四川汶川县映秀镇红椿沟“8.14”特大泥石流形成条件与运动特征分析

2010年8月14日,汶川县映秀镇强降雨导致红椿沟暴发特大泥石流灾害,冲出固体物质80.5×104m3,泥石流堰塞堵断岷江主河道,导致河水改道冲入映秀新区,淤埋了沟口213国道公路400m,掩埋了在建映(秀)-汶(川)高速公路引线路基及多个桥墩,造成17人失踪。据灾后调查,红椿沟泥石流为近几年暴发的较典型泥石流沟,地震诱发的集中物源特别丰富,暴发泥石流时一次冲出固体物质量巨大,沟内多点堵溃、拉槽下切集中启动物源的特征十分明显;本文重点分析了形成泥石流的三大条件及泥石流启动机理,反算运动特征参数,预测其发展趋势。     

云南维西哈达沟中频泥石流特征及堵溃危险性分析

中频泥石流具有较大危险性和暴发周期较长的特点,人类活动会诱发其发生并加剧其成灾严重程度,当沟道不能满足泄流输水能力时将发生堵溃,危及两岸甚至是主河河道安全。由于目前中频泥石流危险性分析的缺乏,因此以云南省哈达沟中频泥石流为例,探讨其特征和再次发生泥石流及导致沟道堵溃的危险性,并提出防治建议。结果显示：泥石流重度1.62 t/m3,泥石流沟口流速4.794 m/s,基于暴发频率10%情况下的沟口峰值流量为54.43 m3/s以及一次冲出总量为11 072.03 m3;在下游沟道处修建有涵洞,其过流量为16.5 m3/s,小于20 a一遇泥石流流量,一旦发生大型泥石流,则有堵溃危险。研究发现哈达沟中频泥石流危险度为高度危险,堵溃历史判断其再次发生沟道堵溃并有泥石流堵塞腊普河的可能性。     

新疆伊宁克孜勒赛黄土滑坡堵溃型泥石流成灾模式

2017年4月2日凌晨,新疆伊宁县喀拉亚尕奇乡境内由于持续降雨,诱发黄土滑坡堵溃型泥石流灾害,造成直接经济损失50余万元。本文在查明滑坡堵溃型泥石流形成条件、成灾模式基础上,分析了克孜勒赛沟泥石流静力学和运动特征,得出如下结论:(1)此次滑坡堵溃型泥石流成灾模式为:持续降雨→黄土斜坡变形破坏→滑坡滑入沟道形成堰塞坝→堰塞坝溃决形成泥石流;(2) 3#、4#、5#、6#和7#滑坡堰塞坝溃决洪峰流量分别为5. 4 m3/s、10. 1 m3/s、49. 5 m3/s和30. 3 m3/s;(3)泥石流断面流速为1. 88～3. 50 m/s,断面流量为4. 51～41. 39 m3/s,泥石流堆积扇最大长度263. 1m,最大宽度212. 6 m。调查研究结论对克孜勒赛沟滑坡堵溃型泥石流的防治具有现实意义,并提出了针对性的防灾减灾建议。 更多还原     

西藏波密县天摩沟“9·4”特大泥石流灾害成因初步分析

从地貌地质环境、地面气象要素、大气环流背景、T213数值预报产品和卫星资料等方面,着重分析诱发灾害的气象条件,对2007年9月4日西藏波密县古乡天摩沟发生的一次特大泥石流地质灾害事件成因进行初步分析。结果表明：由于前期气温持续偏高,加剧冰川融水,加上9月4日凌晨出现强降水,天摩沟地形高度落差大、松散固体物质丰富,水源、能量转化和物源三种条件同时满足^[1],是造成这次特大泥石流地质灾害的直接原因。     

西藏波密县天摩沟“9·4”特大泥石流灾害成因初步分析

从地貌地质环境、地面气象要素、大气环流背景、T213数值预报产品和卫星资料等方面,着重分析诱发灾害的气象条件,对2007年9月4日西藏波密县古乡天摩沟发生的一次特大泥石流地质灾害事件成因进行初步分析。结果表明：由于前期气温持续偏高,加剧冰川融水,加上9月4日凌晨出现强降水,天摩沟地形高度落差大、松散固体物质丰富,水源、能量转化和物源三种条件同时满足^[1],是造成这次特大泥石流地质灾害的直接原因。     

