泥石流源地土体应力应变特性对降雨响应过程的分析——以蒋家沟泥石流为例

根据对蒋家沟泥石流源地的崩塌、滑坡、散流坡,在旱季与雨季不同时段,降雨入渗后的土壤含水状况观测,以及泉水季节性变化,详细分析了泥石流源地崩塌、滑坡、散流坡土体的应力应变特性对降雨的响应过程差异.在雨季滑坡临空面和滑坡体内的土体含水量分别为6.67%、4.8%,滑坡活动主要是通过前缘剪出口崩塌方式补给下方沟床.崩塌体由于土体结构极为松散,在雨季该土体含水量通常高达8.85%～16%,使其土体的抗剪强度(C、φ)处于极限应力状态,一旦遇到降雨浸润和冲刷,迅速触变液化,转化为高浓度泥石流的侵蚀产沙过程.     

雅砻江二滩水电站库区泥石流

雅砻江二滩水电站库区泥石流十分活跃，在库区内，沟谷型泥石流沟１００条．库首左岸的金龙沟，多次暴发过泥石流，用金龙沟泥石流活动特征与短历时雨强的资料，经计算分析后，得到了库区泥石流活动规律、流域环境条件与雨强之间的关系式，并给出了金龙沟暴发泥石流的降水指数３６００，有助于泥右流预报．     

从空间Poisson过程看蒋家沟泥石流

云南东川蒋家沟泥石流频率高,变化多.每场泥石流包含几十到几百个阵流,各阵流具有不同的密度、流体性质和运动形态,流量涨落达3个数量级.这些特征意味着泥石流具有很强的随机性.根据蒋家沟的演化分区和野外观测,可以发现泥石流形成于特殊的源地分支.土体活动(包括滑坡、崩塌和局部的土体流动等)随机发生在那些分支流域,如果认为各源地的土体活动是独立的,而且活动强度正比于源地的面积,那么泥石流的形成和汇流就是一个空间Poisson过程.其结果是阵流流量服从指数分布,这很好地符合蒋家沟的泥石泥观测数据.从蒋家沟泥石流的随机性可见,泥石流依赖于流域的特定源区及其分布,而不是笼统地取决于全流域的地貌或几何因子.     

坡面泥石流演化模式及其试验

坡面泥石流是斜坡地貌演化的重要环节,也是我国山区公路的主要水毁灾害,具有分布广、出现频率高、致灾作用强等特点。从地貌演化观点,将坡面泥石流演化模式分为顶部刮铲演化模式(模式1)、溯源挖掘演化模式(模式2)和局部饱和孕滑演化模式(模式3),其中模式1遵循蠕滑→滑流→刮铲滑流→沉积演化过程,模式2遵循前缘开裂→崩滑→链式崩滑→沉积演化过程,模式3遵循局部饱和→蠕滑→滑流→沉积演化过程;针对坡面泥石流演化模式3,选取前期降雨量120 mm和降雨强度15 mm/(10 min)的试验工况,前期降雨分4次,降1 h,停2 h,强降雨分4次降雨实施,降1 h,停30 min,通过室内模型试验,通过试验过程中土体参数实时监测分析了前期降雨入渗阶段土体中含水量、孔隙水压力的变化规律,强降雨阶段揭示了局部饱和阶段、蠕滑阶段、滑流阶段和沉积阶段随试验过程的变化过程,量化了饱和区、蠕滑区、滑流区、沉积区的面积大小与试验持续时间的关系;初步分析了坡面泥石流演化过程研究的复杂性及研究趋势,尤其应高度重视坡面泥石流演化各阶段的力学机制描述与转换问题研究。     

