川藏公路培龙沟路段堆积物的分形特征及其地质意义

川藏公路培龙沟路段有多种不同类型的堆积物。本文应用分形理论,探讨了培龙沟路段泥石流堆积物、冰碛堆积物、冲洪积堆积物以及坡积或者残坡积物的分形特征。通过粒度分析法计算出不同类型堆积物的粒度分维,得到泥石流堆积物分维最大,冰碛堆积物分维较大,坡积或者残坡积堆积物较小,冲积物或者洪积物分维最小的规律。最后系统论述了堆积物粒度分维的地质意义,认为堆积物粒度分维是对堆积物物质组成的复杂性和自组织性、堆积物形成过程和形成时间以及泥石流、冰川、河流和洪水等搬运能力和运动过程的反映和度量。该研究为野外不同类型堆积物的区分、成因、形成过程等研究提供了一种新的方法,具有一定参考价值。     

泥石流堆积物的粒度分布及其分形结构

泥石流堆积物主要由砾石、砂砾、粉粒和粘粒组成,组成泥石流堆积物的颗粒级配变幅很大,从直径大于数十米的巨砾到肉眼难以看见的几微米的胶体微粒均有分布,大小颗粒粒径之比可达106—107。泥石流堆积物颗粒具有明显的自相似性和无标度区间。本文以小江流域多处泥石流堆积物为研究对象,采用图解法全面分析了泥石流堆积物的粒度组成特征,根据分形理论计算了泥石流堆积物颗粒的分维值,对泥石流堆积物的分形特征进行探讨,并与泥石流堆积物粒度特征相联系,发现分维很好的反映了泥石流堆积物颗粒组成及其粒度分布特征。将泥石流堆积物颗粒分维与泥石流的粘性、形成年代等性质相联系,以找出它们彼此之间的关系。     

泥石流堆积物粒度分布特征影响因素分析及分形维数预测

泥石流堆积物作为泥石流发育最终的产物,含有大量与泥石流发生过程和发育特征相关的信息,能够反映泥石流灾害程度和活动强度。研究表明,泥石流堆积物颗粒具有明显的自相似性和无标度区间,运用分形理论,计算泥石流堆积物颗粒分布的分维数。分析分维数与主沟长度、泥砂补给段长度比、主沟平均比降、流域最大相对高差和松散物源量的关系,结果表明分维数与各因素之间存在较强的非线性响应关系。以乌东德库区泥石流实测数据为例,以上述的5个因素作为输入单元,建立了泥石流堆积物分维数支持向量机预测模型,并对分维数进行了预测,其预测结果的最大误差为1.25%,说明预测值与实测值吻合度较高。综合表明支持向量机预测模型能够较好地模拟和泛化数据,是一种行之有效的泥石流堆积物分形维数预测方法,可用于不具备筛析条件的泥石流堆积物粒度分布特征的预测与研究,进而可为研究泥石流的形成机理、类型、危险度和堆积物的形成演化特征及物理力学性质提供一个新思路。     

关家川沟泥石流流体性质研究

泥石流流体性质不仅决定了泥石流的类型,而且是研究泥石流动力学特征、泥石流治理、泥石流危险性评价等方面的基础。通过分析泥石流堆积物颗粒粒度特征和一系列的定量指标可以分析泥石流流体性质。由于后期洪水作用下泥石流堆积物颗粒粒度特征发生了变化,再加上颗粒粒度分析中取样等因素影响使泥石流堆积物颗粒粒度分析结果难以反映泥石流流体性质。因此,泥石流流体性质不能仅仅依据泥石流堆积物颗粒粒度特征来确定,而应采用综合分析研究方法来确定泥石流流体性质。本文以关家川沟为例,采用堆积物颗粒粒度分析与相关定量指标相结合的方法,综合分析研究了关家川沟泥石流流体的性质。该分析研究方法对研究泥石流流体性质具有实际的工程意义。     

北京大西沟北沟泥石流堆积物特征

文章研究了北京市密云县西白莲峪大西沟北沟泥石流的堆积物特征及其演变过程,指出该堆积物是在泥石流及山体崩塌综合作用下形成,具有泥石流堆积物的典型特征。此外,该文还提出必须加强泥石流危险区的制图及沟道治理工程的建设,才能防治泥石流的发生及现存堆积物的复活。     

