温州群发性坡面泥石流临界雨量研究

温州地处浙江东南沿海,降雨充沛。台风等极端气候灾害引起的强降雨次数繁多,并可能引发地区周边泥石流等地质灾害。收集相关地区、时段的气象、水文资料,并对研究区降雨数据进行处理,在野外实地调查、遥感解译的基础上,根据研究区地质灾害调查结果,总结群发性坡面泥石流特征,分析其形成的地质环境条件。针对致灾因子降雨量与温州地区群发性泥石流灾害的因果关系,获取坡面泥石流发生周期内的各时段降雨量,并利用相关性分析确定最大1h、3h雨强为研究变量,在二维坐标平面上投影近百个案例点,拟合得出临界雨量方程,并根据泥石流发生与否划分区域计算超越概率和误报概率,得出温州地区泥石流爆发前期雨强满足"两倍关系"的经验结论,寻求解决温州地区实际泥石流地质灾害预警问题的可行性。     

汶川震区暴雨泥石流发生的降雨阈值

搜集了汶川震区暴雨泥石流发生的降雨数据,采用詹氏法和修正法两种雨场分割法对其进行处理,研究了降雨参数（降雨强度、累积雨量和降雨历时）与泥石流发生之间的关系,建立了汶川震区暴雨泥石流发生的降雨阈值模型。结果表明:采用詹氏法和修正法这两种雨场分割方法所获得的降雨参数之间存在差异。两者的累积雨量差异不大,但后者的平均雨强要小于前者,其原因在于修正法改善了詹氏法估计降雨时间过短的缺点,延长了降雨历时。通过分析平均雨强~历时、累积雨量~历时、标准化平均雨强~历时和标准化累积雨量~历时之间的关系,采用单线法建立了汶川震区暴雨泥石流发生的降雨阈值。研究成果在四川省绵竹市清平乡的泥石流灾害事件中进行了应用与验证,结果表明该方法具有合理性和可行性。     

人工降雨条件下冲沟型泥石流起动试验研究

下垫面以位于贡嘎山东坡的熊家沟为模型,开展了不同降雨强度条件下冲沟型泥石流起动的模拟试验,初步研究了冲沟型泥石流的形成机理和演化特征.试验研究表明:(1)在强降雨条件下,水体入渗速度、不同深度土体含水量变化与降雨强度呈反比例关系,降雨强度越大,越不利于水体入渗,而有利于坡面汇流、冲沟径流和下切侵蚀; (2)在强降雨和径流条件下,土体破坏方式、破坏程度以及泥石流形成机理表现出差异性.相对较小雨强降雨条件下,土体破坏方式以滑坡为主,泥石流形成模式表现为滑坡液化与转化起动,雨强较大降雨条件下,土体破坏方式以侵蚀垮塌为主,泥石流形成模式为洪流席卷垮塌体和沟床揭底; (3)起动试验中泥石流阵性特征明显.在强降雨条件下,雨强与泥石流的规模、黏度之间没有正相关性,雨强越大,泥石流黏度越小,试验中多出现的是高含砂洪流,而相对较小雨强作用下由土体液化转化形成的泥石流黏度较大.试验现象和结果与熊家沟泥石流起动、发生过程具有较高的一致性.     

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。     

基于离散元的矿渣泥石流运动过程研究

矿渣具有散粒体的基本特征,在降雨作用下可以启动形成泥石流。为了解矿渣堆积物质启动形成泥石流的过程与降雨强度的关系,利用PFC~(2D)颗粒流软件对该矿渣泥石流进行不同雨强工况下的数值仿真,探究矿渣堆积体演化为泥石流的形态变化,揭示矿渣堆积体作为泥石流物源在降雨作用下颗粒位移和速度的变化规律,总结该矿渣型泥石流启动到暴发过程中颗粒内部力学特征。研究成果对进一步认识矿渣泥石流的启动机制、运移规律以及泥石流防治具有理论及实际意义。     

