细颗粒浆体、泥石流浆体对泥石流运动的作用

通过泥石流野外观测资料分析,得出稀性泥石流及粘性泥石流存在颗粒不分选的浆体,并讨论了一般形式的泥石流流速公式,它适用于类似蒋家沟各种类型的泥石流。     

初始含水率对黄土滑坡堰塞坝溃决影响研究

黄土区各类地质灾害伴随着极端降雨频繁发生,然而当前针对黄土滑坡堰塞坝溃决机制的相关研究成果较少,尤其是初始含水率、密实度、来水流量等参数对堰塞坝溃决的影响仍缺乏系统研究,其灾害机理尚不清晰.在影响堰塞坝溃决的众多因素中,初始含水率对黄土滑坡堰塞坝的稳定性有着重要影响,本文基于室内模型试验,初步探究了0％ ～25％含水率...     

泥石流沟道汇流对堆积危险范围影响的数值模拟研究

利用离散元法和图形处理器（GPU）并行计算手段建立泥石流运动堆积模型,以自然界沟道泥石流汇流后运动堆积特征及危险范围作为模拟参照,利用所构建的泥石流流通槽完成沟道泥石流不同交汇角汇流模拟试验和堆积危险范围预测,实现了泥石流沟道汇流的可视化模拟和数值模拟。试验结果表明,可视化模拟能够模拟出自然界中泥石流自流通区运动汇流后产生堆积的运动特征;数值模拟实现了锐角条件下仅考虑单因素即沟道交汇角对泥石流堆积危险范围影响的模拟试验。此外,利用GPU并行计算的优势可用于模拟大规模泥石流汇流现象,模型的可扩展性为泥石流汇流堆积危险范围分析向更为复杂的地理环境模拟奠定基础。     

泥石流造床运动的实验研究

"泥石流铺床现象"常被用来定性地解释黏性泥石流(特指高固相含量)运动的减阻效应.目前,铺床现象对泥石流运动的影响研究仍处于定性阶段,定量化的机理研究非常匮乏.本研究设计了中尺度水槽模型实验,对泥石流铺床作用的动力学过程开展了系统观测.以云南蒋家沟泥石流堆积为材料,配置了40％、50％、55％三种固相浓度对比组;实验观测...     

沙土含水率对起沙临界风速影响

根据重力、凝聚力与拖曳力的力矩平衡关系，推导出起沙临界风速与粒径和沙土含水率的关系，并分析了含水率对起沙临界风速的定量作用     

粘性泥石流沟口回淤实验研究

泥石流在堆积区进行堆积时,常在沟口形成回淤并造成灾害.为了探讨泥石流在沟口回淤的发展过程、影响因素及其预测,开展了4组107次泥石流连续堆积和4组共21次单次堆积实验.实验结果表明,粘性泥石流在沟口回淤的发展过程中,累积回淤长度与泥石流累积总量呈线性正相关,相对累积回淤坡度与泥石流累积总量呈对数负相关,根据相对累积回淤坡度的变化将粘性泥石流沟口回淤的发展过程分为三个阶段;在泥石流总量相同的情况下,回淤长度随泥石流重度增大而呈线性增大,随堆积区坡度增大而呈线性减小,随流通区坡度增大而成对数减小.相对回淤坡度随泥石流重度的增大呈线性减小,随堆积区坡度增大而呈线性增大,随流通区坡度增大而呈线性增大;在泥石流总量不同的情况下,随泥石流总量的增大,其沟口回淤长度随之呈线性增大,而相对回淤坡度随之呈线性减小;在粘性泥石流沟口回淤发展过程及其影响因素分析的基础上,采用多元线性回归的方法,建立了粘性泥石流在连续堆积及单次堆积情况下沟口回淤的经验预测公式.     

