火后泥石流形成过程的物源启动模式研究

火后泥石流是火烧迹地最为严重的次生地质灾害,相对于传统泥石流和震后泥石流,其物源启动模式及致灾机理呈现出特殊性。通过对四川省乡城县仁额拥沟火烧迹地沟道不同时间尺度下的累积侵蚀量统计分析,将火烧迹地物源启动分为3个阶段:坡面侵蚀阶段、高含沙水流沟道侵蚀阶段和泥石流沟道刨蚀阶段,其中面蚀到沟蚀转变所需的汇流面积与斜坡倾斜度和火烈度呈负相关,高含沙水流转变为泥石流后常常造成沟道侵蚀率的激增;火烧后2 a的坡面侵蚀量相当于火烧前10~30 a的侵蚀总量,且主要发生在中度及严重火烧区;火烧区的滑坡发育率远高于未火烧区,但未发现火烈度对滑坡体积有明显影响,其主要受临空面高度影响,并呈幂函数正相关,滑坡物源启动模式为坡脚切坡触发的逐级牵引后退式补给。     

基于机载LiDAR技术的泥石流物源侵蚀量定量评价研究

泥石流物源是形成泥石流的三大基本条件之一，物源侵蚀堆积变化量则是衡量泥石流规模和频率的重要指标，然而目前采用常规技术手段仍难以实现对物源侵蚀堆积变化的定量研究。针对这一问题，本文以西昌市邛海水厂后山冲沟泥石流为例，采用机载LiDAR技术建立了该流域雨季前后的高精度数字高程模型(DEM)，并基于此开展了泥石流物源侵蚀量定量评价研究。结果表明：邛海水厂后山冲沟流域总体过火面积达65%，流域内主要发育坡面堆积物源、崩滑堆积物源以及沟道堆积物源；两期次高精度DEM数据差分叠加可实现泥石流物源侵蚀量的估算，该沟雨季前后泥石流物源侵蚀减少量为12 209 m³，物源侵蚀变化呈分布区域广、数量多、散状发育的特点；泥石流物源的启动以坡面堆积物源侵蚀为主，侵蚀厚度多在0.5 m以内；邛海水厂后山冲沟泥石流在今后一段时间内将以高频泥石流为主。     

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。     

九寨沟震区泥石流物源特征研究

基于九寨沟震区泥石流相关资料及现场调查,分析得出震区泥石流物源类型主要有崩滑型物源、沟道冲刷型物源、坡面侵蚀型物源,根据九寨沟震区泥石流物源启动与补给方式建立震后九寨沟震区泥石流物源启动模式.选取震区29处泥石流为样本,对九寨沟震区泥石流动储量及物源总量进行相关性统计分析,得出九寨沟震区泥石流动储量及物源总量比例关系统...     

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。     

白龙江中上游泥石流形成条件与成灾模式探讨

白龙江中上游泥石流发育极为严重,危害、威胁巨大,研究该区泥石流的成灾模式和致灾模式对泥石流灾害防治、国土空间规划、生态文明建设具有重要的科学意义和实践指导价值。文中在分析白龙江流域中上游241条泥石流形成条件的基础上,对泥石流的成灾模式、致灾模式及泥石流防治进行了分析。研究结果表明：（1）泥石流受地形地貌影响显著,高差大于1 000 m占总数74.3%,主沟沟床纵比降>200‰占总数93.4%;(2)众多滑坡体物源沿着坪定-化马断裂带呈条带状分布,泥石流物源主要来源于千枚岩、变质砂岩、残坡积层、黄土等软弱地层的崩塌、滑坡体,物源分布与下伏基岩坡向关系不大;（3）该区泥石流按地貌特征分主要有沟谷型泥石流（占总数69.7%）、坡面型泥石流（占总数30.3%）,基于固体物质补给方式划分泥石流成灾模式主要有重力侵蚀补给型（占总数71%）、坡面侵蚀冲蚀补给型（占总数10%）、沟床侵蚀补给型（占总数19%）;(4)泥石流主要的致灾模式为溃决-冲毁、冲积-淤埋、爬高-堆积、侵蚀-坍塌、淤埋-掩埋、堰塞-次生灾害;（5）重力侵蚀补给型泥石流重点防治沟内重大灾害体,坡面侵蚀冲蚀补给型泥石流防治以拦...     

