从水文学产汇流角度分析碱坪沟“8·13”泥石流特征

本研究以四川省都江堰市龙池镇碱坪沟泥石流流域对象,基于HEC-HMS流域分布式水文模型,利用RS和GIS技术提取流域产汇流参数,模拟分析碱坪沟8·13泥石流的暴雨汇流过程,结合流域内土地利用类型分布,模拟降雨-径流关系,并综合考虑泥石流的相关特征参数,利用情景分析法探讨泥石流流域内的土地利用类型变化对泥石流汇流过程的影响关系。     

基于通用计算的涪江中段径流模拟研究

为了提高传统径流汇流模拟的时效性,提出了一种基于通用计算的径流汇流模型。模型采用纳维-斯托克斯作为基础方程。首先,文章探讨了利用通用计算进行径流汇流模拟的实现方法并设计了模拟计算流程。然后,以涪江流域中段为研究区域,将流域内25个常规站和区域站的实况降水数据为数据源,分别利用本文径流汇流模型和FloodArea模型对流域进行径流模拟,并将两种模型模拟结果与水文站实测数据进行对比分析。结果发现,基于通用计算的径流汇流模型不仅在模拟效率上相对于FloodArea模型有很大程度的提高,而且模拟结果具有更小的水位变化误差,与水文站实测水文数据具有更好拟合效果。模拟时效性和结果准确性的同时提升表明本文的径流汇流模型对暴雨洪涝预警预报具有重要的意义。     

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。     

坡地径流入渗机制对水文模拟的影响分析

建立了适用于栅格单元系统的基于运动波理论的降尺度新安江模型(KWXAJ)。在栅格单元中采用新安江模型计算产流,运动波模型进行坡面汇流演算。模型中,为考虑上游坡地单元入流的径流入渗(run-on)效应,在进行坡地产流计算时,降雨及上游坡面流及壤中出流被同时作为来水输入新安江模型。在运动波模型中,糙率系数依据土地利用方式及洪水量级确定。选取淮河史灌河流域黄泥庄以上集水区域,作为研究区域。用流域历史上的13次洪水过程来率定和验证此模型。研究表明,run-on机制对流域产汇流预测有重要影响,其显著影响流域内土壤蓄水量时空分布,进而改变产汇流机制。数据分析还显示,不考虑run-on机制将导致模拟洪峰滞后。     

分布式降雨径流物理模型的建立和应用

根据流域降雨径流的主要过程,考虑流域气象及下垫面要素的空间异质性,建立了具有物理基础的分布式降雨径流模型。模型将流域离散为栅格计算单元,并按水流特性分栅格单元为坡面单元和河网单元。在坡面单元上主要计算降雨、下渗、坡面流、壤中流等水文过程,而河网单元则主要计算河道汇流过程。模型利用空间权重插值方法将雨量站点的降雨量插值到各个计算单元,采用运动波方程来计算坡面流,将壤中流概化为垂向流和侧向流,分别用Green-Ampt公式和运动波方程来模拟,河道汇流也采用运动波方程。模型结构简单、参数的物理意义明确,大多数参数可利用DEM、土壤类型图、植被类型图直接获取,少数敏感参数通过率定确定。模型在浙江省甬江上游黄土岭流域和皎口流域进行了应用和检验,其结果令人满意。     

基于子流域特征的泥石流易发性评价

文章以云南省迪庆藏族自治州金沙江河谷金江镇—林当可为例,研究了基于子流域单元的泥石流易发性评价模型。首先,将研究区划分为1 570个子流域单元,其中70%(1 090个)用于模型建立,30%(480个)作为模型测试样本。然后,采用9种子流域单元特征因子（melton比率、流域平均径流侵蚀力指数、平均地形湿度指数、流域延伸率、流域平均高程、流域水系密度、流域平均植被覆盖度、流域平均坡度、流域高差率）的归一化值作为自变量,泥石流是否发育作为因变量,运用逻辑回归建立泥石流易发性评价模型,将易发性划分为5个等级。最后,通过独立的测试样本验证,易发性评价模型预测性能(AUC=0.821)良好;且随着易发性等级提高,泥石流绝对和相对发育比例逐级增加,模型满足合理性要求,适用于研究区的泥石流易发性评价。     

