粘性泥石流沟口回淤实验研究

泥石流在堆积区进行堆积时,常在沟口形成回淤并造成灾害.为了探讨泥石流在沟口回淤的发展过程、影响因素及其预测,开展了4组107次泥石流连续堆积和4组共21次单次堆积实验.实验结果表明,粘性泥石流在沟口回淤的发展过程中,累积回淤长度与泥石流累积总量呈线性正相关,相对累积回淤坡度与泥石流累积总量呈对数负相关,根据相对累积回淤坡度的变化将粘性泥石流沟口回淤的发展过程分为三个阶段;在泥石流总量相同的情况下,回淤长度随泥石流重度增大而呈线性增大,随堆积区坡度增大而呈线性减小,随流通区坡度增大而成对数减小.相对回淤坡度随泥石流重度的增大呈线性减小,随堆积区坡度增大而呈线性增大,随流通区坡度增大而呈线性增大;在泥石流总量不同的情况下,随泥石流总量的增大,其沟口回淤长度随之呈线性增大,而相对回淤坡度随之呈线性减小;在粘性泥石流沟口回淤发展过程及其影响因素分析的基础上,采用多元线性回归的方法,建立了粘性泥石流在连续堆积及单次堆积情况下沟口回淤的经验预测公式.     

泥石流沟谷坊坝群治理效应——以地震极重灾区北川县化石板沟为例

谷坊坝是泥石流治理的重要工程措施之一。化石板沟泥石流治理工程共设13座谷坊坝,组成梯级谷坊坝群;坝体主要分布在泥石流形成区和流通区,混凝土结构,轴向两端嵌入沟道两侧基岩0.5～1 m。通过对比化石板沟谷坊工程修建前后沟床纵坡比降、沟道两侧斜坡稳定性及泥石流侵蚀速率等方面的差异,证明谷坊工程能够有效拦蓄松散固体物质、稳固沟床和岸坡、降低沟道纵坡比降、降低泥石流流速和耗散流体能量、抬高沟道上游泥石流侵蚀基准面。研究发现,化石板沟谷坊坝群共拦截固体物质2.76×104 m3,仅占流域物源总量574.9×104 m3的0.5%,占近期可供给泥石流活动的物源量85×104 m3的3.3%;稳固沟床松散物质4.37×104 m3,仅占流域物源总量的0.76%,占近期可供给泥石流活动的物源量的5.2%;稳固沟道两侧坡体松散物质134.07×104 m3,占流域物源总量的23.3%,泥石流物源减少;回淤的沟道比降为原比降的60%～75%,相同频率下泥石流流速、峰值流量降低,沟道侵蚀速率下降,泥石流输沙量减少35%～57%;上游泥石流支沟侵蚀基准面抬升0.3～0.5 m。泥石流呈现从粘性到稀性,再到含沙水流的趋势发展。     

动床条件下粘性泥石流沟道淤积实验研究

泥石流淤积是危害建筑物的主要方式之一.为了探讨动床条件下泥石流沟道淤积规律,开展了不同泥石流重度、不同沟床物质重度、不同沟道坡度以及不同泥石流总量共4组单次淤积实验和1组不同沟道坡度下的泥石流连续淤积实验.实验结果表明,单次淤积时,泥石流淤积厚度随着沟道坡度的增加而减小,随着泥石流重度的增大而增大,随泥石流总量的增大而增大,受沟床物质重度变化的影响较小;连续淤积时,随着沟道坡度的增加,第2次淤积相对于第1次淤积结果依次表现为完全淤积、冲淤交替以及完全冲刷,且冲刷始于沟道前缘,逐渐向后缘发展.在分析泥石流淤积厚度的影响因素基础上,通过回归分析建立了动床条件下粘性泥石流沟道淤积厚度的经验预测公式:H=0.005x+ (1.63E-11)e(rc)-0.003ln(sinθ) +0.22V-0.02.     

