基于数值模拟的长白山天池火山泥石流灾害展布范围分析及预测

利用模拟软件LAHARZ,基于长白山天池火山1/25万数字地形图,对二道白河、松花江、鸭绿江以及图们江4条泥石流易发河道进行了火山泥石流的数值模拟。模拟中依据历史喷发柱高度和地形平均坡度设定能量锥最佳阈值为0.07;通过实际河流与计算所得河流的对比匹配,设定河流最佳阈值为5 000;根据历史上长白山地区火山泥石流的爆发规模,设定了10⁸ m3,10⁹ m3,10¹⁰ m3和10¹¹ m³ 4个体积阈值。通过模拟计算发现,不同河道设定不同阈值流动影响范围有所不同,其灾害规模也相应变化,且模拟所得灾害分布范围与长白山地区的历史火山泥石流分布范围相似。依据模拟计算结果,将长白山火山泥石流灾害区划为4级,其对应的覆盖半径分别约为40 km,70 km,80 km和100 km,该结果可为长白山地区的建设规划提供参考。另外,该模型与灾害区划的方法也可为其它火山区的火山泥石流灾害区划提供借鉴。     

南水北调西线工程泥石流灾害及危险区划

南水北调西线工程是拟议中的国家重大建设工程,通过"五坝七洞一渠"共计260km的引水线路,引长江上游雅砻江和大渡河水入黄河。泥石流在工程区多有分布,现已查明,工程区共有不同危险度等级的泥石流沟103条。泥石流危险区划结果表明,研究区内没有泥石流极高危险区;泥石流高度危险区总面积为73km2,主要集中分布在杜柯河流域,达曲和泥曲流域有零星分布;泥石流中度危险区总面积114·75km2,各流域均有分布,其中杜柯河和达曲流域分布较多;泥石流低度危险区是分布最广的区域,总面积156·75km2,各流域均有分布,以杜柯河流域分布略多。研究表明,用单沟泥石流危险度值作为综合指标,以具有不同泥石流危险度等级的泥石流沟流域面积作为权重的加权平均方法,采用网格作为泥石流危险区划的基本单元,能够直接而真实地获得泥石流危险区划的成果。用本文提出的方法进行地质灾害的危险区划,无疑比用间接方法和替代指标得出的危险区划结果具有更高的可靠性。     

北京地区地热资源潜力区划

能源与环境问题是困扰世界各国可持续发展的重大问题,近年来地热资源作为理想的绿色环保能源,发挥越来越重要的作用。北京市地热资源属于沉积盆地型中低温地热资源,目前已有40余年集中开发利用历史。为及时掌握北京市地热资源开发利用潜力,本文在分析北京市构造特征、地热资源类型及地温分布特征的基础上开展了地热资源开发利用潜力评价,构建了基于地热流体开采程度、地热流体热量潜力模数和最大水位降速3个指标的地热资源潜力区划,将北京市地热田分29个评价单元进行了区划,取3个指标中最不利者将其分为严重超采区、超采区、基本平衡区、具有一定开采潜力区、具有开采潜力区和极具开采潜力区6个区,其面积分别为151.45 km2、631.17 km2、1341.16 km2、101.11 km2、302.72 km2、14.62 km2。     

河北省泥石流分布特征及防治对策

河北省地质环境条件复杂,灾害种类多,分布广,危害大。泥石流灾害以其数量大,爆发集中,成为危害最为严重的山区灾害之一。本文依据山区县市地质灾害调查与区划统计数据,对危害较重泥石流灾害发育特征和分布规律进行了初步分析,阐明了泥石流灾害与自然背景地质环境以及人为因素之间的关系,并据此提出了防治对策建议。     

北京山区泥石流分布区的地形地貌特征

通过统计分析研究北京市山区泥石流分布区的地形相对高度、沟床比降、主沟长度,流域面积,相对切割程度,总结了北京市泥石流流域地貌的总体规律,为未来泥石流灾害的监测、治理提供了基础数据和依据。     

