台风暴雨型泥石流单沟危险度研究

台风暴雨型泥石流分布广泛并常造成重大灾害,有必要对其危险度进行研究。选取温州山区的14处典型台风暴雨型泥石流为研究对象,构建了基于组合因子的单沟泥石流危险度评价模型。选取泥石流规模（M）、泥石流频率（F）、冲沟纵比降（J）、形成区完整系数（C）、台风降雨综合值（E）和地质综合因子（G）来表征泥石流危险程度,并基于信息熵理论获得各组合因子权重值。针对研究区均为低频泥石流的特点,引入麦尔登比率（R值）以间接确定基于不同R值范围的泥石流爆发频率（F）。将评价模型应用于所选的典型沟谷,得到各沟谷泥石流危险度,评价结果符合研究区泥石流沟谷为中、小型低频泥石流的实际情况,并且评价为危险度高的沟谷具备区域上最易形成泥石流的地质地貌条件。     

甘肃省白龙江流域降雨型潜在泥石流危险性预报模型

【研究目的】泥石流灾害是白龙江流域分布广泛并常引起群死群伤的重大地质灾害,准确评价泥石流活动规模及其危险度,是泥石流危险性预警预报的前提,合理构建危险性预报模型是泥石流防灾减灾的关键。【研究方法】本文以研究区历史泥石流案例和对应降雨资料为基础数据,采用统计分析方法,通过分析形成泥石流关键地质环境条件及其相互关系,构建了白龙江流域潜在泥石流危险度定量评价模型,提出了两类泥石流危险级别临界判别模式。【研究结果】结果表明：（1）以泥石流活动规模、沟床平均比降、流域切割密度、不稳定沟床比例为判断因子的泥石流危险度动态定量计算模型,能快速准确预测未来不同工程情景和降雨频率工况下泥石流危险度;（2）影响降雨型泥石流发生的地形条件由流域面积、10°~40°斜坡坡度面积比、沟床平均纵比降等组成,降雨条件主要由泥石流爆发前的24 h累积降雨量、触发泥石流1 h降雨量或10 min降雨量等组成;（3）依据30条典型泥石流沟危险度计算结果,获得泥石流危险性临界判别值,提出了降雨型潜在泥石流危险性1 h预报模型（Ⅰ类）和10 min预报模型（Ⅱ类）,其中Ⅰ类模型高危险度以上泥石流预测精度大于87.5%,Ⅱ类模型中等危险度以上泥石流预测精度大于80%,而两类预报模型验证准确率为83.3%。【结论】研究成果为泥石流精准预警预报提供了技术支撑,对建立中小尺度泥石流实时化预警系统具有一定参考意义。创新点：通过确定与泥石流相对应关键地质环境因子,构建了泥石流危险度动态定量评价模型,依据泥石流危险性1 h和10 min临界判别模式可准确实现潜在泥石流预警预报。     

泥石流致灾因子敏感性分析——以四川都江堰龙溪河流域为例

泥石流是我国山区常见的地质灾害，为了定量研究泥石流灾害致灾因子的敏感性并确定各个致灾因子的权重大小，本文通过野外调查、数理统计法和层次分析法对龙溪河流域泥石流灾害的主要致灾因子进行定性规律分析和定量权重计算。结果表明:（1）泥石流灾害的发生与致灾因子的敏感性区间主要定性表现为:流域面积小于1 km2以内、高差在200~400 m范围内、距断层距离为0~2 km、山坡坡度30°~50°、岩性为砂岩、纵比降在400‰~600‰等，其泥石流发生与致灾因子具有相关性，且相关性较好；（2）选取了泥石流灾害致灾因子中的历史因子、地形因子、地质因子和降雨因子等4个一级因子以及流域面积、高程、相对高差、纵坡比、地层岩性等14个二级因子建立层次分析模型和计算判断矩阵，定量计算权重值得出降雨，流域面积，地层岩性，纵比降等四个因子对泥石流发生的敏感性最强。这一结论具有普遍性，可对该区域泥石流的易发性，危险性，风险性评价提供一定的数据参考意义。     

