泥石流声波信号预处理时域图

正泥石流在运动过程中颗粒之间的相互碰撞、摩擦以及颗粒与沟床、沟岸的碰撞、摩擦作用扰动空气产生声波。作为泥石流声波法预警的重要媒介,泥石流声波的特性从一定程度上可以反映泥石流的性质和规模。通过开展室内水槽实验,以泥石流容重(性质)和流量(规模)为变量,分析研究了实验变量对泥石流声波时     

新疆叶城“7.6”特大灾害性泥石流应急科学调查

2016年7月6日凌晨新疆喀什地区叶城县柯克亚乡玉赛斯(六村)发生滑坡堰塞坝溃决泥石流灾害,造成36人死亡、6人失踪、7户民房被完全毁坏,其余数十间房屋和大量基础设施不同程度受损。现场调查研究表明:(1)此次灾害性泥石流形成过程为:降雨→土质滑坡→滑坡堰塞坝→堰塞湖→堰塞坝溃决→泥石流;(2)9#土质滑坡堰塞坝在持续强降雨作用下发生溃决,溃口洪峰流量达977.8 m~3/s,形成堰塞坝溃决型泥石流,致使1#土质滑坡堰塞坝发生串联溃决,其溃决洪峰流量为459.2 m~3/s;(3)泥石流断面流速为4.51-6.51 m/s,断面流量为443.2-524.7 m~3/s,泥石流堆积扇最大长度283.9 m,最大宽度234.3 m。     

西藏古乡沟泥石流发展趋势

1950年地震造成的大规模雪崩、冰崩及崩塌,堵塞古乡沟中游沟道,在降雨、气温及冰雪融水作用下,1953年溃决成特大冰川泥石流,流量达2.86万m~3/s。随着流域内补给物质的转移,古乡沟泥石流的规模、容重、暴发频率可能会减弱。     

冕宁县牦牛坪稀土矿区“7·18”水石流灾害

2013-07-17T20:00—2013-07-18T3:00,冕宁县牦牛坪稀土矿区7 h降雨219 mm,瓦维埃河及支沟发生6处水石流,对采矿场、选矿厂、地面站、弃土场、排洪沟、矿山公路及矿山环境造成严重危害。研究发现:牦牛坪矿区具备水石流发育的充分条件,泥石流沟处于发育壮年期,但泥石流处于衰退期。"7·18"水石流是在100 a一遇强暴雨激发下,沟床及岸坡老泥石流堆积物和沟床堆积物在山洪冲蚀下切、侧蚀下形成的,暴雨和水石流暴发频率同步。其水石流具有固体物质粗大(最大粒径8 m),块砾石含量高(80%以上),粉、粘粒含量极低(小于1%),容重高(1.6~1.85 t/m3),冲淤变化大(最大冲深10 m,最大淤积5 m),规模大(总冲出量50×104m3)等特点。     

泰宁县芦庵坑沟特大灾害性泥石流应急科学调查

2016年5月8日福建泰宁县开善乡金溪左岸的芦庵坑沟发生了特大规模的灾害性泥石流,导致36人死亡失踪。现场调查表明,本次灾害为稀遇低频、粘性、特大规模、灾害型沟道泥石流。泥石流容重达2.0 g/cm~3。沟口扇顶上游120 m的流通区断面泥石流流速达到12.2m/s,泥石流流量830 m~3/s,泥石流运动时间2 min,一次固体物质总量为1.9万m~3,泥石流的颗粒冲击力达900 t。泥石流成因系沟床与坡面崩滑堆积物在高频率的雷声与强暴雨联合作用下引发。     

九寨沟县西番沟泥石流调查

针对2017年8月8日九寨沟地震可能引发更多泥石流灾害及其防治的问题,基于2018年6月25日四川九寨沟县西番沟泥石流灾害的现场调查和物源特征分析获得泥石流的性质及其发育成因,并提出防治对策。研究发现2018年6月25日西番沟泥石流为50年一遇的中等规模低频稀性泥石流,其流量为80 m~3/s,一次泥石流总量约1. 5万～2万m~3,流速约5. 5～6 m/s;其发育的成因之一是2017年8月8日四川省九寨沟县发生7. 0级地震引发高山区松散固体物质增加所致。调查显示地震引发可能参与泥石流运动的物源数量和动储量分别为78. 81×10~4m~3、23. 64×10~4m~3。由于流域内还存在大量的松散物源,泥石流还可能在进一步的降水作用下发生,今后的防灾减灾宜采用工程措施和群测群防措施。     

