西藏东南部泥石流堵塞坝的形成机理

西藏东南部山高谷深,冰川发育,冰碛等松散堆积物厚度大,经常发生大型或特大型泥石流堵断主河,形成堵塞坝。针对西藏东南部4条典型泥石流沟所发生的7次大型或特大型泥石流中,有5次形成堵塞坝,来剖析泥石流堵塞坝形成的机理和主要因素,提出由于冰雪崩、冰湖溃决或大规模滑坡活动,所激发的首阵或前几阵大流量、高速度、多巨砾,并与主河正交的粘性泥石流,最容易形成堵塞坝。     

泰宁县芦庵坑沟特大灾害性泥石流应急科学调查

2016年5月8日福建泰宁县开善乡金溪左岸的芦庵坑沟发生了特大规模的灾害性泥石流,导致36人死亡失踪。现场调查表明,本次灾害为稀遇低频、粘性、特大规模、灾害型沟道泥石流。泥石流容重达2.0 g/cm~3。沟口扇顶上游120 m的流通区断面泥石流流速达到12.2m/s,泥石流流量830 m~3/s,泥石流运动时间2 min,一次固体物质总量为1.9万m~3,泥石流的颗粒冲击力达900 t。泥石流成因系沟床与坡面崩滑堆积物在高频率的雷声与强暴雨联合作用下引发。     

北京大烂碴沟泥石流堆积扇的特征及其演变过程

北京山区由于山坡陡峻、构造发育、岩体破碎,加上气候条件,泥石流灾害的发生较为频繁.密云县是北京山区泥石流高发区,冯家峪镇则是密云县泥石流发生最多的区域.密云县冯家峪镇西白莲峪历史上发生多次泥石流,其流域自然地理条件复杂、泥石流堆积形态多样,大烂碴沟泥石流堆积扇具有一定的代表性.研究泥石流堆积特征及其演变过程,以期丰富北京山区泥石流基础资料,同时对完善泥石流灾害防治的危险区区划有所裨益.在收集当地泥石流发生历史资料的基础上,详细的调查了西白莲峪大烂碴沟的自然地理状况和泥石流堆积物的特点.大烂碴沟上游沟谷剖面呈"V"形,切割明显,地形坡度一般在32.以上,而下游沟谷剖面呈"U"形.从泥石流形成的年代和冲刷痕迹推测,"U"形沟谷为泥石流冲刷形成.整个流域成扇形,泥石流形成区面积为0.58 km2,流通区面积为0.09 km2.大烂碴沟流通区沟道极短,这样,形成区汇集洪水到达流通区后,严重冲刷沟谷坡脚,破坏基岩的稳定性,造成两岸岩石滑坡、崩塌和沟床岩石的整体性搬运,从而形成泥石流.流域出口处有泥石流扇形堆积体,砾石含量较多.采用野外调查和室内实验结合的方法对大烂碴沟泥石流的堆积物特点进行研究,具体如下:(1)地貌特征:采用野外量测与填图的方法,主要调查堆积扇的部位及其地形、沟道比降与宽度,堆积物外部形态等.(2)结构组成:主要有颗粒级配、岩性组成、砾石排列与分选性、堆积物的结构与构造特征,以及粒态、擦痕、砾石包裹情况,大漂砾粒径、堆积位置与排列等颗粒特征.砾石的调查通过在沟道内随机选取一定数量的砾石进行abc长度和倾向调查.以上参数通过现场观测、测量取得.选定泥石流堆积区典型部位Ⅰ和Ⅲ,通过挖圆形探坑,取出全部颗粒.将颗粒直径大于10 mm的大颗粒筛出,称重,将剩余颗粒1 kg左右带回实验室分析.粒度分析的主要方法为:平均粒径比中值能更正确地反映碎屑颗粒的集中趋势,按福克和沃德的平均粒径的表达式Mx:φ16 φ50 φ80/3判别碎屑颗粒的集中趋势;采用由福克和沃德提出的标准偏差σ=φ84-φ16/4 φ95-φ5/6.6判别颗粒大小的均匀程度;采用福,克和沃德的偏度公式:SK1=φ16 φ84 2φ50/2(φ84-φ16) φ5 φ95-2φ50/2(φ95-φ5)判别粒度分布的不对称程度;峰度是用来衡量粒度频率曲线尖锐程度的,也就是度量粒皮分布的中部与两尾端的展形之比,采用福克和沃德提'出的峰度公式KG=φ95-φ5 φ80/2.44(φ75-φ25)判别.在查阅历史资料和堆积物调查的基础上,本文对大烂碴沟泥石流堆积扇的发育和演变过程进行了分析.研究结果表明,该区泥石流堆积扇的形成受到初次水石流和二次粘性泥石流两种泥石流形成过程的影响,水石流形成堆积扇主体,粘性泥石流则起到显著改变堆积扇形态特征的作用.大烂碴沟泥石流堆积扇的演变过程和特征明显受到大烂碴主沟和西白莲峪主沟水流的影响.从外部特征来看,堆积扇可以分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ四个区,其中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ区表现为二次泥石流堆积特征,Ⅳ区表现为初次泥石流堆积特征.两次泥石流形成过程中固体物质的运动方式、搬运距离和侵蚀强度不同,其堆积扇在不同分区的沙砾粒径、排列方向和圆度也反映出两次泥石流的形成特征.该研究结果对今后进一步探讨北京山区泥石流形成机理和运动过程以及为北京山区泥石流防治制定有效措施提供了科学依据.     

