物源分布不同的是,汶川地震后五年,泥石流物源主要分布在距断层距离大于300 m的南坡向的区域。对五期遥感影像解译的泥石流新增物源个数和面积进行统计,分析汶川地震前后近十年龙池地区新增泥石流物源的演化特征。统计结果表明,研究区泥石流物源在汶川地震后急剧增加,随后逐渐降低,十年后逐步恢复震前水平;研究区泥石流物源在坡度、坡向、距断层距离和地层岩性上的演化趋势基本与泥石流物源整体演化趋势相同。     

康定新城后山泥石流特征分析

研究康定新城后山泥石流形成条件、动力学特征、量化堆积区平面形态特征。在野外调查的基础上分析泥石流的形成条件,采用雨洪法计算动力学特征参数,针对泥石流堆积扇提出表征堆积区平面形态特征的2个指标。结果:①地处高寒高海拔山区,其形成条件有别于常规泥石流,冻融循环和风化作用为泥石流暴发提供了大量物源,同时有较强的水动力条件;②采用雨洪法分不同设计频率计算其动力学特征参数;③提出量化堆积区平面形态特征的2个指数能较好的表征其形状、长短和扁圆。结论:①该泥石流形成条件与常规泥石流有一定区别,体现在动力条件与物源方面;②提出表征堆积区平面形态特征的2个指标有一定适用性。     

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。     

基于野外调查的低频率泥石流识别——以泸定县潘沟泥石流为例

如何通过野外调查证据对隐蔽性强的低频泥石流进行早期识别对山区的防灾减灾具有实践意义。在对潘沟泥石流的物源特征、形成过程机制、堆积区特征及沟口树木特征调查访问的基础上,通过综合证据分析,认为潘沟泥石流的暴发频率较低,并在此基础上探讨了基于野外调查的低频泥石流的识别方法,预测了泥石流的发展趋势,可为类似孕灾背景的泥石流的防治提供依据。     

基于LAHARZ的泥石流堆积范围预测模型的建立及应用

为了探究泥石流的堆积范围,利用LAHARZ软件,对北京市密云县泥石流沟喇嘛栅子南沟进行了数值模拟。结合泥石流沟小流域1：10 000数字高程模型图,模拟了泥石流的堆积范围。首先利用中国部分地区泥石流体积和堆积范围的数据资料,获得了泥石流体体积与其堆积范围的新的统计模型B=11.42V^0.7156;然后通过模拟沟道与实际沟道的对比,确定了最佳沟道阈值为15 000;再结合现场调查统计和降雨历史资料,确定了10年、20年、50年和100年一遇暴雨条件的泥石流体积值,分别为56 500、72 900、94 200和113 100 m³;最后在此基础上对该条泥石流沟的堆积范围进行了预测。结果表明,100年一遇的暴雨条件下泥石流堆积面积为48 729 m²,到达最远距离约为490 m,已影响下游村庄。     

基于小流域的地震扰动区降雨型滑坡泥石流危险性评价方法

地震扰动区存在大量震裂松散坡体,在持续或者密集的降雨条件下极易转化为滑坡灾害。同时,滑坡又会给泥石流提供大量松散固体物质,增加泥石流的危险性。因此,在震区,灾害通常以"链"的形式出现,比单一灾种危害性大。为了更有效地对地质灾害危险性进行评价,笔者将滑坡、泥石流作为灾害链,综合地加以分析和研究。选择5·12汶川大地震中受灾严重的都江堰市白沙河流域的17条泥石流沟作为研究区,建立滑坡-泥石流危险性评价耦合模型,研究24 h不同降雨量条件下小流域滑坡泥石流危险性的变化。耦合模型包括了坡体稳定性评价模型,水文模型及以泥石流规模、发生频率、流域面积、主沟长度、流域高差、切割密度、不稳定斜坡比为评价因子的泥石流危险性评价统计模型。研究结果表明:随着降雨量的增大,参与泥石流活动的松散物质方量持续增加,但当24 h降雨量超过200 mm后,泥石流沟的危险度等级不再发生变化;17条泥石流沟中4条为中危险度,12条为高危险度,1条为极高危险度。这说明研究区地质灾害问题相当严峻,在多雨季节存在泥石流群发的可能性,直接威胁到居住在泥石流沟附近的人民群众生命财产安全;因此,对于有直接危害对象的高危险度及其以上的泥石流沟,应该按照高等级设防标准进行工程治理及发布预警报。同时也说明,将滑坡、泥石流作为灾害链研究具必要性和可行性。     

