崩岗地貌发育的土体物理性质及其土壤侵蚀意义——以广东五华县莲塘岗崩岗为例

崩岗集中发育在我国广东、福建等东南7省(自治区),面积约5万km2,是华南地区土壤侵蚀最严重的区域.崩岗是水力—重力复合侵蚀交替作用的产物,也是沟谷侵蚀发展的结果.崩岗主要发育在花岗岩厚层风化壳上,崩岗土体以高黏粒、低砾石含量的粗砂土为基本特征.崩岗崩积锥土体粒径自坡顶至坡脚由粗变细,反映出坡面流水的侵蚀和搬运过程.崩岗土体可蚀性强,可蚀性因子K值平均为0.26,比花岗岩红壤地区的平均K值高0.03 ～ 0.05.崩积锥坡脚K值大于坡顶,即坡脚可蚀性大于坡顶.崩岗崩壁和崩积锥土体的平均黏粒含量为10.13％,大于5％这一泥石流形成的必要条件.崩岗流域地形陡峻,一旦遭遇强降雨,有条件转化成“泥石流”.崩岗形成的“泥石流”平均中值粒径仅为常规泥石流的1/12,砾石含量仅为1/4.因此,崩岗型泥石流(即由崩岗转化成的“泥石流”)并不是通常意义上的泥石流,是广义泥石流大类中的一个新种——泥砂流.     

窝崩区水流结构的概化水槽试验研究

窝崩是长江中下游常见的一种崩岸类型,具有流场结构复杂、发展速度快、破坏力强等特点。为揭示不同类型窝崩三维水流结构的特点,以长江中游虾子沟和下游扬中窝崩为例,设计了一般型与口袋型的窝崩概化模型,开展了相应的水槽试验。采用PIV流场测量技术,获得了一般型和口袋型窝崩的三维流场,研究了这2类窝崩的水流结构。试验结果表明：(1)窝塘及附近区域可分为主流区、掺混区和回流区;(2)一般型与口袋型窝崩回流区流速的最大值分别为主流平均流速的0.19倍和0.27倍,掺混区存在着较大的流速梯度且紊动强度大,掺混宽度沿主流方向逐渐增大;(3)一般型窝崩回流区的垂向平均流速比口袋型大48%～76%,且回流中心相比于口袋型更靠近窝塘外侧,这导致一般型窝崩更易将窝塘内泥沙输运至主流区;(4)在较高主流流速条件下,一般型窝崩窝塘水体与主流的交换速率大于口袋型窝崩,较低主流流速下则相反。     

基于流域形态完整系数的泥石流容重计算方法

通过对四川山区20条典型泥石流沟道的现场调查,建立了流域形态完整系数与泥石流浆体容重的统计关系,通过拟合分析形成了基于流域形态完整系数泥石流容重的指数式计算公式,获取了回归曲线,并采用误差分析、影响因素分析及趋势分析验证了该计算公式的合理性。研究表明,泥石流流域形态对泥石流浆体容重有很大影响,在区域地质背景条件相似时,浆体容重随流域形态完整系数的增大而减小。当流域形态完整系数大于0.3时,形成的泥石流多为稀性泥石流,且逐步向水石流、夹砂水流的状态发展,浆体容重可达到1.28t/m3的极值,这与目前观测到的泥石流容重最小值相符。基于统计关系所建立的拟合公式尤其适用于流域形态完整系数较大的桦叶形泥石流沟,可为无法观测（已暴发或难以到达）的泥石流沟容重的计算提供简便方法,亦可为容重参数的合理确定提供区域性参考。     

华南地区崩岗侵蚀灾害及其防治

根据区域调查和定位研究资料,介绍了华南地区崩岗侵蚀及其灾害特点,概述了崩岗的形成、发育规律及其演变过程,分析了崩岗侵蚀及其灾害的影响因素。提出进行崩岗灾害防治时,应在水土保持传统方法基础上,整合水文地质学和工程地质学及其它相关学科理论,应用GIS技术对崩岗侵蚀进行科学监测和管理,为坡地利用和环境整治以及灾害防治提供依据。     