汶川强震区泥石流起动模型试验分析

强震使大量松散堆积物堆积于高山峡谷内,由于持续降雨的作用,导致泥石流在汶川灾区频繁发生。降雨强度和物源与泥石流的起动有着密切联系,分析雨强和物源与泥石流起动的相关关系,可得不同雨强下,不同物源区泥石流起动的特征。通过对典型泥石流沟（映秀镇烧火坪侧沟,牛莲花心沟）进行野外样品采集,将两条泥石流沟进行对比室内试验。控制起动坡度,降雨强度与颗粒级配得出不同坡度下泥石流起动的表面流形成流量,起动流量。同时,与非强震区（西昌市琅环乡）的泥石流简单对比,得到强震区泥石流起动的临界条件及雨强,为泥石流的预测和治理提供相应的理论依据。通过大量的试验结果,泥石流起动首先会形成表面流,然后形成冲沟,随着物源区雨强的增加,最终形成大面积松散堆积物失稳,整体起动。泥石流起动与汇水区面积成一定关系。     

汶川震区暴雨泥石流激发雨量特征

利用搜集的汶川震区典型泥石流暴发前后的降雨过程资料,分析了泥石流的激发雨量过程,获得了汶川震区的泥石流激发雨量特征,以期为泥石流的预测预报提供依据。结果表明,汶川地震区的泥石流激发雨型可分为快速激发型、中速激发型和慢速激发型3类,其差异主要体现在降雨的持续时间和强度方面。不同激发雨型下的泥石流形成过程的差别主要体现在松散土体饱和过程。雨型的差异(降雨的持续时间和强度)使得土体饱和产生超渗产流的时间出现差异,进而使得泥石流暴发的时间存在差异。激发雨强跟激发雨型存在一定的关系,激发雨强最大者为中速激发雨型,其次是慢速激发雨型,最小者为快速激发雨型。与地震之前相比,地震后的泥石流暴发时的累积雨量和临界雨量都有所降低。     

北京山区泥石流降雨特征分析及降雨预报初探

本文通过北京山区近几十年的泥石流活动特点，阐述了泥石流的时空分布及活动强度与降雨之间的关系，认为，泥石流集中暴发区为大暴雨笼置空间所控制，发生时间多取决于一场大暴雨过程中高雨强出现之时；发生的数量与规模既决定于降雨的空间又取于降雨的强度。     

基于遗传规划的泥石流多因子融合预测方法

泥石流是一种多发的地质灾害,常对人民生命财产安全带来极大的威胁,其暴发不仅与降雨有关,还与众多地质环境因子相关。本文以流域面积、松散物质比率、沟床平均坡度为地质因子,以最大小时雨强（T）和总降雨量（R）的乘积作为降雨指数,在获取的泥石流地质因子和降雨指数因子综合样本库的基础上,采用遗传规划法建立了泥石流临界降雨指数智能预测模型,克服了以往以雨量为单一指标的预警模型的弊端,模型验证结果显示,泥石流预测精度高、适应性强。     

基于数值模拟的群发性泥石流危险性评价

岷县是甘肃南部泥石流频发地区。岷县泥石流多分布于洮河干支流两岸,为群发性泥石流。为了研究群发性泥石流的运动及堆积特征,选取了甘肃岷县麻路河流域为研究区域,以流域内2012年“5·10”暴发泥石流造成重大损失的6条泥石流沟作为整体研究对象,并考虑主河对泥石流堆积物的冲刷携带,运用FLO-2D模拟降雨前主河流动情况及不同降雨频率条件下主河及泥石流的流动情况。根据野外调查结果对比2%降雨频率条件下泥石流模拟结果,验证模型的可靠性。基于模拟结果用ArcGIS进行危险性评价,识别流域内高危险泥石流沟并划定高危险居民区,统计受冲击范围,为泥石流防治和预警工作提供科学依据。     

北京市泥石流灾害临界雨量研究

降雨是泥石流灾害的主要诱发因素。文章根据北京市历史上泥石流灾害发生时的前期雨量与当日激发雨量,建立了临界雨量判别模型。通过对北京地区泥石流灾害与降雨频率的分析,计算了不同时段的临界雨量;经验证明,计算结果是可信的。基于灾害与降雨频率分析来确定北京地区泥石流发生的临界雨量是一种新的尝试。该方法可用于计算不同泥石流沟道发生泥石流的临界雨量。     