“东川型”排导槽结构对泥石流流速影响的实验研究

消能肋槛和排导槽纵比降是控制"东川型"泥石流排导槽内流体运动的两个关键因素.泥石流流速是反映排导槽工程输移力及对排导槽的冲刷淤积破坏的重要参数之一.通过实验,对固定配比的泥石流流体在不同的肋槛组合下的排导槽中的流速进行了研究,结果表明:(1)肋槛间距从40 cm增加至60 cm时,泥石流流速先增加后减少,在间距50 cm时达到最大值;(2)肋槛高度对泥石流流速的影响非常复杂,在不同的肋槛间距和纵比降下表现不同的相关关系;(3)纵比降对排导槽内的泥石流流体基本呈正相关;(4)得到了肋槛间距与肋槛高度之比值N与泥石流流速V之间关系的数学表达式:V=0.0341N+C,其中C为常量.     

泥石流性质和规模对声波特性影响的实验研究

泥石流的声波是泥石流声波预警的重要媒介,声波的特性从一定程度上可以反映泥石流的性质和规模。通过开展容重为1. 3 t·m~(-3)、1. 5 t·m~(-3)、1. 7 t·m~(-3)、2. 0 t·m~(-3)和不同流量(规模)的34次室内泥石流实验,采集了泥石流流速、流量(规模)数据及声波信号,采用短时傅里叶变换(STFT)和滤波器对声波信号进行处理,分析研究了泥石流容重、流量对声波最大振幅、时域频域、声波能量的影响规律。实验表明:声波振幅的高低可反映泥石流规模的大小,泥石流声波最大振幅与流量表现出线性正相关性;泥石流声波最大振幅随容重呈线性增长趋势,拟合函数系数与容重满足线性正相关性,据此可以估算泥石流的峰值流量及规模;不同容重的泥石流声波能量分布频带不同,稀性泥石流的声波能量均匀分布在高(Band3)、中(Band2)、低(Band1)三个频带上,过渡性泥石流的声波能量集中在中、高两个频带上,粘性泥石流的声波能量集中在中、低两个频带上。通过对声波能量分布的分析,可以对泥石流的性质和类型进行判别。     

泥石流输沙及其对山区河道的影响

泥石流能在很短时间内将大量大小混杂的固体物质输入主河,影响主河河床演变,形成灾害。在连续观测资料的基础上,对泥石流输沙的强度、级配和时空分布特征进行了分析。通过实际测量,分析了泥石流在沟道内冲淤特征以及影响泥石流冲淤特征的因素,如泥石流活动规模和局部沟道条件等。通过水槽实验,分析了泥石流与主河交汇的机理,将泥石流入汇主河的模式概括为掺混模式、潜入模式、推进模式和堵河模式,并且从能量角度阐释了汇流区的水沙交汇特征,提出了泥石流堵江的判据。最后,分析了泥石流多发区受泥石流入汇影响,主河河床在平面形态、横断面形态、纵断面形态和河型等方面的变化特征。     

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.     

动床条件下粘性泥石流沟道淤积实验研究

泥石流淤积是危害建筑物的主要方式之一.为了探讨动床条件下泥石流沟道淤积规律,开展了不同泥石流重度、不同沟床物质重度、不同沟道坡度以及不同泥石流总量共4组单次淤积实验和1组不同沟道坡度下的泥石流连续淤积实验.实验结果表明,单次淤积时,泥石流淤积厚度随着沟道坡度的增加而减小,随着泥石流重度的增大而增大,随泥石流总量的增大而增大,受沟床物质重度变化的影响较小;连续淤积时,随着沟道坡度的增加,第2次淤积相对于第1次淤积结果依次表现为完全淤积、冲淤交替以及完全冲刷,且冲刷始于沟道前缘,逐渐向后缘发展.在分析泥石流淤积厚度的影响因素基础上,通过回归分析建立了动床条件下粘性泥石流沟道淤积厚度的经验预测公式:H=0.005x+ (1.63E-11)e(rc)-0.003ln(sinθ) +0.22V-0.02.     

