汶川震区龙门山镇高架子沟“8·18”泥石流灾害机理与特征

2012年8月18日四川省彭州市龙门山镇地区遭受50年一遇的暴雨,引发大规模群发性泥石流灾害,其中以高架子沟最为突出,导致银厂沟内居民生活和交通严重受损。本文据现场调查和航空影像解译,分析高架子沟流域、物源特征的基础上讨论该次泥石流的演化过程、启动方式及灾害机理。结果表明：高架子沟在震前是一条非泥石流沟,震后流域内物源丰富,泥石流形成及演化过程为：地震-滑坡、崩塌-降雨-泥石流,其成灾启动过程包括启动阶段、加速阶段、下切拉槽阶段、堆积四个阶段,启动模式为沟床启动型。该泥石流形成过程中,＂消防水管效应＂使沟道水流快速集中,并强烈冲刷沟床中的松散堆积体,导致沟床固体物质移动形成大规模的泥石流灾害。     

中国崩塌滑坡泥石流灾害成因类型

通过收集编录中国1920~2013年间160例重大滑坡泥石流灾害事件基本数据,结合笔者多年来从事地质灾害防治研究的体验,按引发因素初步划分了中国崩塌滑坡和泥石流灾害的成因类型。崩塌滑坡灾害成因分为降雨引发型、地震激发型、自然演化型、冻融渗透型、地下开挖型、切坡卸荷型、工程堆载型、水库浸润型、灌溉渗漏型和爆破振动型等10种,初步描述了每种类型的作用机理、破坏模式、运动特征和危害方式,列举了典型案例。泥石流灾害成因分为沟谷演化型、坡地液化型、滑坡坝溃决型、工程弃碴溃决型、尾矿坝溃决型、冰湖坝溃决型和堆积体滑塌侵蚀型等7种,描述了每类的引发因素、启动模式、运动特征和危害方式,列举了典型案例。这个分类方案拟为重大地质灾害成因的快速研判和应急响应决策技术支持系统的研发提供科学基础。     

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。     

新源县苏勒萨依沟泥石流发育特征及形成条件分析

新源县苏勒萨依沟泥石流灾害对生命财产安全及相关设施等构成一定程度的威胁。在野外实地调查的基础上,对研究区泥石流灾害的发育特征及形成条件进行了分析。研究结果表明:该泥石流为粘性、沟谷型、高频中型溃决泥石流;泥石流的流域划分为形成区(包括清水区和物源补给区)、流通-堆积区;三面环山的有利地形地貌特征、丰富的重力侵蚀补给和沟床质侵蚀补给松散物源以及降雨和冰雪融水耦合作用是泥石流形成的基本条件。此外,堰塞、溃决激发条件为该泥石流的典型特征。     

汶川震区清平乡绵远河流域泥石流发育特征分析

汶川地震以后,绵远河流域泥石流灾害频发,研究该流域泥石流发育特征,对认识极震区泥石流活动特点和泥石流发展趋势具有重要意义。本次研究采用现场调查结合遥感解译的方法,分析了绵远河流域降雨时间和空间的分布特点以及该流域泥石流形态、沟床纵坡降以及沟道两侧岸坡特点;调查统计了该流域泥石流物源量、物源密度及其分布特点。研究表明:绵远河流域降雨主要集中在6~9月份,在一定高程范围内,降雨量随着高程的增加而增加;流域内山高坡陡,沟床纵坡降较大,有利于泥石流发育;同时流域内松散物源极为丰富且大部分分布在距沟口高程350 m以上区域,较大的势能大大增加了泥石流的破坏性。     

四川丹巴梅龙沟“6·17”泥石流成灾机理分析

2020年6月17日丹巴县梅龙沟爆发了一次大规模泥石流,一次性冲出固体物质42.7×104 m3,形成泥石流-堰塞坝-溃决洪水-滑坡灾害链,造成5100余户2.12万余人被迫转移,直接经济损失达8亿元。根据现场调查、无人机航拍以及遥感解译,分析梅龙沟泥石流的成因及致灾机理,阐述了“物源成因”、“降雨激发”和“地形促进”对泥石流形成产生的影响。结果表明:（1）梅龙沟泥石流是在前期累计降雨和短时强降雨共同作用下形成;（2）梅龙沟泥石流源头为大石堡沟,起动模式为“沟岸垮塌-泥石流”;（3）泥石流沟内持续的物源补给以及东风棚子、梅龙村、大邑村三处大型滑坡产生的级联堵溃效应,致使泥石流流量不断放大,最终导致大量固体物质冲出沟口;（4）沟口形成的堰塞坝-溃决洪水-阿娘寨滑坡灾害链进一步增强了泥石流的致灾能力;（5）现阶段梅龙沟内物源丰富,临界启动降雨阈值降低,极易在雨季发生大规模泥石流,建议及时采取综合防治措施。     