运用Voellmy模型方法模拟泥石流运动堆积动力过程

泥石流流体具有速度快、破坏力强的特征,严重威胁着山区城镇的建设、民众生命以及财产安全。如何针对泥石流的运动堆积过程进行模拟一直是泥石流研究的热点和难点。基于近似Voellmy解的连续介质理论,建立泥石流动力模型,采用数值模拟仿真的方法,以一典型的泥石流沟为研究实例进行分析,通过模拟泥石流运动、堆积的动力过程,分析其最大速度、压力、过流量、堆积高度以及堆积面积,为后期泥石流危险性评价区划及防治提供有力支撑。     

北京地区地热资源特征与区划研究

北京市地热资源属于沉积盆地型中低温地热资源,目前已有50年集中开发利用历史。经过多年开发利用,已突显出一系列问题。为合理确定北京市地热资源开发利用方向,服务首都城市功能,建设宜居城市,本文通过资料收集分析、野外地热地质补充调查及水化学取样,分析了北京地区地温场分布特征、水化学特征、同位素特征,其中研究表明热储顶板温度高于80℃的地区主要分布在北京凹陷中心和大兴迭隆起南部的凤河营附近;北京地区地热水化学类型主要为HCO3-Na型水。并开展了地热资源温度区划、地热资源开发利用方案区划及开发利用潜力区划。综合考虑地热田划分、地热资源特征、地热资源潜力区划,结合开采程度、资源条件及地区经济发展的需要,进行了地热资源保护区划,将其划分为限制开采区、控制开采区、鼓励开采区和其他地区,其面积分别为378.65 km2、562.88 km2、1612.07 km2、3722.31 km2。本文分析研究,对掌握北京市地热资源总体特征、了解地热流体补给来源、制定地热资源保护区划、合理开发利用地热资源具有重要指导意义。     

基于GIS和Voellmy模型的泥石流运动堆积过程模拟

泥石流流体具有速度快、破坏力强的特征,严重威胁着山区城镇的发展建设、群众生命财产安全。如何针对泥石流运动堆积过程进行模拟一直是泥石流研究的热点和难点。本文基于GIS技术以及近似Voellmy解的连续介质理论,建立了泥石流动力模型,采用数值模拟仿真的方法,以一典型泥石流沟为研究实例进行分析,通过模拟泥石流运动、堆积的动力过程,分析其最大速度、压力、过流量、堆积高度以及堆积面积,为后期泥石流危险性评价区划及防治提供有力支撑。     

青河县乔夏村泥石流灾害发育特征及影响因素分析

青河县乔夏村位于青河县城东北约10 km处的中低山区,随着近年来人类工程活动的加剧,严重威胁着当地居民生命财产的安全。在野外实地调查和资料收集综合分析整理的基础上,对研究区泥石流灾害的发育特征及影响因素进行了分析。研究结果表明:研究区位于青河县城东北约10 km处的中低山区,总体地势西高东低,为一个较完整的沟谷流域,整体呈近南北走向的"箕"状;该泥石流为稀性、沟谷型、高频中型泥石流,泥石流易发程度为易发;研究区泥石流可以划分为形成-流通区和堆积区。     

矿山弃渣型泥石流沟临界雨量浅探

矿山弃渣型泥石流沟是北京市西部山区重要的泥石流类型,在近几年发生的泥石流中占比重较大,是近期高发的泥石流类型。本文通过遥感调查数据总结了矿山弃渣型泥石流沟数量较多且松散物质易于启动的基本特点,对2016年7月20日江心台沟泥石流案例进行分析,依据本次泥石流前期雨量较少,当日激发雨量集中于某一时段即引发了本次泥石流的特点,提出了以本次泥石流提取的降雨信息,作为北京市矿山弃渣型泥石流沟临界雨量值的观点。     

基于博弈论和K均值的北京山区小流域综合敏感性评价

敏感性分析是全面掌握小流域沟谷发展总体特征的有效途径。北京山区山洪泥石流灾害常相伴或交替发生, 只考虑泥石流孕灾环境而忽视山洪致灾因子不能适应北京山区防灾减灾的客观要求。在分析泥石流敏感性基础上引入山洪评价因子, 选取北京山区10条典型小流域, 构建山洪泥石流综合评价体系, 通过层次分析法对指标进行主观赋权, 熵值法进行客观赋权, 由博弈论给出各指标的组合权重值, 由K均值聚类法将小流域敏感性分为轻度、中度、重度3个等级。结合现场调查验证分类结果, 表明山洪泥石流综合敏感性评价结果更适合北京山区的客观情况。     