稀性泥石流容重计算的改进方法

稀性泥石流的沉积样的粒度不能反映稀性泥石流的实际粒度,过渡(亚粘性)泥石流的沉积样的粒度也不能完全反映亚粘性泥石流的实际粒度.通过分析稀性泥石流和亚粘性泥石流沉积样中的粗颗粒和细颗粒组成的百分比与稀性泥石流和亚粘性泥石流的实际粒度分布关系,得出稀性泥石流以细颗粒为主,>5 mm的粗颗粒的百分比较小,大多数稀性泥石流的沉积样中这部分粗颗粒百分含量被夸大.去掉稀性泥石流沉积样中>5 mm的粗颗粒可以修正被夸大的粗颗粒比例,由此粒度分布和修正公式计算的稀性泥石流容重与实际容重吻合较好.去掉亚粘性泥石流沉积样中>20 mm的粗颗粒,可以修正亚粘性泥石流的粒度分布,由此粒度分布计算的亚粘性泥石流容重与实际容重吻合更好.     

盐井沟流域内堆积物的粘土矿物分析

重点对盐井沟流域内泥石流堆积物及泥石流形成区土体的粘粒含量和粘土矿物进行了分析。分析结果表明,泥石流堆积物的粘粒含量与泥石流形成区土体的粘粒含量不匹配,前者仅为后者的1/14。粘土矿物主要为伊利石、绿泥石,次为蒙脱石,高岭石和蛭石。泥石流堆积物与泥石流形成区土体两者的主要粘土矿物种类基本相同。     

颗粒组成与泥石流运动的涨落

泥石流物源、流体和堆积物的颗粒分布满足P(D)=CD~(-μ)exp(-D/Dc),其中参数C,μ和D_c由传统的粒径分布特征决定。μ随细颗粒(特别是粘粒)含量的增大而增大,D_c刻画粒径的范围,且随粗粒含量而增大。蒋家沟泥石流的观测表明,同一场泥石流包含着数十到数百个不同性质、流态和规模的阵流。阵流的涨落和多样性是与流体的颗粒组成密切相关的。一定的颗粒组成对应着一定的饱和颗粒浓度,决定一定的饱和流体状态。阵流的涨落,是在没有达到饱和状态时的随机运动的状态。阵流涨落随D_c增大而趋于平缓;当流体达到饱和态时,阵流达到最大的流深、流速和流量,且与颗分参数(μ,D_c)具有幂函数关系。运用本文的方法,可根据颗分参数来预估泥石流的性质和规模。     

云南蒋家沟古泥石流特征

蒋家沟流域在小江大断裂东侧的隆起地段,这一区域构造活动强烈。自第四纪以来,受到内、外动力地质作用的共同影响,蒋家沟在河流沉积及泥石流堆积作用下形成了阶梯状台地。实地考察蒋家沟各支沟残留台地的沉积构造、新鲜坡面的古泥石流活动记录,根据泥石流堆积物的沉积特征,初步划分泥石流类型。再结合现有的泥石流容重计算方法和各泥石流台地泥石流堆积物的颗粒分析实验结果,可计算出蒋家沟不同泥石流活跃期泥石流的天然容重,还原了蒋家沟第四纪以来不同时期泥石流活动特征。最后讨论了泥石流在不同时期发生变化的原因。     

西南山地灾链的区域分异

我国西南山区各种山地灾害（暴雨、崩塌、滑坡、泥石流与洪水）往往彼此相伴生，而成串联式链状结构。以泥石流为主害灾种的灾链演变有五个阶段。据灾链演化区域分异性，分出四个大区九个灾区。     

