安宁河流域典型沟谷泥石流危险性评价

冕宁县安宁河流域为地质灾害密集分布区,安宁河断裂穿越于此,构造复杂,冷渍沟在上游左岸发育。在强降雨条件下,该沟就会暴发泥石流,堵塞安宁河流域和掩埋杀叶马村房屋和道路。冷渍沟泥石流具有流域面积小,主沟长度短,沟床纵比降大等特征,为了研究安宁河流域内泥石流的危险性,以冷渍沟为例,分析不同降雨周期下的泥石流暴发强度,模拟泥石流的运动过程并进行危险性评价。模拟的最大流速、最大堆积深度和降雨强度三者结合建立冷渍沟泥石流危险性评价模型。研究结果表明,冷渍沟泥石流危险范围内高危险区域占27%,主要集中在松散固体物质较多的沟道,中危险性区域和低危险区域各占56%和17%,该结论为危险范围内的居民和重点设施的风险管控提供参考。     

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。     

基于FLO-2D的矿山泥石流运动特征及危险性评价——以甘肃省岷县簸箕沟矿山泥石流为例

岷县簸箕沟金矿因人类开采活动引发了矿山泥石流灾害. 采用FLO-2D软件模拟分析了降雨强度重现期50 a及100 a条件下的簸箕沟泥石流运动特征, 进行危险性评价和分区, 并结合实际发生情况做了精度验证. 结果表明: 簸箕沟泥石流的堆积扇范围、堆积深度以及平均流速等运动特征参数随着降雨重现周期的变长而增大, 堆积扇中部的堆积深度及流速明显大于两翼及前端. 泥石流的危险区集中分布于泥石流沟道以及沟口一定范围内. 随着降雨重现周期的变长, 高危险区面积比例由48%升高至54.0%. 通过精度验证得出模拟结果与实际情况基本相符, 可信度较高.     

基于因子-聚类分析的泥石流危险性评价研究——以重庆市北碚区为例

重庆市北碚区是泥石流地质灾害主要高发区,其暴发受降雨条件、物源条件、地形地貌、地质构造、沟谷特征和植被等内外因素的制约。为有效评价各泥石流灾害暴发的危险性,依据重庆市北碚区泥石流灾害暴发的诸多影响因素,首先基于因子分析法对30条典型泥石流沟的大量数据进行了主因子判定,确定了地形地貌和物源条件、植被覆盖度、最大降雨量3个主因子,然后利用快速聚类法对各主因子综合得分进行聚类分析,进而根据聚类分析结果判定了各泥石流爆发的危险程度等级。危险性评价结果显示,重庆市北碚区30条泥石流沟中,暴发极度危险的有1条、高度危险的有3条、中度危险的有21条、低度危险的有5条,评价结果与各泥石流灾害爆发的实际情况相吻合。     

西藏某水电站厂区泥石流危险性分析与防治措施

西藏某水电站厂区后山发育了5条泥石流沟,2005年7月22日暴发了近百年来最大的泥石流,泥石流的规模和影响范围将直接影响到该厂房的枢纽布置、施工及运行安全。厂房区泥石流沟的泥石流固体物质来源丰富,形成区内沟道坡度陡峭,因此只要有足够的降雨就可以形成泥石流。以设计泥石流流量计算的泥石流的总径流量确定的泥石流危险范围与调查的厂区各条泥石流沟2005年的实际泛滥区很相近,并以此可以得到不同设计频率的泥石流危险区。电厂厂房区的设施在施工期和运行期间受到泥石流活动的一定影响,必须采取合理的泥石流工程防护措施,避免泥石流对厂房区设施的危害,保障电站的施工和运行,满足电厂厂区的建设需要。     

