台风暴雨矿渣型泥石流形成机制与动力特征——以兴宁乌石坑沟泥石流为例

受台风“尤特”登陆影响,台风暴雨直接激发兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害,物源巨大,潜在危害极大。笔者等通过现场调绘及室内试验,对本次泥石流的形成机制及动力特征进行研究,旨在为此类泥石流致灾机理及危害性评价提供借鉴。研究表明,其独特的流域地形特点为泥石流形成的基本因素,以沟道堆积物为主的丰富矿渣型物源是基础条件,高强度的台风暴雨是直接激发因素,与矿山开采、矿渣随意堆放等人为因素共同作用扩大了灾害规模。泥石流形成过程与动力特征为前期强降雨—崩滑碎屑流—矿渣型泥石流—台风暴雨—沟道堵塞雍高—溃决、规模放大。     

台风暴雨型矿山泥石流的形成条件及起动模式

台风暴雨是诱发我国东南沿海地区地质灾害的重要因素,2013年8月台风"尤特"在广东省登录,造成广东兴宁市铁山嶂矿区爆发大型泥石流灾害,下游居民的人身和财产安全受到直接威胁。本文通过现场调查和室内外实验,对铁山嶂矿区泥石流的物源组成、沟谷特征、形成条件及起动模式进行了分析研究。研究结果表明,矿山开采形成的弃填土边坡及矿渣的随意堆放为泥石流形成提供了丰富的固体物源基础,强降水为泥石流形成提供了动力条件。在台风暴雨作用下,矿渣型物源受沟道限制发生堵塞溃决,放大了泥石流规模,其起动模式为滑塌—堵塞—溃决型。定期清理淤积在行洪通道的废渣可降低该类泥石流灾害的危险性。     

台风暴雨型泥石流单沟危险度研究

台风暴雨型泥石流分布广泛并常造成重大灾害,有必要对其危险度进行研究。选取温州山区的14处典型台风暴雨型泥石流为研究对象,构建了基于组合因子的单沟泥石流危险度评价模型。选取泥石流规模（M）、泥石流频率（F）、冲沟纵比降（J）、形成区完整系数（C）、台风降雨综合值（E）和地质综合因子（G）来表征泥石流危险程度,并基于信息熵理论获得各组合因子权重值。针对研究区均为低频泥石流的特点,引入麦尔登比率（R值）以间接确定基于不同R值范围的泥石流爆发频率（F）。将评价模型应用于所选的典型沟谷,得到各沟谷泥石流危险度,评价结果符合研究区泥石流沟谷为中、小型低频泥石流的实际情况,并且评价为危险度高的沟谷具备区域上最易形成泥石流的地质地貌条件。     

喜德县波振沟泥石流形成条件及动力特征2

波振沟位于四川省凉山州喜德县境内孙水河左岸,属于川南红层地区典型沟谷型泥石流沟。通过工程地质调查与遥感影像解译,研究了该泥石流形成条件和机理,获取了泥石流动静力学参数。调查研究表明:(1)波振沟流域地貌正处于壮年期发育阶段;(2)泥石流容重1.64g/cm3,属于过渡(偏稀)性泥石流;(3)波振沟流域内还存在大量崩滑体及沟道松散堆积体,松散物源近4×105m3,在强降雨作用下容易启动泥石流,建议加强综合防治。该研究对砂泥岩互层地区泥石流形成机理的认识有一定帮助,对波振沟泥石流防治具有参考价值。     

张门扎沟泥石流特征、形成机制和防治对策分析

本文以张门扎沟泥石流为例,介绍了其形成条件,分析了其基本特征、形成机制,认为沟内泥石流固体物源丰富,具有良好的泥石流发育条件,具有较强的危险性。提出“缝隙坝+拦砂坝+排导槽+桥涵(场镇内)+盖板涵(8#支沟)+沟道整理及清淤”的防治方案,为同类型的泥石流防治工作提供借鉴与参考。     