河南栾川县上疙瘩沟泥石流成因及危险度评价

以栾川县上疙瘩沟为研究对象,分析其泥石流形成条件,计算泥石流动静力学参数,并对其危险度进行定量评价。结果表明:上疙瘩沟的沟床比降和山坡坡度属于泥石流易发范围,沟道松散堆积物、人工耕地、坡面崩滑物为泥石流提供物源,前期降雨量丰富、日降雨量高和短历时高雨强是泥石流的诱发因素。上疙瘩沟泥石流流体容重为1.874 g/cm~3,属于黏性泥石流,泥石流流速为3.12~4.17 m/s,流量为250.97~345.39 m~3/s,一次泥石流固体物质冲出总量约为7.45×104m~3。泥石流危险度等级为轻度危险。     

降雨条件下微生物技术治理崩岗侵蚀

崩岗是中国花岗岩地区危害最大的一种土壤侵蚀方式,坡面防护是崩岗侵蚀治理的重要措施。为研究微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术在花岗岩崩岗侵蚀区冲刷防护中应用的可行性,以福建省崩岗最为发育的安溪县官桥镇花岗岩土质覆盖层为研究对象,进行降雨条件下微生物治理崩岗的模型试验研究。采用喷洒加固法对崩岗坡面进行处理,然后利用降雨模拟系统冲刷坡面,最后分析了MICP加固技术对泥沙产量及坡面侵蚀深度的影响。结果表明：与未加固边坡相比,MICP固化边坡泥沙产量由未加固的7648.43 g下降至266.61 g,较加固之前降低了96.51%;最大侵蚀深度由未加固的60 mm下降至除个别侵蚀坑外边坡表面基本未发生侵蚀。     

花岗岩风化土崩岗破坏机理分析

崩岗破坏是红层土中特有的破坏形式,在花岗岩风化土中发育更为强烈,这与花岗岩风化土自身的力学性质有关。本文认为花岗岩风化土自身的结构性、粒间吸力特性决定了其遇水软化和崩解的性质,花岗岩风化土软化主要表现为减压软化和损伤软化,花岗岩风化土颗粒粒径和孔隙大小不均匀性,以至土体在吸水过程中吸力不平衡导致其崩解作用。花岗岩风化土遇水发生软化和崩解是崩岗发生的内因,为崩岗破坏水土流失提供了物质来源,长期的水与重力作用是崩岗发生的外因,为崩岗持续发展提供了动力,在上述内因和外因作用下,最终形成了崩岗地貌。     

不同植被类型生态工程治理崩岗灾害效果对比

生态工程是治理福建省崩岗灾害的关键技术。在总结福建省崩岗生态工程治理模式、关键技术、恢复过程和机理等基础上,以安溪县官桥镇典型崩岗群为研究区,进行了植物为主、工程为辅的生态工程治理措施试验,选取耐瘠耐旱植物及经济植物,设计不同组合模式被覆于实验场地。在此之前,为保证边坡的自然稳定及利于人工作业,对崩岗坡面进行工程改造,使其坡度小于25°。原位测定试验场每日降雨量及各样方每次降雨产沙、产流量。初步监测结果分析表明,花岗岩风化丘陵区崩岗坡面采用马尾松与芒萁联合覆盖模式对于固土和径流拦截具有更显著的效果,该试验结果将为采用不同植被被覆治理崩岗灾害提供科学依据。     

干湿效应下崩岗岩土不均匀沉降变形规律与崩壁崩坍机制

发育于花岗岩出露区崩岗岩土受干湿效应影响显著,导致崩壁坍塌和工程设施受损。通过崩解和快速固结试验,采用6种干湿水平研究干湿路径、固结压力对崩壁岩土相对变形率的影响。结果显示,脱湿过程中裂隙性是影响相对变形率主要因素,而在增湿过程中基质吸力、崩解性、土壤质地则共同决定了不同压力下相对变形率高低。当超过平均先期固结压力103.06 kPa后,相对变形率随固结压力增加而增大;压缩系数与初始含水率呈指数递增关系,初始含水率超过25%后压缩系数剧增;红土层①的压缩系数变化幅度最广（0.15~0.62 MPa-1）,均值最大（0.31 MPa-1）。从干湿效应导致的不均匀沉降角度揭示了崩壁崩坍机制,并讨论了崩岗区水保工程和监测设施不均匀沉降防治原则。其结论可为崩岗防治,工程设施维护提供一定科学依据。     

