汶川震区北川9.24暴雨泥石流特征研究

2008年9月24日汶川震区的北川县暴雨导致区域性泥石流发生,这次9.24暴雨泥石流灾害导致了42人死亡,对公路和其他基础设施造成严重损毁。本研究采用地面调查和遥感解译方法分析地震与暴雨共同作用下的泥石流特征,获取的气象数据用于分析泥石流起动的临界雨量条件。本文探讨了研究区泥石流起动和输移过程,并根据野外调查,分析了泥石流形成的降雨、岩石和断层作用,特别是强降雨过程与物源区对泥石流发生的作用。根据应急调查发现北川县境内暴雨诱发的泥石流72处,其分布受岩石类型、发震断层和河流等因素控制。根据对研究区震前和震后泥石流发生的临界雨量和雨强的初步分析,汶川地震后,该区域泥石流起动的前期累积雨量降低了14.8%～22.1%,小时雨强降低25.4 %～31.6%。震区泥石流起动方式主要有二种,一是由于暴雨过程形成的斜坡表层径流导致悬挂于斜坡上的滑坡体表面和前缘松散物质向下输移,进入沟道后转为泥石流过程;二是消防水管效应使沟道水流快速集中,并强烈冲刷沟床中松散固体物质,导致沟床物质起动并形成泥石流过程。调查和分析发现沟内堆积的滑坡坝对泥石流的阻塞明显,溃决后可导致瞬时洪峰流量特别大。研究结果表明了汶川震区已进入一个新的活跃期。因此,应该开展对汶川地震区的泥石流风险评估和监测、早期预警,采取有效的工程措施控制泥石流的发生和危害。     

黄土地区暴雨型泥石流的动力学特征及其成因机制探讨

文章从泥石流起动条件、形成过程、固体物质起动方式、相的划分及搬运方式、阵发性和龙头等方面对黄土地区暴雨型泥石流的动力学特征进行了研究，并对其成因机制进行了探讨，认为：泥石流的形成须有一定厚度的饱和土层和一定深度的地表径流，对于干旱、半干旱的黄土地区，由于土壤较干燥，须有大量水分下渗才能形成一定厚度的饱和土层，因此该区泥石流对1h降雨量较为敏感；该地区泥石流固体物质起动方式较为复杂，部分按纯粘性土规律起动，部分按粘性土夹砂和无粘性砂规律起动；该区泥石流液相往往包括粘粒、细砂和粉砂等成分，所占比例较大，而固相所占比例较小；由于黄土地区多烯性泥石流，且沟壑密度大，流域支沟发育，经叠加作用后，在主沟内往往不具阵发性，其过程曲线近似洪水的单峰过程曲线；另外，由于该区泥石流往往不具阵发性或阵发性不明显，沟道内卵石之类的大颗粒数量有限，所以一般不具有形成龙头的能力。     

兰州市寺儿沟泥石流物源特征及其危险性分析

寺儿沟流域位于甘肃省兰州市西固区, 历史上曾发生过大规模泥石流, 造成重大人员伤亡和财产损失。文章基于野外调查和遥感解译, 结合已有文献成果和室内测试, 研究寺儿沟泥石流物源特征及影响因素, 采用FLO-2D软件模拟分析泥石流的危险性。研究结果表明: 寺儿沟以黏性泥石流为主, 表现为低频活动, 目前处于衰退期; 寺儿沟流域内物源丰富, 可分为坡面型物源、崩滑型物源、沟道型物源和人为型物源共4种, 其中崩滑型、沟道型物源控制了泥石流的暴发规模; 而一次性冲出量的大小主要取决于泥石流起动时崩滑体的发育程度, 崩滑体越发育, 一次性冲出量越大, 泥石流规模越大; 在临界降雨条件下, 寺儿沟将会暴发泥石流, 中—高危险区集中于流通区, 严重威胁冲沟内构筑物如兰西高铁、环城高速等安全运营。当遭遇极端强降雨时, 寺儿沟将暴发更大规模泥石流。因此, 有必要进一步研究极端天气条件下泥石流的危险性, 为区内泥石流的防灾减灾提供地质依据。      

人为泥石流形成的固体物质补给特点研究：以神府东胜？…

在神府－东胜矿区人为泥石流沟道广泛野外调查的基础上,分析了该区人为泥石流形成的面体物质补给特点;（１）矿区建设过程中（包括采煤,修路,采石,基建等）的弃土弃碴是主要补给源;９２）工程建设加大临空面;改变了沟口侵蚀基准面,由此而激发的重力崩塌及加速的沟床溯源侵蚀是潜在的补给来源;（３）人为活动导致环境破坏,加速的土壤侵蚀是泥石流细粒物质的主体补给源。     