九寨沟震区“6·21”泥石流成因与致灾机制研究

2019年6月20日晚九寨沟普降大到暴雨,导致九寨沟景区内卓追沟、下季节海子沟、则查洼沟等多处发生泥石流。3条泥石流沟分别冲出固体物质2.79×10⁴ m³、3.7×10⁴ m³, 2.67×10⁴ m³,造成多处停淤挡墙及拦砂坝损坏,并淤埋了景区内的部分道路,造成了交通的短时间中断。根据灾后地面调查和遥感解译,初步查明了本次泥石流灾害的成因和致灾过程机制。灾害成因：地震引发的崩塌滑坡产生大量的新增松散固体物源与原有的沟坡堆积物(包括老泥石流堆积物)在强降水的作用下形成泥石流,因此本次泥石流是地震和降雨共同作用的结果。通过泥石流发生前后各流域沟道纵剖面和典型横断面调查分析,发现泥石流致灾过程机制主要包括：(1)泥石流冲刷沟道使老泥石流堆积物参与泥石流运动、同时诱发沟岸失稳崩塌,因而增强泥石流规模和冲击力等动力学参数;(2)沟道卡口和崩滑体滑入沟道后导致泥石流堵塞,在后续泥石流的作用下发生级联溃决,进而增大泥石流峰值流量和冲击力等动力学参数。在两种机制的共同...     

强震区侵蚀-溃决型泥石流的动力特性定量分析

强震作用导致流域内松散物源、微地貌及水文环境发生剧烈变化,致使强震区泥石流的形成机制和活动规律区别于普通泥石流。从启动判别、沟床侵蚀和溃决放大效应等3个方面入手,利用物理模型和数值模拟,定量分析了强震区泥石流启动-流通-堆积全过程的动力特性。结合案例验证了强震侵蚀-溃决型泥石流的力学机制。分析表明,泥石流沟床侵蚀是外部应力增加、内部强度衰减和松散物质基础3种机制的综合结果,沟道堰塞体溃决导致泥石流流量被瞬间放大,进而反馈到侵蚀机制中,导致泥石流规模剧增。红椿沟8·14泥石流案例验算显示,H02、H03堰塞体溃决导致泥石流流量放大至800.80m3·s-1,沟床侵蚀物质总量达34.72×104m3,约占总规模的50%。     

元谋县9·17特大泥石流特征及形成机理分析

2016年9月15日8时至17日8时,连续强降雨导致元谋全县境内多处发生泥石流灾害,特别是2016年9月17日9时黄瓜园镇海洛村及朱布村发生特大泥石流灾害(简称"9·17"泥石流),造成严重损失。本文通过对雷弄大箐泥石流特征及形成机理分析,对预测未来泥石流的发生起很好的参考作用,为泥石流治理和防治提供依据。分析总结"9·17"泥石流灾害形成条件和特征,从降雨、地形和物源条件等方面对泥石流成因进行了研究。结果表明:丰富的前期降雨量,极高的日降雨量和短历时高雨强是泥石流的激发因素,充足的前期降雨量可以极大削弱物源地岩土体的强度;东山地区大部分泥石流沟的山坡坡度和沟床比降属于泥石流易发范围,地形条件有利于泥石流的形成;区内泥石流物质来源丰富,物源主要集中在区域性断裂和人类活动区附近,为箐沟暴发泥石流提供了必要条件。"9·17"泥石流是有利的地形、充足的物源和高强度的降雨共同作用的结果。     

