流域演化与泥石流的系统性——以云南东川蒋家沟为例

以典型的云南东川蒋家沟为例,根据Strahler面积-高程曲线的积分将其分区,揭示了流域的演化差异.证明了泥石流发生在特定的演化区域,并具有特定的物质组成.通过概率模型,定性说明了泥石流在流域的形成和扩张,其结果就表现为间歇性的阵流.阵流的时空特征反过来证明了泥石流的系统性.统计还表明,阵流的流量分布和衰减取决于最大流量;最大流量序列很好继承了作为流域系统行为的动力学特征.最后,可以根据单沟泥石流的过程系统考察区域泥石流活动.泥石流在大尺度水系的分布,从概率过程看,完全等同于泥石流源地小分支在单个流域的分布,而且满足相似的分布特征.     

小江流域泥石流堆积扇形成的制约因素及其特征

在系统分析了各种因素对泥石流堆积扇形成影响的基础上,提出流域腹地中流域面积、沟床比降和堆积区主河河谷宽度及主河能量等因素对泥石流堆积扇发育的影响较大。结合TM卫星影象和1:5万地形图,解译了小江流域内泥石流堆积扇的范围。在此基础上,统计了流域腹地内两大重要条件-流域面积和沟床比降与堆积扇面积之间的关系。在小江流域,堆积扇的面积随流域面积的增加而增加,二者之间是正的指数关系;而堆积扇面积与沟床比降之间可用一个负的指数关系式表达。最后,堆积区特征对小江流域泥石流堆积扇的影响主要是其堆积空间限制了大型堆积扇,比如蒋家沟泥石流堆积扇的发展。     

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。     

泥石流的径流量与流量分布特征

在泥石流危险度评价中，泥石流的规模和频率通常被视为最重要的两个特征因子，但在区域性的研究中，两者之间的关系并没有充分地表现出来。利用蒋家沟的大量观测数据，对流量、径流量这两个最能反映泥石流规模的参数，进行统计分析，分析流量与径流量的分布特征，从一个侧面反映泥石流规模和频率之间的关系。结果表明，尽管频率随流量和径流量规模的增大而减小，但在定量上，不同事件之间存在明显的差异，这是由泥石流的自身特征决定的，因而分布特征也反映了泥石流活动的本质。     

云南怒江流域泥石流敏感性空间分析

泥石流敏感性空间分析是通过评估诱发泥石流发生的因子,应用空间技术,进行泥石流发生的敏感性分析。本文探讨了GIS技术与敏感性分析的条件概率模型相结合的泥石流敏感性空间分析,并且阐述了GIS空间分析技术在泥石流敏感性制图中特有的优越性。研究区选择在遭受泥石流危害严重的云南怒江流域。用于泥石流敏感性分析评价的主要敏感因子包括地形坡度、岩土体类型、暴雨、河网密度、土地利用、地震动峰值加速度和人类活动。在对这些因子进行了敏感性空间分析的基础上,应用GIS的分析工具对敏感因子集成评价而产生了云南怒江流域泥石流敏感性评价图。泥石流敏感性评价图可以帮助规划者或工程师在土地发展规划中选择最佳建设场所,以减轻泥石流灾害的影响。     

流域特征曲线与泥石流活动

小流域是最活跃的地貌单元,泥石流是小流域演化中最剧烈的过程,是沟谷物质输移的最极端形式。以积分形式重新定义沟谷的比降,则比降曲线的变化直观反映了流域物质通过沟谷的改变。而流域的变化可以通过Strahler的流域的面积-高程曲线来表示。比降曲线与面积-高程曲线的自然联系,将泥石流活动问题与流域演化问题自然联系起来。以云南东川蒋家沟源地小流域面积-高程曲线为基础,具体讨论了流域可能发生泥石流的曲线形态和演化趋势。这样,有可能通过流域的形态特征来认识泥石流的长期演化。     