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。     

黏性泥石流沟道侵蚀启动机制研究

黏性泥石流具有非常强的侵蚀能力,在其运动过程中不断地对沟道进行下蚀和侧蚀,并将沟道中大量的松散物质带走,增大了泥石流的危害性。根据黏性泥石流本构模型和土体抗剪强度理论,以极限分析的上限定理为工具,在假定沟床以圆弧面侵蚀的条件下,研究了黏性泥石流运动对沟道土体的侵蚀启动机制,建议了相应的计算公式和判断准则,讨论了泥石流重度、沟道坡降、土体强度等因素对沟道土体受泥石流侵蚀启动速度的影响。     

喜马拉雅山地区泥石流发育特征研究

喜马拉雅山地区是世界上最高大的也是最年轻的山脉,这里地处两大板块的碰撞带,地质构造复杂,新构造运动强烈,山地灾害发育,泥石流异常活跃,经常给生命线工程和当地人民生命财产造成威胁。但是由于高寒缺氧,加之技术手段所限,研究程度一直很低。本文在对该区大型、巨型泥石流进行了遥感研究和实地调查资料基础上,发现该区泥石流存在16个泥石流较集中分布区,并且北坡比南坡更为发育。在此基础上,对其发育规律进行细致分析,发现:(1)喜马拉雅山地区泥石流的活动目前正处于活跃期; (2)研究区泥石流沟口主要分布在两个高程段,一个是2800~3400m范围,另一个是4200~4900m范围; (3)研究区衰败期泥石流沟道比降大都小于100,而发育期的泥石流沟道比降一般比较大,大都大于300,旺盛期的泥石流沟道比降则介于100~300之间。另一方面,我们发现本区冰雪融水与雨水型泥石流的沟道比降几乎相同,其动力条件相差不大。这对于该区泥石流灾害的防治、判断泥石流的活动性具有重要意义。     

沿江公路泥石流与滑坡起动坡度分析

基于拜格诺液固两相流理论,分析山区沿江公路泥石流的形成条件及其起动力学机理,以指导典型泥石流区公路建设、防护及沟道整治。建立泥石流和滑坡的起动坡度与相关参数的表达式,提出易发生泥石流的坡度区间和滑坡临界坡度。以小江流域泥石流沟为例,计算其易发生泥石流的坡度范围和易发生滑坡的临界坡度,计算结果符合小江流域泥石流和滑坡发生情况。     

栾川县柿树沟泥石流形成机理浅析

栾川县泥石流多为暴雨型泥石流。以栾川县柿树沟泥石流为例,浅析沟道拖拽一溃决型泥石流形成机理。沟道拖拽一溃决型泥石流是指地表径流在土体表面形成盖流层后,层底水流会对土体产生一定的拖拽力,致使土体局部或整体突然液化而转化形成的泥石流。通过柿树沟典型断面启动条件和松散堆积体受力量化分析,还原出柿树沟底松散物质在拖拽力作用下,游离母体发生溃决,转化形成泥石流过程。确定判别沟道拖拽一渍决型泥石流沟主要依据。为防灾减灾提供基础依据。     

人工降雨条件下冲沟型泥石流起动试验研究

下垫面以位于贡嘎山东坡的熊家沟为模型,开展了不同降雨强度条件下冲沟型泥石流起动的模拟试验,初步研究了冲沟型泥石流的形成机理和演化特征.试验研究表明:(1)在强降雨条件下,水体入渗速度、不同深度土体含水量变化与降雨强度呈反比例关系,降雨强度越大,越不利于水体入渗,而有利于坡面汇流、冲沟径流和下切侵蚀; (2)在强降雨和径流条件下,土体破坏方式、破坏程度以及泥石流形成机理表现出差异性.相对较小雨强降雨条件下,土体破坏方式以滑坡为主,泥石流形成模式表现为滑坡液化与转化起动,雨强较大降雨条件下,土体破坏方式以侵蚀垮塌为主,泥石流形成模式为洪流席卷垮塌体和沟床揭底; (3)起动试验中泥石流阵性特征明显.在强降雨条件下,雨强与泥石流的规模、黏度之间没有正相关性,雨强越大,泥石流黏度越小,试验中多出现的是高含砂洪流,而相对较小雨强作用下由土体液化转化形成的泥石流黏度较大.试验现象和结果与熊家沟泥石流起动、发生过程具有较高的一致性.