消能结构防治泥石流研究——以文家沟为例

阶梯-深潭系统作为一种新的消能结构在2009年用于文家沟滑坡体上新生沟谷的泥石流治理研究。阶梯-深潭系统在阶梯和水跃段耗散了水流大量的能量,使得水流中的能量减小到不足以触发泥石流,理论分析表明阶梯-深潭系统可以耗散水流三分之二的能量,即同样状况下触发泥石流的临界流量需增加三倍。阶梯-深潭系统使得水流阻力最大化,避免河床和岸坡遭受侵蚀。2009年的几次暴雨没有在文家沟引发泥石流。然而,2010年在沟内修筑了20道拦挡坝来代替阶梯-深潭系统,经过2010年8月暴雨后,20座拦挡坝全部被破坏。沟谷再次下切了50m。沟谷下切和侧蚀导致大量松散堆积物进入沟道形成泥石流,约450万m3冲出沟口,造成大量的房屋被埋以及14人死亡。比较两种防治方法可以看出,以消能为目的的阶梯-深潭系统对防治泥石流是成功的。拦挡坝在稳定的情况下可以减少边坡的垮塌,而阶梯-深潭系统还能够通过耗散水流能量稳定沟道,因此采用拦挡坝和阶梯-深潭系统相结合的方式来稳定滑坡体上的新生沟谷,并控制泥石流可能效果会更明显。     

杨房沟水电站上铺子沟泥石流治理工程设计

上铺子沟位于杨房沟水电站坝址下游约2.6 km,为沟谷降雨型低频大型黏性泥石流沟。沟水及泥石流发育规模均较大,沟内布置有弃渣场,总量达1 150万m3,该沟的泥石流防治对电站的建设运行有重要影响。根据该工程地形地质及泥石流特点,确定"以排为主,拦粗排细"的设计理念,采用沟水截排处理和泥石流防护相结合的防护方案,布设格栅拦挡坝、挡水坝以及排导槽等设施,简化了施工难度,确保了上铺子沟弃渣场在施工期及运行期的安全。     

新疆阜康抽水蓄能电站库区泥石流危险性评价与防治措施

根据新疆阜康抽蓄库区泥石流形成条件及发育特征,通过现场调查、遥感解译、现场试验等方法确定了影响较大的4条沟谷泥石流静力、动力特征值,选取泥石流多因子综合模型评价了泥石流的危险性,并从两方面分析了泥石流对工程安全的影响,提出了“稳坡、拦挡、停淤”的综合防治体系。结果表明：西岔沟泥石流危险度最大,值为0.43,属于中度危险;库区泥石流沟的影响主要表现为淤泥作用和冲击作用;“稳、拦、停”的立体综合防治体系具有良好的防治效果,值得推广采用。     

泥石流沟危险度定量评价研究——以白龙江陇南两河口镇至桔柑乡段为例

泥石流的危险度是认识、防控泥石流的重要因素,针对反映泥石流危险度的特征函数进行分析,运用量纲分析方法,建立了基于泥石流势能的单沟危险度计算模型。同时考虑到防治工程的减危效果,增加了拦砂坝和排导槽对泥石流的拦挡排疏功能来修正模型,并以白龙江陇南两河口镇至桔柑乡段138条泥石流沟为例来验证模型的有效性,得到了研究区域单沟泥石流危险度值。结果表明:修正模型能计算增加防治工程后单沟泥石流的危险度,具有较好的实用性;沿白龙江流域的泥石流沟中,极高危险区占研究区范围的17.39%,高度危险区占研究区范围的21.74%,且危险区大多集中于白龙江北岸,计算值与野外实际情况基本吻合;然而由于防治工程减危值受历史条件的影响,对于极高危险区的泥石流沟,应及时做好防范。     

甘肃南部典型小流域泥石流灾变链预测研究

基于前人对灾害链的研究及实地勘察,分析山地灾害链的发育类型与结构,采用SINMAP斜坡稳定性分析模型,进行小流域斜坡稳定性数值模拟,分析流域内不稳定区域分布特征。利用多重灾种链式演化模式中的聚焦型模型,分析典型小流域泥石流沟汉林沟链首地质灾害发育特征,结果表明其链首灾种为地裂缝、崩塌、滑坡、坡面泥石流及沟谷泥石流。由于汉林沟沟口相对狭窄,沟道的排导能力较弱,在极端降雨或其他地球外营力下形成的大型沟谷泥石流,极易形成堰塞湖,堰塞湖坝体在无法承受巨大的泥石流体冲击时,极易发生坝体溃决,形成大型山洪灾害,因此汉林沟流域发生泥石流灾害后最终形成的灾害链为山洪灾变链。     

