黄河兰州段两岸泥石流沟形态非线性分析

以黄河兰州段两岸96条泥石流沟为例，利用分形理论的统计自相似性，对泥石流沟数的累计分布随沟道比降、汇水面积和沟道长度等形态要素的变化进行了分析，并与不同流域形态要素的分维进行了比较。认为：黄河兰州段泥石流沟的形态要素均具有统计意义上的自相似性，其中汇水面积分维最小，沟道长度次之，沟道比降最大，说明汇水面积对沟谷及泥石流形成的影响最为显著。     

四川汶川县佛堂坝沟“7·10”泥石流调查研究

2013年7月8日至7月10日,四川省汶川县发生连续强降雨,引发境内佛堂坝沟泥石流灾害,给沟口处居民的生命财产造成严重损失。佛堂坝沟是一条历史很悠久的泥石流沟,形成以后发生过多次严重的泥石流灾害,位于"5·12"汶川地震的重灾区。通过对佛堂坝沟进行详细的野外勘查基础上,系统分析了泥石流流域的基本特征与形成原因,计算了泥石流的静动力学参数,探讨了佛堂坝沟泥石流的发展趋势,为泥石流预警预报及工程治理提供了依据。分析表明:佛堂坝沟流域内崩塌滑坡体十分发育,沟床含有丰富的固体松散物质,沟内还有多处沟道堵塞现象,在强降雨作用下很有可能再次暴发泥石流,造成灾害。     

泰宁县芦蓭坑沟“5.8”特大泥石流成因和特性分析

通过对2016年5月8日泰宁芦蓭坑沟泥石流灾害的现场调查,分析了芦蓭坑沟泥石流形成的物源、地形和水源条件,采用现场调查与模型计算相结合的方法分析了泥石流灾害的特征与形成演化过程。分析结果表明:本次泥石流为低频黏性暴雨型沟谷泥石流,沟口处泥石流流速达到11.7 m/s,泥石流流量达到721.7 m~3/s;极端雷暴雨是本次泥石流的激发因素,沟道复杂的地形地貌特征和丰富的松散坡积物为泥石流提供了演化条件;沟道内多处卡口和大石块堵塞放大了本次泥石流的规模和速度,沿途固体物质补给使泥石流容重逐步增大。通过分析芦蓭坑沟泥石流形成与演化特征,为类似低频泥石流灾害形成与演化提供一定的理论与技术支撑。     

窄陡型泥石流沟特征研究

汶川震区分布着大量的窄陡型泥石流沟,在强降雨作用下易形成突发性泥石流灾害。在实地调查的基础上,通过对169条泥石流沟地形参数统计分析,从窄陡型泥石流沟的"窄"、"陡"基本特征出发,重点研究流通区沟道宽度、流通区及形成区沟床平均纵比降,获得窄陡泥石流沟具体参数为:形成区和流通区平均纵比降大于250‰;流通区最大宽度不超过40 m且流通区最小宽度不超过10 m,当不满足这两个宽度条件时,若其流通区平均宽度小于20 m,也确定为窄陡型沟道;在此基础上总结窄陡型泥石流沟降雨特征及物源特征,可为泥石流类型认识及窄陡型泥石流灾害研究提供参考。     

四川省石棉县2013年"7·4"泥石流沟道 侵蚀特征调查及研究

2013年7月4日20时,四川省雅安市石棉县多条沟道暴发了大规模泥石流,且该区为芦山县“4·20”地震作用区,泥石流物源丰富,其中泥石流沟道物源占总物源的64%以上。为了解研究区泥石流沟道物源的侵蚀特征,通过研究区3条典型泥石流沟(后沟、马颈子沟、熊家沟)流通区沟道剖面的野外调查数据,分析该区泥石流在运动过程中,不同剖面位置泥石流沟道的流深、侵蚀厚度与剖面距离、剖面间的相对高差、原沟道宽度之间的关系。在此基础上,首次建立基于沟道曲率半径的泥石流流向差概念,并且得到了研究区泥石流左右岸侵蚀厚度差与沟道剖面间流向差的平均线性函数系数为0.06,泥石流平均侵蚀厚度与沟道剖面坡度的平均线性函数系数为0.09。在此基础上,得到研究区泥石流平均侵蚀厚度与流深的关系为h=5Δh+1.798×10^-15,单位距离侵蚀方量与沟道宽度关系为ΔV=6.845D^0.625。研究结果为对震区泥石流沟道侵蚀特征的认识提供了依据。     

肖家沟泥石流发育特征及危险性评价

5.12汶川地震引起崩塌、滑坡、不稳定边坡大量发育,形成的大量固体物质堆积于山坡及沟道中,形成了巨量泥石流物源[1],震后泥石流爆发的临界降雨量大大降低,其启动和运动方式发生明显改变。泥石流活跃期可能持续10～20 a,将是影响灾区恢复重建的最大地质灾害隐患,应高度重视[2]。本文介绍了肖家沟泥石流沟发育特征并对其进行危险性评价,计算出不同频率暴雨下的输沙量,为省道303线的灾后重建以及今后的治理工作提供依据。     

