Comparison of Two Empirical Models for Gully-Specific Debris Flow Hazard Assessment in Xiaojiang Valley of Southwestern China

Two sets of empirical models for debris flow hazard assessment on gully-specific scale are presented herein, which may be the first step toward developing a formalized procedure for debris flow hazard assessment. Emphasis is put on comparison of the two models between Multiple Factor Composite Assessment Model (MFCAM) and Multivariate Stepwise Regression Assessment Model (MSRAM). From the aspects of data acquisition and model construct, this paper shows the advantages and limitations of two models. From the assessment results, two models are still of uncertainty. Fundamental researches of debris flow hazard, especially the relationship between debris flow magnitude and its frequency of occurrence should be given a priority in future study.     

On the Use of Seismic Detectors as Monitoring and Warning Systems for Debris Flows

Debris flows constitute a major threat forseveral urban settlements located on the fans ofmountain catchments and for other infrastructures thatinteract with these fans, particularly highways andmotorways. Often structural measures such as theconstruction and maintenance of deposition basins,check dams, channel linings are both too expensive andnot capable of completely guaranteeing the safety forinhabitants of villages and users of infrastructuresaffected by debris flows. Therefore the search offunctional, reliable and possibly not expensivewarning systems should be pursued to increase theavailable tools to face this often devastating kind ofphenomenon. In this paper the use of seismic detectorsfor the determination of a debris flow occurrence ina torrent before its arrival on the fan will bediscussed, together with their potential use asmonitoring and warning systems. In 1995 a set of fourseismic detectors was placed at a distance of aboutone hundred meters from each other along a straightchannel reach of a debris flow prone torrent locatedon the Eastern Italian Alps. The purpose, in a firstphase of the research, was mainly to verify whichinformation could be obtained through this type ofdevice on the occasion of a debris flow occurrence. On5 July 1995, 22 June and 8 July 1996 three debrisflows were recorded by this seismic network: the datathat have been collected will be presented andconveniently processed for their interpretation. Theresults that have been obtained show that the passageof a debris flow in a torrent can be clearlyidentified using seismic devices placed at a safedistance from the channel bed and that in some casesa velocity estimation of the flowing mass is alsopossible through the processing of the seismic data.     

甘肃省引洮工程泥石流地质灾害调查现状及防治对策

引洮工程是甘肃省中部地区扶贫开发的重点项目之一, 是以洮河九甸峡水利枢纽工程为水源,重点解决甘肃省中部干旱地区缺水问题。该项目行政区划上涉及卓尼、临洮、渭源、定西、陇西和榆中等6县,工程涉及范围跨西秦岭山地、陇西黄土高原和马衔山—兴隆山山地3大地貌单元,主要地质灾害类型为崩塌、滑坡、泥石流、黄土湿陷等,地质环境条件复杂。本文通过大量的野外观察与现场调查,对评估区主要地质灾害之一泥石流进行了评估,结合供水工程主要为线性工程和泥石流分布特点,将其评估范围向渠道两侧适度扩展,最后提出了相应的灾害防治措施。     

甘肃省泥石流暴雨洪峰流量计算方法探讨

作为泥石流流量计算过程中一个关键的步骤,暴雨洪峰流量计算方法选取的准确与否直接关系到防治工程的经济合理性、技术可行性、安全可靠性等。根据勘查规范,同时结合不同的工程实例,对暴雨洪峰流量计算方法的选取,以及不同方法所得的计算结果进行了分析,对泥石流防治工程勘查设计有借鉴意义。     

某低频泥石流沟堆积物特征研究

低频泥石流是我国分布最广、数量最大、危害性极大的一类泥石流,因其特有的隐蔽性,它所造成的人员伤亡和财产损失均居各类泥石流之首。通过对新疆某水电站坝后一低频泥石流沟堆积物的研究,探讨了该类泥石流的发育特征和研究方法。由于低频泥石流形成周期较长,一般几十年甚至上百年,从而后期的流水、暴雨有足够的时间通过侵蚀、置换作用,在各期泥石流堆积物的顶部形成一个显著的“粗化层”,这为判定泥石流活动的期次、规模、发展趋势提供了重要的依据。     