西藏地区冰崩灾害研究进展

随着全球气候的变暖,青藏高原地区冰川消融、退缩加剧,稳定性降低,增加了冰崩灾害的发生频率。西藏地区作为青藏高原的主体部分,其冰川的稳定影响着我国及周边国家的水源及生命财产安全。文章通过梳理国内外冰崩的研究现状,整理了西藏地区冰崩灾害的定义;从地形因素、构造运动和气候作用角度分析了冰崩形成机制;归纳分析了冰崩—冰湖溃决—泥石流链式灾害、冰崩—堵溃—泥石流链式灾害、冰崩—直接型泥石流（山洪）灾害3种类型冰崩灾害链的特征;阐述了目前冰崩灾害监测预警的手段及特点,认为多种监测方式联合是冰崩灾害监测的发展趋势,展望了冰崩灾害的研究体系,以期能为后续的研究工作提供思路。     

典型窝崩三维数值模拟

窝崩是冲积河流常见的一种崩岸类型,具有发展速度快、破坏力强等特点,且不易成功模拟。以长江下游扬中河段指南村窝崩为例,基于窝崩机理及其力学模式,采用考虑回流区紊动影响的挟沙力公式模拟窝塘内泥沙输移,初步建立了窝崩三维数值模拟方法。研究结果表明:窝崩发生初期窝塘内局部水流具有底层流速大于上层流速的特征,这为窝塘底部及坡脚淘刷提供了动力条件;窝塘内回流区水流挟沙力的计算对窝崩形态模拟结果存在显著影响,考虑回流区紊动影响的泥沙输移特性后,模拟结果与实测结果基本吻合,可较好地模拟窝崩的快速发展过程。研究成果可为窝崩机理的深入认识和窝崩治理提供科技支撑。     

汶川震区北川县泥石流流域崩滑体时空演变特征

2008年5月12日的汶川大地震引发了大规模同震山体滑坡,随后的强降雨又引发新的山体滑坡,滑坡形成的松散固体物质成为后续泥石流灾害的主要物质来源。为探究强震区泥石流流域崩滑体时空演变特征,文章以北川县魏家沟等8条泥石流流域为例,选取8期遥感影像（2008年震后、“9.24”泥石流发生后、2010年、2011年、2013年、2014年、2015年、2016年）,分别解译崩滑体,统计其空间分布特征。此外,利用归一化植被指数（NDVI）计算研究区内植被覆盖度（VFC）及植被覆盖度恢复率（VCRR）。结果表明:研究区内崩滑体发育面积在强降雨作用后达到峰值,随后呈稳定恢复状态,面积逐年减小。崩滑体在高程900~1 100 m范围、坡度30°~45°范围、坡向90°~135°范围、距沟道150 m范围内发育面积最大。流域内植被覆盖度在2008年“9.24”泥石流灾害后最低,随后呈稳定恢复。自震后到2010年的时期内,植被覆盖度恢复率中等以下区域较多,植被恢复程度较低。2011年之后,流域内大多区域处于植被覆盖度恢复率中等以上等级,植被恢复程度较高。到2016年,研究区植被覆盖度已恢复至较高水平。研究表明:除地层岩性、微地貌等因素影响外,植被对泥石流活动性具有一定的抑制作用。     