基于Fisher判别法的台风暴雨泥石流预测模型

对台风暴雨泥石流发生的可能性进行定量预测,有助于减少危险区内的人员伤亡、降低经济损失。以台湾地区南投县陈有兰溪流域的47条泥石流沟为研究对象,从泥石流形成所需的地形地貌、物源和降雨条件中,初步选取台风暴雨泥石流发生的影响因子,包括沟床平均坡度、有效流域面积、形状系数、主沟长度、岩性、崩滑比和平均雨强。根据因子重要性排序结果,选择崩滑比和平均雨强作为模型的预测因子,基于Fisher判别法建立了台风暴雨泥石流预测模型。采用随机取样技术,选取70%的数据用于构建模型,剩余30%的数据用于验证模型。以精确度、准确率、漏报率和误报率指标,定量评价模型的预测效果,并确定最优的预测模型。结果表明:基于Fisher判别法构建的台风暴雨泥石流预测模型,综合考虑了泥石流形成所需的物源条件和降雨条件,弥补了降雨阈值模型仅依靠降雨资料分析的不足,预测效果更好。     

坡面泥石流降雨预报模型

中国东部地区的地质灾害多以坡面泥石流的形式发生,预测预报坡面泥石流的发生对于开展防灾减灾具有重要意义。地形、地质和降雨三大条件是影响坡面泥石流发生的主要条件。通过选择同样地质条件和基本相同降雨条件的区域,研究影响坡面泥石流发生的地形条件,并得出可以用于坡面泥石流预报的坡面泥石流地形条件。结果表明:地形条件由坡面坡度因子、泥石流上部因子、泥石流侧面因子和临空面因子组成;较大的地形条件T对应较大的泥石流发生可能性;降雨条件由泥石流发生前的降雨量与1 h降雨量组成;得出了由地形条件T和降雨条件R组成的坡面泥石流预报条件P,P值越大,坡面泥石流发生的可能性越大。预报条件P可以预报坡面泥石流的发生。     

5.12震源区牛眠沟暴雨滑坡泥石流预测模型

牛眠沟研究区位于2008-05-12汶川大地震线性震源的南端,受强烈地震力作用,区内山体遭受严重破坏,发生多处滑坡和泥石流灾害。根据已建立的暴雨滑坡、泥石流预测概念模型,暴雨滑坡、泥石流预测可视为判断滑坡形成的地质环境和确定触发滑坡的降雨特征。查明研究区地质环境及灾害特征,确定了产生滑坡、泥石流的必要地质环境因子,以数字滑坡技术获取这些因子数据,代入模型,即可评价研究区各处、各沟谷发生滑坡、泥石流的危险程度;与相似地质环境及气候条件进行类比,确定研究区触发滑坡、泥石流的降雨特征及降雨量阈值后,最终建立暴雨滑坡、泥石流预测模型。据此模型进行研究区暴雨滑坡、泥石流预测,实地验证表明滑坡、泥石流发生位置的准确率>90%。     

太行山区泥石流灾害降雨触发条件的研究

河北省太行山区是河北省泥石流灾害的主要发生区,该区泥石流在空间上主要分布在太行山东麓的中低山区域,其分布与暴雨等值线的中心部位基本吻合;在时间分布上主要发生在每年7月20日至8月10日之间的强暴雨时期。泥石流的暴发受到降雨因素和地质因素的双重影响,由于降雨为第一主控因子,在地质地貌条件充许的前提下,决定着泥石流是否能在暴雨中被激发。     