冰川终碛湖溃决泥石流流量计算

冰川终碛湖溃决泥石流是青藏高原常见的泥石流灾害类型之一, 也是青藏高原地区泥石流防治的重点之一. 在溃决洪水研究的基础上, 结合泥石流本身的特征, 针对瞬间部分溃决的情况, 推导了冰川终碛湖溃决泥石流流量的计算方法. 具体包括冰川终碛湖溃决口泥石流洪峰流量Qdmax=kQmax和距离溃决口一定距离的河道某处泥石流洪峰的最大高度Hdmax=kHHmax. 由于计算方法中涉及泥石流的特征参数, 依据泥石流的特征, 定义了特征参数的含义, 并给出了计算方法k=1 (γd-γw)/(γs-γd), kH=k·kG, kG是与沟道形态有关的参数. 为了检验推导计算方法的合理性和精度, 选定西藏米堆沟冰川终碛湖溃决泥石流作为实例, 进行了验证. 结果表明, 推导计算方法的物理概念清晰, 计算结果与实际调查数据在趋势上吻合.     

基于小流域的地震扰动区降雨型滑坡泥石流危险性评价方法

地震扰动区存在大量震裂松散坡体,在持续或者密集的降雨条件下极易转化为滑坡灾害。同时,滑坡又会给泥石流提供大量松散固体物质,增加泥石流的危险性。因此,在震区,灾害通常以"链"的形式出现,比单一灾种危害性大。为了更有效地对地质灾害危险性进行评价,笔者将滑坡、泥石流作为灾害链,综合地加以分析和研究。选择5·12汶川大地震中受灾严重的都江堰市白沙河流域的17条泥石流沟作为研究区,建立滑坡-泥石流危险性评价耦合模型,研究24 h不同降雨量条件下小流域滑坡泥石流危险性的变化。耦合模型包括了坡体稳定性评价模型,水文模型及以泥石流规模、发生频率、流域面积、主沟长度、流域高差、切割密度、不稳定斜坡比为评价因子的泥石流危险性评价统计模型。研究结果表明:随着降雨量的增大,参与泥石流活动的松散物质方量持续增加,但当24 h降雨量超过200 mm后,泥石流沟的危险度等级不再发生变化;17条泥石流沟中4条为中危险度,12条为高危险度,1条为极高危险度。这说明研究区地质灾害问题相当严峻,在多雨季节存在泥石流群发的可能性,直接威胁到居住在泥石流沟附近的人民群众生命财产安全;因此,对于有直接危害对象的高危险度及其以上的泥石流沟,应该按照高等级设防标准进行工程治理及发布预警报。同时也说明,将滑坡、泥石流作为灾害链研究具必要性和可行性。     

A Comprehensive Approach to the Observation and Prevention of Debris Flows in China

This paper presents a classification of debris flows in China. These are classified into four related types according to their formation factors, material components, fluid properties, and movement patterns. Details of field observations of debris flow in China are also given. Several ways of using the parameters of debris flow are listed as well as their applied results. Some equations are formulated using velocity, discharge, and impact force. In addition, the paper presents a comprehensive approach to the prevention of debris flows.     

泥石流危险性分区及其在泥石流减灾中的应用

泥石流是一种突发性山地灾害,至今尚缺乏准确有效的预报方法。减灾工程也只能对一定规模的泥石流起到防御作用。泥石流危险性分区在泥石流减灾中具有重要作用。以泥石流运动数值模拟为基础,以数值模拟获得的流速和流深等参量为分区指标的危险性分区是泥石流危险性分区研究的重点和发展方向。其中,泥石流危险性动量和动能分区充分反映了泥石流的破坏能力,可以提供更为精确的定量化的分区结果。该类分区方法在城镇等有重要危害对象的泥石流减灾中具有广泛的应用。不仅可以应用于泥石流危险区和安全区的划定、泥石流灾害预估、泥石流临灾预案制定、泥石流抢险救灾方案制定和泥石流灾情评估等,还可以应用到山区土地利用规划、山区城镇建设规划和财产保险评估等领域,并起到防灾和减灾的作用。     

