汶川震区龙门山镇高架子沟“8·18”泥石流灾害机理与特征

2012年8月18日四川省彭州市龙门山镇地区遭受50年一遇的暴雨,引发大规模群发性泥石流灾害,其中以高架子沟最为突出,导致银厂沟内居民生活和交通严重受损。本文据现场调查和航空影像解译,分析高架子沟流域、物源特征的基础上讨论该次泥石流的演化过程、启动方式及灾害机理。结果表明：高架子沟在震前是一条非泥石流沟,震后流域内物源丰富,泥石流形成及演化过程为：地震-滑坡、崩塌-降雨-泥石流,其成灾启动过程包括启动阶段、加速阶段、下切拉槽阶段、堆积四个阶段,启动模式为沟床启动型。该泥石流形成过程中,＂消防水管效应＂使沟道水流快速集中,并强烈冲刷沟床中的松散堆积体,导致沟床固体物质移动形成大规模的泥石流灾害。     

都江堰市龙池镇黄央沟泥石流特征与防治工程效果分析

黄央沟位于"5.12"汶川地震的极重灾区四川省都江堰市龙池镇,地震使沟内山体发生大规模的滑坡和崩塌,其为泥石流的形成提供了丰富的松散固体物质。地震后黄央沟泥石流十分活跃,2010年8月13日、8月18日和2013年7月9日均暴发了泥石流,造成了严重的经济损失。笔者通过对黄央沟泥石流灾害现场进行实地调查,详细分析了黄央沟泥石流的形成条件和发育特征,并对已有防治工程效果进行了分析和探讨。针对防治工程存在的问题和黄央沟泥石流的特点,建议在沟道下游和堆积区修建排导沟,使泥石流顺畅排入龙溪河;采取工程和生物措施来稳定沟道内的崩滑堆积体和不稳定斜坡,减少泥石流物源;沟口公路采用高架桥跨越方式通过泥石流堆积扇。该研究结果可为强震区泥石流灾害的防治提供参考。     

四川石棉熊家沟泥石流形成机理与成灾特征分析

四川石棉熊家沟曾于2013年7月4日爆发泥石流,该次泥石流物源类型多样、形成机理复杂,并发生堵塞主河的次生灾害链,具有代表性。通过研究,本次泥石流是在强降雨条件下,以中上游沟道松散物为启动点、沿程下切拉槽、崩滑不断参与运动的一场由自然因素形成的地质灾害。泥石流形成因素分为强降雨、沟道物源启动、崩滑规模扩大3个方面。参与熊家沟泥石流启动汇集的物质来源为沟道物源和崩滑物源,其中,沟道物源量占总量的81.55%。物源补给以沟道松散物为主,崩滑直接提供物源量小分散。经过"7·04"灾害后,流域沟道淤积抬升,形成新的沟道松散物,为下次泥石流埋下了隐患。熊家沟泥石流的成灾模式类型多样,表现为淤积抬高、撞击冲毁、堵塞主河、淹没上游。通过堵河经验公式判别,"7·04"熊家沟泥石流的形成特征极易发生堵河,当地政府与防灾减灾部门应有的放矢做好地质灾害防治工作。     

拟建川藏铁路夏里2~#沟泥石流发育特征及动力学过程数值模拟

夏里2~#泥石流沟位于昌都市八宿县夏里乡,根据川藏铁路规划,其线路从夏里2~#泥石流堆积扇附近以夏里大桥形式经过。受2013年昌都"8.12"地震影响,夏里2~#泥石流沟流域沟谷两侧危岩崩塌普遍发育,存在较丰富崩塌和沟道松散物源,具备暴发较大规模泥石流的可能性,对拟建川藏铁路夏里大桥构成潜在威胁。为掌握泥石流的危害程度,在查明泥石流发育特征基础上,采用CFX软件对夏里2~#沟可能暴发泥石流运动过程进行了数值模拟,结果显示100 a一遇泥石流运动堆积至拟建线路附近,且淹没堵塞主河,对拟建大桥桥墩施工及安全运营构成淤埋和撞击威胁,并根据数值模拟结果提出相应的防治措施建议。     