西北地区矿山泥石流及分布特征

矿山泥石流的形成与发生主要是因山区矿产资源开发过程中废石弃土不合理堆排造成的,以其物质来源亦称矿渣型泥石流。矿山泥石流具有人为性、易发性、重发性、危害集中性、可控性特点。截至2005年底,西北五省区发生矿山泥石流灾害247次,直接经济损失3.84亿元,造成426人死亡。小型泥石流占其总数的73.17%。煤矿区泥石流灾害最为严重。小型企业矿山泥石流总数最多,危害最为严重。1994~1998年、2001~2005年是矿山泥石流的高发时期,其中2004年达45次,为历史之最。年内6~9月是泥石流的高发期,亦是防治重点期。     

从空间Poisson过程看蒋家沟泥石流

云南东川蒋家沟泥石流频率高,变化多.每场泥石流包含几十到几百个阵流,各阵流具有不同的密度、流体性质和运动形态,流量涨落达3个数量级.这些特征意味着泥石流具有很强的随机性.根据蒋家沟的演化分区和野外观测,可以发现泥石流形成于特殊的源地分支.土体活动(包括滑坡、崩塌和局部的土体流动等)随机发生在那些分支流域,如果认为各源地的土体活动是独立的,而且活动强度正比于源地的面积,那么泥石流的形成和汇流就是一个空间Poisson过程.其结果是阵流流量服从指数分布,这很好地符合蒋家沟的泥石泥观测数据.从蒋家沟泥石流的随机性可见,泥石流依赖于流域的特定源区及其分布,而不是笼统地取决于全流域的地貌或几何因子.     

泥石流颗粒组成的分形特征

1 IntroductionD ebris flow s in certain sense are a process of m ass interchanges through erosion and depositionbetw een the fluid and the sedim ent; and the interchange of m aterial caused change in thestructure of the flow s that can be ultim ately redu…     

关于流域问题的讨论

讨论了与流域概念有关的若干问题。认为现行的流域定义仅指河流的集水区域,具有一定的局限性,与实际应用状况并不完全相符,尤其是在干旱半干旱地区。认为流域的概念应当包括狭义和广义两个方面,人们实际所应刚的流域概念多数情况下属于界定并不是很严格的、广义的流域。广义流域是指所有包含某水系（或水系的一部分）并由分水界或其它人为、非人为界线（如灌区界、地貌界等）将其圈闭起来的相对完整、独立的区域。而（广义）流域的实质是地球陆地水及其所携物质在自然状态下、在重力作用的驱使下发生汇集、运移和沉积（或消耗）过程并凶此形成一系列相互密切联系、具有特定范围的区域的集合。同时,还探讨了勾画流域界线的方法。     

沙尘暴期间的温度脉动特征分析

 对沙尘暴期间的近地表0.5 m、1.0 m、8.0 m和16 m的高频风速和温度进行了同步测量,风速和温度的测量频率均为50 Hz。结果表明,4月24日发生在民勤地区的沙尘暴的前2 h为特强沙尘暴,其后为沙尘暴阶段,且在24—27日的沙尘暴期间风速经历了3个增大、平稳和衰减的变化阶段。对第一阶段(24日19时至25日18时)的分析表明,特强沙尘暴期间温度的脉动强度明显增大,其变化原因是温度平流输送引起的,而在其后沙尘暴阶段,温度的均值和脉动强度的变化则基本上是辐射变化导致的。对温度脉动的概率密度计算结果表明,沙尘暴期间温度脉动服从高斯分布,说明它不受沙尘颗粒的影响;而温度脉动的谱分析表明,在低于1 Hz的频率范围内证实了浮力标度区的存在,当频率高于1 Hz时分析表明,夜间和正午的温度谱有明显区别。     

THE COMPARISON OF CHINESE AND EUROPEAN STREAM RUNOFF

ComparativehydrologyisthesciencedealingwithdifferentiationofhydrologicalphenomenaandinherentlawsofhydrologicaltyPesonthebasisofgnograPhy.Tllecomparativestudiesonstrea1llrunoffofEuropeandCl1ina11avebeendoneinthispaPerinordertodeepentheunderstandingofregionaldifferentiationandthecauseofforll1ationofstrea111nlnoffinbothregio11s.ThecomparisonbetweenChineseandEuropeanstreamrunoffcanalsogiveafurtl1erknoWedgeonChinesestreamrtl1offcl1aracteristic5andtheirinfltlenceo11l1u111a11.I.ComparisonorNatura…     