苏坡店沟“7·10”泥石流破坏都汶公路毛家湾大桥机理

2013-07-10四川省汶川县岷江干流沿线群发性泥石流(简称"7·10"泥石流)对都(江堰)汶(川)公路(G213线)和都汶高速桥梁、路基、隧道造成重大破坏,G213线和都汶高速共16处中断,尤以G213线破坏严重。苏坡店沟毛家湾大桥是"7·10"泥石流冲毁桥梁、造成交通中断的典型模式。在野外调查、采样和数据分析的基础上,确定苏坡店"7·10"泥石流的重度18.5 k N/m2,流速9.3 m/s,峰值流量232.5 m3/s,剪应力13.3 k Pa。高速、大流量泥石流沿陡峻的主沟排泄过程中,强烈侵蚀和起动沟床,左侧桥基基础强烈淘蚀悬空,形成1.65 m宽的临空面;在泥石流的作用下,桥基沿主沟发生5 m位移变形,导致桥梁垮塌,交通中断。经计算,桥墩下部土体支撑面积为42.8 m2,基底最大压力达545 k Pa,大于规范规定允许承载力,并且从抗倾覆角度计算也超出了规范要求,处于失稳状态。针对跨越高陡泥石流沟的桥梁,建议加强泥石流沟排导、预设足够的桥下净空高度、增加桥梁防护等措施来减少桥梁的破坏。     

泥石流超声波泥位报警研究

泥位最能直观地反映泥石流规模大小。因为它同泥石流流量有较好的相关关系,所以用泥位来预测泥石流的发生和规模大小是可行的。利用超声波原理研制的VI—1型(有线)和DFT—3型(无线)非接触式泥位警报仪,其遥测距离可达8—10公里,报警时间提前量一般3—8分钟。经在蒋家沟试验取得成     

汶川地震后四川省都江堰市龙池镇群发泥石流灾害

在2008 -05 - 12汶川地震后的极震区暴发了多处群发性泥石流灾害,龙溪河流域的龙池“8·13”群发泥石流灾害就是其中之一.龙溪河流域在2010 -08 -13遭遇强降雨过程,流域内共有45处暴发泥石流,其中34处沟谷泥石流,11处坡面泥石流,泥石流冲出总量共334×104m3,造成大量泥沙淤积在龙溪河下游河道内,该段河床平均淤高5 m.诱发“8·13”群发泥石流的最大1h降雨量达75 mm,相当于20 a一遇的1h降雨量.“8·13”群发泥石流中88.9％的泥石流活动集中在汶川地震发震断裂带附近3 km范围内,仅有11.1％的泥石流分布在距汶川地震发震断裂带3～5 km范围.除受汶川地震发震断裂带影响外,泥石流分布还受地层岩性和地形的影响.龙池群发泥石流以粘性泥石流为主,占总数的88.9％,而稀性泥石流很少,仅占总数的11.1％.小规模泥石流占多数,达到总数的60.0％;大规模泥石流很少,仅占总数的11.1％,其他为中等规模泥石流.泥石流流域主要为小流域,＜1 km2的泥石流流域占多数,达到总数的68.9％;而＞3 km2的泥石流流域很少,仅占总数的6.7％.龙溪河河道内的泥沙淤积受泥石流活动、主河道坡度和宽度的控制,河道上半段没有泥沙淤积,而下半段有大量泥沙淤积.龙溪河河道内淤积的泥沙颗粒粒径受沿岸泥石流流域岩性的影响,粒径从龙溪河上游到下游呈明显的从大到小的变化规律.龙溪河流域在遭遇较强降雨时还会暴发泥石流灾害;在汶川地震发震断裂带附近的山区,在暴雨激发下还有可能暴发群发性泥石流灾害.在雨季到来时需要提高警惕,预防地震次生泥石流灾害,特别要提防不易被发现的小流域泥石流灾害,做好防灾预案和预警报工作,最大程度地减轻泥石流灾害.     

震后小流域重力侵蚀产沙效应——以汶川震中莲花芯沟为例

震后小流域重力侵蚀过程与机制复杂,具有显著的产沙输沙效应,造成强烈的水土流失,严重威胁灾后重建和重大工程安全,是泥石流和土壤侵蚀领域研究的热点与难点之一。本文以震中莲花芯沟为典型研究区,选取2008—2010年的三场泥石流,采用多源遥感和GIS等手段,建立数字坡沟系统,融合D-In SAR和偏移量跟踪技术,生成不同场次泥石流前后的三维地表形变场,研究震后泥石流在不同类型"坡体-沟道-流域"上的多尺度侵蚀产沙特征与物质迁移过程。结果表明:1)2008—2010年三场泥石流,坡体侵蚀总量分别为6.44×10~5m~3、3.36×10~5m~3和3.02×10~5m~3,输入沟道的泥沙总量分别为3.54×10~5m~3、1.56×10~5m~3和5.16×10~5m~3,流域侵蚀总量分别为6.736×10~5m~3、5.217×10~5m~3、5.540×10~5m~3,流域输沙总量分别为3.84×10~5m~3、2.24×10~5m~3、2.96×10~5m~3;2)坡体重力侵蚀产沙量占各级沟道总来沙量的50%以上,是各级沟道泥沙的主要来源,其中以凸凹型坡、凸型坡和混合型坡三类坡体产沙最多,占坡体总产沙量的85%以上,且随沟道级别升高(三级→二级→一级)而呈递减趋势,二级沟道在各级沟道中输沙贡献率最大、达45%,是主沟泥沙重要来源;3)坡体侵蚀量与侵蚀面积及堆积量与堆积面积的比值均存在指数函数关系,坡体产沙量与坡体单元面积的比值呈线性正相关关系,坡体侵蚀量、堆积量、产沙量均随其对应面积的增大而增大;4)震后坡体侵蚀速率呈先减小后增大趋势,最大侵蚀速率在凸凹型坡体单元、达0.24m/次;流域侵蚀速率也呈先减小后增大趋势,同时,存在由低到高逐级递增趋势,其中主流域侵蚀速率最大、达0.39m/次;5)各级流域泥沙输移比随流域级别增高而减小,其中主流域泥沙输移比最低、为0.28,三级流域最高、达0.93。研究结果可以为灾区小流域泥沙调控、重大工程选址选线、河流整治和次生山地灾害风险评估及防治工程设计提供依据和参考,对保障山区公共安全具有重要意义。     

基于Landsat-8遥感数据和PROSAIL辐射传输模型反演叶面积指数

为了探讨Landsat 8 OIL数据在LAI大范围反演方面的应用潜力,使用Landsat 8 OIL影像,通过PROSAIL辐射传输模型,采用3种波段组合(Band2-7,Band2-5,Band3-5)建立了3个模拟冠层反射率-叶面积指数(LAI)查找表,用2种代价函数(Geman and Mc Clure代价函数,均方根误差代价函数)实现了对玉米、土豆、森林LAI的定量反演,并用LAI-2200测量数据作为相对真值对反演精度进行评价。结果表明:(1)使用Landsat 8数据,通过PROSAIL模型反演叶面积指数的精度是可以接受的,RMSE范围为在[0.892 4,1.205 0],R2范围为[0.721 3,0.873 3]。(2)Band5(近红外),Band4(红)Band3(绿)的波段组合反演效果在3种组合中精度最高,平均RMSE=0.993 1,R2=0.787 3。(3)Geman and Mc Clure代价函数比常用的均方根误差代价函数得到了更高的反演精度,平均RMSE=0.940 5,R2=0.817 5。(4)相对最优的反演策略是Band5,Band4,Band3的波段组合结合GM代价函数,RMSE=0.892 4,R2=0.873 3。(5)存在玉米土豆的反演值普遍低于测量值,而森林的反演值普遍高于测量值的问题。     

降雨季节川西高山森林溪流硫分布与输出特征

硫随森林溪流水体流动是生态系统硫源汇过程的重要内容,是认识森林-水体连续体中物质循环和能量流动的重要组分。为了了解森林溪流硫输出的潜在能力,以川西典型高山森林为研究对象,于2015年7月溪流径流量最大的降雨季节,在集水区4.31 km2的范围内,调查了所有15条溪流从源头到入河口的硫变化特征和输出特征。结果表明,调查区域中,所有溪流水体中总硫贮量为598.57 g,单位溪流面积贮量为0.78 g·m~(-2),溪流沉积物中总硫贮量为176.18 kg,单位溪流面积沉积物硫贮量为0.23 kg·m~(-2)。单位集水区面积和单位溪流面积总硫输出量分别为0.02和104.55g·m~(-2)·d~(-1),集水区潜在最大年总硫输出量为7.3 g·m~(-2)·y~(-1)。溪流中硫含量的检出限在0.12~(-2).46 ug·ml~(-1)之间,入河口硫含量占源头的比值在0.40-4.82之间,均值为1.27。溪流入河口硫贮量占源头贮量的比值在0.45-8.55之间,所有森林溪流入河口硫贮量占源头贮量比值平均为1.79。这意味着,森林溪流从源头到入河口的汇流过程中硫贮量在逐渐累积。这些结果为深入认识高山森林硫的迁移途径及其对下游生态系统的潜在影响提供了新的思路。     

汶川县古溪沟“7·10”泥石流形成特征及防治工程的影响

通过对2013-07-10汶川古溪沟泥石流灾害的现场调查,从物源、地形和水源条件入手,分析了灾害成因与形成演化过程。堰塞体失稳补给、坡面泥石流入汇和沟道侵蚀是这场泥石流的三种物源形式,充沛的前期降雨和短历时强降雨是本次泥石流的诱发因素,陡峻的支沟地形促进了泥石流的加速,沿途松散物质补给,导致泥石流流量不断放大,峰值流量最大可达1 063 m3/s。主支沟泥石流呈明显的阵流特征,原因在于各支沟泥石流起动条件不同,沟道中地形条件的差异和防治工程的分布,以及各支沟汇流长度存在区别。泥石流总规模约为100×104m3,防治工程拦挡了60%的泥石流体,并拦截了泥石流中的大石块,降低了出口峰值流量和流速,同时避免了各条支沟泥石流同时到达而流量激增。沟口泥石流峰值流量约为722 m3/s,约40×104m3泥石流冲出沟口,下游泥石流破坏形式以淤埋破坏为主。本研究可为此类面积较大、修建有防治工程的流域泥石流形成和减灾提供参考。     

对甘肃舟曲特大泥石流灾害的初步认识

2010-08-07T23:00左右,甘肃省甘南藏族自治州舟曲县县城北面的罗家峪、三眼峪流域突降强暴雨,引发了特大泥石流灾害.泥石流将沿途村庄和城区夷为平地,摧毁了沿途的楼房民居,毁坏了大量的农田.泥石流还冲进白龙江形成堰塞湖,将半个舟曲县城淹在水中.此次泥石流流速快、流量大、规模超大,发生于半夜,且表现为山洪-泥石流-堰塞湖灾害链形式,因而造成重大人员伤亡和财产损失.截止08-15,共造成4 496户、20 227人受灾,水毁农田约95 hm2、房屋5 508间,1 248人遇难,496人失踪,是建国以来我国损失最严重的泥石流灾害.现场调查与遥感图像分析表明,舟曲泥石流是局部强降雨作用下发生的百年一遇的水力型特大泥石流灾害.三眼峪、罗家峪泥石流总方量约220×104 m3.沟内储存的大量的崩塌、滑坡体及坡积物、残积物为泥石流提供了丰富的固体物质.形成区陡峭的地形以及沟道内堆石坝、拦沙坝形成的陡坎级联堵溃效应,加大了泥石流的流速、流量与破坏力.在分析本次泥石流的背景条件、灾害成因、特征以及发展趋势的基础上,提出了相应的减灾对策.     

宁南县矮子沟“6.28”特大灾害性泥石流成因和特征

2012-06-28T5:00,四川省凉山彝族自治州宁南县矮子沟突降强暴雨,引发了特大灾害性泥石流,造成严重的人员伤亡和财产损失.此次泥石流是在长时间的前期降雨和短历时的强降雨共同作用下,从上游支沟坡面和两侧冲沟短时间内形成的,具有发展和运动历时短,规模中等而峰值流量大,泥石流和洪水交替作用等特点.严重的沟道堵塞和中下游松散物质的补充,使得泥石流的峰值流量是清水流量的3～4倍.     

冷渍沟泥石流成因分析及危险性评价

为研究冷渍沟泥石流发育特征及沟道危险性分区,采用现场调查结合室内软件模拟的方法。在获取流域DEM、降雨数据及泥石流容重等模拟参数信息后,利用Massflow等软件,反演了冷渍沟泥石流的运动状态,划分了沟道危险区范围,模拟得出泥石流最大泥深7.5 m,最大流速8.55 m/s,泥石流高危险区占77%。结合目前沟道泥石流发育特征及模拟结果,分析得出：冷渍沟暴发更大规模泥石流的可能性极大;沟道高危险区域较大,应加快工程治理。     

2008年汶川地震重灾区的泥石流

2008年,在"5·12"汶川地震后,随着降雨的发生,地震重灾区的中高山区较普遍地多次发生了泥石流灾害,尤其是对一些地震灾民安置点板房区造成了危害,累计造成人员伤亡(含失踪)达450余人,进一步加重了灾情.按照地震与泥石流暴发的时间顺序分类,区内的泥石流属后发型地震泥石流.其特征主要为:泥石流活动频率增高,暴发点多,规模大小不一,流体件质一般以粘性为主,密度值多在2.0-2.3t/m<'3>之间;泥石流的活动范嗣与降雨关系密切,活动范围还受地形因素控制,主要集中在龙门山等中高山区;泥石流危害形式有冲毁、淤埋、堵塞主河等多种形式.因此,在汶川地震重灾区这样的Ⅸ域选址恢复重建,实质上是在上程地质条件复杂的不稳定区内选择相对稳定的安全岛,町供选择的场地极为有限.故恢复重建居民点时应因地制宜,尤其是岷江等江河峡谷区等地的居民点重建,宜保持当地居民传统的分散、多点居住的特点,而不宜于搞成规模较大的集中成片的居民点.这样既有助于场址的安全,义可以避免大规模泥石流、滑坡、崩塌、山洪等山地火害发生时造成大量的人员伤亡.地震重灾区2008年的泥石流活动显示,龙门山及邻近的邛崃山等山区因汶川地震的影响,泥石流已进入强烈活动时期.其强烈活动时间,可能持续10～30 a,甚至更长.对此,要有足够的重视.在可能遭遇泥石流的区域开展的各种工程建设,一定要加强防范措施,防止泥石流危害.     

塔吉克斯坦帕米尔高原源区水文变化——以贡特河为例

在中亚地区水资源匮乏、水资源安全问题突出背景下,进一步了解该区水文变化有利于科学制定水资源调配政策。基于塔吉克斯坦贡特河(Gunt river)霍罗格水文站数据和霍罗格气象站数据,使用不均匀系数、线性趋势法、Mann-Kendall检验法、R/S分析法和小波分析法等方法,分析了1940—2017年贡特河流量变化特征及其对气候变化的响应,结果表明:(1)贡特河流量年内分配不均匀,6—9月占全年平均流量的75%,汛期集中在7月19日前后,无明显提前或延后特征。(2)贡特河流量年际变化总体呈减少趋势,但趋势不显著,年际变化率为-5. 75(m~3·s~(-1))/10 a,在1940—1946年呈增加趋势,1947—1958年呈减少趋势,1959—1960年呈增加趋势,1961—2017年呈减少趋势,在1946年存在突变;共经历了4次丰-枯期:丰水期(1940—1959年)-枯水期(1960—1976年)-丰水期(1977—1995年)-枯水期(1996—2017年)。趋势分析表明流量在未来一段时间内可能存在增加趋势;小波分析表明流量存在23～34 a,9～22 a,4～8 a的准周期变化。(3)降水对贡特河径流年内补给具有明显滞后效应,平均气温与径流年内变化具有同步性;流量年际变化主要受降水影响;周期相关表明,年平均流量与降水量、平均气温在1960—1980年同时存在的8～12 a时间尺度的显著周期变化,而在整个时间域中则同时存在2～5 a时间尺度的显著周期变化。     

基于流深和弯道超高的泥石流淤积范围划分

针对缺乏大比例尺地形图和历史灾害资料记录的地区,提出一种沟谷型泥石流淤积范围划分新方法。方法假定峰值流量时泥石流形成最大淤积范围,泥石流纵向淤积远端为堆积扇前缘。泥石流沟口过流断面最大平均流深(h0)被假定为堆积扇上其他过流断面的特定流深,h_0由峰值流量和沟口断面参数估算得到。利用堆积扇地形图,在相邻两条等高线间获得由h0确定的泥石流特征过流断面的位置和宽度,并对弯道处的特征过流断面宽度进行弯道超高修正。根据堆积扇上特征过流断面的分布确定泥石流淤积范围。3条泥石流案例用于方法验证,结果表明方法划定的淤积范围与实际淤积范围较一致,堆积扇上房屋的阻挡和局部相对平坦的地形是误差产生的主要原因。该方法具有操作简单、快速、客观、可重复的特点。     

基于HEC-HMS的水打沟泥石流汇流过程

以四川省都江堰市龙池镇水打沟泥石流流域为研究区,利用遥感影像与GIS技术提取流域信息,基于HEC-HMS分布式水文模型,模拟了"2010-08-13"泥石流的暴雨汇流过程,并综合考虑泥石流的特征参数,从最大流量角度初步研究水打沟泥石流的汇流过程;探讨了研究区土地利用情况、模拟降雨时间及暴雨频率对泥石流汇流过程的影响,从而揭示三者与汇流过程之间的内在联系。研究结果表明:泥石流20 a一遇峰值流量为53.49 m3/s,灌木林将峰值流量降低24%,而休耕地的峰值流量提高70%。100 a一遇的暴雨,泥石流峰值流量增加到70.62 m3/s,同比增长32%,50 a一遇的增长23%,10 a、5 a一遇的降雨分别同比降低4%、16%。降雨总量一定的情况下,仅增加泥石流暴发前后的降雨模拟时间对汇流的影响不大,且泥石流发生之前的降雨对汇流的影响大于之后的降雨。