人为泥石流灾害严重等级的定量模糊综合评判

根据神府－东胜矿区人为泥石流的调查分析，选择１５个因素（含５个主控因素）作为其严重程度的评价因子，确定了四值逻辑（严、中、轻、否）评判的定量标准。应用模糊综合评判和分层定量模糊综合评判两种方法对该煤田６５条泥石流沟的严重等级进行综合判别，准确性达９３．１％，它为保护该地煤田建设和工农业生产提供了重要的科学依据。     

两类泥石流形成机制的再讨论

泥石流是大坡度山区常见的自然灾害,从其触发动力因子溯源常划分为水力类和土力类两大基本类型。水力类泥石流起动的核心控制因素为水流对物源的冲击和拖曳力,与水流（或水沙浆体）强度密切相关;土力类泥石流起动的核心过程为滑坡（库伦破坏）和土体液化,主要受控于孔隙水压力（和土体含水量）。两类泥石流过程赖以发育的地质、地貌和环境条件显著不同,形成机制和关键因子迥异,但两类过程仍可以（且有必要）统一在一个宏观多相流物质输移体系中进行分析探讨,这对于进一步明晰泥石流易发环境（地质、地貌、气候）、关键要素和起动条件,有针对性地构建监测预警体系,并提出有效防控治理策略有重要的科学价值和实践意义。     

泥石流起动的突变学特征

泥石流起动是泥石流发生、发展、成灾全过程中的关键环节,起动规律是泥石流预测预报和灾害防治的理论基础。对建立在实验基础上的泥石流起动条件进行适当变换,得到泥石流起动势函数,它符合尖点突变模型。进一步分析,发现准泥石流体起动时具有突变、缓慢和过渡状态等多条路径,并在起动临界点附近具有发散性和模态软化等性质。根据这些起动特性提出的单沟泥石流预测方法以及通过调控准泥石流体起动条件使之不起动,达到泥石流灾害治理防患于未然的新途径,已在泥石流防治中取得了实效。     

阵性泥石流运动与堆积的欧拉─拉格朗日模型──Ⅰ.理论

自然界中的泥石流具有突发性和非恒定性的特点。为了模拟典型泥石流现象,在流团模型的 基础上,进一步完善了基于欧拉─拉格朗日（Ｅ—Ｌ）观点的ＰＩＣ（Ｐａｒｃｅｌ　Ｉｎ　Ｃｅｌｌ）算法,细化了流元结 构,建立了能够模拟典型阵性泥石流发生、运动和堆积的准结构两相流模型。求解该模型不仅可以 模拟泥石流运动过程,而且可以对泥石流的堆积过程、停积形态、冲刷特征及泥石流中多组分颗粒 的分选特征进行定量描述。     

强震区震后泥石流物源起动机制研究现状

汶川特大地震对震区山体结构的破坏导致震后泥石流物源激增,次生泥石流灾害频发。为进一步探究震后泥石流物源起动机制,通过资料收集与分析的方法,概述了强震区震后泥石流物源起动机制研究现状,从野外调查、物理模拟试验、数值模拟分析三个方面总结了目前震后泥石流物源起动机制研究的主要进展及理论成果,在此基础上,提出针对震后泥石流物源起动机制进一步研究的建议:模型试验应加强降雨过程、降雨类型等相似律的研究;数值模拟分析计算模型应注重考虑侵蚀和挟带影响,同时加强区域大尺度复杂地形泥石流起动的模拟分析;此外,应重视地质环境脆弱山区高位物源成灾机理研究。     