基于浅水流模型的广州市大坪泥石流预测与防治

暴雨是导致山区泥石流的重要因素,不同降雨条件下泥石流冲出范围的预测仍是泥石流防治的重点,而设计合理的拦挡坝方案可达到防灾减灾的目的。以广州市大坪沟泥石流为例,采用复杂地形条件的浅水流建模技术,对泥石流的运动过程和防治开展数值模拟。结果表明：(1)不同降雨阈值条件下,泥石流的流深和流速随降雨频率的降低而增大。当降雨频率设计值为0.5%时,泥石流沿河道堆积长度可达800 m,危险性较大。(2)以流深为标准对模拟结果进行危险性划分,提出泥石流危害指数(HI)。(3)结合地形重构技术对拦挡坝方案进行数值模拟,在沟内A、B两点设置不同高度的拦挡坝,确定了在A点设置15 m高的拦挡坝为最佳方案。研究结果可为国内外类似案例提供参考。     

四川省理县跨过沟泥石流发育特征与危险性评价

结合跨过沟野外调查及地质背景等资料,论述了跨过沟泥石流的流域特征、发生条件以及动力 学特征,通过定性和定量两种方法对跨过沟泥石流进行了危险性评价,得出如下结论:跨过沟泥石流为暴 雨沟谷型泥石流,正处于发展期,表现为中度易发、中度危险,在强降雨影响下暴发泥石流的可能性较大。     

黄河上游某水电站坝前泥石流沟特征研究

所述泥石流沟位于西北地区黄河干流上,通过对该典型泥石流冲沟的地质环境、沟谷特征以及泥石流活动特征的论述,较为全面地反映了泥石流沟物质组成和动力学特征,为黄河上游地质环境相似的泥石流灾害研究和防治提供了一个典型实例和依据。     

浅层滑坡诱发沟谷型泥石流快速识别方法研究

浅层滑坡汇集形成的沟谷型泥石流具有突发性和破坏力强等特点，往往会造成巨大的人员伤亡和经济损失。减少泥石流造成损失的最有效途径是尽早发现、快速识别地质灾害潜在点。以福建省浅层滑坡诱发的沟谷泥石流为研究对象，选取沟床纵比降(J)、流域面积(A)和地形综合值(T)作为沟谷泥石流的识别因子，在已有的预警方法基础上，通过分析沟谷型泥石流的地形特征，提出了快速识别浅层滑坡诱发沟谷型泥石流的指标参数模型，并采用多个地区的易发性沟谷进行了精度评估。结果表明：该模型识别的结果和实际情况吻合度高，覆盖率达89%以上；当流域满足A≥0.03 km²,J≤0.42,且T≥0.28的条件时，滑坡物质易导致沟谷泥石流的发生。所提出经验模型所需的数据是易于测量的地形参数，可简单快速地识别潜在浅层滑坡诱发的沟谷型泥石流，为泥石流预警和防灾减灾工作提供参考。     

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。     

客基沟泥石流形成条件与动力特征

客基沟为一老泥石流沟,受汶川地震的影响,沟内存在大量松散固体物质,潜在危害性大。在分析流域概况及泥石流形成区、流通区和堆积区基本特征的基础上,对客基沟形成泥石流的地形、水源、物源三个基本条件进行深入论述,分析计算泥石流的重度、流速、流量、固体冲出量、冲压力等动力学参数,预测客基沟泥石流发生几率较大,暴发类型属中型暴雨型稀性沟谷泥石流。     

“超熵”评价泥石流沟发育现状及危险度——以大渡河某电站库区为例

泥石流沟谷是一个复杂的地貌系统,其发育可分2个时期、5个阶段,一旦形成泥石流,危害性较大.从系统科学和地貌学的角度出发,运用能综合表述地貌演化特征的因子——超熵,对大渡河瀑布沟电站库区泥石流沟谷进行沟谷纵剖面形态和超熵值计算,进而对发育现状指数及危险度进行评价.结果表明:在调查的21条泥石流沟中,有14条泥石流处在发展期,具有潜在发生泥石流的可能性;4条泥石流处在孕育期,危险度较低;有3条处在旺盛期,发生泥石流的可能性较高,一旦爆发,对沟口人员造成较大危害,危险性较高.     

陇南燕儿沟泥石流工程治理及效果评价

甘肃陇南燕儿沟在历史上多次发生重大泥石流灾害,为了有效地减少泥石流造成的损失,对该区域采取了一系列的工程和生物治理措施,并采用层次分析法和工程检验对泥石流防治工程效果进行了评价。研究结果表明:燕儿沟泥石流治理采用"上游及中游5座拦挡坝+下游300m排导沟+排导沟内15道防冲底槛+沟口清淤+500亩坡改梯、1 500亩水保防护林和种草上中下游统筹"的治理方案,采用层次分析法对泥石流治理工程评价和工程检验均证明燕儿沟泥石流治理进行的工程效果较好。     

孟底沟泥石流沟危险性评价研究

以孟底沟泥石流沟为例,初步探寻了对于复杂流域泥石流沟的危险性判别方法。通过热水沟与3#支沟的对比分析评价表明,对于复杂流域沟谷,常规方式受参数取值的概化性影响,最终判别结果往往脱离实际,其可靠性较差。尝试采用分区计算和汇流思想与特征流域分析综合汇总的方法对热水沟及整沟进行分析,最终得出结论认为热水沟属中等易发泥石流沟,整沟全流域爆发泥石流可能性较小,泥石流对拟建工程不会造成较大影响。     

