邛海北岸官坝河山洪泥石流灾害特征及发展趋势

官坝河为邛海流域最大支沟,近年来山洪泥石流频发,对邛海产生严重泥沙淤积灾害。本文在对官坝河1998年7月6日百年一遇泥石流灾害调查基础上,分析泥石流形成运动特征及其对邛海的淤积效应,揭示山洪泥石流暴发主要影响要素及发展趋势。研究表明:官坝河流域内物源丰富且形式多样,山洪泥石流暴发频率高且规模大;流域沟道长且比降大,沿途流速流量变化大且流态变换复杂;山洪泥石流对邛海泥沙淤积严重,大量泥沙不仅堆积在入湖口,还以浊流形式输移至湖心处;区域频繁地震活动、强降雨作用和不合理人类活动共同促进山洪泥石流暴发,预测山洪泥石流活动强度总体呈上升趋势。该成果可为官坝河流域规划管理和工程治理提供参考依据,有助于揭示区域山洪泥石流特征及其对邛海的泥沙淤积演化过程。     

水石流起动的流量控制研究

沟谷中水石流的发生不仅需要一定的坡度,还需要一定的水深。对于确定的沟谷,其断面形式是一定的,通过研究水石流发生时层移运动厚度与沟谷中所需最小水深的相关关系,并利用均匀流的水力学模型理论分析水深与流量的关系,可建立沟谷中层移层厚度与沟谷中水流流量关系,从而确定水石流发生时层移运动厚度与所需流量的关系。通过运用数学推导的方法,得出汇水动力区接触松散堆积物前的均匀流水深h水与水石流层移运动厚度z的关系式,表明在特定沟谷坡度和堆积物特性一定的条件下,水深是决定松散堆积物转化为层移层厚度大小的动力关键因素,纵坡坡度、沟谷断面形式以及横坡系数大小都会对水深产生影响。随着沟谷坡度的增大,水石流起动所需的清水水深变小。基于这理论分析结果,工程上可通过流量控制的方法,实现最低限度的分流,避免松散堆积物整体性的层移运动,防止水石流的发生。     

泥石流冲击力简化计算方法——以舟曲县三眼峪泥石流为例

基于舟曲县三眼峪泥石流灾害的实地考察和资料分析,对该地区常见的夯土木构、砖木结构、砖混结构和框架结构4类典型受损的结构形式进行了分析,确定建筑物的破坏模式主要为淤埋破坏和倒塌破坏。对现有的泥石流冲击作用计算公式进行了分类整理,以三眼峪泥石流实测数据为例对比分析整体冲击力和大石块冲击力的不同计算理论和计算结果。为便于工程技术人员进行房屋抗泥石流设计,提出了基于泥石流深度并考虑泥石流动力效应的设计计算方法,给出了以三眼峪泥石流为例的动力影响系数设计值和设计泥石流深度取值范围;并对当地典型夯土木结构房屋进行了泥石流安全性分析。此简化计算方法物理意义清晰,计算快捷有效,可用于泥石流多发地带的设计荷载计算,其关键参数泥石流深度可根据当地常年记录以统计值采用,动力放大值可根据沟床纵比降和沟床糙率系数确定。     

低频率泥石流灾害及工程防治

重现期＞50 a的泥石流被定义为低频率泥石流。低频率泥石流灾害可能发生在生态环境良好的地区,并造成重大的财产损失和人员伤亡。低频率泥石流灾害具有需要大暴雨、特大暴雨、冰湖或水库(尾矿坝)溃决、火山爆发、冰雪融化、冰崩、雪崩、滑坡、地震等特殊因素激发,危害严重,难于预测预报等特点。低频率泥石流灾害应采取土木工程进行预防性治理,工程设计的要点是,在沟谷中布置坚固的大中型骨干拦挡工程,并保证有充足的拦淤库容。新型拦砂坝设计采用重力式结构,低坝群布置,浆砌石建造,在坝体上设置大孔口,具有工程投资小,就地取材,施工简单,有选择性地拦截泥沙,拦淤库容可以反复使用等优点,适合我国国情。     

近10 年来长江口水下三角洲的冲淤变化 ——-兼论三峡工程蓄水的影响

根据对近10 年来长江入海泥沙量和河口冲淤的对比分析, 探讨水下三角洲冲淤对长江入海泥沙锐减以及三峡工程运行的响应。结果表明: (1) 三峡水库蓄水导致长江入海泥沙减少1×10⁸ t/a 量级; (2) 1995-2000 年、2000-2004 年和2004-2005 年研究区淤积(冲刷) 面积分别占75.5% (24.5%)、30.5% (69.5%) 和14% (86%), 垂向冲淤速率(负为冲刷) 分别为6.4 cm/a、-3.8 cm/a 和-21 cm/a。(3) 由于地形和水动力的变化以及工程的影响, 研究区内冲淤对河流来沙减少的响应存在显著空间差异。结论包括: 三峡水库蓄水加剧了长江入海泥沙的减少; 入海泥沙的锐减是水下三角洲从淤积为主向侵蚀为主转变的主要原因。随着水库拦沙能力的增强等流域人类活动的影响, 长江入海泥沙将进一步下降, 河口口门区的冲刷可能加剧, 值得有关部门重视。     

