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％。     

森林小流域的降雨出流机制的探讨

本文简述了森林小流域中降雨—截流—下渗—地中水—地表水各个环节的作用。作者认为,在降雨出流过程中,下渗和土壤中的快速流是非常重要的部分,而地表出流所占的比例是比较小的。一般来说,森林土壤的下渗率比较大,森林流域的贮水能力也是很可观的。这些就决定了森林流域的产流不是霍顿产流,也不同于现在流行的许多产流理论和模式。在湿润地区形成产流区时的特点并非是表层土壤首先饱和,而是地下水位或被地下水支持的饱和毛细管带上升到表面附近使该区发生饱和,因而产生以及维持这种饱和状态所需的垂直下渗和地中水的侧向补给是流域是否发生产流的先决条件之一,而地表流可认为是回归流。此外,流域地中水产流对降雨响应过程可认为是由作用在毛细管带中的水的压力平衡受破坏而引起的,这个压力通过毛细管带传递到饱和带。作用在毛细管带中的水的压力平衡受破坏的原因可以是封存在土壤中的被瞬间压缩的空气压力作用,也可以是降雨直接接触到已发展至地表的非饱和毛细管带的上缘。     

华北山区坡地产流规律试验研究

人工模拟降雨是研究坡地产流规律的一种有效手段。在华北石质山区东台沟流域的5m×10m的坡面径流小区中,进行了13场不同雨强和历时的人工模拟降雨试验,并同步监测了降雨、地表径流、壤中流、风化带出流和土壤含水量。结果表明,各层出流过程均呈现起涨与回落迅速的特点;相比较而言,地表径流和壤中流的退水很快,而风化带出流的退水则相对缓慢。地表径流量是研究小区内总径流的主要组成部分,其占了总径流量的60%以上,在大雨强下甚至能超过90%。径流系数主要受雨强、降雨量、土壤前期含水量的影响,它们的多元线性回归关系式为琢=0.002P 0.182i 4.88Wa-0.821。地表径流、壤中流、风化带的出流滞时与降雨强度均符合幂函数关系。可将退水常数分为2层,计算得到地表径流退水常数为0.75,壤中流和基岩风化带出流的退水常数为0.94;研究区主要以超渗产流方式为主,可以用Horton模型来描述,在不同雨强下均监测到了约0.10mm/min的深层渗漏,该值可以认为是该区的稳定入渗率。     

试析小流域土力类粘性泥石流的汇流过程——以滇东北大凹子沟为例

在分析土力类泥石流的产流特征和规律，尤其是土源与水源关系的基础上，将水文学上常用的等流时线法的基本原理应用于小流域土力类粘性泥石流的汇流计算。在具体的计算中，以滇东北蒋家沟的一支沟－大凹子沟1994－06－16的泥石流为例进行泥石流汇流流量过程的试算。计算的结果应用观测的一些数值及现象和弯道超高的最大流量计算值检验，结果表明此计算大体可以定量地反映该流域流量的过程。通过此汇流计算还可以了解阵性泥石流与连续泥石流的产生关系和机理，也可以了解降雨时段与产流时段及汇流过程时段的差别。该研究的结果也存在主客观的局限性，这一局限性反映了进一步探讨流域的产流量规律、流域等流时区划分的规律、大流域汇流计算和泥石流的波坦化规律的必然性。     

华北石质山区坡地产流模型

坡地是流域的基本产流单元。对坡地产流模型的研究,可为研究流域的水文过程奠定基础。本文在认识坡地产流规律的基础上,经过对人工模拟降雨试验中取得的产流各个环节(降雨、出流及土壤含水量变化)的数据的分析,建立了一个具有物理机制的简单的坡面产流模型。其中,使用Horton模型模拟入渗和地表产流过程,用水箱模型模拟壤中流过程。模型能够同时对降雨过程中的地表、地下出流和土壤含水量变化过程进行模拟。计算得到的产流总量的误差较小,但在变化过程线上存在一些差异。这些差异主要是由模型对实际情况的简化和假定、数学模拟的局限性、变雨强降雨过程的复杂性等因素引起的。这种分层组合的坡面产流模型对华北石质山区的上层超渗、下层蓄满的产流特征是可行的。本文所做的工作是对华北石质山区分布式水文模型的产流模块的初步尝试。     

暴雨泥石流预报

该项工作主要是以云南东川蒋家沟泥石流为点,小江泥石流为面,自1974年以来数百次降水过程中的百余次泥石流实测资料为依据,论证了降雨是暴雨泥石流形成的直接因素,是暴雨强度和前期降水量共同作用的结果;建立了含A,B,C值(由沟床及流域物质条件决定)的预报模式,并于1982—     

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.     

泥石流预报中前期有效降水量的确定

前期有效降水量是泥石流预报的重要参数之一,对不同类型泥石流的形成有不同的影响形式,对土力类泥石流的形成主要是影响泥石流形成区土体的土壤含水量.在每次前期降水增加的土壤含水量和其有效降水量遵循相同衰减规律,以及每次前期降水的有效降水量和其增加的土壤含水量衰减过程都是相互独立的假设条件下,通过分析土壤含水量随时间的变化关系,可以得到前期有效降水量与前期降水量随时间的变化关系,从而可以确定前期有效降水量.通过对云南蒋家沟降水和土壤含水量的实际观测,对这个关系进行了分析研究,并利用最小二乘法得出了前期有效降水量的计算公式.     

封面照片:云南省昆明市东川区蒋家沟 黏性泥石流龙头爬高现象

<正>小江流域的蒋家沟被国内外泥石流学者誉为"天然泥石流博物馆"。黏性泥石流龙头爬高现象是指泥石流沿沟道运动过程中,龙头在弯道处发生冲起-爬高-翻卷,并跌落进泥石流中的现象。     

流域演化与泥石流的系统性——以云南东川蒋家沟为例

以典型的云南东川蒋家沟为例,根据Strahler面积-高程曲线的积分将其分区,揭示了流域的演化差异.证明了泥石流发生在特定的演化区域,并具有特定的物质组成.通过概率模型,定性说明了泥石流在流域的形成和扩张,其结果就表现为间歇性的阵流.阵流的时空特征反过来证明了泥石流的系统性.统计还表明,阵流的流量分布和衰减取决于最大流量;最大流量序列很好继承了作为流域系统行为的动力学特征.最后,可以根据单沟泥石流的过程系统考察区域泥石流活动.泥石流在大尺度水系的分布,从概率过程看,完全等同于泥石流源地小分支在单个流域的分布,而且满足相似的分布特征.