典型窝崩三维数值模拟

窝崩是冲积河流常见的一种崩岸类型，具有发展速度快、破坏力强等特点，且不易成功模拟。以长江下游扬中河段指南村窝崩为例，基于窝崩机理及其力学模式，采用考虑回流区紊动影响的挟沙力公式模拟窝塘内泥沙输移，初步建立了窝崩三维数值模拟方法。研究结果表明：窝崩发生初期窝塘内局部水流具有底层流速大于上层流速的特征，这为窝塘底部及坡脚淘刷提供了动力条件；窝塘内回流区水流挟沙力的计算对窝崩形态模拟结果存在显著影响，考虑回流区紊动影响的泥沙输移特性后，模拟结果与实测结果基本吻合，可较好地模拟窝崩的快速发展过程。研究成果可为窝崩机理的深入认识和窝崩治理提供科技支撑。     

康定雅拉河无名沟崩滑坡面泥石流峰值流速流量的沿程变化特征

在分析崩滑坡面泥石流的基本特征和其峰值流速流量一般规律的基础上，以康定雅拉河无名沟1995年的百年一遇泥石流为研究示范，在了解该流域的基本特征，分析该次泥石流的形成，容重、颗粒组成等基本特性的基础上，用弯道超高的理论和用古乡沟泥石流建立的流速计算公式，计算测量断面的流速及泥石流峰值流速沿程变化，用形态调查法分析计算不同断面的泥石流流量，并分析其沿程变化，通过分析可知崩滑坡面泥石流峰值流速与流量在整个流通过程是逐步变化的，在靠近物源区，流量随着物源的加入逐步增加，而流速随着能量的消耗逐渐减少，在靠近堆积区由于坡降的减小，流速与流量呈减小的趋势，崩滑坡面泥石流峰值流速泥石流流速也有一个相对的匀速段，但这个匀速段的长度较短，崩滑坡面泥石流峰值流量过程的沿程变化曲线接近于正态分布，此类泥石流防治中的拦挡措施要注意充分利用其在坡降减小的过程中流速和流量迅速降低的特征，而其排导措施要注意到此类泥石流的高阻力特征，注意保证排导槽的足够坡度。     

关家川沟泥石流流体性质研究

泥石流流体性质不仅决定了泥石流的类型,而且是研究泥石流动力学特征、泥石流治理、泥石流危险性评价等方面的基础。通过分析泥石流堆积物颗粒粒度特征和一系列的定量指标可以分析泥石流流体性质。由于后期洪水作用下泥石流堆积物颗粒粒度特征发生了变化,再加上颗粒粒度分析中取样等因素影响使泥石流堆积物颗粒粒度分析结果难以反映泥石流流体性质。因此,泥石流流体性质不能仅仅依据泥石流堆积物颗粒粒度特征来确定,而应采用综合分析研究方法来确定泥石流流体性质。本文以关家川沟为例,采用堆积物颗粒粒度分析与相关定量指标相结合的方法,综合分析研究了关家川沟泥石流流体的性质。该分析研究方法对研究泥石流流体性质具有实际的工程意义。     

新型悬挑式泥石流网格格栅坝及其应用

悬挑式网格格栅坝是从工程实践中在传统网格格栅坝的基础上演变而来的一种新型的格栅坝体类型,该种坝型继承了网格格栅坝的各种优点,并且通过悬挑格栅的独特设计,更具突出在非排导泥石流时对河流沟谷地的常态水流进行非拦截性排流,使河流沟谷内常态水流更为通畅,不会干扰河流沟谷的正常流通,是传统网格格栅坝的优化坝型,均适用刚性和柔性网格材料筑坝。目前国内还没有该种坝型的研究成果和相关技术资料,文章通过阐述其在以水流为主的稀性泥石流和挟带大量推移质的高含沙洪水的泥石流治理工程中的应用研究,得出该坝型的优缺点和相关技术成果,作为进一步工程实践和研究提供基础技术依据,从而进行悬挑式网格格栅坝在泥石流防治工作中的应用和推广。     

