泥石流的二维数学模型

泥石流是在重力作用下,由砂粒石块和水等组成的固液混合物,是一种发生于山区的复杂的地质灾害现象。泥石流主要是由暴雨诱发引起的,它沿着复杂的三维地形高速流动,具有流体流动的特性。为了模拟泥石流的运动规律,预测降雨诱发的泥石流的到达距离和泛滥范围,减少和避免泥石流引起的灾害,把泥石和雨水组成的固液混合物假定为遵循均匀、连续、不可压缩的、非定常的牛顿流体运动规律。基于质量守恒方程和Naiver-stokes方程,采用深度积分方法,推导出了一个模拟泥石流运动的二维数学模型。所有方程式可用有限差分法来求解。结合GIS,该模型可用于预测泥石流的流动距离和泛滥范围,以及泛滥范围内的危险房屋和路段,也可以用于泥石流灾害的风险性分析。     

汶川震区北川五星沟暴雨泥石流灾害调查

汶川地震诱发形成了大量高位崩滑坡地质灾害,为泥石流的形成提供了丰富的物源。震后每年均产生多起泥石流灾害,造成严重的经济损失和人员伤亡。通过调查2008年9年24日因暴雨引发的五星沟泥石流基本特征,讨论了泥石流物源堆积过程、活动特征、强度,预测了震后地震灾区泥石流发展趋势,为震后泥石流研究提供了典型实例,对地震灾区泥石流防治工作具有指导意义。     

山区河流两岸泥石流形成的机理和力学条件

泥石流是山区沟谷的主要地质灾害类型之一,对其开展研究是很有价值的,但目前对其进行的针对性研究很少。本文重点研究山区沟谷泥石流形成的机理和力学条件。根据地形地貌、气候环境条件与土质学原理,研究了山区河流泥石流的形成机理及影响因素。河流两岸山坡岩土结构、人为活动与持续降雨或暴雨是山区河流泥石流形成的主要影响因素,不同土质结构与组成的土层的滑移破坏机理也不相同。山区河流泥石流的物源可概化为粘性土块体与松散砂砾两种典型固相物质。基于剪切破坏理论,建立了粘性土块的失稳滑动平衡条件;基于动量理论与重力分解原理,提出了松散砂砾启动的力学计算公式和失稳条件。     

台风暴雨型矿山泥石流的形成条件及起动模式

台风暴雨是诱发我国东南沿海地区地质灾害的重要因素,2013年8月台风"尤特"在广东省登录,造成广东兴宁市铁山嶂矿区爆发大型泥石流灾害,下游居民的人身和财产安全受到直接威胁。本文通过现场调查和室内外实验,对铁山嶂矿区泥石流的物源组成、沟谷特征、形成条件及起动模式进行了分析研究。研究结果表明,矿山开采形成的弃填土边坡及矿渣的随意堆放为泥石流形成提供了丰富的固体物源基础,强降水为泥石流形成提供了动力条件。在台风暴雨作用下,矿渣型物源受沟道限制发生堵塞溃决,放大了泥石流规模,其起动模式为滑塌—堵塞—溃决型。定期清理淤积在行洪通道的废渣可降低该类泥石流灾害的危险性。     

墨玉县普卡村泥石流发育特征及形成条件分析

墨玉县普卡村泥石流沟对居民房屋、通信、电网及当地村民构成了一定程度威胁。结合野外实地调查结果,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:研究区泥石流类型为暴雨型、沟谷型、泥流型、高频、稀性泥石流;泥石流的流域划分为形成-流通区和堆积区;泥石流正处于发展期(壮年期)的末期,正在向衰退期(老年期)转型;泥石流地质灾害的主要诱发因素为暴雨。     

数量化理论在泥石流灾害预测预报中的应用--以吉林和龙市泥石流为例

和龙市地处长白山脉东北部,地质环境质量较差,区内常有泥石流、崩塌、滑坡等地质灾害发生。该市东城区具备形成泥石流的条件,泥石流发生频繁。2002年7月间,该市境内连降暴雨,日最大降雨量达69.8mm,导致多处暴发泥石流,造成较大灾害。文章根据东城区34条泥石流沟的调查资料,采用数量化理论对泥石流易发程度进行统计分析,建立了泥石流易发程度预测模型。计算获得的预测值与实测值相接近。     

