金沙江向家坝库区泥石流发育状况及其沟谷形态的非线性特征

通过对金沙江向家坝库区长约150km范围内的55条泥石流沟发育状况统计显示。自库首至库尾。泥石流沟的数目、发育密度及规模均呈逐渐增强趋势。同时泥石流沟的流域面积、主沟长度及纵坡平均坡降均存在明显的分形特征，它们与沟道数目之间有良好的非线性关系，并在一定程度上揭示了这些泥石流沟谷形态演变的非均匀性和自相似性。     

Connected Degree Evaluation on Watershed Topography Factors of Man-made Debris Flow Gully in Semiarid Area

在神府—东胜矿区人为泥石流沟道广泛野外调查的基础上,选取了43条典型泥石流样沟,在1∶10 000地形图及卫片上进行了形态要素量测,应用流域地貌分析原理,对43条样沟各形态要素进行了剖析及关联度评价,并进行了泥石流沟道发育阶段的信息维分析,所得结论为半干旱地区的人为泥石流沟道地势比沿程变化奇特,以形成区比降最大,区别于自然泥石流沟道;沟道分区面积比以汇水区面积最大,明显区别于湿润地区;流域形状以扇形为主,沟道给养面积较大,崎岖系数不甚太大是半干旱地区人为泥石流沟道的独特之处,泥石流沟道发育以幼、青年期为主,最后得出了以沟道比降为主因子的各形态要素的主次排序。     

半干旱地区泥石流沟道地形要素关联度评价——以神府-东胜矿区人为泥石流沟为例

在神府-东胜矿区人为泥石流沟道广泛野外调查的基础上,选取了43条典型泥石流样沟,在1:10000地形图及卫片上进行了形态要素量测,应用流域地貌分析原理,对43条样沟各形态要素进行了剖析及关联度评价,并进行了泥石流沟道发育阶段的信息维分析,所得结论为:半干旱地区的人为泥石流沟道地势比沿程变化奇特,以形成区比降最大,区别于自然泥石流沟道;沟道分区面积比以汇水区面积最大,明显区别于湿润地区;流域形状以扇形为主,沟道给养面积较大,崎岖系数不甚太大是半干旱地区人为泥石流沟道的独特之处,泥石流沟道发育以幼、青年期为主,最后得出了以沟道比降为主因子的各形态要素的主次排序。     

半干旱地区泥石流沟道地形要素关联度评价：以神府—东胜矿区人为泥 …

在神府－－东胜态和区人为泥石流沟道广泛野外调查的基础上,选取了４３条典型泥石流样沟,在１：１００００地形图及其卫片上进行了形态要素量测,应用流域地貌分析原理,对４３条样沟各形态要素进行了剖析及关联度评价,并进行了泥流沟道发育阶段的信息维分析,所得结论为：为干旱地区的人为泥充沟道地势比沿持续干旱为主以形成区比降最大,区别于自然泥石流沟道;沟道分区面积比以汇海淀区面积最大,明显区别于湿润地区,流域形状     

黄土高原流域水系的HORTON级比数和分形特性

研究河道长度与江水面积关系，并将Hortoh定律和水路网分形理论应用于黄土高原的流域水系。24个流域（面积140km^2-7341km^2）沟道长度与汇水面积，幂函数关系最好（L＝aA^b)。Horton级比参数与水道级别无关，近于常数。采用几种模型计算分维值，比较国外的研究结果。不同公式计算的分维，意义不同。公式d=lnRL/lnRB表示长度分维，D＝2LnRB/LnRA代表面积分维。这些分维值，在一定程度上，可认为是常数，但并不是精确的固定值，它们都与沟谷密度无关，与沟道长度或者江水面积之间的关系不明显。     

四川龙门山南段东缘泥石流

当地断裂众多，岩体破碎，崩塌滑坡遍布，加之是强震带和川西大暴雨中心区，相对高度３００—３５００ｍ，泥石流形成条件极为充分．泥石流沟汇水面积小，沟床比降陡，主沟长度短．绵竹汉旺后山泥石流综合治理后，可成为一个示例．     

