都江堰市龙池镇“8·13”蜂桶岩泥石流灾害特征

蜂桶岩泥石流是汶川地震灾区都江堰市龙池镇2010年“8·13”泥石流灾害中的新增灾害点之一.以野外调查资料和室内实验数据为基础,分析了蜂桶岩泥石流的成灾条件、过程及特征.蜂桶岩沟流域内地震产生的部分松散固体物质在降水带动下向沟下游流动,侵蚀地表形成洪水沟.在8月13日的强降雨作用下,大量坡体上的松散固体物质随水流汇集到洪水沟,与沟道内的松散堆积物质一起迅速向下流动形成泥石流.激发蜂桶岩泥石流的1h降雨量为53.8 mm,8月13日全天总降雨量为209.8 mm,降雨频率约为十年一遇.“8·13”蜂桶岩泥石流容重为2.0 g/cm3,泥石流屈服应力为4999 Pa,洪峰流量为104 m3/s,冲出物总体积为7.4×104 m3.蜂桶岩沟在发生“8.13”泥石流后沟道深切,流域内还存有松散固体物源,具备再次发生泥石流的条件,沟口区域不再适宜作为居民建设用地.     

基于物源特征的白龙江流域泥石流易发性评价

白龙江流域是泥石流地质灾害的易发区和高发区,历史上曾发生过多次泥石流灾害。为探讨物源对泥石流的影响,对流域内泥石流物源数量、类型、分布进行了详细地调查分析,进而研究了物源转化泥石流的方式。在分析泥石流物源发育影响因素的基础上,采用确定性模型与灰色关联组合方法,筛选出物源敏感性、坡面侵蚀程度、沟床比降、沟壑密度四个因子,运用AHP模型进行区域泥石流易发性区划。得出以下认识：(1)白龙江流域泥石流物源分为重力侵蚀堆积型、坡面侵蚀汇集型、沟道侵蚀堆积型和弃渣侵蚀堆积型。其中物源量最多的为重力侵蚀堆积型,分布面积最广的是坡面侵蚀汇集型;(2)泥石流的物源多分布于坡度在15°~45°范围内的斜坡上,1 000~2 500 m的高程范围内,距离断裂500 m范围内,且物源量与植被覆盖率呈较好的负相关性;(3)流域内物源转化为泥石流的方式主要有崩落冲刷拉槽型、集中堵塞溃决型、沟道揭底铲刮型、坡面径流侵蚀溜滑型;(4)白龙江流域泥石流高易发区位于物源分布密集区,即泥石流流域中下游两岸。     

江西崇义县楼梯石沟泥石流特征及成因研究

楼梯石沟位于章江源头江西省崇义县聂都乡境内,为典型降雨型泥石流沟谷。该沟于2009年7月3日晨暴发泥石流灾害,堆积方量约5.14×10~4 m~3,造成直接经济损失约100万元。通过对楼梯石泥石流沟流域地形条件、物源条件及水源条件的特征分析,得出该沟形成泥石流的条件充分:1)主沟平均纵比降126‰,相对高差759.3 m,易发生浅层滑坡的山体(表面坡度25～45°)面积较大,约1.63 km~2;2)泥石流松散固体物源主要为浅层滑坡堆积体,总方量达26.15×10~4 m~3。楼梯石沟"7·3"泥石流为浅层滑坡启动类型,大量滑坡体进入沟道后被洪水启动形成泥石流。预测在50年一遇或大于50年一遇的强降雨条件下,楼梯石沟还可能发生新的泥石流。     

九绵高速工棚沟泥石流发育特征及危险性分析

九绵高速沿线泥石流分布较广,以工棚沟为例,根据对沟域的野外调查,分析工棚沟的形成条件,认为工棚沟沟内物源量丰富、纵坡降大、丰沛的水源为泥石流的形成提供前提条件。通过研究工棚沟高位泥石流的发育特征,进而分析其演化历史及成灾类型。根据泥石流的动力学计算,对泥石流堆积范围进行预测。预测结果表明,该流域在遭受50年一遇泥石流时,将形成一定规模泥石流,泥石流对在建九绵高速及省道205的安全造成威胁。对工棚沟进行危险性分析,旨在为后续施工及治理提供参考。     