冰碛补给型泥石流形成机制研究——以贡嘎山东坡小河子沟为例

冰碛补给型泥石流是发育在高海拔冰缘山区的一种特殊灾害地貌过程,以其物源"非粗化层"和不同粒径土体同时启动的特点区别于一般水力类泥石流。冰碛土作为该类泥石流主要的启动物源,具有储量丰富、集中分布、地貌部位高的特点。发育于贡嘎山东坡的小河子沟是典型的高地貌部位冰碛补给型泥石流,其物源汇集过程可分为以下3个阶段:沟道汇集阶段、土体粗化阶段和循环冻融阶段。这类泥石流的启动主要受前期持续降雨加短时强降雨激发,启动后具有放大效应显著、致灾能力强的特点。本文以小河子沟泥石流为例,提出了高地貌部位冰碛补给型泥石流的启动机制,研究成果将在此类泥石流防治及风险控制方面提供理论支撑。     

孔泥巴沟泥石流形成机制及动力学特征分析

孔泥巴沟天然状况下是一条沟谷型泥石流沟,2007年曾暴发过近百年采最大规模的一次泥石流,近两年来近沟口受采矿(大理石)影响,局部山体崩滑较为严重并形成规模近万m3的堰塞湖,加剧了未来该沟泥石流暴发的风险和规模,也使得未来该沟泥石流暴发更具不确定性和独特性针对该沟泥石流的这种特性,本文在全面阐述该沟泥石流发育的基本特征并深刻分析该沟泥石流的形成条件与形成机制的基础上,对未来该沟泥石流的动力学特性进行了有别于传统评价方式的全新方式进行分析,其分析结果为合理评价该沟泥石流对近沟口工程建筑物的影响提供了准确的基础资料.     

川南红层地区泥石流形成过程与动力特征研究——以四川省屏山县牛儿包泥石流为例

红层地区泥石流因受典型的地层岩性及气候条件等影响,发育分布数量较少,探索这类特殊孕灾背景条件下的泥石流成因及特征具有一定的减灾意义。文章以四川省屏山县牛儿包沟泥石流为例,通过对该泥石流沟流域的地形条件、水源条件及物源条件特征分析,探索了红层地区泥石流的成因和特征,综合分析了泥石流的动力特征。研究表明:(1)流域地形高差大,沟道狭窄,沟谷较陡,沟道纵比降较大,为泥石流的形成提供了有利地形条件;(2)流域汇水面积较大,降雨集中短时间内为泥石流的形成提供了充足的水源条件;(3)流域内物源集中,短时间内能为泥石流发生提供充足的物源条件。最后通过泥痕法计算了上一次泥石流发生时的流量,并对计算了不同暴雨频率条件下泥石流的流量,提出了针对性的泥石流防治建议,为牛儿包沟泥石流灾害防治提供了可靠的数据。     

基于抗灾能力的矿渣型泥石流风险评价方法——以小秦岭金矿区为例

考虑到近年来国家对小秦岭金矿区矿山泥石流防治工程投入、山区居民抗灾意识逐步增强等实际情况,从承灾体抗灾能力对风险的减弱作用出发,尝试提出了矿渣型泥石流抗灾能力评价指标及评价方法,并将其运用到泥石流风险评价模型中。抗灾能力评价结果表明,研究区所有支沟的泥石流抗灾指数普遍不高,抵御泥石流风险的能力不强。风险评价结果显示,18条支沟中仅有东桐峪的北沟泥石流风险性高,其余均为中等风险级别。这一结果低于传统泥石流风险评价模型的评价结果,是区域内泥石流沟谷中承灾体主动或被动抵抗泥石流危害能力的体现。     

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。     

高寒山区西藏那曲地区某泥石流发育特征及形成机制分析

工程活动进入高寒高海拔地区,高寒山区泥石流灾害表现出突发性越强、破坏力越大及形成机理越复杂等特点。本文结合西藏那曲地区某泥石流沟形成条件、冲淤以及堆积物特征等方面详细阐述了位于高寒山区泥石流发育特征,详细分析了风化崩解物源的启动过程及泥石流形成机制。研究表明高寒山区泥石流的发育特征及形成机制明显受气候和地形地貌影响,与内地泥石流相比,大多堆积有丰富松散固体物源,地形地貌较为陡峭,水力条件是泥石流形成最重要因素。     