河南卢氏县罗家沟泥石流灾害评价

通过对当地地形地貌、暴雨特征、流域面积、地层岩性、地质构造、工程地质条件、水文地质条件、泥石流物源的调查与分析研究,对该泥石流的形成条件、基本特征进行了综合评价,并按泥石流地质灾害勘察规范的要求对其参数进行了分析计算,对该泥石流的特征有了清晰的认识,为进一步治理提供了基础依据,也为相关地质灾害的分析评价起到抛砖引玉的作用。     

震区小流域暴雨泥石流发育特征与防灾对策

受到"5.12"汶川特大地震、"4.20"芦山地震的影响,我国西部龙门山区泥石流等地质灾害进入了一轮高发期,特别是震区小流域暴雨泥石流,防范难度之大、破坏性之强,地质灾害的防灾形式前所未有。作者通过对四川省成都市域内的几次重大流域性泥石流地质灾害的分析研究,总结了震后小流域暴雨泥石流的发育特征,提出震后小流域地质灾害防治的新思路。     

安徽省九华山风景区泥石流灾害发育特征浅析

暴雨型泥石流灾害是九华山风景区较为频发,同时也是危害最大的地质灾害,每年均会因此造成较大的经济损失。针对当地对地质灾害研究较浅的实际情况,通过对九华山风景区泥石流沟谷,尤其是三道桥泥石流灾害的现场调查,对风景区内地形地貌、物质来源、水动力条件等特征进行了论述,分析了形成泥石流的条件。采用雨洪法等定量方式确定了风景区泥石流形成的临界雨量,计算了泥石流的主要动力学参数,分析了其危害。强降雨和沟谷松散物质是诱发当地泥石流的主要原因,建议从控制物源、削弱水动力条件,改变或控制泥石流的活动规律等方面,采取综合治理的方法减轻泥石流的危害。     

秦巴山区宁陕县城坡面型泥石流的形成机理

近年来,在异常强降雨下,秦巴地区大型滑坡、泥石流灾害频繁发生,尤其是高陡斜坡上罕见的坡面型泥石流不仅突发性强,而且成灾面积大,造成的经济损失十分惨重。本文以2003年8月29日发生于秦岭造山带腹地宁陕县城区的坡面型泥石流为例,通过野外地质调查和室内试验测试,分析了暴雨作用下宁陕城区高陡斜坡带坡面型泥石流的发育特征及其形成机理。作者认为,除了持续集中的特大暴雨和斜坡陡峻等因素外,斜坡表层残坡积物的物质组成尤其是残坡积土的粘粒含量和粘土矿物成分是坡面型泥石流大面积同时发生的重要控制性因素。通过不同含水状态下的粘性土抗剪强度试验结果统计分析,剖析了暴雨坡面型泥石流的形成过程,探讨了斜坡浅表层残坡积物快速流动变形的临界状态,从而为地质灾害预测预警提供了科学依据。     

泥石流防治对策与新方法

基于云南地质灾害防治历程和云南高原泥石流防治面临的问题,提出了资源与环境理念的泥石流防治对策与新方法。泥石流防治的基本对策是实施泥石流全流域地质灾害链的系统防治;其目标既要减灾防灾,同时保护土壤资源,兼顾实现砂石料与土壤资源的开发利用,还要避免形成堰塞湖及河湖淤积等新的环境问题;泥石流防治一是通过水土保持工程技术改善流域生态环境,减缓泥石流蓄势速度(可流动松散物质的积蓄速度),二是科学分离和处理泥石流固体物质,变“拦挡、疏排”为“拦淤、清淤”,将泥石流泥沙作为资源开发利用,将“固床、护岸,拦挡、疏排”改进为“保土、稳坡,固床、护岸,拦淤、清淤”。     

乌恰县夏特水电站建设工程泥石流灾害危险性评估

研究区主要发育有崩塌和泥石流两种地质灾害。主要以泥石流灾害为研究对象,对研究区的泥石流灾害特征、危险性现状和危险性预测进行了评估。研究结果表明:根据物质组成分类,泥石流类型可以划分为水石流;评估区内泥石流地质灾害不发育,现状评估泥石流地质灾害危害程度小,危险性小;预测工程建设引发和加剧泥石流地质灾害的可能性中等,危害程度中等,危险性中等。     

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。     

延安地区泥石流灾害的特征分析

延安地区泥石流是黄土地区一类重要的地质灾害.对延安地区典型泥石流沟进行调查,区内泥石流主要分布在黄河谷地两岸及其主要支流流域,对其影响因素进行分析研究,得出:(1)延安地区泥石流集中在每年的7月份到10月份,主要为暴雨型泥石流;(2)在本区内泥石流形成的地形要素主要有流域形状、面积、山坡坡度以及沟床比降等;(3)固体物质补给条件,在本地区以泥流和泥河为主;(4)本区泥石流暴发的临界降雨强度为120mm/12h左右;(5)人类工程活动已经成为影响该区地质灾害发生的第二大主要因素.     