流域产沙模型的研究

由坡面泥沙颗粒的动力平衡条件,推导出坡面上细颗粒泥沙的起动切应力,由坡面径流的剩余输沙能力,导得坡面径流的侵蚀量计算公式,与文献[4]的雨滴溅蚀量计算公式一起,构成了概念清楚、过程明确、结构完整的流域产沙模型。产沙量取决于水流挟沙能力与可供沙量的对比关系,若水流挟沙能力小于供沙量,则产沙量等于水流挟沙能力;反之,水流将进一步冲刷表土,形成径流侵蚀,产沙量就等于供沙量与径流侵蚀量之和。据此,可计算出坡面和流域产沙量。模型在岔巴沟流域上应用,结果令人满意。     

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、...     

雅砻江上田镇沟泥石流特征及危险性研究

上田镇沟位于卡拉水电站坝址下游,地形坡度陡峻,高差大,汇水条件好,沟内固体松散物源丰富,容易引发泥石流。现场勘查将其物源条件概括为四类：沟床堆积物源、沟道两侧崩滑堆积物源、坡面侵蚀物源、人工弃渣物源。分析该区泥石流的形成条件和流体动力学参数,对泥石流的发展趋势和危险性进行预测和评价。结果表明,泥石流形成条件充分,处于发展期,危险性中等。研究成果为卡拉水电站建设中泥石流的防治工程提供依据。     

堆龙德庆区比西沟泥石流特征及成因机制分析

堆龙德庆区比西沟于2019年7月10日暴发泥石流,造成沟口某部队、驾校和公路等被损毁。通过调查发现比西沟具有沟域面积大,主沟纵坡降大的有利地形条件和极端降雨条件;沟域内物源丰富,包括滑塌堆积物源、沟道堆积物源、坡面侵蚀物源,松散物静储量约152.52×10~4m~3,可参与泥石流运动的动储量为11.64×10~4m~3。比西沟再一次爆发泥石流的可能性较大,建议尽快采取工程治理防治措施。     

基于分形理论和模型试验的沟道物源动储量评价模型

汶川地震后,大量松散固体物源堆积在沟道中,使沟道泥石流发生的概率激增。准确的计算泥石流沟道物源的动储量一直是泥石流物源统计的难点。文章以七盘沟下游主沟段沟道物源为研究对象,在实地勘查、资料收集的基础上,以室内模型试验为研究手段,引入分形理论将复杂的土体粒度成分用分维值定量描述,研究不同沟道堆积体在不同降雨作用下的侵蚀规律,建立以降雨强度和分维度为双影响因子的动储量评价模型。研究表明:粗粒土不易起动,但在充足的水动力条件下,侵蚀作用会成倍放大;上细下粗土发生泥石流时侵蚀变化和总的侵蚀规模较小,这种粒序分布形式有益于沟道的稳定;上粗下细土与粗粒土的侵蚀现象类似,但发生大规模泥石流的降雨阈值低于粗粒土;沟道物源中,侵蚀作用效应的排序为:溯源侵蚀>下切侵蚀>侧缘侵蚀>潜蚀;文章所拟合的公式适用于宽缓型沟道泥石流,对于窄陡型沟道泥石流存在一定的局限性。     

北京房山典型泥石流物源特征及防治建议

本文针对房山区典型泥石流沟主要物源类型进行分析讨论,崩滑堆积物源、坡面物源以及沟床堆积物源是本区泥石流物源的主要类型。崩滑堆积物源及坡面物源参与泥石流活动的量占其总量相对较少,沟床堆积物源相对较大,并且多为泥石流沟的主要物源。区内佛子庄乡北窖沟泥石流沟床堆积物分析显示,沟道冲淤特征表现出以冲为主的特点,沟床物质是参与泥石流活动的重要物源。并依据北窖沟泥石流物源特点,提出针对性的泥石流防治建议。     

堆龙德庆区德庆镇邱桑寺泥石流特征及成因

堆龙德庆区德庆镇邱桑寺泥石流在2019年7月2日暴发,造成寺庙围墙垮塌、已有稳拦工程被冲毁、公路被掩埋.通过调查发现邱桑寺泥石流沟域面积不大,主沟纵坡降大,沟域物源丰富,包括滑塌堆积物源、沟道堆积物源、坡面侵蚀物源和人工弃渣物源,松散物静储量约57.66×104m3,动储量约10.51×104m3.近年暴雨天气多发,邱...     