Rates of stream incision in the middle part of the Arkansas River basin based on late Tertiary to mid-Pleistocene volcanic ash

Ages and elevations of ash layers correlated with late Tertiary and Pleistocene eruptions in the western US and present stream elevations are used to calculate net rates of incision by streams in the middle reaches of the Arkansas River basin in the south central US. The mean of the 23 measurements of rate of stream incision in the study area is 4.2±2.7 cm/ky with a range of 0.6 to 9.7 cm/ky. Major influences on rate of stream incision in the study area include the arid to semi-arid climate of the region, the type of material being incised by streams, stream captures, and salt dissolution in the bedrock that underlies the region. Rates of incision exceeded rates of basin filling but significant deposits of unconsolidated late Cenozoic sediments occur in the study area. Basins of streams that have incised the slowest since the late Tertiary contain the thickest and most extensive amounts of unconsolidated Quaternary sediments. Rates of incision by streams in the study area are similar to or slower than rates reported for streams elsewhere in the US and the world. Streams in mountainous regions and areas affected by rapid uplift have incised at rates orders of magnitude faster than streams in the study area.     

侯马盆地冲积扇及其流域地貌发育规律

根据从DEM数据中提取的侯马盆地冲积扇及其流域的多项地貌指标,分析了各地貌指标的空间分布规律,并通过地貌指标的空间分布曲线与山前地形高程曲线形态的对比以及地貌指标相关性分析来揭示冲积扇及其流域地貌的发育规律。结果表明,在侯马盆地相对隆起部位的冲积扇及其流域的地貌指标与在盆地凹陷部位的冲积扇及其流域的地貌指标有较大差异;流域地貌指标的空间分布受到盆地边界断层构造活动性的影响;冲积扇的发育主要受到流域规模、山前构造活动以及盆地基准面等多种因素共同的影响;流域内岩性的差异不是造成研究区域内冲积扇地貌差异的主要因素。     

青海湖流域水量平衡要素的估算

本文对青海湖流域水量平衡各要素进行了讨论,并根据现有实测资料和经验公式着重对液域水量平衡起关键作用的流域平等降水,陆面蒸发和地表径流进行了计算。     

交错齿槛槽排导粘性泥石流的试验

排导槽是一种结构简单、效果明显、用途广泛的泥石流防治措施,在总结东川槽、V型槽等现有排导槽槽型优缺点的基础上,结合一种新槽型——交错齿槛型泥石流排导槽展开试验研究。提出排导槽排导指数概念,即直接反应排导槽排泄能力的参数。利用室内水槽模型试验,通过改变交错槽纵比降、齿槛间距、夹角等参数,得出排导指数与上述参数的关系,试验结果表明:1.与东川槽相比,交错齿槛槽的排导能力有大幅度的提升,最大增幅达74%,表明交错齿槛有较强的挑流排泄能力,能有效解决东川槽等存在的淤积难题;2.不同比降下,交错槽主要设计参数组合存在差异,其中10%与15%比降下,60°齿槛间距为30 cm时,交错槽的排导指数最大,排导能力最强;而12%比降下,60°齿槛间距为40 cm为最优组合;3.小角度齿槛(60°)齿槛挑流排导能力较大角度(80°)更强,更适合坡降较小的排导槽;齿槛角度越大,齿槛的挑流能力有限,阻流作用越明显,对需控制流速及洪峰流量的泥石流,可考虑采用大角度齿槛。     

海河流域河流季节化对地下水及生态环境的影响

本文在分析海河流域河流季节化趋势的基础上 ,着重探讨河流断流给下游平原地区地下水及生态环境所带来的深刻影响。研究认为 :河流季节化与下游平原地区地下水之间存在着相互影响、互为因果的密切关系 ,河流季节化因地下水超采的日趋严重而愈演愈烈 ;反过来 ,愈演愈烈的河流季节化又极其深刻地影响着地下水的时空分布、补给条件及运动流场等方面 ,同时也给下游平原地区带来一系列的生态环境问题 ,如地下水降落漏斗、地面沉降、海咸水入侵、河流功能衰退、湿地生态退化和水质恶化等。