缺资料地区泥石流预警雨量阈值研究

合理的雨量阈值指标是保障泥石流预警报准确性的关键,对于研究泥石流形成机制、分析预测未来活动特点以及指导防治工程设计等方面均具有重要意义。由于国内山区大多数泥石流沟均无降雨和灾害资料,目前国内外通行的实证法和频率计算法不能满足其泥石流预警报的需要。通过分析泥石流预警区的降雨条件、水文特征及下垫面条件,提出了基于水力类泥石流起动机制来计算泥石流预警雨量阈值的方法。主要根据流域地形及松散固体物质等特征,计算该流域泥石流起动的临界水深,并结合流域产汇流机制、特征降雨量随海拔变化规律、暴雨雨型特征,进而计算该流域泥石流预警雨量阈值。研究成果在四川省凉山州宁南县城后山史家沟流域进行了应用和验证,结果表明该方法具有合理性和可行性。该方法解决了缺资料地区泥石流预警报的难题,为山区泥石流预警报提供了一种新的思路。     

寒冷地区连续演算径流模拟模型初探

针对寒冷地区的产汇流特点,对新安江模型引进气温因子,建立了一种能够适用于寒冷地区的多年连续演算径流模拟模型.该方法在牡丹江敦化以上流域日模拟中取得了较好的效果.     

寒冷地区连续演算径流模型初探

针对寒冷地区的产汇流特点，对新安江模型引气温因子，建立了一种能够用于寒冷地区的多年连续演算径流模拟模型，该方法牧丹江敦化以上流域日模拟中取得了较好的效果。     

北京山区单沟洪水模型预警系统研究 ——以孙胡沟为例

山洪是山区中影响范围广,人员伤亡较大的一类地质灾害。针对山洪预警模型,国内外学者从多个角度对其进行过研究,研究区域多为大流域,方法多为雨量临界值预警。为了建立一套适用于北京山区小流域的山洪预警模型,本文研究了小流域单沟洪水模型预警在系统,此系统是基于充分的野外地质调查,在获得详细的沟域地质及土地利用数据后,利用合理的数学模型对流域内的降雨所产生的洪水产汇流过程进行全过程模拟,并对汇流过程中可能产生的灾害进行预警预报的一个系统。此单沟洪水模型具有精度高,计算结果准确的特点,其相应的预警系统能够对小范围居民区等重要建构筑物进行灾害预报,并预估人员撤离的安全时间,对实际的防灾减灾工作具有重要意义。     

基于激发条件和堆积体稳定性的冰川降雨型泥石流预警模型研究

在全球变暖的背景下,冰川泥石流将进入高发期。分析了冰川泥石流成因,选取日最高温度、日降雨量、泥水位、地表位移、含水率作为泥石流监测预警指标。通过层次分析法确定了5个指标的权重,提出了基于激发条件和堆积体稳定性的冰川降雨型泥石流预警模型。应用该模型成功对天山公路K636冰川泥石流沟2017年7月14日爆发的泥石流进行了预警,证明该预警模型有一定的可靠性和实用价值,为冰川泥石流预警研究提供了一种新的参考。     

近年来我国泥石流灾害时空分布规律及成因分析

中国是世界上遭受泥石流灾害最为严重的国家之一,灾害发生数量大,造成的人员伤亡和财产损失较高,同时监测和防治难度极大。本文收集了2005-2015年间发生的全部泥石流灾害共计10 927起,对灾害发生时间、地点、灾害规模、灾害损失以及灾害成因进行了统计,发现泥石流灾害具有近年来发生数量明显下降、集中分布在西部和东南沿海省份、特大型和大型灾害损失最为惨重等时空分布特点及成灾特点。通过对具体案例剖析后发现,预警技术有待提高、山区城镇建设场地选址不当、多年来泥石流灾害防治标准偏低、震区灾害防治形势严峻、灾害防治意识淡薄为我国泥石流灾害危害严重的主要原因。同时,我国正在积极应对泥石流灾害的威胁,如：主动提高震区泥石流灾害防治标准,研发新型的拦挡技术;研发具备实时可视化等功能的监测预警系统,提高监测预警效率;提高群众防灾意识,大力发展群测群防监测预警体系;转变观念,将泥石流灾害防治与城镇化发展规划有机结合。     