黄河某水电站库区泥石流特征及工程影响研究

黄河某水电站库区泥石流沟道发育,对该水电站运行安全带来不利影响。结合国内外有关研究成果,根据库区内泥石流的具体特征,以杏儿沟、官亭沟和喇家沟为重点研究对象,分析研究了这几条沟泥石流的形成条件及运动特征,包括泥石流的流速、流量等,并将泥石流对工程的危害作出评价。研究成果对水电站建设具有重要指导意义。     

沟道松散物质起动模型试验及冲出量预测——四川省以北川青林沟为例

震后沟道松散物质起动并形成泥石流的一次性固体冲出量是衡量泥石流规模以及后期泥石流治理的重要指标。因此利用现有的野外资料,考虑不同沟床粗糙程度、沟道坡度和降雨强度3种影响因素,开展室内模型实验,研究其一次性固体冲出量的规律,得到了青林沟泥石流的一次性固体冲出量的计算模型。通过与历史泥石流冲出量进行验证和与其他计算模型进行比较,发现该模型具有预见性、准确性和便捷性的特点,同时也为该地区类似泥石流防灾减灾起到一定的指导作用。     

汉源县范家沟泥石流拟设工程治理效果研究

范家沟1998年至2020年间先后暴发6次规模不等的泥石流灾害,对沟口工业园区造成严重威胁,因此,有必要对拟设拦砂坝工程治理效果进行研究。本文分析了范家沟的地质条件,利用FLO-2D模拟不同降雨频率下泥石流的运动堆积过程,比较了自然工况及治理工况下拟设拦砂坝防治效果。结果表明:在自然工况下泥石流能冲至沟口工业园区内;在治理工况下,拟设拦砂坝能有效拦截泥石流并使泥石流停积在沟道内。本次模拟结果可对拦砂坝的设计提供一定参考。     

长江上游陇南地区泥石流沟形态非线性分析

以长江上游陇南地区405条泥石流沟为例,经统计分析,得出沟道汇水面积为2~15 km2、沟道比降为5%~35%、沟长度为1~15 km的沟道最容易发生泥石流。同时泥石流沟的汇水面积、沟道比降和沟道长度均存在明显的分形特征,3个形态要素与沟道数目之间具有良好的非线性关系,其分形维数依次为1.124,1.489和1.239,分维的大小反映了不同形态要素对系统所起作用的差异。其结果对长江上游流域泥石流灾害的进一步研究与防治提供了新的思路。     

7月3日茂县棉簇沟特大泥石流成因和特征分析

通过对2011年7月3日的茂县棉簇沟泥石流灾害的现场调查,从物源、地形和水源条件入手,分析了灾害特征与形成演化过程.强降雨是本次泥石流的诱发因素,沟道内复杂的地形地貌特征为泥石流提供了演化和规模放大条件:(1)泥石流导致堰塞湖溃决,为泥石流提供了近1×104m3的水源,增强了泥石流的水动力条件,增加了沿途冲刷量;(2)沟道内多处基岩卡口和跌水放大了本次泥石流的规模和速度;(3)沿途固体物质补给使泥石流容重逐步增大.此次泥石流造成沟道微地貌改变,今后泥石流暴发的可能性和频率将会大大增加,高频率、中小规模泥石流将是今后该沟泥石流活动的特征.     

新疆阿合奇县牙尔巴西沟泥石流特征与防治

以2010年9月19日新疆阿合奇县牙尔巴西沟泥石流为例,通过现场勘查和室内计算,分析了该泥石流特征并对其形成机理进行了研究。针对该区域的泥石流物源特征和下游沟道淤积的特点,提出了"拦挡+停淤"的治理方案,主要包括修建拦砂坝和停淤场等防护措施。研究结果可为新疆南麓区域泥石流的分析与防治提供参考。     

沟道侵蚀型泥石流起动临界条件研究进展

沟道侵蚀型泥石流是泥石流的主要类型之一,研究其起动机理和起动临界条件有助于泥石流治理和预警预报。虽然多年来对沟道侵蚀型泥石流的起动研究有了一些成果,但目前对其起动机理的认识还存在局限,现有起动临界条件计算方法也不成熟,在很大程度上制约了防灾减灾的进展。为深入研究沟道侵蚀型泥石流的形成机理和起动临界条件计算方法,回顾了国内外学者在相关领域的研究成果,系统总结了沟道侵蚀型泥石流起动研究现状,并对沟道侵蚀型泥石流未来研究方向做出展望。     