基于数值模拟的耳阳河流域泥石流灾害危险性评价

洮河流域中游位于甘肃省南部,属泥石流高发区。耳阳河是洮河流域中游的一条重要支流,泥石流灾害尤其严重。为研究甘肃省南部小流域泥石流灾害的危险性,以耳阳河流域为研究对象,选取流域内居民相对集中的6条泥石流沟,用FLO-2D模型模拟了2012年5月10日实际降雨条件下的泥石流运动特征和堆积特征,得到了泥石流流量随时间的变化曲线、泥石流流体深度和流速在沟谷不同地段的空间分布,对“5·10”泥石流灾害过程进行了重现。模拟结果表明:泥石流爆发15～30 min后达到洪峰,约3 h后流量逐步回落;泥石流流动速度在流通区快,到沟口迅速下降,固体物质淤积阻塞河道。通过野外现场调查和遥感解译,发现模拟得到的泥石流发生过程、堆积区分布、泥石流影响区与现场调查和访问得到的实际情况基本相符。进而,采用相同的方法和参数,对2.0%和0.2%降水频率下泥石流的堆积范围、深度和流速进行了模拟分析,分别制作了上述工况下的泥石流危险性分区图,圈定了潜在威胁较大的人口聚集区,为耳阳河流域泥石流灾害的预防和治理提供了依据,也为类似泥石流提供了一种危险性分析的技术方法。     

西藏公路建设中的泥石流调查与危险性评价

作者根据大量工程实例及常用方法总结了西藏公路建设中的泥石流调查、评价方法及有关地区性计算公式,对泥石流特征调查的重点主要包括形成条件、运动特征、危害及发展趋势等因素,调查范围一般应以泥石流沟谷(或冲沟)流域范围为界。在实地调查的同时,结合推理计算,方可有效地掌握泥石流的主要特征。泥石流对公路工程的危害性可通过泥石流的活动规模与易发程度定性评价。以上调查方法具有一定的普遍性,可作为今后类似地质环境条件下进行该工作的借鉴。     

波罗水电站库区泥石流发育分布特征研究

金沙江上游波罗水电站库区泥石流较发育,有不同类型泥石流沟130条。泥石流以暴雨沟谷型泥石流为主,多集中发育于岩性相对软弱的千枚岩、岩屑砂岩及板岩的相对宽谷段,多为黏性泥石流。流域内绝大部分泥石流处于衰退或停歇状态,现代活动泥石流规模不大,多发育于植被破坏较严重区域,对当地人民生命安全及波罗水电站水库的淤积等影响不大。     

水力类泥石流起动机理与预报研究进展与方向

水力类泥石流是泥石流的一大类型,一旦暴发可造成巨大的人员伤亡和财产损失,因而其起动机理和预报是泥石流学科的前沿课题。尽管国内外研究在该领域取得了显著进展,但是由于该类泥石流起动机理的复杂性,已有的预报模型和其实用性仍然有相当的差距。概述了水力类泥石流起动与预报的国内外研究进展,提出未来该研究方向的主要研究内容。未来研究内容应该包括从环境地质学、地貌学和水文学角度认识水力类泥石流的起动成因和过程及相应的临界条件;研究以水文学为主线的水力类泥石流的起动机理和模型,并提出水力类泥石流的起动水文参数临界条件;建立以临界流量法和分布式水文模型为理论依据的水力类泥石流的预报途径和方法。该研究对加强水力类泥石流起动机理及预测预报的创新性研究和促进学科发展具有重要的科学价值和实践意义。     

甘肃省泥石流发育特征、成因分析及其危害

甘肃省是我国泥石流地质灾害最为严重的4大省份之一。据统计,全省发育有泥石流沟6 260条,这些泥石流沟大部分集中在东部地区,河西地区较少。泥石流强烈发育的陇南、甘南山区,地势高差多在1 000 m以上,山坡坡度≥30°。区内地质构造复杂,地震活动频繁,广泛分布黄土、泥岩、千枚岩、页岩等软弱易滑岩土体,为泥石流发育提供了必要的地形条件和岩土条件,降雨和地震及人类活动是诱发因素。长期以来,频繁发生的泥石流地质灾害已给甘肃人民的生命财产和工农业生产建设带来了严重威胁和危害,造成约3 715人死亡,直接经济损失几十亿。其中,2010年8月8日,舟曲发生的特大泥石流地质灾害震惊世界,泥石流地质灾害已严重困扰和和制约着甘肃省的国民经济发展和广大人民群众的正常生活。因此,应通过科学规划人类活动,采取必要的工程措施制约泥石流地质灾害的发生,减轻泥石流地质灾害造成的损失。     