四川绵竹走马岭沟特大泥石流成因及防治措施

为进一步研究泥石流成灾机理,采取有针对性的防治措施,对四川绵竹市清平乡走马岭沟“8.13”特大泥石流灾害成因进行了分析。结果表明：震区异常丰富的固体物源、短时强降雨、陡峻的地形条件以及汇水环境是该次特大泥石流形成的主要原因。在分析了此次泥石流的动力学特征及其危害性的基础上,针对走马岭沟现有物源及潜在泥石流隐患,提出了“固源+拦挡+排导+停淤”的综合治理方案,主要通过谷坊坝的固坡压脚、拦砂坝的拦挡、防冲墙的引流、停淤场的停淤作用来达到良好的治理效果。     

印把子沟泥石流防治设计

为保证印把子沟渣场及其下游设施安全,以及锦屏二级水电站的安全运行,对已进行沟水处理的印把子沟进行泥石流防治设计。泥石流防治需因势利导,就地论治,因害设防。综合防治措施可有效拦挡固体物质,保证印把子沟过流畅通,达到预想效果。拦、滞、排防治设计思路正确。     

基于Massflow模型的青龙沟台风暴雨型泥石流运动特征研究

2019年8月10日台风“利奇马”登陆，造成位于皖南中低山区的青龙沟暴发大规模台风暴雨型泥石流，为深入探究台风暴雨型泥石流运动特征，在查明青龙沟沟谷特征、形成条件及物源分布的基础上，建立研究区高精度三维模型，计算非台风暴雨与台风暴雨2种工况，运用地表过程动力学数值分析软件Massflow进行泥石流运动特征数值模拟及对比分析。研究表明：相较于非台风暴雨型泥石流，台风暴雨型泥石流具有较快的前进速度，分别在600、100、1 500、1 600、1 900 s运动至监测点j1—j5,龙头能在短时间内对沿途沟道及建筑物造成破坏；泥石流暴发过程形成3个主要堆积区，台风暴雨型泥石流最大堆积厚度分别为3.08、3.80、7.75 m,堆积面积分别为36 324.4、3 700.4、32 279.5 m²,具有较大的高度影响范围、平面影响范围的特征，更易对工程建筑及居民造成严重的生命财产损害。     

陇南市北山泥石流特征及防治技术

陇南市地处甘肃东南部,是我国典型的山区城镇。城区北侧北山上分布有大小9条泥石流沟,沟道内松散物储量丰富,沟道比降大。汶川地震后,陇南市对北山各泥石流沟道进行了多次治理,多采用拦挡坝结合生物治理措施。治理取得了一定成效,但受限于当地地理环境,并未能从根本上解决泥石流对城区的威胁。水是泥石流产生的必要条件之一,而北山各泥石流沟均属于暴雨型泥石流沟。鉴于水对陇南地区泥石流的控制作用,本次采取水沙分离的治理思路,即在流域中上游段修建截排水渠系统,包括干渠、支渠、毛渠以及渠系建筑物等。截排水渠系布置在沟道泥石流的形成区,汇集坡面和沟道清水,达到水沙分离的目的,减少泥石流形成的水源条件,降低泥石流产生的可能。     

清江中游清滩沟泥石流成因分析

为了解清滩沟泥石流的稳定状态,以便为采取何种工程治理措施提供科学依据,对其形成原因及稳定性进行了调查分析。清滩沟泥石流沟的形成原因与地形地貌、降雨等因素有关,地形条件的控制对清滩沟泥石流的形成起着至关重要的作用,由于清滩沟两侧边坡松散堆积物厚度较厚,坡度较陡,水流对沟谷的冲刷导致滑坡,滑坡堆积物成为清滩沟泥石流新的物质来源。经过对清滩沟泥石流沟的地面调查发现,清滩沟泥石流属于暴雨型、山洪型泥石流,其发展形式具有高频率、多期发展性。随着大气降雨强度、频度的不断发展变化,其危险性不断加大,清滩沟泥石流处于不稳定状态。     

震后白沙河、龙溪河流域泥石流灾害治理效果分析——以四川都江堰市三合场沟为例

"5·12"汶川特大地震后,龙溪、白沙河流域泥石流灾害频发,为更好地防治这两个流域的泥石流灾害,评估已有泥石流防治工程的治理效果具有重要意义。三合场沟位于地震重灾区四川省都江堰市虹口乡,地震引发沟内山体发生了大规模的滑坡和崩塌,为泥石流的发育提供了丰富的物质基础。在对三合场泥石流沟流域现场调查及对该沟"稳+拦"泥石流灾害治理模式研究的基础上,分析了该沟防治工程的治理效果。结果表明:该工程采取的以拦挡为主的治理措施并未取得预期的防治效果和使用寿命。针对防治工程的治理现状和震后三合场泥石流沟的特点,指出了其存在的问题,并建议在该流域治理泥石流灾害时采取以排导工程为主,生物措施与工程措施相结合的防治工程体系。