台风暴雨型滑坡降雨阈值曲线研究以福建地区为例

台风暴雨型滑坡具有群发性、规模小、爆发性强的特点,容易造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。本文应用极值理论分析,以极端降雨重现期的极大值作为标准并计算有效的降雨区间,通过统计分析,确定触发暴雨型滑坡的降雨阈值曲线。应用模型对福建地区台风暴雨型滑坡进行了分析,福建省3个灾害高发区为：南平三明地区、泉州地区和宁德地区。南平三明地区降雨阈值较高,但发生的滑坡数量较多,主要以3d的降雨为主;泉州地区小于3d的连续降雨和大于8d的连续降雨是触发该地滑坡的主要降雨区间;宁德地区对短期降雨较为敏感,滑坡主要由1d的降雨引起。比较分析研究表明,台风地区触发滑坡的降雨阈值要高于非台风地区。降雨型滑坡阈值主要受气候,地质和土壤厚度影响,气候因素为主控因素。     

矿区泥石流形成条件的力学分析——以贵州省开阳县洋水河泥石流为例

贵州省开阳地区富含磷矿矿床,是我国少有的特大磷矿区。从1958年开阳磷矿建矿至今,期间由于大量的开采磷矿、爆破岩石、修建道路、建设矿区等,曾经诱发了多次崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害。研究区域内大量矸石、矿渣和山体滑坡、崩塌堆积体等堆积于洋水河流域内,为泥石流暴发提供了大量的物源,强降雨条件下极易暴发大规模的泥石流过程,威胁沿途的矿厂设施和下游县城居民的安全,为此分析该矿区泥石流物源总量、分布情况、分布特征及其稳定情况,分析可能诱发泥石流的降雨强度和降雨时间,为该区泥石流预警预报和泥石流的防治提供一定的参考。     

基于小流域暴雨洪峰理论的泥石流汇流模拟——以马家沟泥石流为例

泥石流是我国主要的地质灾害之一,每年造成的经济损失和人员伤亡巨大。泥石流流量计算对泥石流防治工程的规划设计和灾害评估都是很重要的参数。泥石流流量计算方法虽然较多,但多为单点及峰值计算,不具有过程意义。小流域暴雨洪峰理论即可以对单次暴雨过程清水流量进行模拟,也可以根据以往资料模拟不同频率最大清水流量,并在配方法的基础上对整个汇流过程进行模拟。本次以武都马家沟泥石流为例进行过程模拟,最终结果表明基于该理论的泥石流流量预测具有一定的应用意义,预测结果可以促进泥石流工程防治的开展,对泥石流监测预警和防灾减灾工作具有较强的理论和实践意义。     

西昌市泸山地区典型火后泥石流特征与成因机制研究——以响水沟左岸3#支沟为例

2020年3月30日,四川省凉山州西昌市经久乡发生森林大火,山火燃烧后形成的山火灰和烧焦土体在强降雨作用下极易启动形成泥石流,给西昌市泸山、琼海景区生态环境及当地百姓生命财产安全带来潜在地质灾害风险.以西昌市安哈镇响水沟左岸3#支沟为例,采用野外调查、无人机航拍、地球物理探测、现场及室内实验等手段,对2020年5月1日该沟发生的火后泥石流流体特征、动力学参数及成因机制等开展研究,系统分析了山火及降雨过程对该次火后泥石流形成的影响机制.该成果可为系统认识西昌泸山"3·30"山火地区火后泥石流的运动特征、物源规模、激发雨量及其发展趋势研判提供科学参考.     