四川木里县项脚沟“7·5”特大型泥石流特征及发展趋势分析

2021年7月5日,凉山州木里县项脚沟暴发特大型泥石流灾害。文章通过野外调查和特征参数计算,研究了本次泥石流的形成条件、暴发过程和暴发特征。根据实地考察判断,泥石流主要在森林火灾、短时强降雨和沟道地形条件等因素共同作用下暴发,为暴雨径流冲刷引发的火后泥石流。暴雨形成的洪水冲刷坡面、侵蚀沟道,导致沟道两岸坍塌滑坡,堵溃效应明显,泥石流规模扩大。项脚沟过火面积达74.61%,高烈度火烧区面积达57.98%,泥石流临界降雨强度为77.84 mm/h,累计降雨达141.60 mm。根据泥石流特征参数计算结果,此次泥石流密度范围为1.83～1.93 g/cm³,属黏性泥石流,主沟下游出口流速为7.22 m/s,峰值流量759.08 m³/s。结合雨洪法和形态调查法结果分析,此次泥石流重现周期为百年一遇。结合泥石流发育趋势,文章认为流域仍有可能暴发大型泥石流,提出了上游固坡、中游调控、下游排导的防治建议。     

九寨沟震区“6·21”泥石流成因与致灾机制研究

2019年6月20日晚九寨沟普降大到暴雨,导致九寨沟景区内卓追沟、下季节海子沟、则查洼沟等多处发生泥石流。3条泥石流沟分别冲出固体物质2.79×104m3、3.7×104m3,2.67×104m3,造成多处停淤挡墙及拦砂坝损坏,并淤埋了景区内的部分道路,造成了交通的短时间中断。根据灾后地面调查和遥感解译,初步查明了本次泥石流灾害的成因和致灾过程机制。灾害成因:地震引发的崩塌滑坡产生大量的新增松散固体物源与原有的沟坡堆积物(包括老泥石流堆积物)在强降水的作用下形成泥石流,因此本次泥石流是地震和降雨共同作用的结果。通过泥石流发生前后各流域沟道纵剖面和典型横断面调查分析,发现泥石流致灾过程机制主要包括:(1)泥石流冲刷沟道使老泥石流堆积物参与泥石流运动、同时诱发沟岸失稳崩塌,因而增强泥石流规模和冲击力等动力学参数;(2)沟道卡口和崩滑体滑入沟道后导致泥石流堵塞,在后续泥石流的作用下发生级联溃决,进而增大泥石流峰值流量和冲击力等动力学参数。在两种机制的共同作用下,泥石流规模和冲击力等参数可能超出防治工程规划设计指标,进而导致防治工程损毁并淤埋道路。因此,建议充分考虑地震与强降雨复合作用下九寨沟景区泥石流风险评估、防治工程规划设计的合理性和可靠性等关键问题,以保障景区安全。     

四川丹巴梅龙沟“6·17”泥石流成灾机理分析

2020年6月17日丹巴县梅龙沟爆发了一次大规模泥石流,一次性冲出固体物质42.7×104 m3,形成泥石流-堰塞坝-溃决洪水-滑坡灾害链,造成5100余户2.12万余人被迫转移,直接经济损失达8亿元。根据现场调查、无人机航拍以及遥感解译,分析梅龙沟泥石流的成因及致灾机理,阐述了“物源成因”、“降雨激发”和“地形促进”对泥石流形成产生的影响。结果表明:（1）梅龙沟泥石流是在前期累计降雨和短时强降雨共同作用下形成;（2）梅龙沟泥石流源头为大石堡沟,起动模式为“沟岸垮塌-泥石流”;（3）泥石流沟内持续的物源补给以及东风棚子、梅龙村、大邑村三处大型滑坡产生的级联堵溃效应,致使泥石流流量不断放大,最终导致大量固体物质冲出沟口;（4）沟口形成的堰塞坝-溃决洪水-阿娘寨滑坡灾害链进一步增强了泥石流的致灾能力;（5）现阶段梅龙沟内物源丰富,临界启动降雨阈值降低,极易在雨季发生大规模泥石流,建议及时采取综合防治措施。     