坡面侵蚀水沙流时间变化特征的模拟实验

多坡段实验模型以黄土丘陵沟壑区垂向上梁峁坡面与沟谷坡面构成的坡沟系统为原型,采用人工降雨模拟实验方法,对坡沟系统土壤侵蚀链内降雨径流产沙随时间变化的规律进行了系统的研究。结果表明:雨强29 7mm/h时36′40″开始产流,60 5mm/h时3′43″产流,90 2mm/h时2′30″产流。雨强29 7mm/h时侵蚀过程以面蚀为主,产沙起伏20min出现一次。60 5mm/h时以面蚀与细沟蚀为主,35°陡坡伴有崩塌、滑塌等重力侵蚀,产沙波动平均12min出现一次。雨强90 2mm/h时坡面上细沟发育充分,有细沟合并及出现浅沟侵蚀现象,35°坡崩塌、滑塌剧烈,产沙过程波动频繁,每10min一次。雨强29 7mm/h时单位流量的产沙量为0 10kg/L;雨强60 5mm/h时为0 30kg/L;雨强90 2mm/h时为0 41kg/L。流量的大小影响了侵蚀方式和形态分异的程度,使产沙过程出现强弱相间的波动性特点。     

典型硬质岩区泥石流的发育研究

泥石流一般发育在岩性强度低、岩性较为破碎的地区,由于岩性差,岩体较为破碎,它易形成泥石流的物源,配合一定的地形条件和气象条件,造成泥石流发生.硬质岩区由于其强度高,不容易发生崩塌、滑坡等,形成泥石流物源.本文通过一个硬质岩区发生的泥石流调查表明:在硬质岩区,由于不合理的人类活动,造成降雨水时,水从高处经过硬质岩崩塌坡积物向下流动时,由于在高比降情况下,水的侵蚀能力强,坡形陡,硬质岩崩塌坡积物容易垮塌为其提供了物源.它的发生频率高,对下游危害大,因此,在这种地区进行工程活动时,必须对这种现象引起高度的重视.     

泥石流源区弱固结砾石土的渗透规律

泥石流源区砾石土的渗透过程是泥石流形成全过程中不可缺少的一个子过程，该研究对泥石流形成规律的认识和对泥石流汇流计算具有重要的意义。为此，笔者与日本学者一道选择蒋家沟支沟——大凹子沟的弱固结坡积物坡面做径流产流实验，实验区面积4000cm^2，实验用可控的头降雨，通过接收和量取超渗产流的量，判断土体是否达到稳定下渗，得出初始下渗率为0．55mm／min，参数口为0．56。通过下渗率与时间关系的曲线描述．建立泥石流源区砾石土的渗透方程，该方程可用物分析泥石流源区激发雨量过程的渗透规律，同时揭示泥石流源区产流过程地表径流的形成机理及其与流体能产生及流量的关系。通过大凹子沟1994-06-15-16日的降雨资料可计算出超渗产流为0．415mm／min．其总流量占泥石流总流量的17．8％。     

都汶公路沿线诱发泥石流的降雨特征

都(江堰)汶(川)公路是通往川西北的重要交通要道,地震造成该路段泥石流危害极为严重。选择都汶公路南段为研究区,收集了2008—2011年间的22次泥石流事件及其对应的降雨过程,分析了雨型、降雨强度、前期降雨等因子对泥石流的影响,并利用I-D模型得出研究区泥石流的降雨阈值,分析时间和流域面积对阈值的影响。各种档次降雨雨型都可能诱发泥石流,降雨强度是泥石流的控制因子,降雨历时越长,需要的激发雨强越小;前期降雨对泥石流起着较为重要的作用,只有在超过14.8 mm/h时,较小的雨强才有可能诱发泥石流,且有效前期降雨越大,需要的激发雨强越小。地震造成泥石流的诱发临界降雨大幅减小,地震之后诱发泥石流的降雨条件逐年回升,2009年之后泥石流的降雨阈值较2008年大幅上升;流域面积不同,泥石流的频率也有所差异。该研究可为该区泥石流的监测预警与预测预报作贡献。     