四川泸定MS6.8级地震区湾东河流域泥石流活动性预测

2022年9月5日四川泸定县发生M_S 6.8级地震,地震诱发大量同震崩滑体,并导致湾东河断流。基于现场调查、影像解译和区域地质资料分析,采用空间统计和水文计算的方法,对湾东河流域同震崩滑体分布特征和潜在泥石流危险性进行了研究。结果表明：湾东河流域内同震崩滑体主要分布在地震烈度Ⅸ度区,规模以中小型为主,主要沿沟道两侧展布,尤其是单薄山脊两侧临空面发育密度较大,距断层距离和坡度对其分布具有明显的控灾效应;未来湾东河流域暴发溃决型泥石流的冲出量可能为同等触发条件下震前泥石流的约两倍。依此提出了加强流域内溃决型泥石流风险防范,尽快通过综合监测预警获取泥石流发生的临界雨量值,在泥石流防治工程设计中应充分考虑泥石流规模放大系数等防灾减灾建议,为泸定地震后泥石流灾害防灾减灾提供科学参考。     

缺资料地区泥石流预警雨量阈值研究

合理的雨量阈值指标是保障泥石流预警报准确性的关键,对于研究泥石流形成机制、分析预测未来活动特点以及指导防治工程设计等方面均具有重要意义。由于国内山区大多数泥石流沟均无降雨和灾害资料,目前国内外通行的实证法和频率计算法不能满足其泥石流预警报的需要。通过分析泥石流预警区的降雨条件、水文特征及下垫面条件,提出了基于水力类泥石流起动机制来计算泥石流预警雨量阈值的方法。主要根据流域地形及松散固体物质等特征,计算该流域泥石流起动的临界水深,并结合流域产汇流机制、特征降雨量随海拔变化规律、暴雨雨型特征,进而计算该流域泥石流预警雨量阈值。研究成果在四川省凉山州宁南县城后山史家沟流域进行了应用和验证,结果表明该方法具有合理性和可行性。该方法解决了缺资料地区泥石流预警报的难题,为山区泥石流预警报提供了一种新的思路。     

都江堰市龙池镇黄央沟泥石流特征与防治工程效果分析

黄央沟位于"5.12"汶川地震的极重灾区四川省都江堰市龙池镇,地震使沟内山体发生大规模的滑坡和崩塌,其为泥石流的形成提供了丰富的松散固体物质。地震后黄央沟泥石流十分活跃,2010年8月13日、8月18日和2013年7月9日均暴发了泥石流,造成了严重的经济损失。笔者通过对黄央沟泥石流灾害现场进行实地调查,详细分析了黄央沟泥石流的形成条件和发育特征,并对已有防治工程效果进行了分析和探讨。针对防治工程存在的问题和黄央沟泥石流的特点,建议在沟道下游和堆积区修建排导沟,使泥石流顺畅排入龙溪河;采取工程和生物措施来稳定沟道内的崩滑堆积体和不稳定斜坡,减少泥石流物源;沟口公路采用高架桥跨越方式通过泥石流堆积扇。该研究结果可为强震区泥石流灾害的防治提供参考。     

甘肃省舟曲县"8.8"特大山洪泥石流灾害与气象成因分析及其应对建议

通过调查舟曲地质灾害历史资料.分析降雨与地质灾害的相关性,发现地质灾害与灾害前1～3 h累积降水量、月平均降水量和月暴雨频数明显正相关.然后分析舟曲"8.8"特大山洪泥石流的气象和降水成因.在此基础上,提出舟曲地质灾害的防治措施.     