粘性泥石流阻力和运动方程验证分析

现有的粘性泥石流阻力方程可以大致归纳为三类：一类是将泥石流视为固液两相流,通过理论分析建立的泥石流阻力运动方程;二类是认为粘性泥石流符合宾汉姆流体阻力方程;三类是依据泥石流体具有基本符合库伦公式的剪切强度,将泥石流视为固体颗粒散体重力流,在理论分析基础上建立的阻力和运动方程。用粘性泥石流动力学实验数据对三类阻力运动方程进行了验证,结果表明第三类阻力和运动方程与实际接近。     

汶川5·12地震次生泥石流沟应急判识方法与指标

5·12汶川大地震诱发了崩塌、滑坡、泥石流等次生灾害,崩塌、滑坡堆积物给泥石流的形成提供了大量松散固体物质,将导致灾区部分山洪沟转化为泥石流沟,为此,给出了一种泥石流沟的判识方法和指标.调查发现,汶川灾区的地形地貌和降雨条件满足泥石流的暴发条件,提出用流域单位面积的松散固体物质方量来判识泥石流沟;调查西部山区的50条泥石流沟,提出以0.1 m3/m2的松散固体物质量作为泥石流沟的判别指标,以2m3/m2的松散固体物质量作为粘性泥石流沟的判别指标.     

EFFECTS OF SNOW JAMS ON FLUVIAL ACTIVITIES IN THE HIGH ARCTIC

During break-up in the High Arctic, ice jams are insignificant, but large quantities of snow accumulated in the valleys strongly affect fluvial processes. Near Resolute, Cornwallis Island, many channels were first formed in valley snow drifts and their positions were unstable. Channels carved in the snow can easily accommodate changing discharge by a modification of their width, depth, and velocity. This causes considerable variation in the at-a-station hydraulic geometry relationships.

The availability of sediment is locally restricted by the snow lining along the channels, although some fluvial sediments deposited on the snow revealed that peak flows could entrain very large boulders. Several depositional features observed in the study area also indicated that fluvial activities can extend over a broad zone beyond the confines of the summer channels.

This study suggests that, by increasing discharge, snow jams enhance the erosional power of streams, but by interposing between streamflow and the valley floor, the snow can limit the supply of sediments. Whether the erosional or the protectional tendency dominates will depend upon the snow jam characteristics along various segments of the High Arctic streams.     

西部山区交通线路的泥石流灾害及减灾对策

全面总结了西部山区交通线路的泥石流问题,探讨了交通线路泥石流的特点、分布及其危害现状。在掌握了泥石流特征的基础上,进一步探讨了既有线路、在建线路和拟建线路所采取的不同防灾减灾对策,并提出了山区交通线路泥石流防灾工程建设应该进一步深入研究的问题,为西部山区线路建设中的防灾、减灾工作指明了方向。     

西藏帕隆藏布河谷崩塌滑坡、泥石流的分布规律

西藏帕隆藏布河谷崩塌滑坡、泥石流灾害严重。崩塌滑坡、泥石流的分布 ,因谷坡坡向的水热条件差异而导致坡向差异 ,因地貌发育和形态的沿程分异显现沿程差异 ,因其促发条件的差异又显现灾种差异。采用有序样品最优分割和方差分析等定量方法 ,揭示了崩塌滑坡、泥石流的差异性分布规律 :全河段可分为上游峡谷泥石流密集段 ,中游宽谷泥石流及崩塌滑坡较密集段 ,和下游、拉月曲峡谷崩塌滑坡、泥石流极密集段 ;北岸崩塌滑坡和泥石流比南岸数量多、规模大 ;崩塌滑坡有向下游增大增多之趋势。进而对道路平面选线原则提出了建议。     

北川地震重灾区泥石流特征与减灾对策

汶川大地震的同震次生灾害以滑坡、崩塌居多,泥石流相对较少。但地震导致滑坡、崩塌为震后泥石流提供了极为丰富的物质来源,使得地震灾区在一年多的时间里已经多次暴发了大面积的泥石流。以北川地震重灾区的苏宝河和魏家沟流域为研究区域,通过野外实地考察、遥感图像分析、历史资料对比等方法,概括总结出受地震强烈影响区域的泥石流具有成因多样、时间同步、颗粒粗大、多灾种复合、空间近似对称和小沟大灾等特征。并提出了"面上监控为主、点上工程为主、分类防治和开展风险评估"的减灾对策。     

我国山区城镇泥石流灾害及其成因

我国受泥石流危害与威胁的县级及以上城镇达150余个,分布在20个省级行政区及特别行政区内,占省级行政区划总数的58.82%。灾害具有如下特征:城镇人口密度大,建筑物多,财产集中,因而泥石流的成灾率高,造成的人员伤亡多、财产损失重,并严重地制约了城镇及辐射区的经济发展。造成灾害的主要原因:受山区地形条件的限制,城镇选址困难,一些城镇不得不设在泥石流活动区;一些新建城镇选址时对泥石流的危害性认识不足,设在了泥石流危险区;在相当长的一段时间里,山区城镇发展缺乏合理规划和相应的防灾规划;与泥石流争地及破坏生态环境等不合理的人类经济活动增多,增大了泥石流的危害范围、活动规模与活动频率;防灾工程标准较低等。城镇泥石流灾害的防治应从其特征与成因着手进行。     