黄土高原西部植物耗水实验研究

针对兰州地区8种常见植物的盆栽试验,比较了其耗水量的变化特征,结果表明：在充分供水条件下,8种植物在试验期间内都能正常生长,植物耗水量从大到小排序为：柽柳＞柠条＞芨芨草＞侧柏＞甘蒙锦鸡儿＞紫穗槐＞红砂＞珍珠;在集雨条件下,植物耗水排序为：芨芨草＞珍珠＞柠条、侧柏、甘蒙锦鸡儿、＞红砂、紫穗槐＞柽柳,但柽柳和紫穗槐在集雨条件下生长出现干枝,生长不好。在雨养条件下,除红砂、甘蒙锦鸡儿、珍珠受到干旱胁迫不明显外,其余植物不同程度上有枯叶出现。紫穗槐死亡,柽柳接近死亡,其他植物耗水排序为：珍珠、芨芨草＞侧柏、甘蒙锦鸡儿、柠条＞红砂。     

乌兰布和沙漠白刺灌丛土壤水分及物理特性的研究

以乌兰布和沙漠流动沙地白刺灌丛土壤为研究对象,在灌丛阴面、阳面垂直方向挖取100cm深土壤剖面,对土壤水分及其土壤物理特性进行研究。结果表明,乌兰布和沙漠白刺灌丛阴阳面土壤水分具有季节性变化。6～9月阳面沙土含水量呈下降趋势（1．10％～0．72％）,而阴面呈上升趋势（1．05％～2．90％）。阳面各土层贮水量0～20cm为1．22～4．66mm、20～60cm为3．90～6．37mm、60～100cm为5．55～7．86mm,而阴面：0～20cm为4．38～4．96mm、20～60cm为16．30～17．08mm、60～100cm为11．44～17．07mm。阳面除表层外,其他各层土壤孔隙度、田间持水量、最大持水量均低于阴面,阳面各层的土壤容重除了表层其它层均高于阴面。     

泥石流多发区引水工程渠首泥砂灾害试验研究——以云南东川团结渠首为例

本文以云南东川团结渠首为研究对象 ,对泥石流多发区引水工程泥沙灾害形成条件进行分析 ,通过渠首型试验研究 ,并结合野外实地踏勘资料综合分析 ,提出了渠首泥沙灾害防治的工程方案和技术措施 ,为工程设计提供可靠的基本参数和依据     

陕西兴平与咸阳人工植被土壤含水量研究

根据兴平和咸阳梧桐林地与杨树林地等土壤含水量测定,研究了0～6m土壤含水量的变化和土壤干层特点与分布。结果显示,兴平与咸阳人工林地从地表到6m深度范围内含水量呈现由高到低再到低的变化;中龄人工林地2～4m深处土壤含水量平均值变化在8．5％～9．5％之间,发育了明显的土壤干层;5龄人工林下2～4m深处土壤含水量平均值为12．2％左右,土层有干化显示,但无干层发育;草地2～4m深处土壤含水量平均值为13．2％左右,含水量明显较人工林地高,无土壤干化的显示。研究表明,土壤干层的形成主要是自然原因造成的,是降水量少决定的重力水带分布深度小引起的。兴平与成阳土壤干层的出现表明黄土高原的土壤干层分布广泛,向南分布已达关中地区。在土壤干层发育较轻的地区可以进行植树造林,在干层发育严重的地区则不适于造林。为防止严重的土壤干层发生,选择生长较缓慢、消耗水分少的树种是必要的,并应减小造林树种植株密度。     

排导结构中泥石流的流动形态

根据能量守恒原理，推导出泥石流在排导槽中的能量方程。根据此方程，可求出泥石流在排导槽中任意横断面的平均流速。对方程涉及的各参数进行了深入的讨论，首次引入泥石流对一般水体的修正系数K。并把该成果应用于平川泥石流的治理。     

蒋家沟高含沙水流泥沙特性与泥石流滩地的改良

蒋家沟流水含沙量极为丰富,浑水期含沙量为23 1～335 1kg/m3。含沙水流泥沙颗粒主要集中在<0 02mm范围内,含量为73 07%～86 58%;微团聚体主要分布在0 02～0 002mm,含量为54 13%～80 08%;泥沙养分除全钾极丰富外,其它养分含量处于缺乏或极缺乏状态。含沙水流泥沙对滩地土壤物理结构、剖面结构、微团聚体数量及组成比例改善作用显著,但对土壤养分改良效果较差。在引浑停淤改良滩地的同时,应增施有机肥,实施配方施肥,改良耕作措施,防止滩地土壤出现板结、瘦地等不良现象。