泥石流危险性分区及其在泥石流减灾中的应用

泥石流是一种突发性山地灾害,至今尚缺乏准确有效的预报方法。减灾工程也只能对一定规模的泥石流起到防御作用。泥石流危险性分区在泥石流减灾中具有重要作用。以泥石流运动数值模拟为基础,以数值模拟获得的流速和流深等参量为分区指标的危险性分区是泥石流危险性分区研究的重点和发展方向。其中,泥石流危险性动量和动能分区充分反映了泥石流的破坏能力,可以提供更为精确的定量化的分区结果。该类分区方法在城镇等有重要危害对象的泥石流减灾中具有广泛的应用。不仅可以应用于泥石流危险区和安全区的划定、泥石流灾害预估、泥石流临灾预案制定、泥石流抢险救灾方案制定和泥石流灾情评估等,还可以应用到山区土地利用规划、山区城镇建设规划和财产保险评估等领域,并起到防灾和减灾的作用。     

基于可拓理论的泥石流灾害预警预报系统开发:以北京市为例

泥石流是北京山区主要的地质灾害,北京市于2003年启动了地质灾害气象预警预报工作,但近几年的预报效果并不理想。为进一步提高泥石流灾害预警预报的准确性,选取地形、地层岩性、地质构造和植被作为基础因子,以北京市地质灾害易发分区为响应因子,以降雨作为诱发因子,根据各因子与泥石流灾害的相关性分析,采用层次分析法(AHP)计算各因子的权重系数,提出了基于可拓理论的泥石流预警预报模型,并通过G IS系统和IDL开发平台实现准确预报。利用20组历史上北京地区发生的泥石流雨量资料对建立的预警预报模型进行验证,结果表明模型预报结果与实际情况基本吻合。研究成果对于提高北京市泥石流灾害预警预报水平,减少人民生命和财产损失具有重要的意义。     

山区公路地质灾害减灾决策支持系统——以西藏古乡沟泥石流为例

由于复杂地形条件和地质条件以及降雨、地下水等因素的影响,山区公路易受到泥石流、滑坡、崩塌、溜砂坡等地质灾害的危害。文章在对山区公路地质灾害模型研究和分析的基础上,建立了滑坡稳定性分析、泥石流活动性分析、泥石流危险范围预测与危险性分区、滑坡区公路整治方案优选、拦砂坝优化设计等灾害分析模型和减灾决策模型,通过数据库、分析模型和决策模型的集成,建立了基于组件式GIS的山区公路地质灾害减灾决策支持系统。作为系统应用的实例,文章最后讨论了系统在古乡沟泥石流危险范围预测的应用,预测了一定条件下泥石流堆积扇上的泥深,泥石流运动过程中出现的最大泥深、最大速率、最大动量和最大动能,为古乡沟泥石流的预防和治理提供了科学依据。     

南方山地丘陵区典型地质灾害成因机制与风险评价

南方山地丘陵区地域跨度大,地质灾害孕灾背景复杂、成灾模式多样,是我国地质灾害高易发区。针对南方山地丘陵区地质灾害潜在风险高的问题,在中国地质调查局“南方山地丘陵区地质灾害调查工程”实施进展基础上,对南方山地丘陵区地质灾害控灾的气候动力特征及地质构造背景进行了系统分析,对典型地质灾害成灾模式和多尺度风险调查评价示范性成果进行了总结,揭示了东南沿海地区典型台风地质灾害、南方岩溶塌陷、西南高寒山区冰碛土泥石流及川西高原区火后泥石流形成机理与物源侵蚀机制。在此基础上,开展了南方山地丘陵区基于县域、重点城镇及典型灾害点的多尺度地质灾害风险评价应用示范,相关成果在西南重大工程规划选线及县城搬迁选址中得到应用。     

