粘性泥石流的平均运动速度研究

粘性泥石流是泥石流类型中最常见也是危害最大的类型,泥石流的运动速度是泥石流的动力学参数中最重要的参数,因此准确而简洁地计算粘性泥石流的运动速度就显得非常重要。不同的泥石流地区的泥石流阻力有很大的不同:有的地区阻力较大,属于高阻力地区,泥石流运动速度较低;有的地区阻力较小,属于低阻力地区,泥石流运动速度较高。目前的粘性泥石流平均速度公式还不能兼顾计算所有地区的不同阻力类型的泥石流速度。泥石流的不均匀系数在不同的泥石流地区有很大的不同：不均匀系数小的地区阻力大,而不均匀系数大的地区阻力小,因此可以用不均匀系数划分泥石流沟的阻力特征,从而得到能兼顾所有不同地区的泥石流阻力规律。由一系列野外观测资料得到的由泥石流不均匀系数、泥石流运动底部纵比降和水力半径计算的粘性泥石流运动平均速度经验公式,能适应各种类型的泥石流沟,与其它系列的观测资料对比有很好的一致性,与粘性泥流的观测资料对比也很接近。由流体流动的福劳德数可以确定流动的缓急程度。一般的粘性泥石流都是急流,少数是缓流,极少数是运动速度非常缓慢的容重过大的粘性泥石流。粘性泥石流运动平均速度经验公式用于一般急流的粘性泥石流的速度计算结果很好,但不适用于容重过大的缓慢流动,对于缓流粘性泥石流速度计算偏大。在对泥石流的评估和治理中,平均速度公式可以用于泥石流堆积扇上游渠道中的粘性泥石流速度计算,对泥石流堆积扇上的粘性泥石流速度计算偏大,不适用于缓慢流动粘性泥石流,但在对泥石流的危害评估和治理中可以忽略缓慢流动的发生。     

四川省都江堰市龙池地区泥石流危险性评价研究

汶川地震灾区震后泥石流灾害较震前活跃,对灾区泥石流危险性进行评价是灾后重建过程中合理防灾减灾的基础工作。通过研究泥石流灾害事件中的泥石流规模、泥石流沟堆积扇面积及相应的灾害损失等基础资料,提出以泥石流在泥石流沟堆积扇上的平均堆积厚度替代泥石流规模作为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法。用该方法对汶川震区都江堰市龙池镇龙溪河流域2010年"8.13"泥石流事件中的29条沟谷型泥石流进行危险性评价,评价结果中9条为高度危险,12条为中度危险,8条为低度危险。用以泥石流规模为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法进行对比评价,2种评价方法中有65.5%的泥石流的危险性评价结果一致。以泥石流沟堆积扇平均堆积厚度为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法更能突出规模对泥石流综合危险度的贡献,能更好地反映小泥石流流域和小泥石流堆积扇的泥石流在中小规模的泥石流总量下的危险程度。     

泥石流预测、预报技术方法的研究现状浅析

泥石流灾害的预测、预报是减灾防灾重要环节和基础。在充分研究泥石流形成条件基础上 ,正确预测、预报泥石流 ,是目前最大限度减少泥石流灾害损失所采取的主要方法。本文综合了当前泥石流预测预报的方法 ,分析了泥石流长期、中期、短期预报及泥石流预报的原理 ,不同时期泥石流预报的特征及存在的问题。我国是受泥石流危害最为严重的国家之一。每年由泥石流造成的直接经济损失约达几十亿元之多 ,减少泥石流灾害造成的损失主要取决于预测预报工作等。     