西藏拉萨市城关区格布沟泥石流特征及成灾机理研究

格布沟泥石流位于拉萨市城关区蔡公堂乡者郎沟东岸格布沟内,流域面积2.8 km2,主沟道长2.4 km,纵坡降208.33‰。格布沟流域属沟谷堆积特征明显的泥石流,其物源类型主要包括滑坡堆积物源、沟道堆积物源、坡面侵蚀物源3类。通过资料收集、现场调查等手段,查明了格布沟泥石流基本特征、形成条件,计算了泥石流的重度、流速、一次泥石流总量、爬高、冲高等动力学参数;将格布沟泥石流成灾机理归纳为"沟岸冲洪积物-滑坡、崩塌-泥石流型",预测了泥石流发展趋势,为区域泥石流减灾防灾提供了依据。     

甘肃文县关家沟泥石流物源条件与治理工程探析

关家沟泥石流沟位于文县县城北部,具有极为丰富的物源条件。通过调查从泥石流的岩土体类型及特征、地质构造、水文地质、新构造运动及地震等方面,对物源条件的地质环境背景进行了总结。其松散固体物质主要有滑坡堆积物、崩塌堆积物、滑塌—坍塌堆积物、沟道冲洪积堆积物及面状堆积物等。固体物质总储量为11 570.1×104m3,转化为泥石流组成部分的主要方式包括滑坡、崩塌、滑塌—坍塌直接堆积或堵塞沟道,被水流冲蚀、搬运;滑坡体、崩塌体表层松散物质及沟坡上的面状堆积物在降水面蚀作用下,细粒物质流入沟道,补给泥石流增加了泥石流的黏度;沟道内早期的冲洪积物被泥石流直接搬运、冲蚀,构成泥石流固体松散物质等。通过对物源条件分析,提出了治理工程措施,以期为关家沟泥石流灾害防治提供参考。     

汶川极震区锄头沟泥石流发育特征及启动机理

汶川地震过后大量的老泥石流被激活,随着潜伏期的过去,雨季来临,松散物源开始重新活跃。通过对锄头沟泥石流的实地调查及现场测量发现,该沟流域面积较大,支沟发育,支沟及主沟后缘比降大,主沟中下段宽缓,泥石流物源主要为崩塌物源,分布于流域中上部和支沟内,泥石流由中上部和支沟启动,汇聚于主沟内,并沿沟道下段堆积,并通过室内试验等手段,还原了泥石流发生时的激发雨量及物源分布特征。震后极震区泥石流的具有物源类型丰富、易发程度高、激发雨量偏小和支沟群发等特点,该沟泥石流还出现了堵溃型泥石流现象。     

四川省北川县赵家沟地震次生泥石流形成条件分析

赵家沟位于北川县擂鼓镇坪上村西北侧,属汶川地震极重灾区,在地震发生前为一般性清水沟或洪水沟。由于地震的影响,流域内发育了多处滑坡和崩塌,斜坡上和沟道中堆积了大量松散固体物质。在2008年9月24日暴雨的作用下,赵家沟流域发生了百年不遇的泥石流灾害,成为地震次生泥石流沟。通过现场实地调查和室内分析,对地震次生泥石流灾害形成的地质地貌条件、物源条件和水源条件进行了分析。表明地震次生泥石流灾害的发生频率和规模有可能加大,其危险性由于松散固体物质的增大而上升,这是地震次生泥石流灾害显著的特征。     

三眼峪特大泥石流发展趋势分析

舟曲“8．8”特大山洪泥石流灾难之后,研究其发展趋势是做好舟曲灾后重建和防灾减灾工作的基础。通过现场调查和搜集历史数据,分析了泥石流再次爆发的可能性和发展趋势。认为三眼峪沟爆发泥石流的地形地貌和降雨条件依然存在,“8．8”特大泥石流的下泄量体积仅180×10^4m^3,仅为总物源的1／15,大量的松散物质仍然堆积在沟谷内,三眼峪仍然具有再次发生泥石流的可能性。三眼峪沟泥石流仍处于不断发展之中,频率和规模将呈现增大的趋势,灾后泥石流堆积扇上人员、住房和基础设施减少会使泥石流造成的灾害损失减小。     