藏东南泥石流沟纵剖面演化的最小功模式

西藏东南地区的泥石流可分为雨水、冰雪融水和冰湖溃决等3种成因类型,其沟谷纵剖面演化均遵循最小功原理,即通过调整坡降使流速增大,表现为单位流体的全程流速平均值ū与纵剖面形态指数N正相关:ū∝f(N),对雨水型泥石流沟,流速函数f(N)={1/3-2/[(N+1)(N+2)(N+3)]}^1/2;对融水型泥石流沟,f(N)={2/3-2/[(N+1)(N+3)]}^1/2;对溃决型泥石流沟,f(N)=[NP(N+1)]^2/3。在泥石流沟谷演化进程中,与ū值由小变大相应,N值由小变大,沟谷纵剖面从上凸抛物线形变为下凹抛物线形,泥石流沟谷地貌演化阶段按泥石流孕育阶段、发展阶段、旺盛阶段、衰减阶段的顺序演替。以藏东南典型泥石流沟作为实例,检验了上述沟谷地貌演化的模式与规律。     

我国山地灾害及其防治

我国山地自然环境独特，具备山地灾害形成条件，因而山地灾害发育，分布广泛，活动频繁，危害严重．２０世纪８０年代以来，山地灾害有了新发展，造成经济损失巨大．对山地灾害成因。分布特征，以及综合防治原则和方法作了分析．     

A morphometric analysis of gullies scoured by post-fire progressively bulked debris flows in southwest Montana, USA

In the fall of 2001, an intense thunderstorm in southwest Montana triggered many debris flows in the burned area of Sleeping Child Creek. In most instances, the debris flows cut deep gullies into previously unchannelized colluvial hollows and deposited large volumes of sediment onto the valley floor. The presence of rill networks above the gullies as well as the absence of landslide features indicate that the gullies were scoured by progressively bulked debris flows, a process in which dilute surface runoff becomes increasingly more laden with sediment until it transforms into a debris flow. In this contribution, we present a morphometric analysis of six of the gullies to better understand this relatively understudied process. We find that the locations of the rill heads and gully heads conform to slope-area thresholds that are characteristic of erosion by overland flow. Our data also suggest that the volumes of the debris flows increase exponentially with normalized drainage area, thus lending support to an assumption used in a recently proposed debris flow incision law. Finally, the debris flow fans have been relatively unaltered since deposition, suggesting that the valley may be currently aggrading while the hillslopes are being denuded.     

北京山区沟域经济发展的空间组织模式

沟域经济是山区发展的新模式,基本涵盖了沟域发展的各个层面,是独具山区发展特色的经济地理形态.以沟域为载体的山区要素布局的空间耦合关系是山区发展的新命题,理论与现实意义重大.结合多年的山区发展研究,在初步探讨了沟域经济的内涵和空间组织过程的基础上,分析了北京山区沟域经济发展的现状,并对北京沟域经济发展的空间布局特征指向及其影响进行了研究,最后建立了沟域经济空间组织的合理模式框架.研究认为,沟域经济对北京山区新时期的发展转型作用重大,首先它不以行政区域界限为边界,基本串联了山区的大部分村庄,并与主要交通线走向重合,因此至少能在山区产业结构调整、城乡统筹发展等方面会对山区发展产生积极影响.其次,通过分析认为目前北京山区沟域经济发展正处于第二次集中型空间组织阶段,资源节约、环境友好、产业优化是这一阶段的特点,因此北京沟域经济的发展一定程度上有助于协调好山区生态保护与经济发展的关系,促进山区的综合开发.北京山区沟域经济发展模式的成功实践一方面支持了北京山区功能转型的战略决策,另一方面也为其他山区发展提供了借鉴和指导意义.     

泥石流流域的形态特征

泥石流是特殊的流域侵蚀作用,同其他流域过程一样,密切联系着流域的形态特征.一般说来,泥石流都发生在小流域(102km2以下),而经典的流域形态研究所涉及的流域范围却达到107km2的尺度.我们想知道泥石流小流域是否具有特殊的数量特征.通过流域特征量的统计,我们看到,与一般流域相比,泥石流小流域的特征参数之间的关系形式上相同,而在数值上不同,这从一个方面肯定了流域演化存在着普遍规律(如自组织临界性),同时也证明泥石流是流域演化历史的"特殊一幕".