蒋家沟流域松散物源类型及其与泥石流的转化机理

蒋家沟是中国西南山区一条典型的暴雨泥石流沟,沟内松散物源丰富,按成因有原生构造破碎基岩,新生代冲洪积亚粘土砾石层和近代泥石流堆积碎石土;从粒度成分上可分成块石型、角砾型、含屑角砾型和含卵砾石亚粘土.上述松散物源对泥石流的补给主要表现为降雨坡面冲刷、崩塌、滑坡(坍)和流体冲刷,其中又以滑坡(坍)为主.     

基于PFC模拟的坡面物源体启动机理

松散物源体含水率是反映降雨入渗程度的重要参数,对研究坡面泥石流的启动机理具有重要意义.以北京西山门头沟区清水镇扫帚港沟为例,在野外详细调查的基础上,采用室内直剪试验,研究了松散物源体在4种不同含水率水平下的强度特性,借助于PFC数值模拟手段,探讨了不同含水率下坡面泥石流启动的内在力学机制和外在表现形式.结果表明:松散物源体抗剪强度随含水率的增加而减小,随着含水率的增大,其内聚力和内摩擦角均呈减小的趋势.当含水率达到25%～30%时,松散物源体强度骤减,原有平衡状态被打破,坡趾碎屑物率先失去支撑牵引后部土体发生坍滑,产生由前至后的溯源破坏,并加速形成坡面泥石流.     

西南山区泥石流防治工程效益浅析

中国西南山区小流域地形地貌特殊、降水充沛、物源丰富,泥石流发生频率高、灾害严重,主要采取岩土工程和生物工程措施综合防治。岩土工程措施的直接效益是拦蓄泥沙,调节泥石流固体物质总量,间接效益主要为稳沟固坡、改变沟道比降、削减泥石流流速和峰值流量、减小泥石流重度和性质、提升上游侵蚀基准面等。分析西南山区15条泥石流沟拦挡工程效益可知,拦沙坝直接减少松散固体物质总量的1.5%～48%,间接稳沟效益增加0.13%～35.39%,固坡效益增加0.01%～65.01%;谷坊直接减少物源0%～5%,间接稳沟效益增加0.04%～6.08%,固坡效益增加0.06%～33.98%。可知拦沙坝在拦挡工程防治中起主要作用,直接拦挡量是谷坊的几倍至几百倍,间接减少量为谷坊的2～10倍。生物工程措施通过增加植被覆盖率、减少地表径流、降低径流侵蚀、改善土壤结构,间接实现拦沙减沙效益。西南山区12条泥石流沟流域内植被覆盖率增幅19%～60%,间接减少泥石流物源总量达4.7%～34.6%。其中西昌市黑沙河流域植被覆盖率增加60%,侵蚀模数平均变化取值最高达9kt/(km2·a),侵蚀类型由极强变为轻度,减少物源5.894×106 m3,占物源总量的31.1%。生物工程防治效果显著。     

耦合地貌信息熵和斜坡单元物质响应率的泥石流危险性分析

以粤西高州马贵镇为研究靶区,通过地貌信息熵法分析流域地貌发育演化阶段和泥石流沟谷危险性;提出流域单元物质响应率的概念,并结合遥感影像解译得到的松散物源分布,探讨泥石流沟谷的物源敏感性;在此基础上,将地貌信息熵值和流域单元物质响应率进行耦合,开展地形和物源复合作用下的泥石流危险性评价研究。研究结果表明：研究区子流域地貌信息熵值的变化范围为0.1398~0.8787,沟谷地貌演化从幼年期至老年期均有分布,60.57%的研究区面积处于幼年期—壮年期,泥石流沟谷比较活跃、危险性大;研究区子流域单元物质响应率变化范围为0~0.1716,53.46%的沟谷流域对物源较敏感,面积约为85.667 km2;基于地貌信息熵值和流域单元物质响应率耦合的泥石流危险性评价结果表明,43.87%的泥石流沟谷处于中等及以上危险区域,泥石流危险性较大。对比分析发现评价结果和实际情况较为吻合,评价结果合理,优于上述两种方法单独评价的结果。该成果可以为马贵河流域泥石流危险区规划和防灾减灾提供参考。     