汶川地震后四川省绵竹市清平乡文家沟泥石流灾害调查研究

在2008年5月12日汶川地震后的地震灾区暴发了许多泥石流灾害,其中以四川省绵竹市清平乡文家沟泥石流最为显著。文家沟原来不是泥石流沟,在汶川地震时由于滑坡形成的巨大的滑坡-碎屑流堆积体改变了文家沟的泥石流形成条件,在此后的3个雨季内,文家沟先后暴发了5次大规模和特大规模的泥石流灾害,其中以8.13文家沟泥石流规模和危害最大。8.13文家沟泥石流暴发时的总降雨量为227mm,泥石流持续时间约2.5h,泥石流总量约310×104m3;泥石流造成7人死亡,5人失踪,39人受伤,479户农房被掩埋,直接经济损失4.3亿元。5次大规模和特大规模的泥石流以及洪水仅带走了16%的可以很容易形成泥石流的滑坡-碎屑流堆积物,文家沟如再遭遇较大降雨还会暴发泥石流。即使在今后的雨季中暴发几次规模如8.13泥石流一样大的特大规模泥石流,文家沟在较大降雨下仍然可能暴发泥石流灾害,因此对文家沟泥石流的防治工作将是一个长期的工作。     

基于沟床宽度与颗粒粒径的泥石流精细化预报模型

泥石流形成区沟床宽度和颗粒粒径对沟床起动型泥石流的发生影响很大,在强烈地震影响区内显得尤为突出,但目前的泥石流预报中还没考虑到这两个因素,无法准确预测强震区泥石流的发生.在泥石流10 min和1 h精细化预报模型基础上,通过现场调查群发泥石流事件,结合汶川地震强烈影响区泥石流的演化特点,引入了泥石流形成区沟道宽度和颗粒粒径的影响,建立了改进的精细化泥石流10 min和1 h预报模型,并在贵州望谟打易和四川德昌群发泥石流、汶川地震强烈影响区的文家沟多次泥石流事件中获得了很好的验证结果,得出泥石流形成区的颗粒粒径代表泥石流的地质因子,泥石流形成区沟床宽度代表泥石流的地形因子之一,这2个因子在泥石流发生中的作用都非常重要;改进的精细化10 min和1 h预报模型以及临界值,可以用于强烈地震区和一般的泥石流预报.      

震后都汶公路沿线泥石流沟堵江危险性评估

震后泥石流松散物质显著增多,临界雨量降低,导致泥石流暴发频率增加、规模增大,从而使震后灾区泥石流堵江事件频繁发生,给灾区带来严重的二次灾害。为了评价震后泥石流堵江概率大小,本文在野外考察基础上,获得研究区泥石流沟基础数据,并根据水文模型计算不同频率下的泥石流规模; 在此基础上利用泥石流堵江公式,获取研究区域泥石流堵江危险程度(数值),并结合研究区域已发生的泥石流堵江事件,界定了泥石流堵江公式的临界值,使之能够更加准确用来判定泥石流堵江概率,并对 5·12 地震极震区都汶公路沿线的7条泥石流在不同频率下的泥石流堵江概率进行评价。评价结果显示:牛眠沟和关山沟在暴发50a及其以上泥石流时,会发生堵江; 烧房沟、红椿沟和磨子沟在暴发10a及其以上泥石流时,会发生堵江事件; 洱沟和太平沟在暴发5a及其以上泥石流时便可能发生堵江; 上述泥石流沟一旦发生堵江,便会给映秀镇和都汶公路带来严重灾难。通过本文获取的堵江临界值可以作为判定泥石流堵江的参考标准,为泥石流防治、预报提供参考,同时可以为灾后重建和预防二次灾害提供科学借鉴。     

根据树木年代分析数据复现苏苏奈斯基山大型泥石流

在萨哈林岛,对泥石流的研究主要集中在多发生小规模泥石流的居民区：而有关岛内无人居住区和山区发生的泥石流的资料非常少。根本没有用于计算泥石流风险所必需的岛内很多地区泥石流复现率的数据,其中包括苏苏奈斯基山的资料。树木年代分析可以确定在苏苏奈斯基山（罗加特卡流域）泥石流的复现率。确定在苏苏奈斯基山泥石流的复现率平均10～12年一次。     