“东川型”排导槽结构对泥石流流速影响的实验研究

消能肋槛和排导槽纵比降是控制"东川型"泥石流排导槽内流体运动的两个关键因素.泥石流流速是反映排导槽工程输移力及对排导槽的冲刷淤积破坏的重要参数之一.通过实验,对固定配比的泥石流流体在不同的肋槛组合下的排导槽中的流速进行了研究,结果表明:(1)肋槛间距从40 cm增加至60 cm时,泥石流流速先增加后减少,在间距50 cm时达到最大值;(2)肋槛高度对泥石流流速的影响非常复杂,在不同的肋槛间距和纵比降下表现不同的相关关系;(3)纵比降对排导槽内的泥石流流体基本呈正相关;(4)得到了肋槛间距与肋槛高度之比值N与泥石流流速V之间关系的数学表达式:V=0.0341N+C,其中C为常量.     

芦山地震重灾区地形因子分析

地形条件与山地灾害的发育密切相关,是山地灾害危险性评价的重要因子.以四川省芦山县“4·20”7.0级强烈地震灾区的芦山、宝兴、天全3县为研究区,应用GIS技术计算研究区坡度、地形位指数与地形起伏度,通过流域水文分析方法实现宝兴县子流域划分并提取沟床纵比降,分析灾区地形因子特征,结合灾后崩塌滑坡遥感解译结果,探讨次生山地灾害分布与地形因子的关系.结果表明,研究区坡度大于25°的面积占区域总面积的73.89％,地形位指数大于0.4的区域面积占总面积的85.92％,起伏度大于500 m的占87.41％,各地形因子面积比率最大的区段分别为坡度35°～40°、地形位指数0.648 ～0.666、起伏度500～1 000 m;宝兴县子流域沟床纵比降数值集中于100‰ ～ 300‰范围内.坡度30°～50°的区域为崩塌滑坡的高发地段;崩塌滑坡的优势地形位处于地形位指数0.228～0.246和0.34～0.61之间的区域;起伏度在500～1 000m的区域为崩塌滑坡的集中分布区.研究结果可为灾害评估及灾后恢复重建提供参考依据.     

小江流域泥石流堆积扇形成的制约因素及其特征

在系统分析了各种因素对泥石流堆积扇形成影响的基础上,提出流域腹地中流域面积、沟床比降和堆积区主河河谷宽度及主河能量等因素对泥石流堆积扇发育的影响较大。结合TM卫星影象和1:5万地形图,解译了小江流域内泥石流堆积扇的范围。在此基础上,统计了流域腹地内两大重要条件-流域面积和沟床比降与堆积扇面积之间的关系。在小江流域,堆积扇的面积随流域面积的增加而增加,二者之间是正的指数关系;而堆积扇面积与沟床比降之间可用一个负的指数关系式表达。最后,堆积区特征对小江流域泥石流堆积扇的影响主要是其堆积空间限制了大型堆积扇,比如蒋家沟泥石流堆积扇的发展。     

四川省安县千佛山景区震后泥石流灾害及其判识

汶川地震对千佛山风景区造成严重的影响,直接诱发滑坡10处,崩塌数十处,形成大小堵塞坝4座,由此形成的松散物质总量大于1 700×104m3。2008年雨季有5条支沟暴发泥石流。在泥石流成因分析的基础上,选择流域形状、流域发育程度、沟床纵比降、山坡平均坡降、地层岩性和距发震断层距离6个指标,利用潜在泥石流判识模型,对流域内其余9条支沟进行了判断。结果显示,大部分沟道都具备形成泥石流的潜在条件。2009年雨季研究区全面暴发的大规模泥石流,验证判识的可靠性,表明该模型可以用于灾区潜在泥石流的判识。     

汶川地震区绵竹小岗剑沟泥石流发展趋势

小岗剑沟是汶川地震区内一条典型的泥石流沟,位于绵远河的左测,流域面积1.36 km2,沟床平均纵比降412‰。该沟在2008年"5.12"汶川地震后多次暴发泥石流,掩埋从沟口通过的汉(旺)清(平)公路,给四川省绵竹市清平乡的地震灾后重建造成重大危害。通过初步分析,小岗剑沟泥石流的形成过程为:暴雨作用下沟因上游良好的汇流条件而产生山洪→山洪冲刷堆积在沟道内的松散固体物质形成小规模泥石流→泥石流沿大比降沟道向下运动,因具有强大动能而具有强大冲刷下切侵蚀能力,下切侵蚀下游沟床质以及沟口的老台地→在沟口形成大规模泥石流。地震后4 a内共暴发泥石流10次,将沟口老堆积体下切侵蚀深度达35 m,泥石流冲出固体物质50×104m3。目前,沟内仍有固体物质量334.3×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为156.8×104m3。如此大量的松散固体物源,使小岗剑沟可能还暴发大规模泥石流。通过泥石流形成因素分析,该沟泥石流活动总体呈强度下降趋势,泥石流活动类型:震后一段时间内为输移控制型、然后为输移控制型向松散固体物质控制型过渡,最后发展成为松散固体物质控制型。通过这些分析,为泥石流治理提供科学支撑。     