甘肃省舟曲特大泥石流的遥感影像特征及古泥石流遥感识别的地质意义

2010年舟曲特大泥石流是舟曲地区第四纪以来泥石流最新暴发期内强烈活动的体现,所造成的人员伤亡及财产损失堪称世界泥石流灾害史之最。准确分析该地区泥石流的空间分布规律及预测未来泥石流暴发时间可为泥石流的防灾救灾提供科学的依据,其首要任务就是利用一种先进技术对不同时期的泥石流堆积物的空间分布进行快速、准确的识别。遥感技术具有数据获取量大、空间分辨率高及快速等方面的独特优势,可在舟曲特大泥石流及不同时期古泥石流堆积物识别中发挥重要作用。在高分辨率的航空遥感影像上,舟曲特大泥石流具有明显的光谱特征,可用于准确圈定泥石流灾害的范围;泥石流堆积物在沟谷两侧形成的侧碛堤及在堆积区末端形成的扇形地等形态特征也是识别泥石流的另一个重要标志。舟曲县城东南瓦厂村南及马莲坪村西南白龙江支流沟中的垄岗状堆积物和沟口处的扇形地堆积体在光学遥感影像上具有典型的古泥石流堆积的形态特征,雷达遥感的后向散射系数对比分析和对堆积物剖面的沉积特征分析也证明古泥石流的存在。研究结果表明,通过多期次、多空间分布的现代和古泥石流的对比,不仅可以揭示舟曲地区第四纪以来泥石流发育历史并间接反映地质尺度上气候变化特点,还可为未来泥石流的易发性分析提供数据支撑,因此泥石流堆积物的遥感直接识别具有重要的地质意义。     

甘肃天水地区渭河南岸大砂沟泥石流发育特征

以天水地区渭河南岸大砂沟泥石流沟为研究对象,通过野外地质调查以及历史资料的统计,初步了解该泥石流的形成条件、松散物源的补给条件、活动历史;详细研究了该泥石流的运动特征,并提出了相应的治理措施。结果表明:该泥石流沟上游三面不稳定斜坡体上的堆积物和大砂沟沟道内的松散堆积物为该泥石流的主要物源;通过统计分析,在极端降雨天气条件下计算得到洪峰流量为355. 26 m3/s。该泥石流沟仍存在暴发大规模泥石流的可能性,一旦泥石流发生,将对下游甘谷县城居民的生命财产安全造成严重的威胁。研究成果可为天水地区泥石流的防灾减灾提供科学依据。     

泥石流堆积物中细颗粒含量与渗透系数关系试验研究

泥石流拦砂坝通常建造在沟床堆积物上。泥石流堆积物的渗透性是影响坝底扬压力的关键因素。目前关于土体渗透性的研究主要集中于无黏性粗粒土,对泥石流堆积物这种宽级配土体渗透性的研究比较缺乏。选择北川县泥石流沟床堆积物作为试验材料,通过渗透试验,确定了影响宽级配土渗透性的细颗粒上限粒径;在此基础上,通过试验研究了细颗粒含量与渗透系数的关系。结果表明,泥石流堆积物中粗颗粒仅起骨架作用,细颗粒才是决定其渗透性能的关键;显著影响宽级配土渗透性的细颗粒上限粒径为0.1 mm;细颗粒（<0.1 mm）含量与渗透系数呈负指数关系,并且当细颗粒含量超过20%以后,泥石流堆积土的渗透性趋于稳定。     

西藏拉萨市城关区格布沟泥石流特征及成灾机理研究

格布沟泥石流位于拉萨市城关区蔡公堂乡者郎沟东岸格布沟内,流域面积2.8 km2,主沟道长2.4 km,纵坡降208.33‰.格布沟流域属沟谷堆积特征明显的泥石流,其物源类型主要包括滑坡堆积物源、沟道堆积物源、坡面侵蚀物源3类.通过资料收集、现场调查等手段,查明了格布沟泥石流基本特征、形成条件,计算了泥石流的重度、流速、...     

甘肃文县关家沟泥石流物源条件与治理工程探析

关家沟泥石流沟位于文县县城北部,具有极为丰富的物源条件。通过调查从泥石流的岩土体类型及特征、地质构造、水文地质、新构造运动及地震等方面,对物源条件的地质环境背景进行了总结。其松散固体物质主要有滑坡堆积物、崩塌堆积物、滑塌—坍塌堆积物、沟道冲洪积堆积物及面状堆积物等。固体物质总储量为11 570.1×104m3,转化为泥石流组成部分的主要方式包括滑坡、崩塌、滑塌—坍塌直接堆积或堵塞沟道,被水流冲蚀、搬运;滑坡体、崩塌体表层松散物质及沟坡上的面状堆积物在降水面蚀作用下,细粒物质流入沟道,补给泥石流增加了泥石流的黏度;沟道内早期的冲洪积物被泥石流直接搬运、冲蚀,构成泥石流固体松散物质等。通过对物源条件分析,提出了治理工程措施,以期为关家沟泥石流灾害防治提供参考。     