四川石棉熊家沟泥石流形成机理与成灾特征分析

四川石棉熊家沟曾于2013年7月4日爆发泥石流,该次泥石流物源类型多样、形成机理复杂,并发生堵塞主河的次生灾害链,具有代表性。通过研究,本次泥石流是在强降雨条件下,以中上游沟道松散物为启动点、沿程下切拉槽、崩滑不断参与运动的一场由自然因素形成的地质灾害。泥石流形成因素分为强降雨、沟道物源启动、崩滑规模扩大3个方面。参与熊家沟泥石流启动汇集的物质来源为沟道物源和崩滑物源,其中,沟道物源量占总量的81.55%。物源补给以沟道松散物为主,崩滑直接提供物源量小分散。经过"7·04"灾害后,流域沟道淤积抬升,形成新的沟道松散物,为下次泥石流埋下了隐患。熊家沟泥石流的成灾模式类型多样,表现为淤积抬高、撞击冲毁、堵塞主河、淹没上游。通过堵河经验公式判别,"7·04"熊家沟泥石流的形成特征极易发生堵河,当地政府与防灾减灾部门应有的放矢做好地质灾害防治工作。     

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。     

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。     

汶川震区典型泥石流动态演变特征研究——以绵竹市走马岭泥石流为例

汶川地震后,流域内产生大量松散物源,使走马岭沟由一季节性冲沟演变为一条潜在泥石流沟,在地震后的3个汛期内发生多次泥石流,并造成灾害,其中以2008-9-24泥石流和2010-8-13泥石流最为严重。本文利用3期遥感影像并结合野外调查,对走马岭沟泥石流的形成条件进行了论述,对比分析了走马岭泥石流沟2008年、2009年、2010年3个汛期后流域的动态变化特征,主要表现为:(1)在不同降雨强度下,走马岭泥石流具有复合型物源区启动方式,并先从局部性支沟发生泥石流,进而演变为整个流域全面暴发泥石流。(2)经历了2008年、2009年、2010年3个雨季后,走马岭流域物源储量及物源供给形式发生变化,其中崩塌规模增加了1.87%; 滑坡增加了25.35%; 沟道及坡面松散堆积减少了67.47%,减少部分大部分转化为泥石流沟道堆积物。(3)不同降雨强度下,走马岭泥石流堆积区范围边界变化明显,且不同堆积扇间存在叠加关系; 结合走马岭"9·24"堆积扇范围和"8·13"堆积扇前缘堆积痕迹及影像特征,推测出走马岭"8·13"堆积扇堆积面积约8.76×104m2。最后对泥石流成因机理及发展趋势进行了初步分析。结果显示,走马岭为一高频泥石流沟,仍具备形成大规模泥石流的条件。     

四川省丹巴县巴底乡"7.11"特大泥石流

20 0 3年 7月 11日 2 2 30时四川省甘孜州丹巴县巴底乡水卡子村邛山沟发生泥石流 ,泥石流堆积体轴长 30 0余米 ,前缘宽 6 0 0余米 ,堆积物最大厚度达 10m以上 ,最小厚度 1～ 3m ,平均厚度 7～ 8m ,总体积约 70× 10 4m3 ,属特大型泥石流。据现场调查、分析 ,本次泥石流灾害的形成 ,主要是发生前该区已连续降雨 ,沿沟土体呈饱水状态。 7月 11日晚区内又普降暴雨 ,在邛山沟及二甲沟沟域内形成巨大山洪 ,中上游沟床坡脚受山洪冲刷多处发生小型土质滑坡、滑塌 ,多次形成沟道局部堵塞 ,溃决后形成小型泥石流 ,在邛山沟中上游共有 5条小型泥石流…     

暴雨型泥石流预警模型初步研究

2010年8月13日四川都江堰市龙池地区暴发了特大规模的群发性暴雨型泥石流过程,给龙池地区的震后恢复重建带来了巨大的灾难,因此,研究该区泥石流发生机理和预警十分必要。本文在总结前人关于泥石流暴发与降雨条件研究成果基础上,发现泥石流物源含水量及地表径流流深等是导致流域内松散物源启动的主要原因。根据其前期降雨量和有效降雨强度等特征,建立了泥石流流域物源土体颗粒个别启动、局部启动和大量启动的判别式,建立了适合该区域暴雨泥石流预警模型,将可能诱发泥石流暴发的不同降雨条件划分为蓝、黄和红色3个危险等级,为该区泥石流监测预警提供了科学依据。     