泥石流在冲积扇上推进距离的判断

在构成泥石流土体的组分中,粘粒组含量相当高的泥石流危险山区,可能形成高密度的泥岩混杂的泥石流,这种泥石流叫做结构型泥石流,粘性泥石流,或简称为泥石质泥石流。粘性泥石流的特殊性质在于泥石流混合物在纵坡小的河段上行进时可能停止,却不分解。M. C加戈希泽分析了许多作者的资料和他本人的观察结果之后,得出结论:     

沟床起动型泥石流预报研究

贵州省望谟县2011年6月6日暴发了特大山洪泥石流,其中暴雨中心所在的打易镇多处暴发泥石流。短历时强降雨激发了沟床起动类型的泥石流。本文通过对贵州望谟河流域群发泥石流的调查,得出该流域的66条沟中,22条沟无沟床起动类型泥石流暴发,25条沟暴发沟床起动类型泥石流,还有19条沟无法确定是否有沟床起动类型泥石流暴发。在前期工作基础上,提出了地质条件和降水条件因子的改进方法;并在前期工作的3大条件（地形条件、地质条件和降水条件）之间的关系基础上,由贵州望谟群发泥石流数据得出改进沟床起动类型泥石流的临界值,提出了泥石流的预报模型。本文模型在我国西南地区的泥石流验证中非常成功,为泥石流的预报提供了一个新方法。预报模型中的地形因子和地质因子还可以判断泥石流流域的暴发频率,为正确地判断泥石流流域的特征打下了基础。预报模型也可以估算泥石流的暴发规模,为定量地预测泥石流危害范围提供了依据。     

泥石流冲击桥墩动力相互作用物理模型试验

在我国西部山区地震、地质活跃带,泥石流灾害对位于泥石流沟道、沟口等位置处的桥墩构成重大威胁。如何量化描述泥石流冲击桥墩的动力过程,是泥石流减灾领域拟要解决的一个重要科学问题。以泥石流灾害威胁成兰铁路沿线桥墩的工程背景为基础,依托大型泥石流模拟系统,进行多组室内大比例泥石流冲击桥墩物理模型试验。研究泥石流流速、流深以及流体特征参数与泥石流冲击压力的相关性。试验结果表明:冲击过程主要受到弗汝德数Fr和雷诺数Re两个无量纲数控制,稀性泥石流冲击压力主要控制参数为Fr,而对于黏性泥石流则同时有Fr和Re的影响;不论是对于峰值冲击力还是冲击功率谱,不同类型泥石流差别显著;在相同重度等条件下,稀性泥石流具有更大的冲击能量;此外,各种类型泥石流通过临界Fr线得到了本质上的区分。研究成果将为桥墩抗泥石流冲击结构设计提供技术支持及科学依据。     

泥石流灾情评估研究综述

通过对灾情评估领域文献的阅读、总结,介绍了国内外泥石流灾情评估研究的概况。并在前人研究基础上,结合泥石流灾情预评估研究现状,提出了泥石流灾情预评估模型:D=H.V-F(D-泥石流灾情程度,H-泥石流危险度,V-泥石流易损度,F-泥石流防治工程效益)。     

四川省九龙县娃娃沟泥石流运动特征与堵河成灾机制分析

2006年7月16日娃娃沟流域暴发的大规模泥石流,给下游3个电站造成巨大经济损失,是大渡河流域一次典型的灾害性泥石流。分析得出,娃娃沟泥石流重度高、搬运能力强,泥石流固体物质砂、石混杂,粗大砾石含量高;暴发频率低、规模大,流速及峰值流量分别高达10．78m／s及798．5m^3／s;在汇口处,泥石流堆积物堵塞河道是引起下游电站受灾的重要原因,高重度、粗颗粒、大流量的组合是此次泥石流堵江的重要原因。堵河判别计算结果显示在发生百年一遇泥石流时,该断面均有发生堵河的可能。娃娃沟泥石流表明：①在大渡河支流的泥石流沟周边的中小电站极有可能在泥石流暴发时受到破坏。因此,电站建设过程中应加强对周边泥石流沟的防灾减灾工作;②虽然娃娃沟流域植被良好,但仍然发生了大规模泥石流。表明植被不能完全避免泥石流的发生,对于此类泥石流沟不能疏忽大意。     