岔巴沟流域次暴雨坡面土壤侵蚀经验模型

坡面土壤流失预测、水保效益评估,无不需要坡面侵蚀模型。本文以岔巴沟流域坡面径流场降雨水文资料为基础,建立了次侵蚀性降雨坡面土壤侵蚀模型、次降雨坡面细沟侵蚀模型,并对各模型的精度进行了分析。结果发现模型具有较好的预报精度,对大侵蚀产沙事件预测很准;坡度、最大10分钟雨强、植被覆盖度是影响次侵蚀性降雨主要因子,坡度、最大10分钟雨强、降雨量是影响细沟侵蚀主要因子,植被覆盖对细沟侵蚀产沙影响很小。     

黄土坡面不同侵蚀带侵蚀产沙关系及其机理

黄土梁峁坡面土壤侵蚀具有明显的垂直分带性,不同侵蚀带具有各自的侵蚀产沙特点,且彼此相互影响,坡面侵蚀产沙分配受降雨强度和降雨能量的制约,随着雨强和降雨能量的增加,坡面侵蚀产沙量的最大部位由细沟侵蚀带向浅沟侵蚀带过渡,坡面侵蚀产沙强度变化的本抽为侵蚀方式的演变,坡面复合侵蚀带的径流模数明显小于对应的单一侵蚀带径流模数,而其侵蚀模数则明显大于对应的单一侵蚀带侵蚀模数,溅蚀片蚀带的来水来沙可吏细沟侵蚀带     

四川省甘洛县泥石流

甘洛县泥石流活动十分活跃,曾造成摧毁场镇、冲毁桥梁、颠覆列车、淤埋农田等严重灾害。据现有资料,该县有泥石流沟50条,主要分布在断裂带两侧、背斜轴部和河流峡谷段。预防措施是结合农业改革,恢复森林生态系统和合理开发地下矿藏;治理措施是生物与工程相结合,拦挡与排导相结合进行综合治理。     

论泥石流学

泥石流学具有明确的研究对象、完整的学科体系和系统的研究方法，完全可以作为一门独立的学科；泥石流是一种复杂的山地灾害现象，研究难度大，研究历史又短，故泥石流学理论体系的成熟还需有个发展过程．泥石流学是一门正在趋向完善的新兴边缘学科．     

泥石流警报技术探索

泥石流警报是减轻泥石流灾害,尤其是减少人员伤亡和贵重财物损失的重要手段.泥石流警报划分为4个类型:提示性警报、形成性警报、非成灾性警报和成灾性警报.泥石流警报的监测机构,划分为4个级别:泥石流预警一级监测站、二级监测站、三级监测站和预警简易监测点.泥石流预警一级监测站主要承担泥石流可能造成的特大灾和超特大灾的警报监测任务,二级监测站主要承担泥石流可能造成的大灾的警报监测任务,三级监测站主要承担泥石流可能造成的中灾的警报监测任务,泥石流预警简易监测点主要承担泥石流可能造成的小灾的警报监测任务.泥石流警报的监测项目:专业监测包括降水、气象其他要素、泥石流次声、地声、泥位、流速、重度、粘度、沟道冲淤变化和次生灾害等,简易监测包括泥石流暴发的前兆现象、降水、水(泥)位与泥沙变化状态和泥石流次声等.泥石流警报的监测数据包括降水、气象其他要素、泥位、流速、重度、粘度、次声、地声、沟道冲淤变化和次生灾害数据等.泥石流成灾性警报分为4等14级,讨论并给出了各等级成灾性警报的临界指标.监测数据的整理分析包括:降水监测的实时降水量要不断地整理为10 min、1 h和1 d的滑动降水量(强度),并不断地与当地以往暴发泥石流的10 min、1 h和1 d降水量(强度)相比较;断面监测数据中的泥石流泥位应转化为泥石流流动的断面面积,并与断面监测数据中的泥石流流速数据结合,通过公式Qc=Wc×Vc转换为泥石流流量.泥石流一旦堵断主河(沟)形成堰塞湖,应立即测量壅塞体的高度,并据此量测和计算堰塞湖的淹设范围及堰塞湖的积蓄水量,评估壅塞体溃决时可能形成的最大流量及其危害范围.泥石流警报的时间提前量t(单位:s),由公式t=L/Vc确定.     

