乌东德库区泥石流灾害的成因及特征分析

金沙江河谷属泥石流多发地区之一.本文通过金沙江乌东德库区(龙川江 - 坝址段)地层岩性、地质构造、新构造运动、地形地貌以及气候条件等地质环境条件的调查研究,详细分析泥石流灾害的成因、类型以及分布特点.这一分析研究对水电站工程的建设和安全运行具有一定的现实意义.     

汶川震区暴雨泥石流危险范围预测研究

汶川地震发生后,灾区暴雨泥石流活动进入一个新的活跃期。根据对北川震区2008年9月24日暴雨泥石流调查,泥石流流域中地震诱发大量滑坡导致松散物源巨大,泥石流过程的洪峰流量比通常的要大数倍,应用以往泥石流危险范围预测模型进行计算的结果与实际的误差较大。因此,需要建立适用于强震区的泥石流危险范围预测方法。本文以9.24北川暴雨泥石流为典型实例,结合野外调查,利用震后高分辨航空图像和9.24暴雨后SPOT5图像分别提取泥石流发生前流域中滑坡物源储量及发生后形成的堆积扇特征数据,应用多元回归方法建立了汶川震区泥石流危险范围预测模型,该方法可用于估算泥石流最大堆积距离和堆积宽度。验证和应用结果表明:该模型适用于强震区泥石流危险范围的预测,模型方法可为震区重建中安全地段选择和未来地震区风险管理提供重要依据。     

金沙江乌东德水电站区热水塘断层活动性研究

乌东德水电站预可行性研究阶段,陆车林、尖山包、河门口、白滩、三台子、乌东德六个比选坝址中,热水塘断层穿过其中河门口和白滩两个坝址。为了查明该断层规模、性状、活动性,作者在航片解译的基础上,经过野外验证和地质追踪调查,分析了沿断层带的地形地貌、地层岩性、岩溶发育特征,确定了该断层的性质。通过取岩样测年及显微构造等多种方法对断层的活动性进行了深入研究,认为该断层在中更新世前有一定的活动性,但后期活动性明显减弱,晚更新世后没有活动。综合地震资料分析,该断层不是工程活动断层,为坝址比选提供了重要依据。     

磐石市富太镇泥石流危险性评价与危险范围预测

磐石市富太镇地区泥石流灾害较为发育,给当地人民的生命财产、交通安全构成了一定的威胁。为了为合理制定泥石流防治方案和进行泥石流防治工程设计提供依据,文章采用模糊数学综合评判法和泥石流最大危险范围预测模型分别对富太地区的21条泥石流进行了危险性评价和最大危险范围的预测。评价和预测结果表明:本区泥石流危险程度基本都属于轻微级,而且它们的最大危险范围也较小,符合富太地区的实际情况。     

金沙江乌东德水电站坝址河段地热异常特征与成因分析

乌东德水电站坝址河段地热异常问题因涉及热水塘断层活动性、地下工程地质环境等而倍受各方关注,为此进行了专门地质调查和分析研究。认为：坝址河段地热异常与热水塘断层有关,但并非热水塘断层活动的证据; 沿断层分布的温泉属中-低温型,其形成源于特殊的地形地貌与地质结构,成因为（含水）地层-断层复合控制模式; 热水塘断层不属于工程活动断层,不影响邻近坝址的成立,但沿该断层发育的温泉与邻近地段地热异常有关,将对乌东德水电站地下工程施工带来不利,应采取适当工程措施处理。     

乌东德高拱坝极限抗震能力研究

乌东德水电站是金沙江下游河段上4个水电梯级的最上游梯级,大坝为265 m高的双曲拱坝。采用非线性有限元法,将拱坝坝体-坝基作为一个整体系统,在考虑坝体横缝影响及无限地基辐射阻尼影响基础上,模拟坝肩控制性滑块各滑裂面在地震作用下张开、滑移的非线性力学行为,研究设计与校核地震作用下大坝的抗震性能,探讨大坝-坝基整体系统在强震作用下的抗震潜力。研究结果表明：设计地震条件下,坝体仅在拱端应力集中区域拉应力超过抗拉强度,压应力则均满足强度要求,坝肩块体稳定,大坝-坝基体系的整体安全性可以保证;校核地震条件下,坝体应力值略有增加,能够满足不溃坝的设防要求;以大坝-坝基代表性的位移、变形量变化曲线的拐点作为评价极限抗震能力的标准,可知拱坝-坝基体系的抗震超载安全系数为2.7,相应的基岩水平向峰值加速度0.729g,拱坝-坝基体系抗剪参数强度储备安全系数为2.0,乌东德高拱坝具备较强的极限抗震能力。     