坡面泥石流降雨预报模型

中国东部地区的地质灾害多以坡面泥石流的形式发生,预测预报坡面泥石流的发生对于开展防灾减灾具有重要意义。地形、地质和降雨三大条件是影响坡面泥石流发生的主要条件。通过选择同样地质条件和基本相同降雨条件的区域,研究影响坡面泥石流发生的地形条件,并得出可以用于坡面泥石流预报的坡面泥石流地形条件。结果表明:地形条件由坡面坡度因子、泥石流上部因子、泥石流侧面因子和临空面因子组成;较大的地形条件T对应较大的泥石流发生可能性;降雨条件由泥石流发生前的降雨量与1 h降雨量组成;得出了由地形条件T和降雨条件R组成的坡面泥石流预报条件P,P值越大,坡面泥石流发生的可能性越大。预报条件P可以预报坡面泥石流的发生。     

堆龙德庆区比西沟泥石流特征及成因机制分析

堆龙德庆区比西沟于2019年7月10日暴发泥石流,造成沟口某部队、驾校和公路等被损毁。通过调查发现比西沟具有沟域面积大,主沟纵坡降大的有利地形条件和极端降雨条件;沟域内物源丰富,包括滑塌堆积物源、沟道堆积物源、坡面侵蚀物源,松散物静储量约152.52×10⁴m4m³,可参与泥石流运动的动储量为11.64×103,可参与泥石流运动的动储量为11.64×10⁴m4m³。比西沟再一次爆发泥石流的可能性较大,建议尽快采取工程治理防治措施。     

利用REE示踪法研究坡面侵蚀过程

次降雨条件下坡面侵蚀形态的演变过程和细沟的发生发展过程是土壤侵蚀规律研究中的重点和难点。利用REE示踪法,采取沿坡面垂直分层布设的新的试验方法,通过室内模拟降雨试验,对坡面侵蚀演变过程进行了探索性研究。结果表明:降雨初期坡面侵蚀以面蚀为主,细沟出现后,坡面侵蚀加剧;随着降雨时间的延续,累积面蚀量和细沟侵蚀量逐渐增加,但后者的增加速率大于前者,面蚀占总侵蚀量的比率随降雨时间呈曲线形式逐渐递减,细沟侵蚀则逐渐增加;试验结束时细沟侵蚀量为面蚀量的2～4倍。本研究为定量区分和研究坡面侵蚀过程中面蚀和细沟侵蚀量,面蚀向细沟侵蚀的转变以及细沟侵蚀发生、发育提供了新的思路和解决途径。     

甘肃肃南县长达坂沟泥石流成灾机理和防治措施建议

长达坂沟"7·4"泥石流危害巨大。结合沟道发育特征和泥石流堆积形态,分析了以滑坡、崩塌和坡面风化侵蚀为泥石流潜在物源的转化特征,探讨了"7·4"泥石流的径流过程和成灾机理,并对其发展趋势进行了预测。认为长达坂沟泥石流目前处于发展壮大期,沟道物源的转化具波浪形缓急过程,排导沟渠坡降比和过流断面的变化是影响阵流运动形态的关键,也是长达坂沟泥石流成灾的主要控制因素。最后,针对"7·4"泥石流发育特征和成灾模式,探讨了"柔性桩板墙高坝拦挡+顺直排导"的工程措施在长达坂沟泥石流防治中的应用可行性。     

黄河中游岩土侵蚀问题及防治对策探讨

黄河中游出露地层岩性主要有古生界奥陶系碳酸盐岩、石炭系和二叠系碎屑岩;中生界三叠系砂泥岩、侏罗系砂泥岩和白垩系砂泥岩;新生界古近系砂泥岩、新近系(原为第三系)红土及第四系风积黄土和现代风积沙。第四系黄土厚度大,结构松散,遇水易解体,具湿陷性,是黄河中游粗泥砂的主要物源;第四系风积沙分布于黄河中游北部,亦是黄河中游粗泥砂的主要物源。岩土侵蚀类型有五:一是风力侵蚀—风沙侵蚀;二是降雨对谷坡面的面状冲刷—坡面侵蚀;三是地表径流对谷底的侧蚀—沟谷侵蚀;四是滑塌对谷坡坡体的破坏—重力侵蚀;五是潜蚀。并对不同侵蚀类型提出了不同的防治对策。     

坡面侵蚀过程定量研究进展

坡面是土壤侵蚀最基本的地貌单元,定量研究坡面侵蚀能为研究土壤侵蚀规律、确定坡面重点侵蚀部位、建立土壤侵蚀预报模型提供科学依据。总结了溅蚀、片蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀的定量研究进展,简述了土壤侵蚀模型的研究进展,对目前的其它研究方法进行了评述。     

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。