陕西省府谷县大石板沟泥石流人为影响因素分析

府谷县大石板沟地处黄土沟壑区,由于附近人类活动影响,大量弃土堆填于大石板沟上游沟谷内,结合地形地貌及区域降雨条件分析,认为人类活动增大了大石板沟发生泥石流的可能性,即可能产生人为泥石流。对人为泥石流的特点、形成条件及发展趋势进行了分析。指出在采用科学治理方法的基础上,通过采取相应措施,可以阻止泥石流灾害的发生。     

九寨沟熊猫海左岸泥石流震后发育特征研究

泥石流是山区高频率发生的地质灾害,九寨沟熊猫海左岸泥石流的发生给景区造成巨大的损失。在现场调查的基础上,通过现场实验及理论公式计算了泥石流的容重、峰值流量、平均流速,并对九寨沟熊猫海左岸泥石流的形成机理进行了分析研究。通过Massflow软件对九寨沟熊猫海左岸泥石流的运动特征进行了模拟计算,结合目前沟道物源、水源、地形地貌等条件进行分析,根据分析结果判断出：该沟道再次发生更大规模泥石流的可能性极大,并提出针对该沟道泥石流的两种治理措施。     

溃坝泥石流起动过程及其动力学特征

溃坝泥石流是由于滑坡、地震等自然灾害或不当的人为堆土弃渣产生大量固体物质淤堵沟道或河流后,在遭遇暴雨或汇流冲刷作用下致使淤堵体突然溃决而形成的一种特殊固液两相流。本文采用自制泥石流模拟变坡水槽,实施了24组溃坝泥石流模拟实验,按照溃决方式和相对剪切力将溃坝泥石流划分为局部型和整体型两类,并分析了这两类溃坝型泥石流的成因,揭示其在起动过程中孔隙水压和水沙因子动力学特征。结果表明,小流量、小坡度下更容易形成局部溃坝型泥石流,否则更容易形成整体溃坝型泥石流,而且后者相对剪切驱动力大于前者,研究成果对于溃坝泥石流防治工程的规划设计以及提高泥石流防灾减灾水平具有重要意义。     

蝶子沟泥石流对九绵高速公路的危害分析

蝶子沟历史上曾多次发生泥石流,沟内发育大量滑坡、崩塌(滑)及沟道堆积物,而九绵高速恰由沟口穿过,且木座服务区设置于沟口堆积扇体上。因此,预测评价沟内泥石流爆发的危险性对九绵高速的防灾减灾具有重要意义。本文论述了蝶子沟泥石流的流域特征及形成条件,对蝶子沟泥石流进行危险度分析,并根据评价因子与危险范围指标的关联度建立了泥石流危险范围预测模型,进而对蝶子沟进行危险范围预测。结果表明,蝶子沟具有爆发大型泥石流的条件,危险级别为高度危险,泥石流堆积对九绵高速木座服务区构成严重威胁。     

藏东南地区冰川泥石流形成条件初步分析——以天摩沟冰川泥石流为例

针对融雪、降雨融雪等条件诱发的冰川泥石流形成过程,为了更好的认识藏东南地区冰川泥石流形成条件,选取藏东南地区天摩沟为研究对象,根据研究区流域特征、冰川覆盖面积以及气温等条件,在热化学、土力学以及流体力学等理论基础上,分析得到藏东南地区冰川泥石流在融雪条件下的起动流深阀值。结果表明:由于藏东南地区冰川泥石流沟分布高程影响,使得冰川泥石流沟所处的大气压为41. 0×103～54. 0×103kPa,使得雪线位置的冰川熔点上升至0. 352～0. 45℃;天摩沟冰川泥石流沟道冰碛物表层有效粒径(d10=10 mm)起动的临界流深为0. 04 m;天摩沟冰川泥石流沟道冰碛物发生冲蚀剪切破坏时的临界地表流深为其侵蚀厚度的3. 17倍;当天摩沟的降雨强度大于10. 22mm/h时可诱发冰川泥石流过程。研究成果为藏东南地区冰川泥石流的防治提供一定的参考。     

四川省甘孜州雅江县下渡沟泥石流成因及运动特征研究

本文在现场地质勘察的基础上,分析了雅江县下渡沟泥石流的成因,描述了泥石流沟的特征,运用工程地质分析原理的方法对该泥石流沟形成条件进行了定性分析,计算了不同概率下泥石流的峰值流量及总量,对下渡沟泥石流发展趋势及影响范围进行了预测分析,并在此基础上提出了相应的治理措施。     

急陡沟道泥石流的消防管效应形成机制研究

通过对震区泥石流沟的地形因素和泥石流沟道物源条件的野外调查和遥感解译,对震区急陡沟道泥石流的起动机制进行研究。结果表明,在急陡沟道条件下,震区急陡沟道泥石流的消防管效应形成机制主要为大高差条件下的势能和动能的转换和"V"形沟道条件下的伯努利效应,势能转换为动能条件下的消防管效应与运动高差呈指数函数关系,而伯努利效应下的消防管效应与沟道横切面积变化密切相关。