泥石流拦挡坝破损分析及优化对策——以陇南市武都区为例

拦挡坝的破损研究是困扰泥石流治理工程的主要难点之一,分析总结拦挡坝破损原因,优化其设计理念十分重要。本文对陇南市武都区16条沟道的65道泥石流拦挡坝破损形式及导致坝体破损的相关条件进行详细调查和统计分析。结果表明:(1)拦挡坝破损形式主要有以下几种(按破损概率由大到小排序),依次为副坝破损、坝肩破损、溢流口破损、基础破损、冲毁(失去功能)、勾缝破损;(2)根据拦挡坝破损特征统计分析,确定其破损主要与泥石流性质、圬工材料、坝体高度、坝体选址、坝肩保护、基础保护和库容淤积等情况有关;(3)导致拦挡坝破损的主要原因总结为对沟道机理认识不足、坝体自身存在缺陷和保护措施不当。在此基础上,从理论研究、工程管理、拦挡坝体系设计、新技术新方法应用等方面着手,提出了拦挡坝防治工程优化对策。     

山地河流穿越管道冲坑扩展规律的试验研究

合理预测山地河流穿越管道的未来埋深和悬空长度对其安全运营至关重要。本文以北干线输气管道穿越工程为研究对象开展了水槽模型试验,观测分析河流穿越管道附近河床演变趋势,研究流量、水深和管径等因素对冲坑扩展规律的影响。结果表明:河床演变主要由推移质泥沙输移引起,而随着管径的增大,在管底形成冲坑点的次数逐渐减少;管底形成冲刷之时冲坑竖向扩展速率很大,随着管涌的发生,冲刷速率逐渐减小,冲刷深度逐渐增大;管底冲坑竖向扩展过程满足一级动力学反应方程,归一化处理后得到了冲刷深度与冲刷时间之间关系式;水动力条件、管径和沙粒特性共同影响管底极限冲刷深度,采用Gauss-Seidel迭代法得到无量纲冲刷深度与相对泥沙粒径和弗劳德数Fr参数的关系式;当Fr0.6时,冲坑横向扩展仅为初级扩展一个阶段,当Fr0.6时,冲坑横向扩展过程包含初级扩展和次级扩展两阶段;最后,结合试验数据和冲坑竖向扩展经验模型,推导出冲坑横向扩展速率计算公式,且模型预测结果较好。研究结果可为探究山地河流穿越管道冲坑扩展规律及管道后期安全运营维护提供重要参考价值。     

冷渍沟泥石流成因分析及危险性评价

为研究冷渍沟泥石流发育特征及沟道危险性分区,采用现场调查结合室内软件模拟的方法。在获取流域DEM、降雨数据及泥石流容重等模拟参数信息后,利用Massflow等软件,反演了冷渍沟泥石流的运动状态,划分了沟道危险区范围,模拟得出泥石流最大泥深7.5 m,最大流速8.55 m/s,泥石流高危险区占77%。结合目前沟道泥石流发育特征及模拟结果,分析得出：冷渍沟暴发更大规模泥石流的可能性极大;沟道高危险区域较大,应加快工程治理。     

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.     

川西北高原地貌垂直地带性及山地灾害对南水北调西线工程的影响

川西北高原地貌垂直地带性明显:现在流水地貌带海拔高度<3800m;冰缘地貌带为3800⁴200m;冰川地貌带>4200m;相应的主导地貌过程分别是流水侵蚀、冻融侵蚀和冰川侵蚀。川西北高原是大面积构造隆升背景下冻融侵蚀形成的夷平地貌,花岗岩和石灰岩等结晶岩抗寒冻风化能力强,三叠系砂板岩,抗寒冻风化能力差,前者可以形成冰川发育的高山,后者为融冻地貌等发育的丘状起伏的高原面。南水北调西线一期工程主要位于流水地貌带与冰缘地貌带的交界地带,滑坡、崩塌、融冻土流是工程沿线的主要斜坡灾害,规模多为中小型。工程沿线地区泥石流沟数量多、规模小,但流水地貌带内的部分沟谷可能有大型泥石流发生。融冻土流是该区河流泥沙的主要来源,侵蚀产沙对水库淤积的影响应引起重视。冰缘地貌和流水地貌的交错带部位,地貌过程对气候变化的响应相当敏感。     