根据泥石流沉积物计算泥石流容重的方法研究

泥石流的容重是泥石流的最重要的参数之一,用简单易行的方法获得泥石流的容重因泥石流灾害的评估和泥石流的防治的需要显得日益重要。分析了泥石流的组成颗粒中3个分别代表粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的颗粒粒径,即2 mm、0.05 mm和0.005 mm,及它们的百分含量与泥石流容重的关系。在对泥石流的组成颗粒的研究中发现泥石流中的粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的百分含量与泥石流容重都有一定的关系,但因地区的差异这种关系不是唯一的。粘性泥石流中的粘粒含量与物源区的粘粒含量相当,稀性泥石流的粘粒含量远大于物源区的粘粒含量。用粗颗粒和细颗粒百分含量计算的泥石流的容重与泥石流观测样和沉积样对比有较好的一致性。根据泥石流沉积物计算的泥石流容重应服从根据沉积物的特征判断的泥石流类型和框定的泥石流容重范围。     

矿山弃渣型泥石流沟临界雨量浅探

矿山弃渣型泥石流沟是北京市西部山区重要的泥石流类型,在近几年发生的泥石流中占比重较大,是近期高发的泥石流类型。本文通过遥感调查数据总结了矿山弃渣型泥石流沟数量较多且松散物质易于启动的基本特点,对2016年7月20日江心台沟泥石流案例进行分析,依据本次泥石流前期雨量较少,当日激发雨量集中于某一时段即引发了本次泥石流的特点,提出了以本次泥石流提取的降雨信息,作为北京市矿山弃渣型泥石流沟临界雨量值的观点。     

具有风景区泥石流治理特色的土木工程措施

风景区泥石流治理不同于其他泥石流的治理。在总结九寨沟风景名胜区泥石流治理土木设计的基础上,提出4种具有风景区泥石流治理特色的土木工程措施。即漂木拦挡、泥沙拦淤、生态保护及景点保护。详细分析了每种技术的减灾需求,在此基础上结合其他泥石流治理设计的成功经验,总结各技术的设计要点,并给出可供参考的成功应用实例。这些成功技术在九寨沟泥石流治理中取得了成功,可为其他风景区泥石流治理借鉴。     

甘肃省舟曲特大泥石流的遥感影像特征及古泥石流遥感识别的地质意义

2010年舟曲特大泥石流是舟曲地区第四纪以来泥石流最新暴发期内强烈活动的体现,所造成的人员伤亡及财产损失堪称世界泥石流灾害史之最。准确分析该地区泥石流的空间分布规律及预测未来泥石流暴发时间可为泥石流的防灾救灾提供科学的依据,其首要任务就是利用一种先进技术对不同时期的泥石流堆积物的空间分布进行快速、准确的识别。遥感技术具有数据获取量大、空间分辨率高及快速等方面的独特优势,可在舟曲特大泥石流及不同时期古泥石流堆积物识别中发挥重要作用。在高分辨率的航空遥感影像上,舟曲特大泥石流具有明显的光谱特征,可用于准确圈定泥石流灾害的范围; 泥石流堆积物在沟谷两侧形成的侧碛堤及在堆积区末端形成的扇形地等形态特征也是识别泥石流的另一个重要标志。舟曲县城东南瓦厂村南及马莲坪村西南白龙江支流沟中的垄岗状堆积物和沟口处的扇形地堆积体在光学遥感影像上具有典型的古泥石流堆积的形态特征,雷达遥感的后向散射系数对比分析和对堆积物剖面的沉积特征分析也证明古泥石流的存在。研究结果表明,通过多期次、多空间分布的现代和古泥石流的对比,不仅可以揭示舟曲地区第四纪以来泥石流发育历史并间接反映地质尺度上气候变化特点,还可为未来泥石流的易发性分析提供数据支撑,因此泥石流堆积物的遥感直接识别具有重要的地质意义。     