滇西北海巴洛沟“7·28”降雨-冰川融水混合型泥石流成因研究

海巴洛沟位于滇西北横断山区，2019年7月28日凌晨2:40暴发泥石流灾害，为科学准确开展该区域泥石流监测预警和综合防治工作，保障海巴洛沟流域中下游香丽(香格里拉至丽江)高速公路建设和运营安全，本文根据实地、无人机航拍及遥感调查，结合室内试验和分析计算，对本次泥石流特征及成因进行研究。本次泥石流平均容重为16.77 kN·m-3，属稀性泥石流，洪峰流量为528.16 m3·s-1，属特大泥石流。受地质、气候条件综合作用，海巴洛沟流域内物源包含3类:河谷区沟道侧岸滑坡体、高位冰碛物和高位寒冻风化碎屑。本次泥石流发生在27日晚至28日凌晨主体降雨过程的尾部，根据对2019年8~10月海巴洛沟流域9次降雨过程的监测，发现该区域降雨具有主体过程为6 h、降雨量随海拔升高而显著增加的时空分布特征。激发本次泥石流的强降雨集中分布在哈巴雪山西侧海拔4200~4800 m的峰脊区，6 h降雨过程平均降雨量为60.43 mm。激发水源除降雨外，还包含峰脊区内冰川融水，经计算本次6 h降雨过程中冰川平均消融水当量为17.29 mm。本文研究成果可为滇西北横断山区降雨-冰川融水混合型泥石流监测预警及防治提供可靠科学依据。     

汶川极震区锄头沟泥石流发育特征及启动机理

汶川地震过后大量的老泥石流被激活,随着潜伏期的过去,雨季来临,松散物源开始重新活跃。通过对锄头沟泥石流的实地调查及现场测量发现,该沟流域面积较大,支沟发育,支沟及主沟后缘比降大,主沟中下段宽缓,泥石流物源主要为崩塌物源,分布于流域中上部和支沟内,泥石流由中上部和支沟启动,汇聚于主沟内,并沿沟道下段堆积,并通过室内试验等手段,还原了泥石流发生时的激发雨量及物源分布特征。震后极震区泥石流的具有物源类型丰富、易发程度高、激发雨量偏小和支沟群发等特点,该沟泥石流还出现了堵溃型泥石流现象。     

汶川地震后四川省绵竹市清平乡文家沟泥石流灾害调查研究

在2008年5月12日汶川地震后的地震灾区暴发了许多泥石流灾害,其中以四川省绵竹市清平乡文家沟泥石流最为显著。文家沟原来不是泥石流沟,在汶川地震时由于滑坡形成的巨大的滑坡-碎屑流堆积体改变了文家沟的泥石流形成条件,在此后的3个雨季内,文家沟先后暴发了5次大规模和特大规模的泥石流灾害,其中以8.13文家沟泥石流规模和危害最大。8.13文家沟泥石流暴发时的总降雨量为227mm,泥石流持续时间约2.5h,泥石流总量约310×104m3;泥石流造成7人死亡,5人失踪,39人受伤,479户农房被掩埋,直接经济损失4.3亿元。5次大规模和特大规模的泥石流以及洪水仅带走了16%的可以很容易形成泥石流的滑坡-碎屑流堆积物,文家沟如再遭遇较大降雨还会暴发泥石流。即使在今后的雨季中暴发几次规模如8.13泥石流一样大的特大规模泥石流,文家沟在较大降雨下仍然可能暴发泥石流灾害,因此对文家沟泥石流的防治工作将是一个长期的工作。     

A prototype experiment of debris flow control with energy dissipation structures

Large-volume debris flow events are defined when the volume of solid materials exceeds 1 million m³. Traditional engineering measures, such as check dams, diversion channels, and flumes, are effective for normal debris flow control but are not sufficient to control large-volume debris flows. Experiments were conducted with an artificial step-pool system on the new Wenjiagou Gully to mitigate large-volume debris flows. The old Wenjiagou Gully was buried by 81.6 million m³ of loose solid material created by a landslide that was triggered by the Wenchuan earthquake on May 12, 2008. The new gully was formed during the scouring process caused by debris flows in 2008. Large-volume debris flows were initiated by rainstorm flood with high kinetic energy. The artificial step-pool system was constructed with huge and big boulders on the new Wenjiagou Gully in 2009. The step-pool system dissipated flow energy in steps and hydraulic jumps. Analysis proved that the step-pool system dissipated two-third of the kinetic energy of flow; thus, the critical discharge for triggering debris flow increased threefold. Due to the step-pool system maximized the flow resistance and protected the bed sediment and banks from erosion, the rainstorm floods in 2009 did not trigger debris flows. In 2010, the step-pool system was replaced with 20 check dams. Huge boulders were broken into small pieces of diameter less than 0.5 m and were used as building materials for the 20 dams. Without the protection of the step-pool system, a rainstorm flood scoured the base of the dams and caused failures for all of the 20 check dams in August 2010. The flow incised the gully bed by 50 m. The loose bank materials slid into the flow mixed with water and formed a large-volume debris flow with a volume of 4.5 million m³. Many houses were buried by the debris flow, and 12 people were killed. Comparison of the two strategies proved that energy dissipation structures are necessary for controlling large-volume debris flows. Check dams, if they are stable, may reduce the potential of bank failures and control debris flows. The step-pool system dissipates flow energy and control gully bed incision and bank failure. A combination of check dams and step-pool systems may be the most effective for mitigating debris flows.     