泥石流源区砾石土的粒度分形特征

以19条泥石流沟源区75个砾石土试样的颗分数据为基础,应用分形理论研究泥石流沟源区砾石土粒度组成特征,并对粒度分形特征与土体颗粒组成的关系进行了讨论。结果表明:1.粒度分布具有分形特征,以一重分形特征为主;2.一重分形特征表明土体各粒组的含量连续分布性较好;二重分形表明土体各粒组的含量连续分布相对较差,某一粒组含量存在突变;3.所研究的沟道平均粒度分维值Da在2.45～2.78间,且平均粒度分维值Da随粘粒含量Pc增加逐渐增大,具有一重分形特征的沟道二者满足关系式Da=0.108ln(Pc)+2.511。最后探讨了研究源区砾石土粒度分形特征的意义。     

流域特征曲线与泥石流活动

小流域是最活跃的地貌单元,泥石流是小流域演化中最剧烈的过程,是沟谷物质输移的最极端形式。以积分形式重新定义沟谷的比降,则比降曲线的变化直观反映了流域物质通过沟谷的改变。而流域的变化可以通过Strahler的流域的面积-高程曲线来表示。比降曲线与面积-高程曲线的自然联系,将泥石流活动问题与流域演化问题自然联系起来。以云南东川蒋家沟源地小流域面积-高程曲线为基础,具体讨论了流域可能发生泥石流的曲线形态和演化趋势。这样,有可能通过流域的形态特征来认识泥石流的长期演化。     

泥石流的分形特征及其意义

分析了泥石流流体和堆积物粒度分布的分形结构特征，其分维值介于２￣３之间，平均值分别为２．７１和２．６５左右。研究了泥石流沟水系的分形特征及其在不同观察尺度下分维的变化特征，结果表明，分维可作为描述泥石流粒度成分和泥石流沟水系的参数，反映了泥石流活动的形成演化特征，在此基础上，论述了分维的研究意义。     

塔克拉玛干沙漠腹地高大复杂纵向沙垄区沙丘分形特征

为了探讨塔克拉玛干沙漠小尺度风沙地貌形态特征,对沙漠腹地复杂纵向沙垄横断面的上覆沙丘的分形特征进行了研究。沙丘形态野外测量采用RTK(real-time kinematic)技术,并通过南方测绘软件(South Survey)量算形态特征参数。研究结果表明:(1)沙丘形态具有分形特征,饼状沙堆和沙片的分维数是1.292 2,新月形沙丘的分维数是1.286 6,简单线性沙丘的分维数是1.102 5,新月形沙丘链的分维数是1.085;(2)在不同地貌部位之间,分维数差异不大(1.0~1.3),变异系数为0.06,表明复杂纵向沙垄上覆沙丘形态有自相似性;(3)沙丘的各形态特征参数变异系数的空间变化趋势一致,且与分形维数呈显著的线性正相关(P<0.05),表明沙丘形态分形维数能客观反映沙丘形态特征。在塔克拉玛干沙漠腹地纵向沙垄区,沙丘形态分形维数可以作为反映风沙环境特征的定量指标。     

川中丘陵沟谷负地貌的初步研究

川中丘陵是丘陵错综起伏、沟谷纵横交错的地区。作者以这个地区的五个沟道小流域为基础,探讨了沟谷地貌的几个问题。运用数理统计的方法,揭示了川中丘陵区沟谷系的分布方向具有系统性特征;受外营力和共它随机因素影响,在分布方向上又具有随机性特征。在沟道数目、沟道比降,主沟长度和流域面积与级别之间又有着良好的几何级数关系,在结构分析的基基上,本文提出沟道上凹度、平均落差此,以及河源面积率可以作为确定沟谷系统演化阶段的定量指标。利用野外调查和形态测量资料,将川中丘陵区的沟谷划分为浅沟、切沟、冲沟、冲谷和溪谷五类,从形态数量特征揭示了沟谷发育过程的连续性和阶段性特征,并建立了沟谷演变过程的数学模型。四川盆地成为外流盆地以来,地壳运动和气候波动在该区引起了数次侵蚀旋回,产生了七期沟谷系统。沟谷和丘体的形态之间存在着高度相关,达种相关性既是沟谷、丘体地貌长期演化的结果,又是地貌形态和动力过程相互平衡的结果。运用聚类分析,认为相对高度20米、60米和100米作为划分丘陵类型的数量指标比较适宜。此外,对川中丘陵区侵蚀,搬运的基本特征以及影响流域侵蚀的诸因素作了讨论,确定了引起流域加速侵蚀的主导因素。最后,利用几个小流域的泥沙资料,建立了侵蚀模型。     