暴雨型泥石流预警模型初步研究

2010年8月13日四川都江堰市龙池地区暴发了特大规模的群发性暴雨型泥石流过程,给龙池地区的震后恢复重建带来了巨大的灾难,因此,研究该区泥石流发生机理和预警十分必要。本文在总结前人关于泥石流暴发与降雨条件研究成果基础上,发现泥石流物源含水量及地表径流流深等是导致流域内松散物源启动的主要原因。根据其前期降雨量和有效降雨强度等特征,建立了泥石流流域物源土体颗粒个别启动、局部启动和大量启动的判别式,建立了适合该区域暴雨泥石流预警模型,将可能诱发泥石流暴发的不同降雨条件划分为蓝、黄和红色3个危险等级,为该区泥石流监测预警提供了科学依据。     

热水河流域典型泥石流灾害成因机制与协同防治研究

本文以热水河流域的老洼沟和分叉沟两处典型泥石流沟道为研究对象,通过野外工程地质勘查分析泥石流形成发育条件,揭示泥石流灾害成因机制。沟道上游地形陡峻,沟域形态近似呈扇形,为物源和降雨、径流等的汇集提供了有利的地形地貌条件;崩滑坡积物及沟床松散堆积物构成了丰富的泥石流物源;雨季充沛的降水及其形成的地表径流则是良好的水源条件和水动力条件。这些基本条件共同促使泥石流的形成发育。然后利用矩阵离散元数值模拟软件MatDEM评价不同泥石流防治措施的减灾效益。在只有岩土工程措施的情况下,泥石流物源块石携带的能量有62.3%在沟道运移过程中转化为热能,其余37.7%的能量则由拦挡结构承载;而在生态-岩土工程协同作用的情况下,物源携带的能量有70%在与上游生态工程和沟道的碰撞、摩擦过程中消耗,30%的能量在与下游拦挡结构相互作用过程中消耗。基于此,分别对老洼沟和分叉沟设计对应的生态工程-岩土工程协同作用防治方案,为建立山区小流域泥石流灾害生态工程-岩土工程协同减灾模式提供参考。     

震后沟道泥石流启动条件——松散堆积体雨中失稳的水力学机制分析

5.12地震导致大规模的松散崩滑物质堆积于沟道,极大的增加了震后降雨型沟道泥石流爆发的概率。然而,灾后特殊的物源条件和成灾环境改变了传统沟道泥石流的形成机制,给震后沟道泥石流的防治工作带来了巨大的困难。为此,以水文学为基础,在构建松散堆积体潜水位变化水文学模型的前提下,借助水力学理论,分析了沟道堆积体内水力随潜水位变化的规律和特征,研究作用在单元条块堆积体上静水压力和动水压力的计算方法。在合理分段沟道松散堆积体的前提下,基于无限边坡理论完成了对各段堆积体下滑力、基底抗滑力及剩余下滑力的表达构建。结合算例解析了震后降雨条件下堆积体失稳的力学机制。分析表明,震后沟道松散堆积体失稳启动并泥石流化是流域降雨作用下堆积体内潜水位不断抬升、水力环境不断劣化的结果。流域大、沟道窄、堆积深、导水系数小、沟床缓的堆积体因较高的潜水位更易在降雨中失稳,且失稳模式因条块间剩余下滑力差异而分为整体推移启动及解体牵引启动两类。     

川藏铁路某车站泥石流群发育特征及对线路的影响

川藏铁路某车站位于藏东南冻错曲沟谷内,处于泥石流集中暴发区。采用现场调查、遥感解译等方法对影响车站的泥石流群孕灾环境和发育特征进行了深入研究。结果表明:该区以发育包括10条暴雨型泥石流与2条冰湖溃决泥石流在内的泥石流群为特征,地形地貌、水源动力和物源对泥石流群的发育起主要控制性作用。泥石流沟的流域形态完整系数集中在0.15～0.55之间,多为长条形与栎叶形,沟床的纵比降整体偏大,有利于泥石流的水源汇聚和发生。而泥石流流域内的沟道岸坡坡度多为20°～40°,相对有利于泥石流物源的补给。对该泥石流群中的12条泥石流沟进行动力学参数计算,分析其运动特征和发展趋势,认为该泥石流群的堆积扇普遍比较明显且未修建防治工程,在极端暴雨条件下,再次暴发较大规模泥石流的可能性大。最后评价了单沟暴发及冻错曲两岸对冲暴发场景下泥石流群对线路的潜在工程影响并给出了防治对策,建议线路在穿越泥石流沟部位布设排导槽或停淤堤进行束流归流,并对桥墩做好迎水面防块石撞击措施。研究结果对川藏铁路泥石流防治工程规划设计具有一定指导意义,也可为山区交通干线的合理选线提供科学依据。