基于优化组合赋权法的都汶高速沿线泥石流危险度评价

2013-07-10,持续强降雨导致汶川地震灾区都(江堰)汶(川)高速公路沿线的桃关沟、七盘沟等多处暴发大规模群发性泥石流灾害(简称"7·10"灾害),大量泥沙冲毁或淤埋民居、工厂厂房和都汶高速公路,造成直接经济损失达数亿元。为了科学评价泥石流危害性,对"7·10"暴发的9条典型泥石流沟选取流域面积、流域切割密度、一次冲出规模、沟道纵坡坡降、流域内物源动储量、年平均降雨量、堵塞系数等7个影响因子,分别根据灰色关联度法、熵值法和二项系数法得出各自权重值,然后采用优化组合赋权法推算出各影响因子的组合权重值。在此基础上建立危险性评价数学模型,计算出各沟危险度,结果显示与泥石流的现状和发展趋势相吻合。     

长江上游卵石推移质数量的计算

这里所说的长江上游,指的是长江宜宾一宜昌段;并把平均粒径大于10.0毫米的泥沙称为卵石推移质。我国西南地区的大部分河流(长江上游是其中之一)屈山区河流。卵石推移质问题在这些河流中十分突出,造成水库、渠道、航道与港口的淤积,危及山区河流的开发、利用与建设。 目前计算卵石推移质数量,主要采用三种方法:1.计算法 这就是根据卵石推移质运动规律,建立计算公式。由于长江上游推移质的粒配悬殊(如长江宜宾的卵石最大粒     

黄河下游河槽横断面调整规律及治理方式探讨

通过对影响河槽挟沙能力诸因素的分析,作者认为目前黄河下游只有河槽形态是一个人为可调节的控制河道淤积的要素。分析黄河下游河道横剖面形态的特征及其调整规律,考虑来沙组成变化、河槽综合阻力变化,计算得到黄河下游典型断面的实际挟沙能力及平均水沙条件下河槽平衡输沙横剖面,经与实际断面形态对比,得出必须以多级河槽方式缩窄7000m³/s流量以下即中、小水期的河槽,方能显着减少黄河下游河槽中的淤积的结论。这样才能真正实现潘季驯的“束水攻沙”的治黄方略。     

爆破地震效应对坡体稳定性的影响

天然边坡在开挖过程中,由于爆破动力作用破坏了原岩的完整性,造成边坡岩体发生局部或整体层裂而形成边坡岩体松动带,使岩体的自稳能力降低(边坡抗滑力减小),甚至可能导致路堑滑坡或坍塌.而目前在边坡设计中没有考虑由于开挖爆破地震效应对边坡稳定性的影响,从而造成个别边坡在开挖过程中或施工完成后产生滑动.通过现场爆破地震效应试验,根据应力波在岩体中的传播规律和运动规律,得出岩体内质点振动加速度和不同部位岩体平均加速度对边坡稳定性的影响效果,给出了水平和垂直方向振动加速度作用下边坡安全系数的计算公式,并通过了实例验证,从而为边坡稳定性设计提供了有力依据.     

基于地下水野外弥散实验的盘锦滨海湿地水动力弥散参数

为了获取盘锦滨海湿地实际的水动力弥散参数,设计了地下水野外弥散实验。在实验中,选取对水环境安全、不易被吸附、易于检测的氯化钠作为示踪剂,设计了投源孔、观测孔和抽水孔3孔组合,进行由抽水孔抽水形成人工流场的野外弥散实验。利用该实验的观测数据,采用一维流场、二维弥散的水动力弥散模型,计算得出了水动力弥散系数。结果表明,纵向弥散度aL=1.21 m,横向弥散度aT=0.03 m,当地下水实际平均流速u=6.82 m/d时,纵向弥散系数DL=8.25 m2/d,横向弥散系数DT=0.18 m2/d;实验区以砂质地层为主,氯离子本底浓度较高(1.79 g/L),多孔介质对示踪剂氯离子的吸附作用较弱。盘锦滨海湿地天然水文地质条件对实验过程与结果的干扰和影响作用较小。该野外弥散实验获得的水动力弥散参数可以作为盘锦滨海湿地有关地下水与环境研究方面的参考。     