帕隆藏布江特大型泥石流的成灾模式及防治对策——以扎木镇-古乡段为例

文章通过对雅鲁藏布江的Ⅰ级支流—帕隆藏布江扎木镇-古乡段辫状水系地貌的研究,认为其与两岸支谷发育的泥石流群有关。通过对位于该河段下游的古乡沟和上游的地质弄巴泥石流特征的重点剖析,发现了特大型泥石流发育的2个重要特征,即支谷上游冰蚀围谷中赋存大量巨厚古今冰碛物和支谷中游峡谷段大型崩塌滑坡坝溃决。提出了特大型泥石流的成灾模式,并以该成灾模式解释了2000年易贡巨型滑坡堵江事件。最后,提出了基于上述成灾模式的帕隆藏布江流域特大型泥石流灾害防治的原则和方法。     

汶川震区文家沟泥石流成灾机理与特征

文家沟位于绵竹市清平乡,属于5·12汶川Ms8.0级地震极重灾区.地震发生后的3个汛期内,文家沟曾先后发生5次典型泥石流灾害,其中以2010年8月13日泥石流灾害最为严重,规模与灾情巨大,社会影响深远.在对文家沟泥石流跟踪调查的基础上,探讨了泥石流的成灾机理和特征.研究表明:(1)文家沟泥石流是地震和强降雨共同作用的结...     

Formation and characteristics of post-earthquake debris flow: a case study from Wenjia gully in Mianzhu, Sichuan, SW China

During the three flood seasons following the Wenchuan earthquake in 2008, two catastrophic groups of debris flow events occurred in the earthquake-affected area: the 2008-9-24 debris flow events, which had a serious impact on rebuilding; and the 2010-8-13/14 debris flow events, which destroyed much of the progress made in rebuilding. The Wenjia gully is a typical post-earthquake debris flow gully and at least five debris flows have occurred there. As far as the 2010-8-13 debris flow is concerned, the deposits of the Wenjia gully debris flow reached a volume of 3.1 × 10⁶ m³ in volume and hundreds of newly built houses were buried. This study took the Wenjia gully debris flow as an example and discussed the formation and characteristics of post-earthquake debris flow on the basis of field investigations and a remote sensing interpretation. The conclusions drawn from the investigation and analysis were as follows: (1) Post-earthquake debris flows were a joint result of both the earthquake and heavy rainfall. (2) Gully incision and loose material provision are key processes in the initiation and occurrence of debris flows and a cycle can be presented as the following process: runoff—erosion—collapse—engulfment—debris flow—further erosion—further collapse—further engulfment—debris flow enlargement. (3) The amount of rainfall that triggered debris flows from the Wenjia gully was significantly less than the average daily rainfall, while the intraday rainfall threshold decreased by at least 23.3%. (4) The occurrence mechanism of Wenjia gully debris flow was an erosion type and there was a positive relationship between debris flow magnitude and rainfall, which fitted an exponential model. (5) There were five representative characteristics of Wenjia gully debris flow: the long duration of the occurring process; the long distance of deposition chain conversion during the process of damage; magnification in the scale of debris flow; and the high frequency of debris flow events.     