陕西蓝田铜鹅沟泥石流发育特征及危险性分析

陕西秦岭山区构造活动强烈,地形险要,泥石流灾害频繁发生,2015年8月3日出现了强降雨,在西安市蓝田县铜鹅沟爆发了极为严重的泥石流。本文通过对铜鹅沟进行了详细的野外调查,获取了研究区泥石流沟的基础数据资料,分析了西安市蓝田县铜鹅沟泥石流基本特性,得知8·3泥石流属于西北秦岭山区典型多因共激水石流,并计算了4个有代表性的断面流速,分别为5.96 m/s、5.77 m/s、5.15 m/s、4.84 m/s;同时以小流域降雨—径流计算模型计算了10%、5%、2%、1%、0.5%频率下铜鹅沟泥石流峰值流量和单次泥石流过程总量,发现流域遭遇20年一遇的降雨时即可形成可观的泥石流灾害;结合野外资料采用多因子评价公式对铜鹅沟沟道进行了危险性评估,得出该流域属于泥石流灾害中度危险区。鉴于研究区构造活动强烈,沟内居住人群100多人,应做好监测预警工作的同时尽快搬迁。     

基于数值模拟的暴雨泥石流暴发频率计算模型

在缺失可靠降雨数据的地区,为解决泥石流暴发频率这一现实问题,从泥石流形成机理出发,由泥石流堆积特征反演形成条件,构建了基于数值模拟的泥石流暴发频率计算模型。该模型利用泥石流固体物质量估算模型和流域洪水流量推算模型,确定固体物质量、洪水流量、泥沙体积浓度后,通过FLO-2D流体模型计算得到与实际情况最符合的模拟情景,即可反推出已发泥石流事件的暴发频率。并以7 4石棉县马颈子沟和熊家沟泥石流为例,计算出两处泥石流的暴发频率皆为100年一遇,案例研究表明,该模型具备定量确定泥石流暴发频率的能力,对于泥石流预警预报和防灾减灾具有较强的理论和实践意义。     

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。     

基于灰色关联法的地震灾区泥石流危险性评价以北川县泥石流为例

汶川地震后,地震灾区泥石流具有暴发临界雨量小,规模大,危险性高的特点。在考虑降雨和地震作用下,采用灰色关联法分析北川县72条泥石流沟的泥石流规模、流域面积、主沟长度、流域相对高差、流域切割密度、不稳定沟床比、年均降雨量和地震烈度8个影响因子的权重,在此基础上建立震区泥石流危险性评价模型并进一步对其进行危险性评价。结果表明:影响因子中,年均降雨量和地震烈度所占权重最大; 运用本文模型得到的评价结果与刘希林模型基本一致,但危险度值相对提高,其中有7条泥石流沟危险度提高一个等级。     

基于ArcGIS的“三高”地区高速公路泥石流危险性评价

泥石流是我国高寒、高海拔、高烈度("三高")地区最常见的地质灾害之一,给高速公路带来严重威胁,有必要对"三高"地区泥石流进行危险性评价。选取岩石风化程度、到断层距离、坡度、地表切割深度、坡向、季节性冰雪、水系分布、植被、人类工程活动为泥石流影响因子,采用AHP法确定泥石流影响因子权重,建立影响因子分级、赋值标准以及泥石流危险性分级标准;在此基础上,构建泥石流危险性评价体系。以乌尉高速公路K53+000～K78+000段为例,利用ArcGIS得到研究区泥石流危险性区划图,进行危险性评价。研究结果表明,研究区泥石流高危险区、危险区、中等危险区、低危险区分别占20%、35%、30%、15%,且高危险区主要沿沟壑分布。研究成果可为"三高"地区高速公路勘察、选线提供参考。     

基于数值模拟的耳阳河流域泥石流灾害危险性评价

洮河流域中游位于甘肃省南部,属泥石流高发区。耳阳河是洮河流域中游的一条重要支流,泥石流灾害尤其严重。为研究甘肃省南部小流域泥石流灾害的危险性,以耳阳河流域为研究对象,选取流域内居民相对集中的6条泥石流沟,用FLO-2D模型模拟了2012年5月10日实际降雨条件下的泥石流运动特征和堆积特征,得到了泥石流流量随时间的变化曲线、泥石流流体深度和流速在沟谷不同地段的空间分布,对“5·10”泥石流灾害过程进行了重现。模拟结果表明:泥石流爆发15～30 min后达到洪峰,约3 h后流量逐步回落;泥石流流动速度在流通区快,到沟口迅速下降,固体物质淤积阻塞河道。通过野外现场调查和遥感解译,发现模拟得到的泥石流发生过程、堆积区分布、泥石流影响区与现场调查和访问得到的实际情况基本相符。进而,采用相同的方法和参数,对2.0%和0.2%降水频率下泥石流的堆积范围、深度和流速进行了模拟分析,分别制作了上述工况下的泥石流危险性分区图,圈定了潜在威胁较大的人口聚集区,为耳阳河流域泥石流灾害的预防和治理提供了依据,也为类似泥石流提供了一种危险性分析的技术方法。     