浙江省泥石流形成及成灾特点

浙江地处我国东南沿海,近几年频繁遭受泥石流等山地灾害的危害。由于所处地理地质和气候环境,发育的泥石流有其独特的地域特征。从泥石流的发育特征、形成过程等探讨了浙江泥石流形成的机理,分析了其成灾特点。结果表明,浙江省泥石流为滑坡、崩塌转化型泥石流,泥石流的形成机理及过程主要为:强降雨下滑坡、崩塌发生,持续强降雨使得滑坡、崩塌松散物流化从而形成泥石流。滑坡、崩塌转化型泥石流在流域特征上表现为形成区坡度大,易发滑坡、崩塌,水力条件充分等。泥石流灾害具有低频性、群发性、并发性、突发性、夜发性、危害大等特点。     

泥石流与环境演变

泥石流具有淤埋、冲毁、冲刷、漫流、磨蚀、直进等特性 .其堵河成湖 ,堵河溃冲 ,淤积成扇 ,垫高河床 ,改造地貌 ,改变生态系统等都是逼使环境在新的起点上进行演变 .泥石流作用过程的巨量输沙、快速沉积和堆积地貌 (多为扇形地 )都是可以利用的     

高位滑坡的运动转化形式

高位滑坡剪出口高于坡脚,它一旦滑离滑坡发生区,运动可能转化成四种形式:1.崩塌:由滑体经分级解体滑过剪出口处依次向前倾倒而成;2.碎屑流动或3.碎屑滑动:由滑动块体经碎屑化而成;4.泥石流:在适当的细粒物质量和水体条件下生成的碎屑流动。     

泥石流的颗粒流模型

颗粒流的应力由三部分:弥散应力、摩擦应力和碰撞应力组成。对快速颗粒流来说,颗粒碰撞应力占优势,其他应力可略去不计。颗粒流模型非常适合描述颗粒间流体相互作用较小的无粘泥石流或水石流,作为应用例子的是:从颗粒流模型导出的速度分布与无粘泥石流的大量试验测量结果相一致。除颗粒流模型外,在泥石流研究中应用较多的还有宾汉体模型、膨胀体模型和粘塑体模型。它们都能作为特例,包括在两相流模型之中。     

美国纽约州立大学布法罗分校火山碎屑流和泥石流数学模型研究近况

美国国家科学基金会信息技术研究计划部批准了一项为期3a。金额为$1900000的山地物质流研究项目在UB执行。旨在运用技术手段提供尽可能准确的地质灾害(如火山和泥石流)信息给科学家、工程防治专家和生活在火山威胁阴影下的居民。SH模型和浅水方程组成了TITAN2D模型的基本方程。TITAN2D模拟了Colima，Casit，Little Tahoma Peak和San Bemardino Mountains等地区的火山和泥石流。     

泥石流运动流型与流态特征

泥石流的运动流型与流态是研究泥石流运动力学的重要内容。以云南东川蒋家沟泥石流运动观测为例,对阵流型、连续型、复合型三种流型及相应的流量过程特征进行了分析;借鉴水力学的流态理论,对天然沟遭中泥石流的流动状态(即层动流、波动流现象)进行了探讨分析,指出在一阵流动过程中也会出现几种不同流态特征。     

华石沟泥石流灾害及成因

2000—05—07日傍晚华石沟暴发了一次重灾型泥石流，通过对现场的全面调查、分析，指出泥石流灾害的发生是村民长期陡坡开荒的结果，村寨布置不合理加大了成灾规模。