强震区侵蚀-溃决型泥石流的动力特性定量分析

强震作用导致流域内松散物源、微地貌及水文环境发生剧烈变化,致使强震区泥石流的形成机制和活动规律区别于普通泥石流。从启动判别、沟床侵蚀和溃决放大效应等3个方面入手,利用物理模型和数值模拟,定量分析了强震区泥石流启动-流通-堆积全过程的动力特性。结合案例验证了强震侵蚀-溃决型泥石流的力学机制。分析表明,泥石流沟床侵蚀是外部应力增加、内部强度衰减和松散物质基础3种机制的综合结果,沟道堰塞体溃决导致泥石流流量被瞬间放大,进而反馈到侵蚀机制中,导致泥石流规模剧增。红椿沟8·14泥石流案例验算显示,H02、H03堰塞体溃决导致泥石流流量放大至800.80m3·s-1,沟床侵蚀物质总量达34.72×104m3,约占总规模的50%。     

四川省都江堰市龙池地区泥石流危险性评价研究

汶川地震灾区震后泥石流灾害较震前活跃,对灾区泥石流危险性进行评价是灾后重建过程中合理防灾减灾的基础工作。通过研究泥石流灾害事件中的泥石流规模、泥石流沟堆积扇面积及相应的灾害损失等基础资料,提出以泥石流在泥石流沟堆积扇上的平均堆积厚度替代泥石流规模作为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法。用该方法对汶川震区都江堰市龙池镇龙溪河流域2010年"8.13"泥石流事件中的29条沟谷型泥石流进行危险性评价,评价结果中9条为高度危险,12条为中度危险,8条为低度危险。用以泥石流规模为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法进行对比评价,2种评价方法中有65.5%的泥石流的危险性评价结果一致。以泥石流沟堆积扇平均堆积厚度为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法更能突出规模对泥石流综合危险度的贡献,能更好地反映小泥石流流域和小泥石流堆积扇的泥石流在中小规模的泥石流总量下的危险程度。     

九寨沟县勿角镇甲勿沟泥石流基本特征与防治建议

甲勿沟泥石流距九寨沟“8·8”地震震中距离较近，地震致使流域内新增了大量松散物源，通过甲勿沟泥石流形成条件分析，新增物源增强了泥石流的易发性，降低了泥石流的激发雨强。在甲勿沟“8·17”泥石流的启动条件以及危害性分析的基础上，针对沟域内现有物源分布情况，提出了“拦挡+固源+导流+防护”的综合治理方案，通过拦挡坝的拦挡削峰减流、谷坊坝的固源压脚、导流堤的引流、防护堤的护坡等作用来起到良好的治理效果。     

震后沟道泥石流启动条件——松散堆积体雨中失稳的水力学机制分析

5.12地震导致大规模的松散崩滑物质堆积于沟道,极大的增加了震后降雨型沟道泥石流爆发的概率。然而,灾后特殊的物源条件和成灾环境改变了传统沟道泥石流的形成机制,给震后沟道泥石流的防治工作带来了巨大的困难。为此,以水文学为基础,在构建松散堆积体潜水位变化水文学模型的前提下,借助水力学理论,分析了沟道堆积体内水力随潜水位变化的规律和特征,研究作用在单元条块堆积体上静水压力和动水压力的计算方法。在合理分段沟道松散堆积体的前提下,基于无限边坡理论完成了对各段堆积体下滑力、基底抗滑力及剩余下滑力的表达构建。结合算例解析了震后降雨条件下堆积体失稳的力学机制。分析表明,震后沟道松散堆积体失稳启动并泥石流化是流域降雨作用下堆积体内潜水位不断抬升、水力环境不断劣化的结果。流域大、沟道窄、堆积深、导水系数小、沟床缓的堆积体因较高的潜水位更易在降雨中失稳,且失稳模式因条块间剩余下滑力差异而分为整体推移启动及解体牵引启动两类。     

房山周口店车厂北沟泥石流特征及防治

泥石流是北京地区危害性严重的地质灾害之一,作为北京"7·21"特大暴雨灾害受灾最为严重的区县,房山区近现代泥石流一直比较活跃,灾情严重。为了查清房山区"7·21"特大暴雨后典型泥石流灾害发育和运动特征,本文选取了车厂村北沟作为样本,通过采用现场调查、槽探、岩土测试等方法,对主沟整体流域进行了系统研究。从而查清了形成区的物源类型和可移动物源储量,掌握了全流域的沟道形态特征;通过对堆积区堆积形态和堆积物调查分析,论述了主沟水动力特征和冲淤特征;根据相关规范,计算得出了泥石流的动力学参数。分析了泥石流形成机理,进行了危险性评价,提出了防治对策。     