震后都汶公路沿线泥石流沟堵江危险性评估

震后泥石流松散物质显著增多,临界雨量降低,导致泥石流暴发频率增加、规模增大,从而使震后灾区泥石流堵江事件频繁发生,给灾区带来严重的二次灾害。为了评价震后泥石流堵江概率大小,本文在野外考察基础上,获得研究区泥石流沟基础数据,并根据水文模型计算不同频率下的泥石流规模; 在此基础上利用泥石流堵江公式,获取研究区域泥石流堵江危险程度(数值),并结合研究区域已发生的泥石流堵江事件,界定了泥石流堵江公式的临界值,使之能够更加准确用来判定泥石流堵江概率,并对 5·12 地震极震区都汶公路沿线的7条泥石流在不同频率下的泥石流堵江概率进行评价。评价结果显示:牛眠沟和关山沟在暴发50a及其以上泥石流时,会发生堵江; 烧房沟、红椿沟和磨子沟在暴发10a及其以上泥石流时,会发生堵江事件; 洱沟和太平沟在暴发5a及其以上泥石流时便可能发生堵江; 上述泥石流沟一旦发生堵江,便会给映秀镇和都汶公路带来严重灾难。通过本文获取的堵江临界值可以作为判定泥石流堵江的参考标准,为泥石流防治、预报提供参考,同时可以为灾后重建和预防二次灾害提供科学借鉴。     

基于不同评价单元和灾害熵的泥石流危险性分析

白龙江流域为泥石流等地质灾害密集分布区。2020年8月由于强降雨激发,白龙江流域武都段发生了大规模的群发性泥石流灾害,造成严重损失。文章以白龙江流域甘肃省陇南市武都段（宕昌县两河口乡—武都区桔柑镇）为研究区,通过野外实地考察,选取流域面积、流域形状系数、平均坡度、沟谷密度、物源参照值（HI）、岩性、流域中心距活动断层距离、一小时最大降雨量、植被覆盖度作为泥石流危险性评价因子。基于灾害熵理论,分别以泥石流单沟和小流域单元作为评价单元,利用ArcGIS软件,进行区域泥石流危险性评价。分析结果表明,研究区内泥石流沟大多数都属于中、高危险性。致灾因子中岩性、物源参照值（HI）、距断层距离、植被覆盖度及平均坡度的权重最大,与实际考察结果一致。且以小流域单元作为评价单元的评价结果更符合研究区的泥石流发育情况。     

九寨沟震区“6·21”泥石流成因与致灾机制研究

2019年6月20日晚九寨沟普降大到暴雨,导致九寨沟景区内卓追沟、下季节海子沟、则查洼沟等多处发生泥石流。3条泥石流沟分别冲出固体物质2.79×104m3、3.7×104m3,2.67×104m3,造成多处停淤挡墙及拦砂坝损坏,并淤埋了景区内的部分道路,造成了交通的短时间中断。根据灾后地面调查和遥感解译,初步查明了本次泥石流灾害的成因和致灾过程机制。灾害成因:地震引发的崩塌滑坡产生大量的新增松散固体物源与原有的沟坡堆积物(包括老泥石流堆积物)在强降水的作用下形成泥石流,因此本次泥石流是地震和降雨共同作用的结果。通过泥石流发生前后各流域沟道纵剖面和典型横断面调查分析,发现泥石流致灾过程机制主要包括:(1)泥石流冲刷沟道使老泥石流堆积物参与泥石流运动、同时诱发沟岸失稳崩塌,因而增强泥石流规模和冲击力等动力学参数;(2)沟道卡口和崩滑体滑入沟道后导致泥石流堵塞,在后续泥石流的作用下发生级联溃决,进而增大泥石流峰值流量和冲击力等动力学参数。在两种机制的共同作用下,泥石流规模和冲击力等参数可能超出防治工程规划设计指标,进而导致防治工程损毁并淤埋道路。因此,建议充分考虑地震与强降雨复合作用下九寨沟景区泥石流风险评估、防治工程规划设计的合理性和可靠性等关键问题,以保障景区安全。     