泥石流冲击力简化计算方法——以舟曲县三眼峪泥石流为例

基于舟曲县三眼峪泥石流灾害的实地考察和资料分析,对该地区常见的夯土木构、砖木结构、砖混结构和框架结构4类典型受损的结构形式进行了分析,确定建筑物的破坏模式主要为淤埋破坏和倒塌破坏。对现有的泥石流冲击作用计算公式进行了分类整理,以三眼峪泥石流实测数据为例对比分析整体冲击力和大石块冲击力的不同计算理论和计算结果。为便于工程技术人员进行房屋抗泥石流设计,提出了基于泥石流深度并考虑泥石流动力效应的设计计算方法,给出了以三眼峪泥石流为例的动力影响系数设计值和设计泥石流深度取值范围;并对当地典型夯土木结构房屋进行了泥石流安全性分析。此简化计算方法物理意义清晰,计算快捷有效,可用于泥石流多发地带的设计荷载计算,其关键参数泥石流深度可根据当地常年记录以统计值采用,动力放大值可根据沟床纵比降和沟床糙率系数确定。     

基于RTK-GPS技术的干热河谷冲沟沟头形态特征

采用高精度实时动态差分GPS(以下简称RTK-GPS)技术对干热河谷冲沟进行野外调查,获取36个不同活跃度类型沟头的形态参数,研究不同活跃度类型之间沟头的形态特征差异,并分析集水区、沟床植被盖度与形态特征之间的关系。结果表明:1.沟头不同活跃度类型之间,其跌坎高差、沟床比降差异最为显著,可作为沟头活跃度类型野外判别的主要参考指标;沟壁坡度、宽-深比等的差异较为显著,亦可在一定程度上表征沟头活跃程度。2.沟床植被盖度与各形态特征参数的相关性显著,表明沟床植被盖度可作为形态参数的综合替代性指标。同一活跃度类型的沟头,其跌坎高差、沟床比降等与沟床植被盖度呈极显著负相关关系,说明随着沟床植被盖度的增加(或减小),跌坎高差、沟床比降均呈减小(或增加)趋势。3.集水区植被盖度与各形态特征参数的关系不显著,表明干热河谷集水区植被盖度对沟头发育的贡献有限。     

坡度在坡面侵蚀中的作用*

本文分析了坡度在坡面侵蚀中的作用,包括不同坡度下被蚀体的特征差异,坡度对坡面溅蚀、坡面入渗、坡面径流及坡面侵蚀的影响,最后从理论上阐明了坡面侵蚀中的临界坡度。     

Abiotic conditions, neighbour interactions, and the distribution of Stipa tenacissima in a semiarid mountain range

Abiotic conditions and interactions among plants are important factors determining plant geographical distributions. With the aim of analyzing the distribution of a perennial grass species in a semiarid mountain range, we experimentally tested above- and belowground effects of shrubs on the grass along a gradient of aridity. We measured growth, physiology and reproductive output of Stipa tenacissima tussocks surrounded by intact or manipulated neighbour shrubs. Performance of Stipa improved under mesic conditions, but the net effect of shrubs on Stipa did not change along the gradient. Belowground, we did not find significant effects, suggesting belowground resource partitioning between tussocks and shrubs. Aboveground net effects of shrubs on Stipa were generally positive and independent from abiotic conditions. The improved performance of Stipa at the mesic end of gradient suggests that its absolute physiological optimum lies out of its realized range. Overall, the arid end of the geographical distribution of Stipa in this mountain range may be determined by environmental severity. The coincidence of the upper limit of Stipa with the lower tree limit suggests that the more mesic end of Stipa distribution may depend on other factors; most likely competition with trees, which, unlike shrubs, could be excluding Stipa tenacissima from forests.     