四川省九龙县娃娃沟泥石流运动特征与堵河成灾机制分析

2006年7月16日娃娃沟流域暴发的大规模泥石流,给下游3个电站造成巨大经济损失,是大渡河流域一次典型的灾害性泥石流。分析得出,娃娃沟泥石流重度高、搬运能力强,泥石流固体物质砂、石混杂,粗大砾石含量高;暴发频率低、规模大,流速及峰值流量分别高达10．78m／s及798．5m^3／s;在汇口处,泥石流堆积物堵塞河道是引起下游电站受灾的重要原因,高重度、粗颗粒、大流量的组合是此次泥石流堵江的重要原因。堵河判别计算结果显示在发生百年一遇泥石流时,该断面均有发生堵河的可能。娃娃沟泥石流表明：①在大渡河支流的泥石流沟周边的中小电站极有可能在泥石流暴发时受到破坏。因此,电站建设过程中应加强对周边泥石流沟的防灾减灾工作;②虽然娃娃沟流域植被良好,但仍然发生了大规模泥石流。表明植被不能完全避免泥石流的发生,对于此类泥石流沟不能疏忽大意。     

深水砂质碎屑流沉积:概念、沉积过程与沉积特征

在总结国内外相关文献的基础上,对砂质碎屑流的相关概念、沉积动力学过程及沉积特征进行系统梳理,并对争议问题进行了讨论。砂质碎屑流是一种富砂质具塑性流变性质的宾汉塑性流体,代表一个从黏性至非黏性碎屑流连续系列,具有中—高碎屑浓度(体积浓度25%～95%)、较低的泥质含量(体积浓度可低至0. 5%)、湍流不发育。其沉积物以块状砂岩、含碎屑逆粒序砂岩沉积为代表,局部可见滑动剪切构造和液化漩涡构造。砂质碎屑流的形成多经历滑动→滑塌→砂质碎屑流→浊流的有序演化过程;滑水作用和基底剪切润湿作用是克服砂质碎屑流与基底剪切摩擦拖拽的重要机制,流体强度则是克服上覆环境水体混入稀释的重要原因;砂质碎屑流头部和边部优先固结沉积,进而控制流体整体沉降。砂质碎屑流是形成深水块状砂岩的主要原因之一,砂质碎屑流在相对低流体效率的深水重力流沉积环境广泛发育。     

汶川震区典型泥石流动态演变特征研究——以绵竹市走马岭泥石流为例

汶川地震后,流域内产生大量松散物源,使走马岭沟由一季节性冲沟演变为一条潜在泥石流沟,在地震后的3个汛期内发生多次泥石流,并造成灾害,其中以2008-9-24泥石流和2010-8-13泥石流最为严重。本文利用3期遥感影像并结合野外调查,对走马岭沟泥石流的形成条件进行了论述,对比分析了走马岭泥石流沟2008年、2009年、2010年3个汛期后流域的动态变化特征,主要表现为:(1)在不同降雨强度下,走马岭泥石流具有复合型物源区启动方式,并先从局部性支沟发生泥石流,进而演变为整个流域全面暴发泥石流。(2)经历了2008年、2009年、2010年3个雨季后,走马岭流域物源储量及物源供给形式发生变化,其中崩塌规模增加了1.87%; 滑坡增加了25.35%; 沟道及坡面松散堆积减少了67.47%,减少部分大部分转化为泥石流沟道堆积物。(3)不同降雨强度下,走马岭泥石流堆积区范围边界变化明显,且不同堆积扇间存在叠加关系; 结合走马岭"9·24"堆积扇范围和"8·13"堆积扇前缘堆积痕迹及影像特征,推测出走马岭"8·13"堆积扇堆积面积约8.76×104m2。最后对泥石流成因机理及发展趋势进行了初步分析。结果显示,走马岭为一高频泥石流沟,仍具备形成大规模泥石流的条件。     

Debris flow erosion and deposition in Jiangjia Gully, Yunnan, China

The erosion and deposition of debris flows at Jiangjia Gully in Dongchuan section of Yunnan province, southwestern China, was surveyed at 12 cross sections from 1999 to 2003. Deposition occurred in most sections because of the low debris-flow magnitude. The result was an increase in their elevations except for two sections at D17 and D19, where the channel was diverted in September 1999. As the annual sediment discharge of debris flow increased, the deposited volume decreased in the upper channel and increased in the lower channel. In each debris flow event, the erosion or deposition at the upper and the lower channel were different, but the eroded/deposited volume and the trend of erosion or deposition were similar between the neighboring sections. The average elevation change of all cross sections between consecutive surveys can reasonably represent the debris flow influence on the channel. Its relationship with the total sediment discharge between two surveys follows a three-stage pattern: when debris flow magnitude is small, deposition in the channel increases with the magnitude. When the magnitude reaches a certain level, the deposition begins to decrease and eventually erosion takes place. In three typical cross sections which had similar channel width, the debris flow showed a clear trend that the deposited volume decreased, while the eroded volume increased as the discharge of debris flow sediments increased.     