汶川地震后四川安县甘沟培溃泥石流及其对策

汶川地震诱发的大量崩塌和滑坡不仅直接为泥石流活动提供松散固体物质,还可能造成沟道堵塞.沟道内的堵塞坝虽然不像主河道上的堰寒湖那样造成大范围灾害,但溃央后却会引发大规模泥石流,给人民生命财产和基础设施等造成严重危害.以四川省安县高川乡甘沟为例,说明其造成泥石流的危害特征及防治对策.通过对甘沟自然环境背景条件的分析,发现甘沟具备泥石流暴发的地形地貌和降水条件;流域内地震诱发的崩滑体不仅为泥石流的形成提供丰富的松散固体物质,还造成沟道堵塞,形成堵溃型泥石流.甘沟已建的排导槽存在过流能力不够、槽底和侧墙已基本被破坏、弯道处未考虑超高、沟内未布置拦挡工程等问题.目前沟内由于松散固体物质充足,在一定的降水条件下,仍会再次暴发泥石流.针对甘沟的具体情况,提出了修建拦挡、重建排导槽并结合预警预报措施的防治对策,并对重建排导槽的过流断面进行了优化设计.     

交错齿槛槽排导粘性泥石流的试验

排导槽是一种结构简单、效果明显、用途广泛的泥石流防治措施,在总结东川槽、V型槽等现有排导槽槽型优缺点的基础上,结合一种新槽型——交错齿槛型泥石流排导槽展开试验研究。提出排导槽排导指数概念,即直接反应排导槽排泄能力的参数。利用室内水槽模型试验,通过改变交错槽纵比降、齿槛间距、夹角等参数,得出排导指数与上述参数的关系,试验结果表明:1.与东川槽相比,交错齿槛槽的排导能力有大幅度的提升,最大增幅达74%,表明交错齿槛有较强的挑流排泄能力,能有效解决东川槽等存在的淤积难题;2.不同比降下,交错槽主要设计参数组合存在差异,其中10%与15%比降下,60°齿槛间距为30 cm时,交错槽的排导指数最大,排导能力最强;而12%比降下,60°齿槛间距为40 cm为最优组合;3.小角度齿槛(60°)齿槛挑流排导能力较大角度(80°)更强,更适合坡降较小的排导槽;齿槛角度越大,齿槛的挑流能力有限,阻流作用越明显,对需控制流速及洪峰流量的泥石流,可考虑采用大角度齿槛。     

曲靖盆地地下水固有脆弱性评价

根据地下水在不同岩类中贮存形式、运移条件的不同及水动力特征的差异，曲靖盆地地下水分为孔隙水、裂隙水及岩溶水三大类型，盆地及其周缘有6个主要水文地质单元。采用美国EPA地下水脆弱性评价方法DRASTIC，根据水文地质实际调查及已有的曲靖盆地水文、地质等资料对该盆地地下水进行固有脆弱性评价。得出曲靖盆地地下水脆弱性主要为中等、较高；并圈出了地下水易于污染的高风险区。该结果对曲靖市的土地开发利用和城市规划有借鉴意义。     

泥石流直墙V型排导槽横断面优化设计

排导槽横断面的形状及尺寸是泥石流排导槽设计的重要参数,如何合理选择过流断面的形状和尺寸,使泥石流排导槽具有最佳的排泄能力,目前国内外的研究还比较少涉及.直墙V型断面排导槽是目前泥石流防治工程中广泛采用的横断面形状之一,以其为研究对象,对它的水力条件进行了分析,并对横断面的优化设计进行了探讨.泥石流排导槽的断面形态系数(M)定义为湿周(P)与水力半径(R)之比,直墙v型排导槽水力最佳时相应的断面形态参数M=[8(1 m2v)1/2-4]/mv直墙"V"型排导槽水力条件最佳时的断面形态参数M仅与槽底横坡系数有关.假定在已知泥石流直墙V型排导槽排泄流量Q、槽底纵比降I以及泥石流体颗粒级配特征的条件下,推导出了联合求解最优水力条件下直墙V型槽断面形态尺寸的组合公式,并以大渡河上游左岸的一级支沟把丫沟为例,对该沟的泥石流排导槽横断面进行了优化设计.     

雄安新区府河综合治理工程及效果分析

府河是白洋淀3条常年有水的入淀河流之一,主要承接上游污水处理厂尾水,水质较差且存在一定的淤积,严重威胁白洋淀水质安全。府河综合治理工程通过河道疏通、垃圾清运处置、底泥清淤、生态修复和物联网工程等进行河道的综合生态治理。底泥清淤削减COD 2.47 t和NH₃-N 0.60 t,NH₃-N、TN和TP的释放量分别减少0.69 t/a、8.3 t/a和0.75 t/a;生态修复削减COD 17.30 t/a、NH₃-N 1.38 t/a和TP 0.35 t/a。工程实施后,有效提高了河流水动力条件与水体自净能力,河道生态环境得到明显改善,为类似入淀(湖)河流的治理提供参考。