北京山区突发性地质灾害易发性评价

北京山区地质环境条件复杂,发育大量突发地质灾害隐患,既直接威胁山区村庄、道路、景区的人员及设施的安全,又会对城镇的规划建设构成威胁。通过开展地质灾害易发性评价工作,划分出地质灾害易发区,以评价结果指导城镇建设规划,减轻地质灾害的威胁,这是一项十分重要的工作。文章在阐述北京山区崩塌、滑坡及泥石流突发地质灾害发育情况的基础上,选取了坡度、起伏度、工程地质岩组、地质构造、地貌类型及降水等6个影响因子,采用综合信息量模型方法,分别对北京山区斜坡类灾害（崩塌、滑坡）和泥石流灾害的易发性进行评价,并根据“就高不就低”的原则,叠加各灾种的易发性评价结果划分出北京山区突发地质灾害易发性分区图,为城镇建设适宜性评价、编制国土空间规划及完善空间治理提供科学的依据。     

基于证据权法的泥石流危险度区划

针对泥石流危险度区划方法存在不足的问题,根据泥石流形成的要素提取危险度评价因子,运用证据权法客观地筛选出评价因子和确定危险度的权重,进而优选出具有代表性的评价因子,避免了主观赋权和筛选因子的随意性;根据不同评价因子权重值的叠加来确定某一单元泥石流危险度发育程度的概率。以吉林省磐石市泥石流危险度区划为例进行验证,结果表明：中度和低度危险区内有泥石流点163个,囊括了75.81%的泥石流灾害点,符合磐石市泥石流危险度总体不高、局部地区危险度较大的实际情况。     

藏东南察达泥石流的发育特征及对拟建车站的影响

针对藏东南地区普遍发育的泥石流灾害影响川藏铁路车站选址的情况,通过实地调查并结合遥感解译,在查明察达泥石流区域现状的基础上,从泥石流的物质来源、诱发因素、动力因素等成灾条件分析泥石流的形成机理,并计算泥石流的动力学参数。藏东南察达泥石流沟口处的流速为7.63 m/s,静储量及动储量分别为1 519.81万m ³、38.08万m ³,泥石流危险度为中度危险级别,综合确定泥石流为大型-黏性-暴雨型-沟谷型-发展期-中等易发-中度危险泥石流。鉴于察达泥石流直接影响川藏铁路洛隆车站站址安全,为选择合适的线路方案,考虑桥梁和隧道两种不同的工程设置,在穿越泥石流处比选了4种方案;比选结果表明桥梁工程的DK方案桥面不存在淤埋风险,局部或全部堵塞桥涵孔径的风险较低,并便于修建排导槽等防护工程,泥石流引发的风险可控,为最优方案。研究成果可为该地区相似条件下铁路车站站址的选择提供借鉴。     

北京市山区泥石流灾害的发育特征及预报方法探讨

北京山区泥石流灾害较为发育。泥石流分布地域广泛,但相对集中于部分乡镇、主干断裂构造带附近或几组断裂构造交汇部位、坚硬岩石分布区、末级和二级沟谷以及降雨高值区内,且多发生在7-8月份暴雨季节。受地形地貌、地质条件、降雨分布、土壤类型、气温条件以及植被覆盖程度等影响明显。对于泥石流的预报,目前主要依据的是临界雨量值。本文通过认真研究北京地区泥石流的发育规律,深入分析了泥石流的形成条件和影响因素,并在此基础上对北京地区泥石流预报方法进行了初步探讨。建立了综合考虑地形地貌、地质条件、土壤类型以及降雨情况等因素的判断公式,并就如何开展北京地区泥石流预报工作提出了建议。     

基于改进型拉开档次法的泥石流危险度评价实例

泥石流危险度评价是泥石流研究的热点和难点问题。运用极大不相关法剔除泥石流危险度评价中提供信息重叠过多的因子,并应用主观赋权的序关系分析法（G1法）对客观赋权的拉开档次法进行改进,从而获得了一种新的泥石流危险度评价方法。以吉林省和龙市地质灾害调查与区划中的10条泥石流危险度评价实例进行验证并与传统方法对比,结果表明：该方法操作简便,其中4条处于分级点附近的泥石流危险度比传统方法高出一个等级,改进型拉开档次法能体现出传统评价方法中同级别泥石流危险度的差异性,评价结果与实际情况吻合得更好。结论虽然偏于安全,但能为有针对地开展泥石流灾害防治工作提供更科学的指导,可为泥石流危险度评价提供一种新的评价方法。