浅层滑坡诱发沟谷泥石流的地形和降雨条件

2011年贵州省望谟县打易镇的大范围浅层滑坡诱发的沟谷泥石流提供了研究这类泥石流地形和降雨条件的机会。在地质条件一致和小区域内的降雨条件基本一致的情况下,地形条件就是这些泥石流暴发与否的唯一决定因素。对比一些重要的地形因素与泥石流暴发的关系,得出了由流域面积、沟床纵比降和25°~45°山坡坡度面积比组成的泥石流综合地形因子T。在地形因子T的基础上,研究获得了由前期降雨量、1 h降雨强度、年平均降雨量等组成的降雨因子R。由地形因子T和降雨因子R获得的临界条件P可以判断该区域的泥石流暴发。由于研究工作部分基于泥石流的形成机理,研究成果还可用于其他区域的泥石流形成预测,为泥石流的预测预报提供了一个较好的方法。     

湖北省降雨型滑坡泥石流及其降雨因子的时空分布,相关性浅析

从几十个典型事例出发，分析了我省降雨型滑坡泥石流的时空分布特征和与之密切相关的降雨气候条件的时空分布规律，较好地揭示了二者间的对应关系。并对１０项降雨气候因子与逐月滑坡泥石流次数作逐步回归，筛选出日降雨量≥５０ｍｍ（暴雨）天数为最紧密因子。     

基于HEC-HMS模型的不同雨型下泥石流清水流量特征探讨

基于HEC-HMS模型,选择SCS及Kinematic wave理论为基础构建了曾达沟泥石流的流域模型,并设置不同类型的12种降雨模型进行了流量计算以探讨不同降雨类型下泥石流清水流量的特征。结果显示泥石流沟口清水流量同降雨峰值到来时间、降雨集中程度（降雨模型幂次数）分别线性正相关;流量峰值延时（沟口峰值流量到来时间相较峰值雨强时间的延后值）同降雨峰值到来时间、降雨集中程度分别呈二次相关,相关关系主要为负相关,但随着第三变量的增加,相关关系不再单调;对前后两组各3个变量进行了二元多次方程拟合,拟合效果良好;将计算结果同生产中常用的推理公式法的计算结果进行对比,并分析了两者的区别及优缺点。     

Rainfall duration and debris-flow initiated studies for real-time monitoring

A rainfall-induced debris flow warning is implemented employing real-time rain gauge data. The pre-warning for the time of landslide triggering derives the threshold or critical rainfall from historical events involving regional rainfall patterns and geological conditions. In cases of debris flow, the time taken cumulative runoff, to yield abundant water for debris triggering, is an important index that needs monitoring. In gathered historical cases, rainfall time history data from the nearest rain gauge stations to debris-flow sites connected to debris flow are used to define relationships between the rainfall intensity and duration. The effects by which the regional rainfall patterns (antecedent rainfall, duration, intensity, cumulative rainfall) and geological settings combine together to trigger a debris-flow are analyzed for real-time monitoring. The analyses focused on 61 historical hazard events with the timing of debris flow initiation and rainfall duration to burst debris-flow characteristics recorded. A combination of averaged rainfall intensity and duration is a more practical index for debris-flow monitoring than critical or threshold rainfall intensity. Because, the outburst timing of debris flows correlates closely to the peak hourly rainfall and the forecasting of peak hourly rainfall reached in a meteorological event could be a valuable index for real-time debris-flow warning.     

基于功效系数法的泥石流灾害预警研究

泥石流灾害破坏力巨大,预测预报泥石流发生的可能性是防灾减灾的重要手段,也是国内外学者研究的热点。基于功效系数法原理,在综合分析泥石流灾害发生的气象、地质环境影响因素的基础上,选取了山坡坡度、相对高差、植被覆盖率、沿沟松散物储量、5 d累计降雨量、最大小时雨强和当日雨量为评价因子,采用改进后的层次分析法计算评价因子的权重系数,建立了泥石流预测预警模型。以岫岩地区泥石流为例对预警模型进行检验,预测结果较好地反映了实际情况。表明基于功效系数法的泥石流预测预警模型具备较高的可靠性和实用性,研究结果为泥石流预测预警提供了一种新的思路和方法。     

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。     

Recent catastrophic debris flows in Luding county, SW China: geological hazards, rainfall analysis and dynamic characteristics