川西红层地区泥石流特征研究——以德昌县群英村王家坡沟为例

2022年8月23日德昌县乐跃镇群英村王家坡沟暴发群发性泥石流灾害,导致群英村至太平村的乡道严重堵塞,乡道两侧的耕地及经济作物大面积受毁。为揭示此次群发性泥石流的发育规律,本文结合实地调查和遥感影像对王家坡泥石流的形成机制、动力学特征进行综合研究。研究结果表明：此次泥石流在短历时强降雨情况下,坡面入渗迅速形成地表径流聚集于沟道,水流沿程掏蚀、侧蚀沟道岸坡形成大量的沟道松散固体物质,泥石流规模呈放大趋势冲出沟口形成泥石流灾害。该泥石流沟松散堆积物动储量为1.21×104m3,主要分为沟道物源、崩滑物源、侵蚀物源3种物源类型,其中沟道物源占比最大;最后计算了不同暴雨频率条件下泥石流的流量以及冲击力,为王家坡泥石流灾害防治提供可靠的数据和相应的防治措施。     

四川康定母猪笼沟泥石流形成特征与物源定量计算

母猪笼泥石流的形成条件、受控因素和变化发展趋势在康定地区及周边具有代表性。通过调查,母猪笼沟形成区两岸滑坡体较大,主要为6个滑坡体和3个沼泽淤积土,边坡稳定性较差,在强降雨、饱水以及地震情况下,失稳可能性较大。综合分析,母猪笼沟松散物总储量达268050m3,强活动物源(一次泥石流最大可能提供的物源量)储量达22550m3。从水源、地形、物源补给、人工活动方面上,母猪笼沟泥石流处于活跃阶段,发生泥石流的可能性较大。     

东南沿海台风暴雨型单体斜坡灾害风险评价——以泰顺仕阳北坡为例

在东南沿海地区每年汛期由台风暴雨诱发的坡积层滑坡灾害事故众多,给当地人民生命财产安全造成巨大威胁。斜坡单体风险评价是地质灾害治理与防控的重点、难点。在野外调查、工程地质钻探及岩土体力学测试的基础上,以仕阳镇仕阳北坡为例,结合气象资料分析了不同降雨条件下斜坡的稳定性;采用蒙特卡洛方法计算了斜坡安全系数的统计特性;基于斜坡破坏概率研究了承灾体的易损性,并定量计算了不同降雨条件下建筑物及人员的风险值。结果表明：随着降雨强度的增加,滑坡发生概率随之增加,其风险值也逐渐增加,特大暴雨工况风险最大,其人员风险为94人/年,经济风险为1.41亿元/年。研究结果对东南沿海地区该类滑坡的防治工程有重要的参考意义,可为该类滑坡的防灾减灾决策提供建议。     

舟曲特大山洪泥石流形成机制与治理方法

通过对舟曲三眼峪＂8.8＂特大山洪泥石流灾害的发育条件、形成机制分析及对灾害发展趋势、危险性的评估,探讨舟曲泥石流灾害的防治思路、防治对策以及主要的防治工程措施,并为预防和防治类似泥石流灾害提供经验。     

急陡沟道泥石流起动特征模型试验研究——以汶川县福堂沟为例

急陡沟道泥石流是汶川震区发现的一类特殊泥石流,调查发现其具有物源量大、侵蚀强烈,冲出规模大等特点,是震区地质灾害治理的难点。本文以汶川县典型急陡沟道泥石流福堂沟为原型,分析了其发育条件和特征,并通过模型试验等手段,还原并分析了急陡沟道泥石流起动及形成的过程,以及相应的土体内部参数变化特征。试验显示在20°、25°、30°的坡度和480mL/s、410mL/s、360mL/s的径流量的试验条件下,泥石流分别以不同的方式起动(沟床侵蚀型、滑坡流态化起动型、消防管起动型),同时结合实验过程中土体内部孔隙水压力及体积含水率变化特征的研究,详细还原了相应的泥石流起动全过程。试验数据的分析结果显示,在不同的起动方式下,土体内部的数据变化表现出不同的特征:其中,不同试验条件下的泥石流起动孔隙水压力呈现出规律性差异,即水槽坡度、径流量越大,泥石流所需的起动力越小;此外,坡度越大,土体所需的饱水时间越长,而在相同坡度下,流速越大,预饱水时间越短;研究还发现,泥石流的爆发时间与沟床坡度呈反比,并且径流量越大,泥石流持续时间也越长。基于实验结果,通过相似理论计算得到的泥石流起动流速,与实际情况一致,表明本的...