吉林省通化市地质灾害气象预报预警方法介绍

地质灾害是吉林省通化市较为严重的自然灾害之一。本文介绍了吉林省通化市地质灾害气象预报预警方法,通过建立预报预警模型,然后制作预警预报产品,并在汛期及时发布,对吉林省通化市地质灾害预报起到了较好的效果。     

青岛崂山地区地质灾害变形监测研究

青岛崂山地区一直都存在着地质灾害及隐患,在旅游业快速发展的带动下,更是加剧了改造环境的人类工程地质活动,这些活动不仅增加了崂山地区滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害及隐患的存在,而且增强了地质灾害的危险程度。近年来随着经济活动的增加,区内地质灾害隐患更是时刻威胁着人类的生命财产安全,并且有些已经造成了生命财产损失,因此有必要对区内开展地质灾害研究,为灾害防治提供科学依据。本文以青岛崂山区为实证,针对旅游背景条件下地质灾害隐患存在区域已经建立的灾害监测系统,对监测数据变化规律进行分析。通过对监测数据和气候因素的变化分析,结果表明气候因素对地质灾害的影响具有差异性,强降雨仍然是灾害引发的重要因素之一。同时旅游业的发展所带来的人类工程活动对地质灾害与隐患的存在有着不可忽视的影响作用。本文为崂山区地质灾害监测预警提供了地质灾害变形方面的参考资料,并为旅游地区的人类活动影响下的地质灾害研究拓宽了新的思路。     

暴雨型泥石流预警模型初步研究

2010年8月13日四川都江堰市龙池地区暴发了特大规模的群发性暴雨型泥石流过程,给龙池地区的震后恢复重建带来了巨大的灾难,因此,研究该区泥石流发生机理和预警十分必要。本文在总结前人关于泥石流暴发与降雨条件研究成果基础上,发现泥石流物源含水量及地表径流流深等是导致流域内松散物源启动的主要原因。根据其前期降雨量和有效降雨强度等特征,建立了泥石流流域物源土体颗粒个别启动、局部启动和大量启动的判别式,建立了适合该区域暴雨泥石流预警模型,将可能诱发泥石流暴发的不同降雨条件划分为蓝、黄和红色3个危险等级,为该区泥石流监测预警提供了科学依据。     

四川凉山州冕宁县彝海镇“6·26”大型泥石流成因分析

2020年6月26日晚21时左右,彝海镇大马乌村和大堡子村爆发大型山洪泥石流,此次泥石流灾害造成重大人员伤亡及财产损失。灾后通过收集当地基础资料,结合现场调访及野外勘察等手段分析泥石流成因：此次泥石流是由于前期地震及人类工程活动影响下,导致该流域松散固体物质丰富且未及时疏通治理;流域中上游坡体坡度较大,地势陡峭,为泥石流发育提供了良好的自然条件,6月26日晚上突降特大暴雨,超出降雨阈值,造成安宁河洪水泛滥,冲毁堤坝,引发特大泥石流。此次泥石流灾害给我们以重大警示：应加强泥石流防灾减灾知识宣传,指导当地居民选择合理场地进行工程活动并及时疏通河道,加强山地灾害监测预警,完善群测群防体系建设。     