坡面泥石流发生的坡度阀值研究

对重庆市北碚区的21个坡面泥石流的实地调查表明,坡度对坡面泥石流发生具有重要的控制性作用。在对坡面泥石流流域大量原始坡度进行统计分析后发现,各坡面泥石流的坡度服从正态分布规律。根据这一分布规律,将本区坡面泥石流发生的坡度阀值确定为三类。文章从定量的角度阐述了坡度阀值与坡面泥石流发生的关系,为生态脆弱区的划分、工程建设、防灾减灾和政府决策提供服务。     

土壤梯度温度测定方法模拟试验研究

土壤梯度温度的测定 ,由于测定过程中造成土体结构和地面覆盖物破坏和挠动 ,都可能造成测值的偏离 ,不能反映原态土壤梯度温度的真实情况。采用插入式多温点梯级组合测温探头进行土壤梯度温度的测定 ,是一种实现土壤原态———原位测定的可行方法。     

坡度阀值与坡面泥石流--以重庆市北碚区为例

通过对重庆市北碚区的 2 1个坡面泥石流的实地调查表明 ,坡度对坡面泥石流发生具有重要控制性作用。在对坡面泥石流流域大量原始坡度进行统计分析后发现 ,各坡面泥石流的坡度分布具有明显的正态分布特征 ,且平均坡度分布具有显著的规律。根据这一分布规律 ,将本区坡面泥石流发生的坡度阀值确定为三类 :第一类的坡面泥石流植被覆盖率高 ,远离居民区 ,人类影响活动微弱 ,坡度阀值为 32 4° ;第二类坡面泥石流无一例外均位于林地结合部 ,森林覆盖率很低 ,人类活动影响十分剧烈 ,坡度阀值为 2 7 3° ;第三类的两条坡面泥石流相邻 ,均位于观音峡峡谷地带 ,它们的发生完全受地形条件的控制 ,坡度阀值为 36 8°。本文从定量的角度阐述了坡度阀值与坡面泥石流发生的关系 ,为生态脆弱区的划分、工程建设、防灾减灾和政府决策提供服务     

城市居民对居住区位的偏好：支付意愿梯度模型的估计

利用翔实的社会调查数据，本文考察了我国城市居民对居住区位的偏好和支付意愿，以及影响支付意愿相对水平的各项因素。首先，本文对影响居民对居住区位支付意愿高低（即支付意愿梯度）的因素进行了理论分析，将其分为两组，一组是家庭个体特征，一组是城市形态特征，同时分析了支付意愿梯度与这些因素之间的相关关系。在初步分析的基础上，本文建立了支付意愿梯度模型，利用北京、上海、广州、武汉和重庆五城市的调研数据对模型参数进行了估计。模型估计结果显示，高收入群体仍倾向于居住在距离市中心偏近的位置。另外，工作地点、对环境的偏好、城市规模和郊区基础设施完善程度都会从各方面影响支付意愿的梯度值。     

山地森林群落物种多样性垂直格局研究进展

山地森林群落物种多样性垂直格局研究是揭示植被地带性分布式样的重要手段,其研究内容主要包括山地森林群落物种多样性的垂直变化模式、山地森林群落物种多样性垂直带谱和山地森林群落物种多样性及其环境解释等。目前对于山地森林群落物种多样性沿海拔梯度的格局变化模式尚无统一认识,但大致可概括为5类变化模式。垂直带谱研究从最初的单因子单目标已逐步过渡到单因子多目标,最后到多因子多目标。研究深度也从根据样地资料的简单描述和分析,发展为山地森林群落物种多样性机理假说的提出与证实,尚未见有关山地森林群落物种多样性垂直格局机理的报道。山地森林群落物种多样性垂直格局研究方法可分为取样方法和测度方法两大类。常用的取样方法有梯度格局法（或连续样带取样法）和典型群落随机取样法,其中最小取样面积的确定尤为关键。就山地森林群落物种多样性垂直格局测度和分析而言,物种多样性指数的测度和单元统计分析（回归、假设检验、方差分析、相关分析等）较为常见,随着分析手段的不断创新,植被数量分类和排序等多元统计学分析方法得到了日益广泛的应用。