汶川震区典型泥石流动态演变特征研究——以绵竹市走马岭泥石流为例

汶川地震后,流域内产生大量松散物源,使走马岭沟由一季节性冲沟演变为一条潜在泥石流沟,在地震后的3个汛期内发生多次泥石流,并造成灾害,其中以2008-9-24泥石流和2010-8-13泥石流最为严重。本文利用3期遥感影像并结合野外调查,对走马岭沟泥石流的形成条件进行了论述,对比分析了走马岭泥石流沟2008年、2009年、2010年3个汛期后流域的动态变化特征,主要表现为:(1)在不同降雨强度下,走马岭泥石流具有复合型物源区启动方式,并先从局部性支沟发生泥石流,进而演变为整个流域全面暴发泥石流。(2)经历了2008年、2009年、2010年3个雨季后,走马岭流域物源储量及物源供给形式发生变化,其中崩塌规模增加了1.87%; 滑坡增加了25.35%; 沟道及坡面松散堆积减少了67.47%,减少部分大部分转化为泥石流沟道堆积物。(3)不同降雨强度下,走马岭泥石流堆积区范围边界变化明显,且不同堆积扇间存在叠加关系; 结合走马岭"9·24"堆积扇范围和"8·13"堆积扇前缘堆积痕迹及影像特征,推测出走马岭"8·13"堆积扇堆积面积约8.76×104m2。最后对泥石流成因机理及发展趋势进行了初步分析。结果显示,走马岭为一高频泥石流沟,仍具备形成大规模泥石流的条件。     

泸定县孙家沟泥石流成因及防治对策探讨

泸定县孙家沟位于泸定县城后山,是一条典型的泥石流沟,对泸定县城居民、交通及房屋等造成严重威胁。通过实地考察,分析了孙家沟泥石流的成因,并提出了防治对策建议。     

汶川震区窄陡沟道型泥石流动力学特性及堵江分析——以都汶高速沿线磨子沟为例

在汶川震区沟道型泥石流中,普遍存在一种窄陡沟道类型,窄陡沟道型泥石流具有沟道纵坡陡、平均宽度窄、流域面积小的地形特点,在震区容易瞬间汇流形成大规模突发性泥石流灾害。结合四川省都汶高速沿线2013年“7·10”特大群发性泥石流,重点以窄陡沟道型的磨子沟泥石流为实例,针对该泥石流对都汶高速、岷江等造成的冲击淤埋及堵塞问题,通过现场调查泥石流形成条件和发育特征,采用大型流体动力学计算软件CFX模拟再现50年一遇暴雨频率下此类窄陡型泥石流的动力学过程,分析其危险范围、评价其冲击都汶高速桥梁,堵塞岷江,淹没岷江两岸居民安置点的破坏性影响,为提出针对性的泥石流防治工程措施提供依据。     

岷江上游大白杨沟泥石流特征及成因

大白杨沟流域位于岷江上游四川省茂县境内,处于叠溪镇较场山字型构造北端。该沟曾于1935年和1991年暴发过两次较大规模泥石流灾害,其中1935年暴发的泥石流受1933年叠溪7.5级地震影响,规模很大,其泥石流峰值流量达到557 m3/s。通过对大白杨沟流域两条支沟(小沟、大沟)的地形条件、水源条件及物源条件的特征分析,得出两条支沟具有形成泥石流的充分条件:(1)大沟沟道平均纵比降275‰,小沟为398‰,相对高差达2 023 m;(2)大沟拥有的物源总量为29.21万m3,小沟达到42.01万m3,物源丰富。这些条件很好地解释了小沟泥石流的强活动性。对后期泥石流的形成机制进行分析,大沟以"消防水管效应"形成泥石流为主,小沟则以"消防水管效应"和堰塞体溃决两种方式形成泥石流。最后,通过泥痕法还原了历史泥石流流量,并对后期泥石流流量做了较合理的预测,为大白杨沟泥石流灾害防治提供可靠的数据。     

自然泥石流与矿渣泥石流复合效应与防治对策

石棉县后沟是一条典型的自然泥石流和矿渣泥石流并存的泥石流沟。本文以石棉后沟为例,结合早期自然泥石流、矿产开采以来矿渣泥石流、以及2013年7 4复合型泥石流,总结了自然泥石流和矿渣泥石流的复合效应,包括泥石流物源补给的多元效应、泥石流发展演化的逆转效应、泥石流起动发生的复杂效应、泥石流动力沿程的放大效应、泥石流致灾破坏的链式效应。对照泥石流对已建防治工程的破坏,提出了自然泥石流和矿渣泥石流复合型泥石流沟防治对策,建议充分利用起动位置和物源集中补给位置的差异,加强对中上游及支沟自然泥石流起动和运动的拦挡防治,最大限度减小自然泥石流对下游矿渣防护工程的基底侵蚀和冲击破坏,从而保障综合防治工程的有效性。