基于高分影像与InSAR解译的西藏林芝则隆弄高位链式地质灾害发育特征分析

则隆弄沟位于西藏林芝米林县雅鲁藏布江右岸,属于震后影响区,因沟内地形陡峻、物源充足以及水源充沛,1950—2020年期间沟内高位地质灾害活动频繁,沟口村庄和桥梁长期遭受其严重威胁。根据现场调查与无人机航拍,结合多期遥感影像和InSAR数据,对则隆弄沟形成区高风险物源类别、数量以及流通区、堆积区的松散堆积物运动堆积特征进行解译,结果显示:目前则隆弄沟内形成区与流通区陡缓坡交界区域多级多期堆积有大量冰碛物松散物源,流动性较强,区域地质条件、地震活动、气象水文等因素为则隆弄高位链式地质灾害发生提供不稳定的物源结构、良好的临空条件和储藏平台、充足的势动能转换条件以及水动力条件。总结出则隆弄高位地质灾害链形成及演化过程为:高位冰崩（岩崩）-碎屑流-泥石流-堵江堰塞坝（湖）-洪水灾害,其长期具备高易发性和高危险性,后期应加强则隆弄沟高位地质灾害链的监测预警与风险防控。     

2004—2018年北京市突发地质灾害时空分布特点和监测预警状况

本文对北京市规划和自然资源委员会发布的《北京市环境公报》（2004—2018年）和北京市水务局发布的《北京市水资源公报》（2004—2018年）进行了全面梳理,详细分析了近15年来北京市突发地质灾害的类别构成和时空分布规律。北京市突发地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷4种类型,其中崩塌是北京市发生数量最多的地质灾害。北京市突发地质灾害规模较小,分布广泛。大部分灾害发生在汛期,表明北京市突发地质灾害与降雨密切相关。极端强降雨发生后,不同类型灾害集中暴发。近年来,北京市突发地质灾害专业监测预警工作积极开展,并取得一定的成绩,但是相关的科研、监测预警技术等地灾防治工作仍需提升。本文的相关结论来源于真实数据的统计分析,可为北京市突发地质灾害监测预警工作提供客观数据支撑。     

德钦县城直溪河泥石流成灾模式及运动过程模拟

云南省德钦县曾多次暴发较大规模的泥石流,是云南遭受地质灾害最严重的地区之一。根据直溪河泥石流的分区、物源、流体和堆积等特征,首先确定了直溪河泥石流的5种成灾模式:崩塌-碎屑流、岩质滑坡-碎屑流、土石混合体滑坡-碎屑流、松散堆积层-基岩接触面滑坡-碎屑流和松散堆积层内滑坡-碎屑流;其次,采用FLO-2D模型对直溪河在10年、20年、50年和100年一遇暴雨周期下发生泥石流时的运动情况进行模拟,定量分析了不同降雨重现期的最大流速、最大堆积深度、冲出沟口堆积距离和体积规模。结果表明:该泥石流暴发时具有启动加速度大、流速快、破坏力强、流通区长的特点;当100年一遇的泥石流发生时,其最大流速达到了3.07 m/s;最大泥深为2.27 m;泥石流冲出方量为84419 m3;致灾面积达到91600 m2。研究结果可为直溪河泥石流灾害防治与治理提供数据参考,为德钦县防灾减灾工程设计提供依据。     

非匀质泥石流运动特征与峰值流量关系研究

对非匀质泥石流运动变化特征进行预测评价是泥石流防治工程规划和预警预报系统建设的重要内容,也是目前泥石流领域亟需完善的重点问题。通过对泥石流泥位和流速实测资料整理和分析,构建了非匀质泥石流运动特征值预测模型,该模型在前人成果的基础上,利用较少因子就能够判别研究区泥石流运动变化特征,并以陇南地区礼县下胡杨沟泥石流为例,通过FLO-2D流体模型对50年一遇(2%频率)和20年一遇(5%频率)降水条件下泥石流运动特征进行模拟。结果表明泥石流容重为1. 83 t ·m-3时,下胡杨沟20年一遇的泥石流运动特征值最小且差异性不大;当泥石流容重为1. 97 t ·m-3时,下胡杨沟50年一遇的泥石流运动特征值最大且差异性悬殊;当不同规模泥石流流量达到峰值时均产生较大的泥位深度。进一步将泥石流运动特征值模拟结果与实测断面相结合检验分析,并反推已发生泥石流事件的峰值流量,与实际情况都具有较好的一致性,表明采用本文预测模型计算的结果具有一定的可靠性,可为泥石流防灾减灾和泥石流监测预警示范区建设提供参考。