金沙江乌东德水电站高拱坝河床建基面选择工程地质研究

拱坝的修建对河床坝基、两岸坝肩及拱座岩体条件要求高,尤其象乌东德水电站这种高达270m的高拱坝,河床建基面的选择在拱坝勘察中就显的尤为重要。乌东德水电站在小口径钻探常规勘察手段的基础上,结合运用钻孔数字彩电、声波测试等物探手段进行建基面研究。综合分析钻孔芯样、岩心获得率、压水试验成果、钻孔彩电及声波解译成果,提出河床坝基建基面选择地质建议,最终确定利用岩体完整,工程地质性状好的Ⅱ1级岩体作为河床坝基,建基面最低高程718m。其研究方法及思路可供类似工程勘察借鉴。     

雅鲁藏布江米林段泥石流堆积扇危险范围预测模型

雅鲁藏布江米林段紧邻印度板块与欧亚板块碰撞带,地势复杂,构造运动强烈,地震活动频繁,因此泥石流分布广泛。本文经过遥感与野外实际调查,以研究区的34条泥石流沟为样本进行分析,利用GIS与RS软件对研究区内的泥石流流域高差、物源量等基本参数进行数据采集与分析,确定相关因子后,利用Mat lab软件进行泥石流最大冲出长度、最大冲出宽度与其相关因子的回归分析,发现泥石流最大冲出长度、最大冲出宽度与流域高差、物源量之间具有明显的指数相关的关系,从而建立泥石流危险范围的预测模型。该模型在吸纳前人模型的基础上,采用较少的因子就能够判别研究区泥石流的危险性范围,缩短了判断泥石流危险性范围的时间,更加有利于快速防灾避险。     

金沙江乌东德水电站坝址区河床深厚覆盖层工程特性研究

深厚覆盖层工程特性研究是长期困扰岩土工程勘察领域的难点之一。金沙江乌东德水电站坝址区河床覆盖层深厚、成因复杂、物质组成与结构不均, 其物理、水理、力学等工程特性研究难度大, 高围堰与深基坑稳定问题突出。为了研究确定河床覆盖层工程特性、提出工程设计所需物理力学参数, 勘察过程中将动力触探、旁压试验、抽水试验、声波测试、钻孔彩电等原位测试与室内土常规试验、模拟级配样试验等室内试验相结合, 进行了专题研究并取得了丰硕成果, 成功破解了深厚覆盖层工程特性研究难题, 为乌东德水电站高围堰与深基坑工程设计提供了可靠依据, 可供类似工程借鉴参考。     

基于LAHARZ的泥石流堆积范围预测模型的建立及应用

为了探究泥石流的堆积范围,利用LAHARZ软件,对北京市密云县泥石流沟喇嘛栅子南沟进行了数值模拟。结合泥石流沟小流域1：10 000数字高程模型图,模拟了泥石流的堆积范围。首先利用中国部分地区泥石流体积和堆积范围的数据资料,获得了泥石流体体积与其堆积范围的新的统计模型B=11.42V^0.7156;然后通过模拟沟道与实际沟道的对比,确定了最佳沟道阈值为15 000;再结合现场调查统计和降雨历史资料,确定了10年、20年、50年和100年一遇暴雨条件的泥石流体积值,分别为56 500、72 900、94 200和113 100 m³;最后在此基础上对该条泥石流沟的堆积范围进行了预测。结果表明,100年一遇的暴雨条件下泥石流堆积面积为48 729 m²,到达最远距离约为490 m,已影响下游村庄。     

基于投影寻踪与可拓学方法的泥石流危险度评价

泥石流危险度评价是地质灾害评估与治理的一项重要内容。选取金沙江流域典型泥石流影响因子指标值作为原始数据,基于投影寻踪法与可拓学相结合的方法建立危险度评价模型,根据原始数据的结构特征搜索出最符合实际情况的投影方式,从而映射出最客观的综合数据特征值。并通过可拓学理论解决泥石流体系的模糊性、不确定性与泥石流危险度评价的客观性、确定性之间的矛盾,将评价因子与评价标准之间的从属关系拓展到因子与标准之间的距离,从而定量化地描述出研究区泥石流危险度的特征。     

舟曲三眼峪泥石流风险评价

以往的泥石流风险评价仅局限于某个单一时点的风险分析,而对泥石流发生前后和治理前后的评价因子变化情况以及由此带来的风险变化则缺少分析和研究。选择舟曲三眼峪泥石流作为研究对象,采用单沟泥石流风险度评价模型,利用现场调查、工程勘查、工程设计等资料,分析“8．8”前、现状情况下和治理后3个不同时点的评价因子变化情况,得到各自的危险度和易损度评价参数;分别对这3个时点的泥石流风险度做了计算,得到各自风险度的大小;最后对评价结果做了讨论,分析了不同时点风险度发生变化的具体原因。     

基于模糊可拓分析法在泥石流危险度评价中的应用

在可拓学理论基础上添加了模糊数学的思想,形成了一种基于模糊数学的可拓学分析方法。以辉南县庆阳镇雨季发生的泥石流地质灾害为例,采用模糊数学的可拓学理论综合考虑泥石流沟的危险度水平,综合各影响因素对泥石流危险度进行了合理的评价,并提出了具体的治理方案。     

