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。     

基于FLO-2D数值模拟的工布江达县城泥石流灾害危险性评价

工布江达县位于藏东地区,雨季区内泥石流频发,对人民基本生活和区域经济建设与发展造成了严重影响。为研究藏东地区中—小型泥石流灾害对城镇居民聚集区的危害特征和潜在危险性,运用FLO-2D软件,以西藏自治区工布江达县县城周边居民分布较为集中的5条泥石流沟为研究对象,通过模拟泥石流泥深和流速等方面的冲淤特征,以县城典型泥石流沟模拟冲出结果为基础,确定泥石流强度并划定危险性分区,分析泥石流危险分区与居民聚集区之间的拓扑关系,评估县城周边泥石流危险性,为工布江达县城的城镇规划和防灾减灾提供技术参考。     

安宁河流域典型沟谷泥石流危险性评价

冕宁县安宁河流域为地质灾害密集分布区,安宁河断裂穿越于此,构造复杂,冷渍沟在上游左岸发育。在强降雨条件下,该沟就会暴发泥石流,堵塞安宁河流域和掩埋杀叶马村房屋和道路。冷渍沟泥石流具有流域面积小,主沟长度短,沟床纵比降大等特征,为了研究安宁河流域内泥石流的危险性,以冷渍沟为例,分析不同降雨周期下的泥石流暴发强度,模拟泥石流的运动过程并进行危险性评价。模拟的最大流速、最大堆积深度和降雨强度三者结合建立冷渍沟泥石流危险性评价模型。研究结果表明,冷渍沟泥石流危险范围内高危险区域占27%,主要集中在松散固体物质较多的沟道,中危险性区域和低危险区域各占56%和17%,该结论为危险范围内的居民和重点设施的风险管控提供参考。     

永胜刘官河流域泥石流灾害危险性评价

永胜刘官河位于云南省丽江市永胜县期纳镇境内,该流域在地形、地貌、地层岩性、地质构造和气候等相互作用的影响下,易发生泥石流灾害,严重威胁了当地居民正常的生产生活及生命安全。在调查与理论分析的基础上,选取松散物源储量、流域面积、主沟长度、相对高差、日最大降雨量、切割密度和不稳定沟床比等7个评价因子,通过组合赋权法结合多因素综合评价法构建评价模型对该流域危险性进行评价,得到永胜刘官河流域泥石流属于中度危险,评价结果与该流域泥石流的实际调查基本吻合。评价结果表明在未来的一段时间内,刘官河流域存在诱发间歇性中等规模泥石流灾害的可能,尤其是在雨季降雨条件下,诱发中等规模泥石流的可能性仍然较大,为该流域泥石流灾害潜在危险的预防提供了理论基础。     

降雨驱动泥石流危险性评价

“5·12”汶川地震后大量滑坡崩塌体出现,伴随极端降雨极易向泥石流转换,其规模及危害程度远高于预期.2010年8月13日都江堰龙池场镇突发暴雨,导致八一沟泥石流暴发,冲毁拦挡坝,掩埋道路、房屋及农田.为了探索降雨驱动泥石流的危险性,选取八一沟泥石流作为研究对象,通过分析不同降雨频率下的泥石流暴发强度及周期,采用FLO-2D数值模拟方法开展危险性评价.经验证模拟精度可达78%,结合降雨频率（5年、20年、50年、100年、200年）、流速和堆积深度构建八一沟泥石流危险性评价模型并绘制分布图.结果表明,八一沟泥石流危险范围内高危险区占62%,中危险性区占28%,低危险区占10%,该结论为危险范围内重点设施的监测预警提供科学依据.      