基于历史观测数据的泥石流突变起动模式研究——以陇南山区白龙江流域为例

泥石流的起动过程是泥石流发展成灾的首要和关键环节。以陇南山区白龙江流域多场泥石流原型观测历史数据为依托,基于突变理论,首次将液固比S_r、沟床坡度α和细粒含量C作为泥石流起动的控制参量,建立了细粒含量与泥石流起动之间的量化关系。研究结果表明:坡度一定时,细粒含量对泥石流的起动模式起到决定性作用。就陇南山区白龙江流域而言:小于1 mm细颗粒含量15%以下时,泥石流常以突然起动模式为主,细颗粒含量15%～30%之间时,多以渐变模式起动,而细颗粒含量30%以上时,逐渐表现为缓慢起动的特点。可通过改变其主要的运动控制参量,一定程度上预防并控制其发生发展方向。研究结果对进一步拓展突变理论应用范围、丰富泥石流起动非线性理论体系及野外泥石流预测预报与防治等具有重要的科学意义和实践指导价值。     

阵性泥石流运动与堆积的欧拉-拉格朗日模型——Ⅰ.理论

自然界中的混石流具有突发性和非恒定性的特点。为了模拟典型泥石流现象,在流团模型的基础上,进一步完善了基于欧拉－拉格朗日（Ｅ－Ｌ）观点的ＰＩＣ（Ｐａｒｃｅｌ Ｉｎ Ｃｅｌｌ）算法,细化了流元结构,建立了能够模拟典型阵性泥石流发生、运动和堆积的准结构两相流模型,求解该模型不仅可以模拟泥石流运动过程,而且可以对泥石流的堆积过程、停积形态、冲刷特征及泥石流中多组分颗粒的分选特征进行定量描述。     

降雨强度对泥石流起动影响的模型试验研究

利用自制小比例模型槽,采用可控降雨强度降雨模拟器,进行了人工降雨诱发泥石流的室内模型试验,研究降雨强度对泥石流起动的影响,并确定泥石流起动的临界降雨强度。基于临界降雨强度下泥石流的起动过程,对孔隙水压力和坡体内部含水率的变化规律进行了研究,并与现场试验进行了对比。运用Geodog软件对泥石流形成前坡体的位移场进行了分析,研究坡体破坏规律。研究结果表明,泥石流起动的临界降雨强度范围为43~50 mm/h。泥石流发生前存在一个孔隙水压力增加的过程,在泥石流形成后,孔隙水压力急剧下降。降雨强度影响雨水在坡体内部的渗透,是泥石流起动的主要原因。泥石流起动与坡体含水率和饱和度的变化有关,当坡体饱和度超过80%时,产生整体滑动破坏,并迅速转化为泥石流。     

泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系

我国常年遭到泥石流灾害的侵袭,由此造成的损失不计其数。泥石流拥有巨大冲击力,其中大部分来自其中裹挟的大颗粒。文中对稀性泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系进行了研究。以斜坡上的球形颗粒为研究对象,分析了球体受到的上举力、推移力、有效重力;使用概率论的理念解决了颗粒在斜坡上的随机分布问题,得到了各个外力的力臂期望,并求解了颗粒临界起动时的力矩平衡方程,获得了颗粒起动的作用流速,进而将之转化为断面平均流速,由此得到了稀性泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系。这对泥石流防治工程,特别是排水设施的设计具有一定参考意义。     

藏南聂拉木镇地质灾害和河岸工程病害调查分析∗

聂拉木镇位于藏南高山峡谷区,是喜马拉雅山脉生态屏障的重要组成部分,也是我国与尼泊尔交界的边陲重镇,生态和国防地位重要,地震地质灾害频发。通过现场调查,得到了聂拉木镇区及其周边的滑坡、危岩落石、泥石流等地质灾害,以及河岸工程病害的分布特征,并结合地形地貌、地质构造、气候和冰川冻土条件分析了灾害成因。 结果表明：聂拉木镇及其周边共发现地质灾害和工程病害点 39 处,其中滑坡 8 处、危岩落石 21 处、泥石流冲沟 2 处、 河岸坍塌 8 处;滑坡均为堆积层浅层滑塌,危岩落石以节理裂隙切割型岩质崩塌和冻拔石失稳为主,泥石流为降雨诱导型和冰川溃决型,河岸工程病害主要为急流和冰凌冲击型破坏;区内强烈的构造运动、显著的季节性冻融作用和季节强降雨冲刷为灾害主要诱因。聂拉木镇区内地质灾害和河岸工程病害发育具有点小、面广、高风险的特点, 建议系统开展镇区灾害风险评估、及时开展分级治理和制定灾害应急预案。     