"5·12" 地震后汶川县泥石流特征与演化分析

2008年“5·12”汶川地震极大地改变了震区泥石流的特征,不仅增强了泥石流的活动性,同时也使得震区在相当长的时间内都要面临泥石流的威胁。本文基于前人大量的研究成果,并利用遥感解译结合现场调查等手段,分析了汶川县泥石流沟道纵坡降、沟壑密度、两岸坡度等基本发育特征;进而分析了地震前后汶川县降雨分布及泥石流相关降雨参数变化特征。结果显示,流域内泥石流沟的沟壑密度在0.2~4之间,属于微度土壤侵蚀区域,泥石流的沟床纵坡降偏大,有利于泥石流的发生;泥石流流域内斜坡坡度多为30°~40°,有利于灾害的发生;震后汶川县年均降雨量增加了5.17%,降雨多集中在7~9月份,降雨量由南及北逐渐降低;震后泥石流的降雨阈值在2008~2013年呈现缓慢回升的趋势,但2019年又有所下降,预计恢复到震前水平尚需要一定时间;同时震后汶川县泥石流物源丰富,震后物源量呈现“震荡式衰减”的演化趋势,但体量仍然很大,对泥石流仍需坚持监测预警工作。     

基于CFX的江口沟泥石流危险区范围预测模拟

拟建猴子岩水电站移民安置点位于江口沟泥石流堆积扇上,通过现场调查泥石流形成条件和运动特征,获得了1958年发生的50 a一遇泥石流危险区范围,根据雨洪法计算确定了泥石流的相关运动学参数。使用基于有限体积法的CFX软件,选择Bingham流变模型对江口沟泥石流流动过程的液面分布情况和速度场进行了三维数值模拟,得出了泥石流危险区范围和速度场分布情况。模拟结果显示,江口沟50 a一遇泥石流流过堆积区的平均速度为5.76 m/s,其中最大速度为13.59 m/s。数值模拟计算得出的危险范围较1958年扩大,是因为早期泥石流堆积物将原有地面特别是沟道附近地面抬高,使得现状条件下泥石流更容易向两侧漫流泛滥而扩大。上述结果为泥石流防治工程设计及危险区范围划定提供了一种新的方法,对工程实践具有重要的指导意义。     

热水河流域典型泥石流灾害成因机制与协同防治研究

本文以热水河流域的老洼沟和分叉沟两处典型泥石流沟道为研究对象,通过野外工程地质勘查分析泥石流形成发育条件,揭示泥石流灾害成因机制。沟道上游地形陡峻,沟域形态近似呈扇形,为物源和降雨、径流等的汇集提供了有利的地形地貌条件;崩滑坡积物及沟床松散堆积物构成了丰富的泥石流物源;雨季充沛的降水及其形成的地表径流则是良好的水源条件和水动力条件。这些基本条件共同促使泥石流的形成发育。然后利用矩阵离散元数值模拟软件MatDEM评价不同泥石流防治措施的减灾效益。在只有岩土工程措施的情况下,泥石流物源块石携带的能量有62.3%在沟道运移过程中转化为热能,其余37.7%的能量则由拦挡结构承载;而在生态-岩土工程协同作用的情况下,物源携带的能量有70%在与上游生态工程和沟道的碰撞、摩擦过程中消耗,30%的能量在与下游拦挡结构相互作用过程中消耗。基于此,分别对老洼沟和分叉沟设计对应的生态工程-岩土工程协同作用防治方案,为建立山区小流域泥石流灾害生态工程-岩土工程协同减灾模式提供参考。