北京地区泥石流灾害危险性评价

本文阐述了北京地区泥石流灾害的基本情况，并运用灰色关联分析方法。对本地区泥石流域沟谷和区域活动危险性分别进行了定量化分析，确定了各关联因子与泥石流活动和危险性的关系的密切程度，在此基础上，建立了泥石流沟谷和区域泥石流危险性评价的数学模型，并据此对本区１２条典型泥石流沟谷和１４个区域进行了危险性评价。     

基于FLO-2D的矿山泥石流运动特征及危险性评价——以甘肃省岷县簸箕沟矿山泥石流为例

岷县簸箕沟金矿因人类开采活动引发了矿山泥石流灾害. 采用FLO-2D软件模拟分析了降雨强度重现期50 a及100 a条件下的簸箕沟泥石流运动特征, 进行危险性评价和分区, 并结合实际发生情况做了精度验证. 结果表明: 簸箕沟泥石流的堆积扇范围、堆积深度以及平均流速等运动特征参数随着降雨重现周期的变长而增大, 堆积扇中部的堆积深度及流速明显大于两翼及前端. 泥石流的危险区集中分布于泥石流沟道以及沟口一定范围内. 随着降雨重现周期的变长, 高危险区面积比例由48%升高至54.0%. 通过精度验证得出模拟结果与实际情况基本相符, 可信度较高.     

北京北山地区泥石流灾害危险性评价

本文简述了北京北地区泥石流灾害的基本情况，并运用灰色关联分析的方法，对本区泥石流活动的危险性进行了定量化分析，在此基础上建立了区域泥石流危险性评价的数学模型，并据此对本区的１１个小流域进行了危险性评价。     

基于模糊综合评判法分析的岷县洮河流域单沟泥石流危险性评价

针对洮河谷地(岷县段)所处的地质环境和条件的多样性、变异性、复杂性,泥石流沟谷从形成、发展至消亡受到了很多因素的影响,从而形成了这样一个较为复杂的泥石流灾害"模糊"巨系统,本文将模糊数学理论引入泥石流危险度的评价研究中。运用模糊综合评判法,参考国内刘希林、宫雪、陈伟等的相关文献,最后确定了沟谷纵比降、流域相对高差、泥沙沿程长度补给比、冲淤变幅、植被覆盖率等8个因素作为泥石流危险性评判因子,对岷县洮河流域21条泥石流沟做了单沟危险性评价。     

基于数值模拟的暴雨泥石流暴发频率计算模型

在缺失可靠降雨数据的地区,为解决泥石流暴发频率这一现实问题,从泥石流形成机理出发,由泥石流堆积特征反演形成条件,构建了基于数值模拟的泥石流暴发频率计算模型。该模型利用泥石流固体物质量估算模型和流域洪水流量推算模型,确定固体物质量、洪水流量、泥沙体积浓度后,通过FLO-2D流体模型计算得到与实际情况最符合的模拟情景,即可反推出已发泥石流事件的暴发频率。并以7 4石棉县马颈子沟和熊家沟泥石流为例,计算出两处泥石流的暴发频率皆为100年一遇,案例研究表明,该模型具备定量确定泥石流暴发频率的能力,对于泥石流预警预报和防灾减灾具有较强的理论和实践意义。     

Debris flow hazard assessment with numerical simulation

Debris flow disasters are usually accompanied by serious loss of lives and properties. However, debris flows are also part of earth’s natural phenomenon, and so what is the reasonable budget to be spent on mitigation measures becomes an important issue for the budget allocation processes. This article utilizes economic concepts to propose a reasonable estimation of the hazard damage and the cost of proposed mitigation measures. The proposed method is composed of four steps, namely, delineating the area of the disaster with different return periods, itemizing the land use within those areas, calculating the hazard loss using official values, and computing the expected probable maximum loss with a probability distribution. The comparison between the assessment of hazard and the economic gains of any proposed mitigation measures can be used as a reference for future decision-making process.     

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。     

澜沧江结义坡沟泥石流灾害评价

为查明坝址区是否存在泥石流地质灾害,分析其对建坝的影响,现场对结义坡泥石流沟进行了追踪调查,以充分认识沟谷的地形地貌条件、地质条件、植被发育情况以及泥石流的活动痕迹、冲淤特征等。并对泥石流沟谷、堆积扇等进行了有关的试验及量测工作。用国内外常用的计算稀性泥石流参数的公式对泥石流的流速、流量及冲击力等参数进行了计算,为正确评价泥石流地质灾害奠定基础。调查研究表明,结义坡沟泥石流活动正处于停歇期,但应注意加强集水区内水土保持工作,尤其是对结义坡沟入口段裸露坡体要引起重视。     