极震区泥石流流量计算方法的研究

极震区形成了大量高位能型滑坡和震裂山体,震裂山体在重力和后期降雨联合作用下,震裂面延伸、扩展和贯穿,从而形成贯通性破坏面,破坏结构,这使震裂潜在型物源转变为新崩滑体物源。极震区物源与非地震区物源迥异的物理性质,使泥石流启动的临界条件降低,导致泥石流流量在物源形成、汇流和运动过程都具有放大效应,现有的泥石流峰值流量计算方法在极震区的应用具有明显的局限性。综合考虑了地震放大效应、沟道纵坡降、沟道宽度、水动力条件和泥石流物理性质等因素对泥石流流量的影响,建立了泥石流流量-冲刷模型。对比实例验算结果和实测流量,吻合较好,说明本文计算公式对于极震区的适用性和有效性。所得成果可用以估算汶川地震中极震区泥石流流量,对泥石流防治措施的选择有参考价值。     

川藏公路四川段泥石流灾害研究与治理

大量现场调查和观测发现,川藏公路四川段的泥石流灾害集中分布在4个区域,即龙胆溪泥石流区、雅江泥石流区、波戈溪泥石流区和巴塘—金沙江泥石流区。波戈溪泥石流区和巴塘—金沙江泥石流区是境内泥石流灾害最严重的地区,流域面积超过20 km~2的特大型泥石流有24条。自东向西,川藏公路四川段泥石流由水石流逐渐演变为稀性泥石流;复杂的地质构造环境、高山深谷地貌特征、强烈的地震活动、高强度的降雨和冰雪融水,构成泥石流灾害显著发育的环境条件。将公路沿线泥石流形成机理概括为4种,即降雨冲击机理、强度衰减机理、冲刷切割机理和沟床拖拽机理;2003年以来采用护岸结构、速流结构、抗冲击结构、拦渣坝、消能坎等技术实施了30余个大型泥石流灾害治理工程,治理效果显著。     

土工格室防治坡面型泥石流启动机理研究

在降雨条件下进行有/无格室加筋的坡面型泥石流启动室内水槽试验,对比分析了细粒含量、启动现象、启动时间、位移场云图和含水率等参数的变化,总结了土工格室对不同级配砂土坡体的防护效果,揭示格室防治坡面型泥石流的启动机理。结果表明：格室防护能够有效改变坡面泥石流启动形态,延长启动时间。随细粒含量增加,坡面启动比线性减小,启动时间延长比呈抛物线变化;细粒含量适中（15%）时的延长作用减弱,细粒含量较大（15%～25%）时破坏方量会增大。格室具有蓄水、加筋及调配雨水入渗的作用,粗粒较多时减缓渗流;细粒较多时能够排水并减缓冲刷。格室对防治坡面型泥石流启动具有非常积极的作用,结合其他防治手段,可实现坡面泥石流的有效防治。     

泥石流地貌标志的初步探讨

本文提出了判别泥石流沟的五种典型地貌:屋檐式沟壁;泥石流擦痕和撞击坑;石背石;弯道超高侧积堤和爬高舌状堆积。有助于人们准确判别泥石流沟,认识泥石流灾害,从而做好预测和防治工作。     

天山阿拉沟泥石流运动机理分析

本文论述了天山阿拉沟地区泥石流运动的时空分布规律，分析了泥石流形成的沟谷环境特征，讨论了降雨对泥石流起动的激发作用。探讨了泥石流的运动机理，推导了泥石流起动的地表临界倾角范围，并从泥石流运动的物理机制上探讨了泥石流悬浮质的运动规律以及推移质的挟沙力关系。在此基础上，从力学的角度深入讨论了泥石流的运动速度及运动阻力，对其物理性态进行了机理性模拟，为泥石流的预测与防治提供科学的理论基础     