安宁河断裂带勒帕沟泥石流发育特征及防治建议

2011年6月17日,勒帕沟发生近50年来最大的一次泥石流,经计算泥石流断面平均流速为2.03 m/s,峰值流量为200.11 m3/s,为大型泥石流,对帕勒村村民生命财产造成了巨大危害。勒帕沟上游岸坡前缘不稳定斜坡体及勒帕沟沟道内松散堆积的卵砾石为勒帕沟泥石流的主要物源。上游支沟中碎屑物块度较小,易被水流冲走,不会形成堰塞湖和溃决型泥石流。勒帕沟流域现今仍有再次暴发泥石流的可能,建议于流域中上游进行人工植树造林,在下游清理河道,进行监测预警,以实现泥石流综合防治。      

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。     

喜德县波振沟泥石流形成条件及动力特征2

波振沟位于四川省凉山州喜德县境内孙水河左岸,属于川南红层地区典型沟谷型泥石流沟。通过工程地质调查与遥感影像解译,研究了该泥石流形成条件和机理,获取了泥石流动静力学参数。调查研究表明:(1)波振沟流域地貌正处于壮年期发育阶段;(2)泥石流容重1.64g/cm3,属于过渡(偏稀)性泥石流;(3)波振沟流域内还存在大量崩滑体及沟道松散堆积体,松散物源近4×105m3,在强降雨作用下容易启动泥石流,建议加强综合防治。该研究对砂泥岩互层地区泥石流形成机理的认识有一定帮助,对波振沟泥石流防治具有参考价值。     

汶川县水磨镇杨柏沟泥石流补充勘查及防治对策建议

受"8·20"特大暴雨影响,汶川县水磨镇杨柏沟爆发了泥石流灾害。泥石流的发生引发了沟域内物源条件和沟道条件发生了较大变化。本文根据"8·20"泥石流发生前的物源类型和泥石流中启动物源的类型以及"泥石流后剩余物源类型,分析了泥石流物源启动机理和模式,阐述了"8·20"前原防治方案并结合现有的沟道条件,在此基础上,提出设置拦挡坝、防护提、排导槽工程相结合的治理方案,以期为达到泥石流治理,类似泥石流灾害防治提供参考借鉴。     

川西红层地区泥石流特征研究——以德昌县群英村王家坡沟为例

2022年8月23日德昌县乐跃镇群英村王家坡沟暴发群发性泥石流灾害,导致群英村至太平村的乡道严重堵塞,乡道两侧的耕地及经济作物大面积受毁。为揭示此次群发性泥石流的发育规律,本文结合实地调查和遥感影像对王家坡泥石流的形成机制、动力学特征进行综合研究。研究结果表明：此次泥石流在短历时强降雨情况下,坡面入渗迅速形成地表径流聚集于沟道,水流沿程掏蚀、侧蚀沟道岸坡形成大量的沟道松散固体物质,泥石流规模呈放大趋势冲出沟口形成泥石流灾害。该泥石流沟松散堆积物动储量为1.21×104m3,主要分为沟道物源、崩滑物源、侵蚀物源3种物源类型,其中沟道物源占比最大;最后计算了不同暴雨频率条件下泥石流的流量以及冲击力,为王家坡泥石流灾害防治提供可靠的数据和相应的防治措施。     

汶川地震区文家沟泥石流成因模式分析

文家沟2008～2010年期间8次泥石流事件是在地震滑坡堆积体上因持续强降雨渗透变形溃决和后续侵蚀产生的,不同于一般的沟谷型和坡面型泥石流。文家沟滑坡堆积体上新生的泥石流沟共冲出松散固体物质总体积约180×104m3,2010年的"8.13"泥石流事件是其中规模最大的一次,冲出的松散固体物质体积约在115×104m3。文家沟泥石流的成因模式是,强降雨过程在滑坡堆积体上先期出现"渗流管涌、暂态壅水、溃决滑塌"的造沟作用模式,后期出现"溯源侵蚀、冲刷刨蚀、侧蚀坍塌、混合奔流(搅拌机)"的扩沟作用模式。2008年的"6.21"和2010年的"7.31"泥石流事件主要起因于前者,其他事件主要起因于后者。松散堆积体因排泄持续降雨入渗的能力不足而造成地下水滞留和水位升高是导致斜坡体稳定性降低的内在原因。当地下水壅高水位面达到水平时,堆积体内渗透动水压力达到最大,堆积斜坡的稳定性最低,成为堆积体表层发生滑塌溃决的临界条件。