舟曲三眼峪泥石流风险评价

以往的泥石流风险评价仅局限于某个单一时点的风险分析,而对泥石流发生前后和治理前后的评价因子变化情况以及由此带来的风险变化则缺少分析和研究。选择舟曲三眼峪泥石流作为研究对象,采用单沟泥石流风险度评价模型,利用现场调查、工程勘查、工程设计等资料,分析“8．8”前、现状情况下和治理后3个不同时点的评价因子变化情况,得到各自的危险度和易损度评价参数;分别对这3个时点的泥石流风险度做了计算,得到各自风险度的大小;最后对评价结果做了讨论,分析了不同时点风险度发生变化的具体原因。     

基于弯道超高计算泥石流流速的探讨

泥石流流速是难以实测和准确推算的重要参数。在分析既有各类弯道超高计算公式的基础上,探讨适用于各类泥石流的弯道超高计算模式,进而改进基于弯道超高的粘性泥石流、稀性泥石流和泥流的流速计算公式,用实例加以验证。     

Comparative Analysis of Risk Assessment of Landslides and Debris Flows of China in 2000 and 2010

Landslides and debris flows occurr in China frequently and cause disastrous losses of life and property. The risk assessment of landslides and debris flows and their spatial variations were comparatively analyzed in this paper, which has great significance for disaster prevention. This article selected 1 km×1 km grid as the assessment unit and with support of GIS technique, analyzed landslide and debris-flow risk distribution and their spatial variations from 2000 to 2010. The research results indicated that the spatial distribution of risk classes in 2000 and 2010 was obviously discrepant. Overall, taking the Heihe-Tengchong population density line as the boundary, the west of the line is mainly low risk area; the east of the line is mainly high risk area. Compared with the risk of 2000, the risk values of 2010 increased, with the high risk area and low risk area enlarged, moderate risk area reduced. The moderate risk area is the most unstable and sensitive risk area, and its risk class variation is significant. However, China is not a region with the high risk of landslide and debris-flow hazard at present. In the following next 10 years, the risk of landslides and debris flows in China will continue to increase.     

汶川震区暴雨泥石流激发雨型特征

汶川地震后暴雨诱发的泥石流不断增加,通过收集整理降雨资料,分析汶川震区不同地域泥石流暴发的激发雨强及前期有效累计降雨量变化过程,揭示震区暴雨泥石流的激发雨型特征,为暴雨泥石流的预报提供科学依据。研究结果表明,汶川震区的暴雨泥石流激发雨型可分为短期突然降雨型、中期持续降雨型和长期间断降雨型3种类型,主要表现为引发泥石流的激发雨强及前期有效累计降雨量的不同。暴雨泥石流的形成机制体现为降雨导致流域内松散土体渗透、饱和及侵蚀移动的过程。激发雨型与激发雨强及前期有效累计降雨量存在相关关系,短期突然降雨型的激发雨强最大,前期有效累计降雨量最少;中期持续降雨型的激发雨强居中,前期有效累计降雨量最多;长期间断降雨型的激发雨强最小,前期有效累计降雨量居中。对四川茂县叠溪镇新磨村突发山体高位垮塌碎屑流进行验证,初步判定是由长期间断降雨型引发岩体抗剪强度降低而引起的。对不同激发雨型特征的研究能够为汶川震区泥石流监测预警提供科学依据。     

基于投影寻踪与可拓学方法的泥石流危险度评价

泥石流危险度评价是地质灾害评估与治理的一项重要内容。选取金沙江流域典型泥石流影响因子指标值作为原始数据,基于投影寻踪法与可拓学相结合的方法建立危险度评价模型,根据原始数据的结构特征搜索出最符合实际情况的投影方式,从而映射出最客观的综合数据特征值。并通过可拓学理论解决泥石流体系的模糊性、不确定性与泥石流危险度评价的客观性、确定性之间的矛盾,将评价因子与评价标准之间的从属关系拓展到因子与标准之间的距离,从而定量化地描述出研究区泥石流危险度的特征。     

聂拉木县冲堆普2002年泥石流成因分析及防治对策

聂拉木县冲堆普于2002年5月23日和6月29日先后两次暴发了大规模泥石流灾害,导致下游的水电站、中尼公路、农牧业生产、通讯设施等遭受严重破坏,总共损失约750余万元,给地方社会经济造成了严重的影响.通过对上游的考察和气象资料分析,查清了灾害的形成原因是冲堆普上游冰川融水和嘉龙湖局部溃决所诱发.这是一种多因子共同作用的新型泥石流类型,不同于以往的冰川融水型泥石流和冰湖溃决型泥石流.针对泥石流的危害,提出了防治措施,包括软性措施和硬性措施.