四川石棉简槽沟泥石流发育特征与减灾防灾初探

四川石棉县简槽沟为一条典型泥石流沟道,区域上具备泥石流形成的孕灾地质环境背景,流域内具备泥石流产生的地形地貌与物源聚集特征。简槽沟泥石流可分清水区、形成区、流通-堆积区3个区域。由于简槽沟泥石流形成是由形成区密集崩滑体提供并参与物质运移,以远程碎屑流的形式沿程堆积扩散并延伸至沟口,所以,流通区与堆积区不明显,与常规泥石流分区略有区别。通过流域物源调查,简槽沟物源为崩滑堆积物、沟道堆积物、坡面侵蚀物。流域内共有松散固体物质总量为13.784×10~4 m~3。可能参与泥石流的物源量约3.154×10~4 m~3,沟道两侧的崩滑堆积物为泥石流的主要补给物源,占泥石流活动量的86.7%。简槽沟泥石流为高频—暴雨—崩滑—沟谷型稀性泥石流、易发、活动性强、中型潜在危险性,进行工程治理是十分必要的和紧迫的。针对简槽沟泥石流物源集中且丰富、流通区不明显、堆积区建筑物密集、沟口过流断面狭窄的特点,工程治理以中游拦挡物源、下游排泄倒流的措施,并遵循以防为主、防治结合、综合治理的原则。     

粤东崩岗侵蚀作用下土壤中Ti-Zr的重分布

粤东地区分布着大面积的花岗岩风化壳,由其形成的土壤在高温多雨的气候环境下极易发生崩岗等重力侵蚀,引起局部地球化学环境变化。本文探讨了粤东崩岗区不同剖面中的Ti、zr及有机质的重分布特征及其与有机质的关系;同时分析了不同剖面中Ti、Zr和有机质的含量。结果表明,侵蚀过程中径流对土壤颗粒的分选作用十分明显,搬运的崩落物离崩口愈远,其Ti、Zr含量愈高,Ti／Zr比值愈大;Ti、Zr含量在崩落物形成的剖面（HJ2）中与有机质呈明显的正相关,表明Ti、Zr迁移不仅与径漉分选作用有关,可能也与有机质的络合作用有关。崩壁剖面（HJ1）中Ti／Zr随深度的加大,整体上呈逐渐增加的趋势,Ti、Zr的分布与有机质相关性不明显。     

贵州关岭大寨崩滑碎屑流灾害初步研究

2010年6月28日,贵州省关岭县岗乌镇大寨村发生特大型崩滑碎屑(石)流灾害,造成99人死亡或失踪。通过现场考察崩滑区的地质环境与斜坡岩体结构,认为斜坡体由似"干砌块石结构"的裂隙化岩体组成是发生崩溃式破坏的主要内在原因。超常暴雨(过程雨量237mm)条件下斜坡岩体后缘裂缝充水形成持续的"水楔作用"是斜坡岩体松动、倾倒垮塌的主要外部引发因素。碎屑(石)流块度的空间分布具有从源头向沟口逐次减小,碎屑(石)流运动冲击高度逐步降低,冲击速度逐步减小,并显示4个能级4个冲程的特点。根据动势能守恒定律,计算了每个冲程的最大速度,得出第1冲程为高速崩滑,其它冲程属于碎屑(石)流动冲击。未发现区域天然地震、光照水库诱发地震与外围历史采矿活动与本次事件相关的直接证据。由于滑坡后缘仍存在不稳定岩体,碎屑(石)流堆积体上多处分布直径3～5m的堰塞塘,说明碎屑(石)空隙的排泄能力不足,在未来暴雨条件下引发新的崩滑或形成沟谷型泥石流的可能性是存在的。     

黄河高含沙水流的含沙量分布特性及测验方法的探讨

本文根据野外试验资料分析指出,黄河中游高含沙水流泥沙具有均质分布的特点。认为这种均质分布在流域产生径流时就已形成,并且在浑水流体较大的极限切应力和密集泥沙形成的结构体作用下保持下来。扩散理论的垂线分布公式不适用于高含沙水流,这时的泥沙测验内容、方法和仪器等应与低含沙测量不同。一、高含沙水流泥沙分布特性黄河中游干支流,洪水时期常出现高含沙水流。根据这个地区部分水文站的实测资料分析,这种水流有如下的分布特性: