区域泥石流研究问题初探

一、对象和任务区域泥石流以一定空间范围内的全部泥石流现象为研究对象。这个空间范围可以是行政区划的,也可以是一个自然区域。通过对一定区域内泥石流现象的各种研究,揭示泥石流在空间上的分布及发生、发展、演化和消亡的过程,最终为该地区泥石流的预测预报及其治理服务。为此,首先我们应当把     

泥石流运动流型与流态特征

泥石流的运动流型与流态是研究泥石流运动力学的重要内容。以云南东川蒋家沟泥石流运动观测为例,对阵流型、连续型、复合型三种流型及相应的流量过程特征进行了分析;借鉴水力学的流态理论,对天然沟遭中泥石流的流动状态(即层动流、波动流现象)进行了探讨分析,指出在一阵流动过程中也会出现几种不同流态特征。     

长江上游侵蚀、滑坡和泥石流典型区土体特性及微形态学研究

长江上游地区的侵蚀、滑坡和泥石流发生普遍而严重。选择典型区对侵蚀、滑坡和泥石流土体的微形态及与之紧密相关的土性进行比较研究,有重要意义。在贡嘎山东坡、川中丘陵盐亭、三峡库区云阳、云南东川蒋家沟分别采集代表性侵蚀、滑坡和泥石流土体剖面进行了研究。主要取得下述研究结果：(1)不同侵蚀强度的研究区土体特性有所不同,但共同特征是发育浅、颗粒粗、易分散等,有利于侵蚀形成；也相应形成一些侵蚀土体的微形态特征,如粗骨颗粒聚积状微形态、细土物质微区淋蚀现象、埋藏土层微形态特征等。(2)在滑坡土体,发现一些有利于滑坡形成的土体特性和微形态特征,如骨骼颗粒细化和蚀圆化、吸水性强的指纹状微结构等。在滑塌面上形成特殊的土体微形态,如拉张微裂隙、强光性定向粘粒集合体、玻璃质形成物、铁锰分离物等。(3)泥石流土体土性特殊,并形成了一些特殊的土体微形态特征,如湖泥状基质、骨骼颗粒泥质包裹体、错断微裂隙等。结果表明：在不同的环境条件下,三类土体的土性和土体微形态也有异同。对侵蚀、滑坡和泥石流的形成机制、活动性等都有一定的诊断意义。     

细颗粒迁移在泥石流形成过程中的作用

针对松散物质异常丰富孕灾环境条件下泥石流的形成过程和泥沙来源,设计了人工降雨条件下泥石流形成试验,主要获得以下结果:1.震后孕灾环境条件下泥石流的形成首先需要细颗粒的起动,然后夹杂大颗粒运动,径流量快速增加,并伴随着沟道堵塞-溃决现象,形成阵性泥石流;此后随着细颗粒的迁移,沟道粗化现象严重,泥石流现象逐渐消失。2.坡面首先对降雨开始响应,发生崩塌形成堰塞体,对沟道侵蚀产生较大影响,并伴随着坝体松散物质溃决向下游迁移。3.泥石流的泥沙主要来源于沟道中下游,其次是沟道中上游和源头坡面,三处的泥沙来源占到70%以上。4.土体对降雨的响应明显,孔隙水压力和含水量在不同时间段和不同部位变化曲线具有明显差异,并出现一定的波动特征,其不仅受到降雨的影响,同时对土体细颗粒含量和土体结构也有明显响应。5.细颗粒在泥石流的形成过程中扮演者非常重要的角色,其位移和汇集均对流域地形的演化和泥石流的形成产生影响。在泥石流形成预报时,应考虑土体细颗粒含量,不同的细颗粒含量其泥石流起动时临界含水量和孔隙水压力差异较大。     

试析小流域土力类粘性泥石流的汇流过程——以滇东北大凹子沟为例

在分析土力类泥石流的产流特征和规律，尤其是土源与水源关系的基础上，将水文学上常用的等流时线法的基本原理应用于小流域土力类粘性泥石流的汇流计算。在具体的计算中，以滇东北蒋家沟的一支沟－大凹子沟1994－06－16的泥石流为例进行泥石流汇流流量过程的试算。计算的结果应用观测的一些数值及现象和弯道超高的最大流量计算值检验，结果表明此计算大体可以定量地反映该流域流量的过程。通过此汇流计算还可以了解阵性泥石流与连续泥石流的产生关系和机理，也可以了解降雨时段与产流时段及汇流过程时段的差别。该研究的结果也存在主客观的局限性，这一局限性反映了进一步探讨流域的产流量规律、流域等流时区划分的规律、大流域汇流计算和泥石流的波坦化规律的必然性。     

西藏波密米堆沟泥石流堵河模型试验

通过室内模型试验,对西藏波密米堆沟不同类型、不同规模的泥石流与主河不同频率洪水遭遇情况下,泥石流堵塞主河及溃决可能性,泥石流、洪水的危害模式进行了研究。米堆沟泥石流堵河模型试验结果表明。不同类型、规模泥石流进入主河与不同规模洪水遭遇。在交汇口表现出不同的堵溃特征;频率P=5％,重度12．74kN／H13,试验流量4．50l／S的水石流在主河仅暂时阻水。不会对主河产生堵塞和溃决;频率P：2％。重度14．70kN／m^3,模型流量8．01l／S稀性泥石流会部份阻塞主河道,瞬间完全阻塞及溃决现象不会出现;频率P=1％,重度16．66kN／ml,模型流量10．21l／S泥石流,对主河造成较为严重阻塞,但不会造成瞬间完全堵塞和溃决。     

泥石流源地松散体起动人工降雨模拟及放水冲刷实验

以神府－东胜矿区人为泥石流及云南东川蒋家沟自然泥石流为研究对象,采用人工降雨及放水冲刷模拟实验方法,分析了不同类型,不同地区泥石流源地松散体起动条件及泥石流过程,得出一些有意义的结论。     

泥石流颗粒组成的分形特征

泥石流是主动的流域物质输移形式,土体的颗粒组成决定了泥石流的活动。不同地区、不同流域、不同密度的泥石流样本分析表明,高密度(如籽s>2g/cm3)泥石流的颗粒分布曲线总体上具有指数形式,指数呈现出显著的区域性差异。泥石流多发生在一定的指数区间;颗粒组成具有良好的分形特征,不同密度泥石流颗粒的分形区间不同,这个区间可以认为是形成泥石流结构的颗粒区间,从而也确定了泥石流基质的颗粒界限;颗粒的分维随密度变化,密度越大(大颗粒含量越多),分维越大。颗粒的分形结构也是颗粒孔隙的分形结构,它决定了土体的液化,因而也决定了泥石流所表现的特征。     

泥石流静力学特征值的测试方法

泥石流静力学是研究泥石流静止状态下的某些特征和一些规律。准确测定泥石流及其浆体的特征值,对揭示泥石流的形成和运动机理将起着十分重要的作用。 在野外(如西昌黑沙河,云南浑水沟,蒋家沟)开展观测试验以来,我们引进了石油钻井泥浆,土力学,土壤学和水化学等学科的某些试验方法,结合前人的工作经验,初步总结出泥石流及其浆体的组成,流变,结构和化学特性等参数的测试方法。以供与同行商讨。     

泥石流流域的形态特征

泥石流是特殊的流域侵蚀作用,同其他流域过程一样,密切联系着流域的形态特征.一般说来,泥石流都发生在小流域(102km2以下),而经典的流域形态研究所涉及的流域范围却达到107km2的尺度.我们想知道泥石流小流域是否具有特殊的数量特征.通过流域特征量的统计,我们看到,与一般流域相比,泥石流小流域的特征参数之间的关系形式上相同,而在数值上不同,这从一个方面肯定了流域演化存在着普遍规律(如自组织临界性),同时也证明泥石流是流域演化历史的"特殊一幕".     

泥石流风险管理和土地规划

泥石流风险定量表达为泥石流危险度和泥石流易损度的乘积。泥石流风险管理的目的是降低风险或转移风险。泥石流风险管理主要有三种途径：降低危险度，降低易损度和灾害保险。在泥石流风险管理的实际操作中，往往要标本兼治，三管齐下，采取降低风险和转移风险的综合措施。泥石流风险与土地规划关系密切，风险评价可为泥石流易发地区的土地可持续利用提供科学决策的依据。     

泥石流的颗粒流模型

颗粒流的应力由三部分:弥散应力、摩擦应力和碰撞应力组成。对快速颗粒流来说,颗粒碰撞应力占优势,其他应力可略去不计。颗粒流模型非常适合描述颗粒间流体相互作用较小的无粘泥石流或水石流,作为应用例子的是:从颗粒流模型导出的速度分布与无粘泥石流的大量试验测量结果相一致。除颗粒流模型外,在泥石流研究中应用较多的还有宾汉体模型、膨胀体模型和粘塑体模型。它们都能作为特例,包括在两相流模型之中。     

我国山区城镇泥石流灾害及其成因

我国受泥石流危害与威胁的县级及以上城镇达150余个,分布在20个省级行政区及特别行政区内,占省级行政区划总数的58.82%。灾害具有如下特征:城镇人口密度大,建筑物多,财产集中,因而泥石流的成灾率高,造成的人员伤亡多、财产损失重,并严重地制约了城镇及辐射区的经济发展。造成灾害的主要原因:受山区地形条件的限制,城镇选址困难,一些城镇不得不设在泥石流活动区;一些新建城镇选址时对泥石流的危害性认识不足,设在了泥石流危险区;在相当长的一段时间里,山区城镇发展缺乏合理规划和相应的防灾规划;与泥石流争地及破坏生态环境等不合理的人类经济活动增多,增大了泥石流的危害范围、活动规模与活动频率;防灾工程标准较低等。城镇泥石流灾害的防治应从其特征与成因着手进行。     

基于流域单元的泥石流区域危险性评价

进行泥石流区域危险性评价时,首先要选取合适的单元作为评价单元。在前人的研究成果中已有多种评价单元,如栅格单元、斜坡单元、单一条件单元等。作者认为国内评价工作中常采用的栅格单元、行政区划单元都没有体现泥石流发生特定的地貌条件,故提出以流域为评价单元的思路。根据水文学D8方法,介绍了在计算机协助下基于DEM数据自动完成流域单元划分的方法,并以辽宁省鞍山市岫岩满族自治县作为实例,将全区划分为1024个流域单元。将流域划分结果与历史灾害点位置相对比,每个流域内基本上只包含一个灾害点,该情况说明流域划分精度满足研究工作需要。在此基础上利用人工神经网络进行泥石流区域危险性评价。结果显示,以流域作为评价单元能充分体现泥石流发生的地貌特征和物理机制,利于评价指标取值,而且危险性结果与实际情况吻合较好,可为政府部门制定减灾防灾决策提供参考。     

高位滑坡的运动转化形式

高位滑坡剪出口高于坡脚,它一旦滑离滑坡发生区,运动可能转化成四种形式:1.崩塌:由滑体经分级解体滑过剪出口处依次向前倾倒而成;2.碎屑流动或3.碎屑滑动:由滑动块体经碎屑化而成;4.泥石流:在适当的细粒物质量和水体条件下生成的碎屑流动。     

亚热带山区泥石流的形成过程

本文应用地貌学、水文学等方法进行了泥石流源地分类,阐述了各类源地泥石流形成过程,分析了各类源地的地貌演变对泥石流形成过程的影响。     

良好植被区泥石流防治初探

通过对近年来发生在良好植被区的几次重大泥石流、滑坡灾害的考察,发现植被在泥石流、滑坡形成中的作用有待于进一步认识。通过分析,当中小强度降雨激发下,植被能够削减泥石流、滑坡灾害的规模,甚至抑制泥石流、滑坡灾害的发生;当降雨超过一定阀值后,在水作用下,植被不但不能削减灾害规模,反而增大灾害的规模。在这类地区,简单地使用一般的防治措施,已经不能满足防灾、减灾的需要,客观要求针对这些地区泥石流灾害的形成原因、危害特征,研究防治对策。经初步研究提出3点防治措施:1)加强泥石流滑坡灾害的预测预报工作;2)在重点区域设置自动雨量记录报警装置;3)特别针对漂木拦挡,采取新型结构减轻泥石流的危害。     

泥石流地声参数传播特征值的测试与分析

应用新的地声参数测试仪,在现场采集了多阵泥石流地声信号,并对数据进行了初步分析处理,提出泥石流地声参数值的大小与检测距离有关,地声波的衰减系数与埋设传感器地点的岩体质地有关,利用泥石流地声随距离变化的衰减系数,从而建立泥石流怕报警门槛值。     

粘性泥石流阻力规律初探

用曼宁公式分析泥石流阻力时,不同地区和不同流域之是的糙率ｎ值相差很大,即是同一条沟的ｎ值也很分散,若考虑单宽固体物质重量和粗、细颗粒含量之比沿垂线分布的不均习性之后,则使单沟的ｎ值点群分布趋于集中,且能将不同泥石流相差数倍数的ｎ值用统一的表达式加以描述。     

云南小江流域泥石流堆积扇研究

泥石流堆积扇是判别泥石流性质、发育阶段和危险度的重要依据。通过对小江流域泥石流堆积扇的调查和观测,阐述了泥右流堆积过程和扇形地形成模式,并对泥石流扇群横向、平面组合类型及变形方式进行了分析。研究结果表明:小江流域泥石流堆积扇发育典型,类型齐全,扇群组合复杂,且呈现一定的规律性。