About 127 debris flow gullies have been identified, and debris flows have been an important type of geological hazards in Luding County, affecting cities, towns, rural areas, scenic spots and human’s engineering projects, such as mining and waterpower utilizing equipments. In this summary paper, recent two catastrophic debris flow events occurred on June 30, 2005, in Chuni town, in the central of the county, and on August 11, 2005, in Hailuogou scenic spot, in the southwest of the county, respectively, are reviewed. The debris flow events are introduced on the basis of field investigation and RS interpretation and the triggering factors for flow occurrence are identified. Furthermore, the rainfall related to flow occurrence including antecedent rainfall and intraday rainfall is analyzed, and a power-law function which can be used as a basic warning line is established based on both antecedent effective rainfall and intraday rainfall. Then dynamic parameters such as flow velocity and flow discharge are calculated, respectively. Through comparison and discussion, some conclusions are made including (1) The antecedent rainfall played an important role for debris flows which generated predominately based on the slope-instability due to the saturated loose sediments; (2) Despite slower flow velocity and smaller magnitude, the slope-type debris flows just like 2005-6-30 debris flows usually lead to serious damages for the difficulty to forecast and to prevent; (3) The mistaken recognition on debris flow hazards and lack of prevention consciousness strengthen the hazard and damage degree. This research is of certain significance for the prevention and mitigation of debris flow hazards and for the planning of the town building and tourism development in the future.     

北京市泥石流易发区降雨预警阈值研究

泥石流灾害合理的雨量预警阈值不仅与历史泥石流灾害发生时的降雨量有关,且与研究区域的气候、地形地貌、地质、植被等密切相关。论文采用雨场分割法和GIS技术研究了影响泥石流启动的降雨和地质背景两大因素,在对北京市泥石流灾害易发分区的基础上,结合北京地区已发生的82起泥石流的易发性分区和雨量值,提出了不同泥石流易发等级条件下的雨量预警阈值。研究成果已经在2015年7月17日北京房山区西区沟泥石流预警中成功应用,为泥石流区域预警预报提供了一种新的思路。     

A prediction model for debris flows triggered by a runoff-induced mechanism

Many debris flows were triggered within and also outside the Dayi area of the Guizhou Province, China, during a rainstorm in 2011. High-intensity short-duration rainfall was the main triggering factor for these gully-type debris flows which are probably triggered by a runoff-induced mechanism. A revised prediction model was introduced for this kind of gully-type debris flows with factors related to topography, geology, and hydrology (rainfall) and applied to the Wangmo River catchment. Regarding the geological factor, the “soft lithology” and “loose sediments” in the channel were added to the list of the average firmness coefficient for the lithology. Also, the chemical weathering was taken into account for the revised geological factor. Concerning the hydrological factor, a coefficient of variation of rainfall was introduced for the normalization of the rainfall factor. The prediction model for debris flows proposed in this paper delivered three classes of the probability of debris flow occurrence. The model was successfully validated in debris flow gullies with the same initiation mechanism in other areas of southwest China. The generic character of the model is explained by the fact that its factors are partly based on the initiation mechanisms and not only on the statistical analyses of a unique variety of local factors. The research provides a new way to predict the occurrence of debris flows initiated by a runoff-induced mechanism.     

基于数值模拟的群发性泥石流危险性评价

岷县是甘肃南部泥石流频发地区。岷县泥石流多分布于洮河干支流两岸,为群发性泥石流。为了研究群发性泥石流的运动及堆积特征,选取了甘肃岷县麻路河流域为研究区域,以流域内2012年“5·10”暴发泥石流造成重大损失的6条泥石流沟作为整体研究对象,并考虑主河对泥石流堆积物的冲刷携带,运用FLO-2D模拟降雨前主河流动情况及不同降雨频率条件下主河及泥石流的流动情况。根据野外调查结果对比2%降雨频率条件下泥石流模拟结果,验证模型的可靠性。基于模拟结果用ArcGIS进行危险性评价,识别流域内高危险泥石流沟并划定高危险居民区,统计受冲击范围,为泥石流防治和预警工作提供科学依据。     

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。