震后深切拉槽型泥石流成因模式、暴发特点与防治:以四川九寨沟牙扎沟为例

以四川九寨沟地区牙扎沟泥石流为研究对象,通过数次野外调查及历史资料的统计,详细研究该泥石流的暴发特点、临界雨量及暴发成因,在成因模式分析的基础上提出相应的防治方案。研究结果表明:泥石流具有隐蔽性、突发性、破坏性和输沙能力较强的暴发特点;汶川地震后泥石流暴发的临界雨量仅为2008年“5·12”汶川地震前的一半,2014年至今流域未发生泥石流,临界雨量有逐渐恢复的趋势;短历时强降雨、深切拉槽式物源补给和高陡的地貌条件是泥石流暴发的根本原因;泥石流的成因模式为“降雨渗流、岩土饱水、山洪冲击、沟道深切拉槽、溯源侵蚀、冲刷淘蚀、岸坡侧蚀坍塌、悬移滚动”。这种震后 “拉槽”式泥石流治理应在提高设防标准和优化治理结构形式的同时,以控制集中区物源启动为主、拦挡为辅的防治思路为指导。研究结果可为该地区类似泥石流的防治及预警提供借鉴。     

基于水文过程的泥石流预报中前期有效降水量的确定方法

前期有效降水量是泥石流预报的一个关键因子,但是确定此关键因子的常用方法存在参数取值过于人为主观化的问题。为解决这一问题,提出利用模拟降雨截留、入渗和蒸散发等水文过程的方法确定泥石流预报中的前期有效降雨量,并利用基于流域水土耦合机制的泥石流预报系统预报四川省在2013年7月9日的泥石流灾害来检验该方法。结果表明:利用水文过程模拟方法确定的前期有效降水更适用于泥石流预报,泥石流预报的漏报率比常用的降雨衰减经验公式低21.1%,能更好地为泥石流防灾减灾服务。     

四川西昌电池厂沟火后泥石流成灾特征及防治措施分析

火后泥石流是一种裹挟大量松散物质的特殊性洪流,与林火密切相关,其成灾特征与常规泥石流差异显著,因此常规泥石流的防治经验对其不完全适用。西昌“3·30”火灾后,火烧迹地火后泥石流频发,严重威胁当地人民生命财产安全。研究火后泥石流的成灾特征,并针对性提出综合防治措施是必要且迫切的。文中以四川省凉山州西昌市新村电池厂沟为研究对象,分析了火烧迹地及流域特征,研究了火后泥石流成灾特征并提出相应的防治措施。结果表明,电池厂沟过火面积占总面积的83.37%,严重火烧区占33.47%,地表灰烬层广泛堆积于坡面,松散物源中坡面物源占69.83%。火后泥石流表现出频发性:首次暴发于火后一个月左右,首个雨季累计暴发5次;且泥石流起动降雨阈值低,易发性激增。据此,对该沟提出相应的防治措施:短期应急（坡面枯木清理、植被恢复、简易谷坊坝）;中期治理（沟内拦砂坝辅以坝后沉沙池）;长期预防（森林防火、植被保护、预警避险）。短期、中期方案已在电池厂沟实施,工程竣工后至今,综合治理效果得到了初步检验,可为今后火后泥石流防治提供参考。     

Recent catastrophic debris flows in Luding county, SW China: geological hazards, rainfall analysis and dynamic characteristics

About 127 debris flow gullies have been identified, and debris flows have been an important type of geological hazards in Luding County, affecting cities, towns, rural areas, scenic spots and human’s engineering projects, such as mining and waterpower utilizing equipments. In this summary paper, recent two catastrophic debris flow events occurred on June 30, 2005, in Chuni town, in the central of the county, and on August 11, 2005, in Hailuogou scenic spot, in the southwest of the county, respectively, are reviewed. The debris flow events are introduced on the basis of field investigation and RS interpretation and the triggering factors for flow occurrence are identified. Furthermore, the rainfall related to flow occurrence including antecedent rainfall and intraday rainfall is analyzed, and a power-law function which can be used as a basic warning line is established based on both antecedent effective rainfall and intraday rainfall. Then dynamic parameters such as flow velocity and flow discharge are calculated, respectively. Through comparison and discussion, some conclusions are made including (1) The antecedent rainfall played an important role for debris flows which generated predominately based on the slope-instability due to the saturated loose sediments; (2) Despite slower flow velocity and smaller magnitude, the slope-type debris flows just like 2005-6-30 debris flows usually lead to serious damages for the difficulty to forecast and to prevent; (3) The mistaken recognition on debris flow hazards and lack of prevention consciousness strengthen the hazard and damage degree. This research is of certain significance for the prevention and mitigation of debris flow hazards and for the planning of the town building and tourism development in the future.