低频泥石流特征及防治 --以四川汶川县茶园沟为例

低频泥石流指30a以上发生1次的泥石流。尽管发生频率很低，但由于自身的特征及人们认识上的原因，其造l戒的人员伤亡和财产损失却居各类泥石流之首。对低频泥石流的研究在预防和减轻泥石流灾害方面有着重要意义。文章以2003年8月9日发生在四川汶川县茶园沟的泥石流为蒯，采用形态调查法和称重法等方法确定了流量、流速及重度。分析了其物质来源及形成的自然和人为原因，探讨了低频泥石流的特征。针对低频泥石流的低频性、破坏性和隐蔽性特点，同时考虑到低频泥石流沟的防治受保护对象的重要程度及资金投入等因素的限制，提出了进行泥石流危险性分区、搞好小流域水土深持、普及泥石流防灾减灾知识及加强监测和预警预报等措施，这对减轻低频泥石流区的灾害有一定的借鉴意义。     

A landslide dam breach induced debris flow – a case study on downstream hazard areas delineation

A catastrophic landslide dam breach induced debris flow initiated in Da-Cu-Keng stream, Ruifang town, when typhoon Xangsane hit Taiwan on November 1, 2000. Different available methodologies were used to model the natural dam breach induced debris flow and using field topography the hazard zones affected by debris mixtures were delineated. The numerical finite element or finite difference method is time consuming for the simulation of debris flow inundation areas and hence a rules-based GIS (Geographic Information System) analysis is proposed in this study. The model emphasizes the downstream inundated fan-shaped areas covered by debris mixtures through the overflow point. Topography and gradient are assumed to dominate the debris masses deposition mechanism in the GIS analysis. The approach considers the parameters effects, such as the runout distance, the debris masses magnitude and the inundated areas. The results of this study reveal that the GIS process using the rule-based approach speeds up the processing of delineating the hazard zones and assessment, which can be applied to early-warning and preliminary inundation hazardous mapping.     

低频泥石流特征及其预测初步探讨

同高频泥石流相比,低频泥石流更具有潜在危害性。近年来,低频泥石流的暴发给我国山区人们的生命财产安全、经济发展和社会进步以及山区生态环境带来了极大的影响。本文通过对低频泥石流沟实地考察以及对近年来我国暴发的约30例典型低频泥石流资料进行搜集整理,从其隐蔽性、活动性、规模和破坏性以及灾情等方面探讨了低频泥石流的特征;以茶园沟为例,采用灰色灾变预测方法,建立灰色灾变预测模型对其进行预测,经检验预测结果与实际发生年份一致,并且预测出2042年或2043年前后以及2095年或2096年前后茶园沟发生大规模泥石流的可能性较大;最后,针对低频泥石流的特征,提出了相应的防治建议。     

Visualized localization and tracking of debris flow movement based on infrasound monitoring

During the initiation and movement of debris flow, low frequency infrasound is generated and emitted with characteristics such as strong penetration, low attenuation, and a high propagation speed that is faster than the debris flow. Monitoring infrasound has been used in debris flow detection and early warning systems; however, although the current infrasound-based warning system of debris flow can provide an alarm when debris flow occurs, it cannot locate and track the movement of debris flow in real time, and cannot determine the arrival time of debris flow to its potential victims. Thus, the potential applications of low frequency infrasound in debris flow disaster prevention and reduction have not yet been fully explored. In this study, we constructed an optimal triangular monitoring array based on factors such as the terrain of the monitoring area and characteristics of infrasound propagation. Combined with the time-delay estimation method, we determined and established an acoustic source localization model based on the time difference of arrival. Furthermore, with the help of a GIS platform, a visualized localization and tracking system for debris flow movement was developed to achieve real-time monitoring of debris flow. The performance of the system on acoustic source localization was validated using a simulation test and long-term field monitoring of debris flow at Jiangjia gully in Dongchuan, Yunnan province, China. Both the simulation and field test results showed that the system has high localization accuracy and strong real-time response. The results of the monitoring system could provide more accurate warning information of debris flow to local government and residents, allowing them to take appropriate mitigation measures well in advance to reduce the loss of life and property caused by debris flows.     

贵州紫云羊场石炭—二叠纪之交的重力流沉积及其意义

<正> 贵州南部上石炭—下二叠统地层发育,沉积连续,各门类化石丰富,是石炭—二叠系界线地层研究的重点地区。各门类古生物由于生态的差异,通常不在一个剖面上共生,特别是和牙形刺在各剖面上成互为消长关系。在台地浅水区,相当丰富而牙形刺罕见;在盆地深水区,牙形刺丰富,但无原地生活的,所产的少量也为重力流带入;在水体较