泥石流堵塞坝溃决模式实验

为了研究泥石流堵塞坝溃决的模式,采用模型实验对堵塞坝溃决的过程进行模拟,实验历时2个月,共13组.实验中,通过改变主沟的水力参数和坝体参数研究泥石流堵塞坝溃决的全过程,并作了相关记录.通过对理论和实验数据的分析,泥石流堵塞坝的溃决形式有3种:冲刷溃决、有表面流的泥石流堆积体水力再启动、没有表面流的泥石流堆积体重力再启动.讨论了冲刷溃决中颗粒启动和有面流泥石流水力再启动的临界条件,并分析了启动流速u0和颗粒粒径D之间的关系;分析了泥石流重力再启动时堵塞坝坡面破坏的一般形式和特征;通过实验数据对不同溃决形式的溃决条件进行了验证,结果比较吻合.     

“梯-潭”型泥石流排导槽研究初析

针对物源剧增、狭陡沟道、小流域泥石流沟泥石流防治,提出一种具有强力消能作用的梯-潭型泥石流排导槽;介绍了梯-潭型泥石流排导槽的结构特征;分析了梯-潭型泥石流排导槽的排导原理,指出梯-潭槽在震后泥石流治理工程应用中的防止磨蚀和冲刷的优势,为进一步研究泥石流在排导槽中的运动特征,泥石流与梯-潭段的相互作用机制,关键设计参数的确定与优化打下基础,对于提高泥石流防治技术水平及新型排导槽的推广应用具有重要意义。     

汶川8.0级地震震区溃决型和一般型泥石流冲出量研究

汶川8.0级地震后,震区在强降雨作用下不仅诱发形成大量的一般暴雨型泥石流灾害,还诱发形成危害性更大的溃决型泥石流。通过泥石流勘查应急报告和野外实地调查,核实选取了汶川震区9条溃决型泥石流沟和34条一般型泥石流沟冲出量的相关参数作为样本数据,先对汶川震区溃决型泥石流的特征进行分析总结,其次对比分析汶川震区溃决型泥石流与一般型泥石流冲出量的特点及其是否堵江的原因,结果表明溃决型泥石流冲出量较一般型泥石流要大出几十倍,且比一般型泥石流更易造成堵江。最后建立一般型泥石流冲出量多因子统计预测模型,提高了一般型泥石流冲出量普遍预测模型的精度,验证显示该预测模型对汶川震区一般型泥石流冲出量的预测具有科学有效性。研究结果为进一步深入研究震区溃决型泥石流提供理论依据,也为震后灾区一般型泥石流的减灾防灾工程设计提供计算方法。     

泥石流起动机理研究现状及趋势

概述了国内外泥石流起动机理研究(实验研究及理论研究)的现状,在归纳总结前人研究成果的同时,分析其研究的不足,同时提出泥石流起动机理未来的研究方向。未来的研究应该以土力学及水力学、渗流力学等学科为基础,揭示泥石流土体的动态变化过程,从静态向动态、从单因素向多因素、从定性向定量方向转化,并结合土体的动态破坏过程及需水条件构建泥石流起动的模型。泥石流起动机理的研究不仅可以为泥石流的预测预报提供科学依据,同时又可以推动泥石流学科的发展。     

基于灰色关联法的舟曲泥石流灾害影响因素分析

舟曲8.8泥石流灾害是新中国成立以来破坏性最强、死亡人数最多、财产损失最大的一次泥石流灾害。通过对舟曲泥石流灾害影响因素的分析,运用灰色关联法,找出了此次泥石流灾害的主要影响因素。分析结果表明,强降雨是8.8泥石流灾害产生的直接因素,人为活动是其产生的间接因素;人为活动中,牧业和农业的发展与泥石流的相关度最大,是导致泥石流产生的关键和主导因素。因此要合理地进行农牧业生产,加强植树造林、退耕还林工作;对新修建的水电站要进行生态环境影响评估,尽力减轻自然灾害风险。