北京大烂碴沟泥石流堆积扇的特征及其演变过程

北京山区由于山坡陡峻、构造发育、岩体破碎,加上气候条件,泥石流灾害的发生较为频繁.密云县是北京山区泥石流高发区,冯家峪镇则是密云县泥石流发生最多的区域.密云县冯家峪镇西白莲峪历史上发生多次泥石流,其流域自然地理条件复杂、泥石流堆积形态多样,大烂碴沟泥石流堆积扇具有一定的代表性.研究泥石流堆积特征及其演变过程,以期丰富北京山区泥石流基础资料,同时对完善泥石流灾害防治的危险区区划有所裨益.在收集当地泥石流发生历史资料的基础上,详细的调查了西白莲峪大烂碴沟的自然地理状况和泥石流堆积物的特点.大烂碴沟上游沟谷剖面呈"V"形,切割明显,地形坡度一般在32.以上,而下游沟谷剖面呈"U"形.从泥石流形成的年代和冲刷痕迹推测,"U"形沟谷为泥石流冲刷形成.整个流域成扇形,泥石流形成区面积为0.58 km2,流通区面积为0.09 km2.大烂碴沟流通区沟道极短,这样,形成区汇集洪水到达流通区后,严重冲刷沟谷坡脚,破坏基岩的稳定性,造成两岸岩石滑坡、崩塌和沟床岩石的整体性搬运,从而形成泥石流.流域出口处有泥石流扇形堆积体,砾石含量较多.采用野外调查和室内实验结合的方法对大烂碴沟泥石流的堆积物特点进行研究,具体如下:(1)地貌特征:采用野外量测与填图的方法,主要调查堆积扇的部位及其地形、沟道比降与宽度,堆积物外部形态等.(2)结构组成:主要有颗粒级配、岩性组成、砾石排列与分选性、堆积物的结构与构造特征,以及粒态、擦痕、砾石包裹情况,大漂砾粒径、堆积位置与排列等颗粒特征.砾石的调查通过在沟道内随机选取一定数量的砾石进行abc长度和倾向调查.以上参数通过现场观测、测量取得.选定泥石流堆积区典型部位Ⅰ和Ⅲ,通过挖圆形探坑,取出全部颗粒.将颗粒直径大于10 mm的大颗粒筛出,称重,将剩余颗粒1 kg左右带回实验室分析.粒度分析的主要方法为:平均粒径比中值能更正确地反映碎屑颗粒的集中趋势,按福克和沃德的平均粒径的表达式Mx:φ16 φ50 φ80/3判别碎屑颗粒的集中趋势;采用由福克和沃德提出的标准偏差σ=φ84-φ16/4 φ95-φ5/6.6判别颗粒大小的均匀程度;采用福,克和沃德的偏度公式:SK1=φ16 φ84 2φ50/2(φ84-φ16) φ5 φ95-2φ50/2(φ95-φ5)判别粒度分布的不对称程度;峰度是用来衡量粒度频率曲线尖锐程度的,也就是度量粒皮分布的中部与两尾端的展形之比,采用福克和沃德提'出的峰度公式KG=φ95-φ5 φ80/2.44(φ75-φ25)判别.在查阅历史资料和堆积物调查的基础上,本文对大烂碴沟泥石流堆积扇的发育和演变过程进行了分析.研究结果表明,该区泥石流堆积扇的形成受到初次水石流和二次粘性泥石流两种泥石流形成过程的影响,水石流形成堆积扇主体,粘性泥石流则起到显著改变堆积扇形态特征的作用.大烂碴沟泥石流堆积扇的演变过程和特征明显受到大烂碴主沟和西白莲峪主沟水流的影响.从外部特征来看,堆积扇可以分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ四个区,其中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ区表现为二次泥石流堆积特征,Ⅳ区表现为初次泥石流堆积特征.两次泥石流形成过程中固体物质的运动方式、搬运距离和侵蚀强度不同,其堆积扇在不同分区的沙砾粒径、排列方向和圆度也反映出两次泥石流的形成特征.该研究结果对今后进一步探讨北京山区泥石流形成机理和运动过程以及为北京山区泥石流防治制定有效措施提供了科学依据.     