贵州望谟纳包沟泥石流特征及成因分析

2011年6月5日至6月6日,贵州望谟县发生连续强降雨,引发境内纳包沟泥石流灾害,给当地居民的生命和财产造成巨大损失。本研究着重分析了纳包沟泥石流的物源、地形和降雨因素,指出该地区降雨强度大,流域内30°～40°坡度范围比例最大,最有利于浅层滑坡的发育,滑坡进而为泥石流的暴发提供主要物源;进一步得出泥石流的特征和动力学参数,泥石流为稀性泥石流,最大洪峰流量25 m3/s,泥石流一次冲出固体总量约6 100 m3。该次泥石流的形成机理为浅层滑坡引起的滑坡型泥石流。针对纳包沟的特点,当地政府和居民都应高度重视并实施相应的生物和工程措施以预防泥石流的发生。     

G217天山公路典型泥石流沟危险性评价研究

泥石流是新疆天山公路的主要地质灾害之一。在泥石流危险度评价模式的基础上,结合泥石流对公路的作用特点及危害程度,建立了天山公路泥石流危险度评价理论体系。此理论在天山公路泥石流危险度评价中得到了很好的验证。同时,此理论体系对公路泥石流危险度量化指标和分级评判标准,具有极大的使用价值。运用灰色关联法进行天山公路典型泥石流沟危险度计算后发现,其计算值离异程度小,可靠性强,结果较为理想。这些评价参数最终为泥石流病害治理提供了一个很好的指导。     

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。     

A GIS Process for Delimitating Areas Potentially Endangered by Debris Flow

A GIS rules-based approach is proposed for delimiting areas potentially endangered by debris flow for downstream guarded areas. Data were used to define rules for nine pilot areas in the Chen-You-Lan river watershed in Nantou County of Taiwan. A preliminary regressed relationship between debris volume and runout distance in the pilot areas is first formulated. The GIS processes for applying the rules are linked to delimit hazardous areas affected by debris within the first approximated debris fan. Rules applied to delimit potentially endangered areas incorporate geomorphological factors (gradient or curvature, aspect), direction of flow, fan angle of the debris and location of the overflow points. The delimited zone is then calibrated using the regression formula for debris volume against the affected area. The verification of the delineation of the areas using the adopted approach, with reference to micro-geomorphological results concerning pilot cases validates the proposed model. The model can be used to delineate potentially hazardous zones approximately associated with debris flow in rivers in Taiwan.     

云南贡山818特大泥石流灾害调查分析与启示

本文是在野外调查的基础上,结合遥感解译数据,通过对地质环境背景分析,详细阐述了东月各河泥石流灾害的成因与特征:远距离、大坡降、窄峡谷的地形条件以及平直的沟道,为本次泥石流的发生提供了强有力的地势条件; 流域上游大量的松散堆积物为本次泥石流的暴发提供了充足的物源; 泥石流历时2273s,流速4.62ms-1,流量1008m3s-1,在沟口形成长度约300m、最大宽度约400m的堆积扇,冲出方量约60.5104m3,一次冲出固体物质总量41.95104m3,泥石流流体具结构性,直进性强,运动中无垂直交换,浆体浓稠,浮托力大,具有明显的辅床减阻作用和阵性运动特征,泥石流容重2.04gcm-3,属于特大型黏性泥石流; 泥石流在距沟口2.5km的弯道处超高现象比较明显,其高度为4.1m,泥石流整体冲击力为64.01kN,单块块石最大撞击力为491.27tf; 东月各河泥石流具有高落差、大坡降、窄峡谷、大体量、高速度、远距离的特点,其隐蔽性、突发性和破坏性极强,属于典型的高位泥石流。对该泥石流的形成机理和运动特征分析,可为整个怒江流域,乃至西南高山峡谷区高位泥石流灾害的早期识别、监测预警与风险评价等提供科学依据。     

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。     

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.