基于FLAC^3D的三眼峪小流域危险性分析

通过对甘肃省舟曲县城三眼峪特大泥石流灾害的现场调查,采用有限差分FLAC^3D方法对该流域重力条件下侵蚀机理进行了探索,对流域应力场、位移场以及塑性区进行了数值模拟,对流域天然状态下危险性进行分析。结果表明,流域位移主要以压缩变形为主,最大位移主要出现在沟道两侧梁峁顶处的松散碎石土层内,局部区域已经破坏,且表现为竖向位移最大;由于碎石土、灰岩分界面的存在,使其附近区域的最大主应力方向较其他区域变化大而且迅速;流域内以剪切、张拉并存的破坏的塑性屈服模式为主,沟道两侧的表层碎石土层梁峁顶和梁峁坡上部同时处于张拉塑性屈服区和剪切塑性屈服区,破坏程度较为严重。建模方法和模拟结果可为泥石流预测提供科学依据。     

Assessment of Risk due to Debris Flow Events: A Case Study in Central Taiwan

In this paper, based on the concepts of uncertainty and reliability analyses, a method used for assessment of risk due to debris flow events is proposed. First, procedures for obtaining the configuration of debris-flow fans are presented. Then, the parameters affecting the configuration of debris-flow fans are identified and their corresponding means and standard deviations are derived. Finally, the proposed method is applied to the Shih-Pa-Chung Creek in central Taiwan. The expected deposition thickness at any point in the deposition area is computed and then the contours of risk for the 50-year and 100-year events are constructed. Regarding the expected deposition thickness, it is found that the closer the distance from the canyon mouth, the larger the debris-flow thickness becomes. The results also show that the contours of risk are of the shape of an ellipse similar to the shape of deposition area, and the risk at a point decreases with increasing distance of that point from the canyon mouth. In addition, when the return period of rainfall event is fixed, the variation in risk decreases as the distance from the canyon mouth increases. For the assessment of risk due to debris flow events, the proposed method is recommended as an alternative to the existing methods, because the influence of all the uncertainty of the parameters is considered.     

四川大光包-黄洞子沟特大泥石流基本特征、成因及危险性评价

2013年7月8~10日四川省由于普降暴雨,发生多起泥石流、滑坡等地质灾害。在野外调查的基础上,对大光包-黄洞子沟特大泥石流形成原因进行分析,对未来发展趋势做出预测和危险性评价。调查结果表明:1大光包-黄洞子沟泥石流属于典型的沟谷型泥石流,可分为形成区-流通区-堆积区。2本次泥石流形成原因为体积高达1×108 m3以上的松散的大光包滑坡堆积体提供物源;极端的降雨气候直接启动松散堆积物形成泥石流;地形条件有利于泥石流侵蚀、搬运和堆积,为典型的滑坡-碎屑流-泥石流型,且仍处于活跃期,并在今后会有加强的趋势。3经过对大光包-黄洞子沟泥石流进行危险度评价可知:该泥石流危险度为0.482,属于中度危险泥石流。     

泥石流源地坡面土体活动随机性规律实验

坡面土体的崩塌活动是泥石流形成的初始过程。为了研究降雨条件下该过程中蕴含的随机性,选择典型泥石流源地坡面进行人工降雨实验,观测坡面径流和坡面土体活动特征。结果表明：坡面径流的产生与坡面土体的供给是2个相对独立的过程;坡面产流过程在时间上具有连续性,空间上具有均匀性,规模上具有稳定性;即使是在恒定的降雨强度条件下,泥石流的源地土体活动也表现为一个离散的土体崩塌序列,具有时间上的间歇性、空间上的聚集性、规模上的随机性,且在时间上服从泊松分布,在规模上服从规模-频率的幂率关系;坡面的水土过程是不完全同步的,泥石流的形成依赖于坡面土体补给的时间、空间和规模分布,这也决定了泥石流阵流的多变和流量的涨落。建立基于土体活动特征的随机性补给模型,结合分布式水文模型,是建立科学的泥石流预报模型的有效方法。     

和龙市东城镇泥石流灾害趋势多元分析与危险性评价

东城镇大小规模的泥石流沟21条,严重威胁当地人民生命财产安全.目前当地泥石流的发展趋势主要取决于未来的降水特征及地表松散物.以1990～2003年的降雨资料为基础,运用非线性的灰色动态模型方法对暴发泥石流的水动力条件进行预测,并结合地形、地质及水文条件进行分析,认为该区具备泥石流发生发育条件,有进一步恶化的可能.在已有勘察数据基础上,通过危险度判定的思想方法对21条泥石流沟进行点评价.从评价结果看,兴城四队、大八浦江等沟谷具有潜在致灾能力,需要重点防治;其它低危险度沟谷也要从根本上防止恶化,从而达到综合防治的目的.