泥石流沟谷坊坝群治理效应——以地震极重灾区北川县化石板沟为例

谷坊坝是泥石流治理的重要工程措施之一。化石板沟泥石流治理工程共设13座谷坊坝,组成梯级谷坊坝群;坝体主要分布在泥石流形成区和流通区,混凝土结构,轴向两端嵌入沟道两侧基岩0.5～1 m。通过对比化石板沟谷坊工程修建前后沟床纵坡比降、沟道两侧斜坡稳定性及泥石流侵蚀速率等方面的差异,证明谷坊工程能够有效拦蓄松散固体物质、稳固沟床和岸坡、降低沟道纵坡比降、降低泥石流流速和耗散流体能量、抬高沟道上游泥石流侵蚀基准面。研究发现,化石板沟谷坊坝群共拦截固体物质2.76×104 m3,仅占流域物源总量574.9×104 m3的0.5%,占近期可供给泥石流活动的物源量85×104 m3的3.3%;稳固沟床松散物质4.37×104 m3,仅占流域物源总量的0.76%,占近期可供给泥石流活动的物源量的5.2%;稳固沟道两侧坡体松散物质134.07×104 m3,占流域物源总量的23.3%,泥石流物源减少;回淤的沟道比降为原比降的60%～75%,相同频率下泥石流流速、峰值流量降低,沟道侵蚀速率下降,泥石流输沙量减少35%～57%;上游泥石流支沟侵蚀基准面抬升0.3～0.5 m。泥石流呈现从粘性到稀性,再到含沙水流的趋势发展。     

泥石流颗粒组成的分形特征

泥石流是主动的流域物质输移形式,土体的颗粒组成决定了泥石流的活动。不同地区、不同流域、不同密度的泥石流样本分析表明,高密度(如籽s>2g/cm3)泥石流的颗粒分布曲线总体上具有指数形式,指数呈现出显著的区域性差异。泥石流多发生在一定的指数区间;颗粒组成具有良好的分形特征,不同密度泥石流颗粒的分形区间不同,这个区间可以认为是形成泥石流结构的颗粒区间,从而也确定了泥石流基质的颗粒界限;颗粒的分维随密度变化,密度越大(大颗粒含量越多),分维越大。颗粒的分形结构也是颗粒孔隙的分形结构,它决定了土体的液化,因而也决定了泥石流所表现的特征。     

灰色理论在舟曲南屿沟泥石流灾害危险性评价中的应用研究

为分析不同因素对泥石流灾害危险性的影响程度，基于对舟曲南屿沟泥石流灾害影响因素调查结果总结和分析，利用灰色理论分析了泥石流灾害危险性与影响因素间关联程度，并建立了其预判模型。结果表明：沟岸坡度、沟道堵塞程度及冲淤变幅，沟道平均纵坡降和长度，沟道内植被覆盖率、流域面积及人口密度，松散固体物源量和灾害点密度等因素的影响程度较接近；相同区域内不同沟道泥石流灾害危险性程度受沟岸坡度、沟道堵塞程度、冲淤变幅、沟道平均纵坡降及长度等因素影响显著；基于自然和人为因素建立了泥石流灾害易发程度预估模型，其能够为区域内泥流灾害防治工作部署提供依据。     