西藏某水电站厂区泥石流危险性分析与防治措施

西藏某水电站厂区后山发育了5条泥石流沟,2005年7月22日暴发了近百年来最大的泥石流,泥石流的规模和影响范围将直接影响到该厂房的枢纽布置、施工及运行安全。厂房区泥石流沟的泥石流固体物质来源丰富,形成区内沟道坡度陡峭,因此只要有足够的降雨就可以形成泥石流。以设计泥石流流量计算的泥石流的总径流量确定的泥石流危险范围与调查的厂区各条泥石流沟2005年的实际泛滥区很相近,并以此可以得到不同设计频率的泥石流危险区。电厂厂房区的设施在施工期和运行期间受到泥石流活动的一定影响,必须采取合理的泥石流工程防护措施,避免泥石流对厂房区设施的危害,保障电站的施工和运行,满足电厂厂区的建设需要。     

基于旋转水槽试验的水下泥石流底部水压研究

水下泥石流的低阻力运动特性研究是研究水下泥石流运动机理的重要内容,水下泥石流底部的水压对泥石流运动阻力有重要影响。为此,采用旋转水槽实验室模拟水下泥石流的低阻运动,实测水下泥石流视摩擦角;采用新开发的测量系统,实测水下泥石流底部的水压,评估水下泥石流底部的静水压和附加水压。试验结果和理论分析表明,在水下泥石流底部的附加水压与水下泥石流的低阻力运动密切相关:水下泥石流密集流的最大厚度为12 mm的条件下,附加水压最大值达69 Pa。研究成果为揭示水下泥石流低阻力运动机理提供实验依据,新开发的测量系统为低阻力运动泥石流的水压测量开辟新途径。     

物源条件对震后泥石流发展影响的初步分析

强震过后一定时期内,泥石流的活跃性增强,即数量增多、规模增大、频率增加。而随着松散物质储量的减少,泥石流的活跃性会随之衰减。为了具体考察物源条件对震后泥石流活动的影响,使用震后泥石流逐年平均输沙量作为刻画泥石流活跃性的指标,在云南蒋家沟和西藏古乡沟泥石流数据的基础上,定量地分析了震后泥石流活跃性的变化过程。分析表明存在降雨控制型和物源控制型两种泥石流流域。前者的泥石流在震后很长一段时间内都不衰减,其发生主要取决于降雨条件。后者最大规模的泥石流发生于地震过后的短时间内,尔后泥石流活动随时间显著减弱。泥石流规模和频率的关系与暴雨不一致。当物源控制型流域的无量纲化活跃性指标值降为0.12左右时,可以认为泥石流进入了稳定或者衰弱期,不会再有大规模的泥石流事件发生。数据拟合结果表明,整个泥石流活跃性的衰减过程可以用幂函数来描述。其衰减指数与剩余物质储量和总物质储量之比存在密切的关系。这为定量预测震后泥石流发展趋势提供了一个初步的模型。     

阿勒泰市修配厂北泥石流灾害形成条件及动力学特征分析

修配厂北泥石流位于阿勒泰市区南部,该泥石流沟曾多次发生泥石流灾害。沟内第四纪松散堆积物丰富,在暴雨和地震等自然因素的影响下,会有较大规模泥石流发生的可能性,将对居民安全和基础设施带来不利影响。在对研究区孕灾环境条件分析的基础上,结合该泥石流的具体特征,分析研究了修配厂北泥石流的形成条件及其动力学特征,具体包括泥石流的峰值流量、一次泥石流总量和泥石流总体冲击压力等参数。通过对该泥石流的形成条件和动力学特征的分析,可以对该泥石流的防治工程设计提供理论依据。