支持向量机在泥石流危险度评价中的应用研究

为改善传统泥石流危险度评价方法存在的缺陷,提出了基于支持向量机的泥石流危险度评价方法,并建立了支持向量机评价模型。研究选取泥石流一次(可能)最大冲出量(L1)、泥石流发生频率(L2)、流域面积(S1)、主沟长度(S2)、流域最大相对高差(S3)、流域切割密度(S6)和泥沙补给段长度比(S9)7个因子作为泥石流沟谷危险度评价因子,运用支持向量机理论,选用径向基(RBF)核函数,采取"试错法"进行参数优选;确定参数C=8,γ=2。以云南省37条泥石流沟的259个基础数据为样本进行学习训练和测试,建立了泥石流危险度评价的支持向量机模型。并将该模型应用于黄河积石峡水电站库区的泥石流危险性评价中进行验证。将模型评判结果和模糊数学方法的评价结果进行对比分析,结果的一致性达到73.33%。研究认为支持向量机方法能够成功地应用到泥石流危险度评价中,且具有较高的精度及很强的泛化能力,应用前景广阔。     

Numerical simulation of debris flow with application on hazard area mapping

A numerical program developed for field application is presented in this paper. We use the generalized Julien and Lan [8] rheological model to simulate debris flows. Due to the derivative discontinuous nature of the constitutive law, flow is separated into plug region and bottom region (with stress greater than yield stress). The program solves the plug flow layer solution first, and then corrects the solution with the bottom layer approximation. Numerical scheme with upwind method and central difference in space and Adam–Bashforth third-order scheme in time is used for both layers. The scheme is tested against analytical solutions and laboratory experiments with very good results. Application to a field case with more complicated geometry also achieves good agreement, with error less than 5% compared to field measurements. The final example demonstrates how this numerical program is used in a preliminary design.     

泥石流危险度野外快速评价方法探讨

文章系统地总结和分析了当前比较常用的泥石流危险度评价的研究方法,指出现行泥石流危险度评价中评价因子的提取往往需要详细野外勘查,工作量大、费用高,不便于对众多泥石流沟的普查;并提出一种在现场踏勘基础上,基于泥石流规模、频率和承灾体特征的快速便捷的新方法——泥石流危险度野外快速评价,并结合其他方法进行了实例对比验证。结果表明：泥石流危险度野外快速评价结果可靠,可作为快速评价泥石流危险性的新方法进行推广应用。     

四川松潘水沟墩沟泥石流成因和动力学特征及其对铁路工程的影响评价

泥石流是山区常见的地质灾害之一,具有运动快速、暴发突然、能量巨大等特点。本文根据现场调查。分析了水沟墩沟泥石流形成条件、流域特征,计算了泥石流的容重、流速、流量、冲出量、淤积厚度等动力学参数,并对其危险性做了定量评价．总结了水沟墩沟泥石流对铁路工程危害模式“先冲-又淤-再冲”。提出了对水沟墩沟泥石流采用相关的减灾防灾措施,供铁路部门制定相应的泥石流防止对策,有益于对成兰铁路线的长远安全运行和服务提供科学保障。     

德钦县城直溪河泥石流成灾模式及运动过程模拟

云南省德钦县曾多次暴发较大规模的泥石流,是云南遭受地质灾害最严重的地区之一。根据直溪河泥石流的分区、物源、流体和堆积等特征,首先确定了直溪河泥石流的5种成灾模式：崩塌-碎屑流、岩质滑坡-碎屑流、土石混合体滑坡-碎屑流、松散堆积层-基岩接触面滑坡-碎屑流和松散堆积层内滑坡-碎屑流;其次,采用FLO-2D模型对直溪河在10年、20年、50年和100年一遇暴雨周期下发生泥石流时的运动情况进行模拟,定量分析了不同降雨重现期的最大流速、最大堆积深度、冲出沟口堆积距离和体积规模。结果表明：该泥石流暴发时具有启动加速度大、流速快、破坏力强、流通区长的特点;当100年一遇的泥石流发生时,其最大流速达到了3.07 m/s;最大泥深为2.27 m;泥石流冲出方量为84419 m3;致灾面积达到91600 m2。研究结果可为直溪河泥石流灾害防治与治理提供数据参考,为德钦县防灾减灾工程设计提供依据。