GIS支持下的东川区泥石流危险度区划

在建立东川区泥石流信息系统的基础上,根据泥石流形成原因,初步选择面积、相对切割度、主沟沟床比降、相对高差、主沟长度、圆状率作为评价指标,利用东川区21条典型泥石流沟的数据,通过主成分分析,选择出面积、圆状率、相对高差三个指标,由主成分载荷得到危险度评价公式,在ARC／INFO和ARCVIEW软件的支持下,把东川区划分为60个评价单元,计算出各个单元内的危险度总分值,依据分值划分为四个级别,重度危险区、危险区、轻度危险区和基本无危险区,最后根据泥石流危险度区划原则,得到东川区泥石流危险度区划图。     

泥石流沟谷演化的不等时距灰色预测*

泥石流沟谷纵剖面形态系表征泥石流发育的综合地形指标.本文以利子依达沟为例,用不等时距GM(1,1)预测沟谷纵剖面形态指数N值的变化,并改进了预测模型的精度.     

砾石土分形特征及其与泥石流启动关系试验

对116条泥石流沟取样,所取土样共182个,通过室内颗分试验得到其颗粒组成特征,以此为基础引入分形理论计算各土样的分维值,并分析分维值与级配特征之间的关系。分析发现:泥石流源区砾石土以一重分形特征为主,分维值介于2.250~2.798之间,分维值大的砾石土颗粒组成较为均匀,分维值减小,砾石土中的细颗粒含量逐渐降低。基于砾石土分维值分布区间,在野外配置土样开展泥石流启动试验,综合分析试验现象、孔隙水压力及含水量变化情况得到以下结论:形成泥石流的砾石土具有临界特征,分维值小于2.4的砾石土不易形成泥石流;分维值介于2.4~2.6时,以土力类泥石流为主,泥石流重度较高且规模较大;分维值介于2.6~2.7时,以水力类泥石流为主,泥石流的重度较低,以稀性泥石流为主,并伴有明显的阵性特征。分维值及降雨条件相同时,土体变形(未启动形成泥石流)或破坏启动形成泥石流的时间与密度呈正相关关系。     

武汉城市圈城乡道路网分形的时空结构

构建加权长度-半径分维模型,基于武汉城市圈城乡道路网空间数据,运用GIS空间分析方法,探讨武汉城市圈城乡道路网的密度分形特征及其时空演化规律。武汉城市圈城乡道路网不同程度表现出分形性即具有结构自相似性;不同等级路网的密度分维值普遍遵循距离衰减规律,路网具备较大的扩展潜力;高等级路网发育相对迟缓,由中心向边缘的密度衰减较快,且在分布形态上围绕圈域核心武汉市呈强凝聚态展布;低等级道路则相对发育成熟,分布均匀,覆盖效果较好;不同等级路网的普通和加权长度-半径维数均表现为圈层式结构,遵循中心-外围的距离衰减律;不同时段城乡道路网的分维值不断上升,路网结构渐趋优化,且存在明显的双标度区的双分形结构。     

贵州望谟打蒿沟“6·06”泥石流特征

2011-06-06贵州省望谟县北部普降百年一遇暴雨,引发大规模群发性泥石流灾害,给当地居民生活及交通造成严重损害。其中以打蒿沟泥石流灾害尤为突出,该流域内支沟发育,沟床比降相对较缓,但陡峻的岸坡和较大的汇水面积为泥石流的发生提供了良好的水动力条件。打蒿沟地处碎屑岩发育地区,松散堆积体较厚,并受岸坡坡度影响浅层滑坡发育,现场调查共19处。另外流域内人为破坏严重,村民沿沟垒筑大量梯田也为泥石流活动提供了特殊的人工物源。通过对其4条支沟的研究发现,泥石流形成特征并不一致,其中坡度较缓的2#支沟浅层滑坡发育,为浅层滑坡型泥石流;而坡度较陡的其他3条支沟浅层滑坡发育较少,以沟床物源为主,为沟床启动型泥石流。通过对沟道两侧斜坡坡度的调查统计和分级得出流域内25°～40°的岸坡最易形成浅层滑坡,且当山坡呈上缓下陡时,更利于滑坡的形成。打蒿沟在强降雨条件下依然可暴发泥石流,规模会有所减小,但在类似2011-06-06这类稀遇暴雨作用下仍可造成较大危害。