鞍山市铁矿矿山地质灾害形成条件及对策研究

矿山地质灾害较其它地质灾害相比有其独特性。在鞍山铁矿区，排土场沉降不仅与采矿引起的地下水位下降有直接的联系，还与松散细粒土层、活动断裂有关；滑坡、泥石流地质灾害与地形地貌、水源条件及构造有一定的关系，更重要的是采矿活动产生的废石废渣为其提供了大量的物源；尾矿库灾害主要表现为：洪水漫顶、尾矿砂液化破坏、尾矿坝渗漏及管涌溃堤、尾矿坝滑塌破坏等。本文简要分析了鞍山市铁矿山主要存在的地质灾害类型(排土场地面沉降、滑坡、泥石流及尾矿库地质灾害)和形成条件并提出了防治地质灾害的对策。     

泥石流起动原型试验及预报方法探索

在分析国内外泥石流预报的基础上,结合泥石流形成机理研究取得的进展,提出了新型的暴雨泥石流预报方法。通过蒋家沟泥石流源地人工降雨试验,坡面泥石流形成与源地土体特征参数变化存在密切的关系。暴雨泥石流形成的过程可以描述为:降雨→土体含水量、土体结构和土体组成的变化→土体强度变化→斜坡稳定性变化→坡面泥石流形成→沟谷泥石流。建立起前后两者的关系,用降雨并结合中间关系方程分析泥石流发生的概率、时间及形成规模等参数,逐步提高泥石流预测预报精度。比传统的预报方法在精度上有很大的提高,使对误差进行估算成为可能。     

5.12震源区牛眠沟暴雨滑坡泥石流预测模型

牛眠沟研究区位于2008-05-12汶川大地震线性震源的南端,受强烈地震力作用,区内山体遭受严重破坏,发生多处滑坡和泥石流灾害。根据已建立的暴雨滑坡、泥石流预测概念模型,暴雨滑坡、泥石流预测可视为判断滑坡形成的地质环境和确定触发滑坡的降雨特征。查明研究区地质环境及灾害特征,确定了产生滑坡、泥石流的必要地质环境因子,以数字滑坡技术获取这些因子数据,代入模型,即可评价研究区各处、各沟谷发生滑坡、泥石流的危险程度;与相似地质环境及气候条件进行类比,确定研究区触发滑坡、泥石流的降雨特征及降雨量阈值后,最终建立暴雨滑坡、泥石流预测模型。据此模型进行研究区暴雨滑坡、泥石流预测,实地验证表明滑坡、泥石流发生位置的准确率>90%。     

房山周口店车厂北沟泥石流特征及防治

泥石流是北京地区危害性严重的地质灾害之一,作为北京"7·21"特大暴雨灾害受灾最为严重的区县,房山区近现代泥石流一直比较活跃,灾情严重。为了查清房山区"7·21"特大暴雨后典型泥石流灾害发育和运动特征,本文选取了车厂村北沟作为样本,通过采用现场调查、槽探、岩土测试等方法,对主沟整体流域进行了系统研究。从而查清了形成区的物源类型和可移动物源储量,掌握了全流域的沟道形态特征;通过对堆积区堆积形态和堆积物调查分析,论述了主沟水动力特征和冲淤特征;根据相关规范,计算得出了泥石流的动力学参数。分析了泥石流形成机理,进行了危险性评价,提出了防治对策。     

阿图什市城北泥石流灾害发育特征及影响因素分析

在对阿图什城北泥石流地质灾害详细调查的基础上,对泥石流的地质环境条件、发育特征、以及影响因素等进行了分析和研究。研究结果表明:H5和H6滑体均由坡积角砾、砾砂、含砾粉土等组成,均为小型潜在滑坡隐患体;泥石流位于低山丘陵区发育若干条沟谷;N1和N3泥石流均为暴雨类-沟谷型-高频法-小规模-水石(砂)型;有利的地形、丰富的物源和强降雨是区内泥石流的主要形成条件。