九龙县踏卡河流域乌拉溪沟低频泥石流特征与危险性

通过计算分析四川省九龙县踏卡河流域乌拉溪沟的泥石流运动特征参数并结合实地调查,探讨其再次暴发的危险性。研究表明:乌拉溪沟泥石流属于低频稀性泥石流,二十年一遇泥石流的流速为4.35m/s,峰值流量达221.09m3/s,一次冲出固体物质总量为4.18×104m3;流域内物源丰富,总量为527.85×104 m3,多为坡面侵蚀物源,占总量的89.32%;短历时强降雨是该沟爆发泥石流的关键因素,当降雨强度大于32.76mm/h时(二十年一遇),乌拉溪沟泥石流暴发可能性较大,并且会堵塞踏卡河,属于高危险性泥石流。沟道内两处堵溃点及丰富的物源是泥石流危险性放大的主要因素,在防灾减灾中需及时疏通沟道,避免发生堵溃。     

基于灾害熵与层次分析法的泥石流危险性评价对比分析： 以甘肃省迭部县为例

甘肃省迭部县位于白龙江流域上游区段,在构造抬升及极端气候的影响下,泥石流灾害广泛发育。通过遥感解译与实地调查,遴选出流域面积、主沟长度、流域相对高差、主沟纵比降、平均坡度、流域形状系数、岩性因子、距断层距离、1小时最大降雨量、物源参照值共10个主要孕灾因子。结合地理信息系统(geographic information system,GIS)技术,计算区内泥石流在各个孕灾因子的敏感性区间。进一步分别基于灾害熵模型与层次分析法模型对迭部县161条泥石流沟开展危险性评价,并将评价结果与区内历史泥石流灾害数据对比验证。分析结果表明：迭部县泥石流主要分布在流域面积为3~10 km2,主沟长度小于3.5 km,流域相对高差在1~1.5 km范围内,主沟纵比降大于200‰,平均坡度25°~35°,流域形状系数在1.2~1.4间,物源参照值介于0.35~0.6,距断层5 km以内,1小时最大降雨量为25~35 mm的沟谷内,沟内岩性以较软岩、松散堆积层及冲洪积层为主。危险性评级为中、高的泥石流沟作为区内最容易发生泥石流的区域,历史泥石流沟分别有74.07%和62.96%处于灾害熵模型与层次分析法模型评价结果的中、高危险性区域,说明灾害熵模型能更为准确的评估研究区泥石流危险性。     

泥石流堆积体复活预测模型研究——以栾川县柿树沟为例

通过对柿树沟泥石流的地形地貌、物源、降雨条件的分析,结合现场调查,得出柿树沟泥石流的特征及该泥石流为沟道内老堆积体复活启动形成的结论。根据实际情况,结合曼宁公式,以临界降雨条件为预测参数,建立基于启动机理的沟道泥石流堆积体复活预测模型。计算得出柿树沟2010年7月24日的降雨强度完全达到了泥石流堆积体复活启动的临界条件,即临界流深0.30 m,临界流速1.82 m/s;当天径流流速接近4 m/s,未达到堆积体完全复活的临界流速7.20 m/s,与实际情况相符。     

帕隆藏布流域低频泥石流的成因机制分析--以倾多镇抄布隆巴泥石流为例

2017年8月3日西藏波密县倾多镇抄布隆巴暴发泥石流,此前70余年未暴发过泥石流,作为帕隆藏布流域典型的低频泥石流,对其成因进行分析,为大量的冰川融水使位于沟源处的大量冰水堆积体处于饱和状态,使土体内部摩擦系数大大降低,黏聚力急剧减小,超过土体稳定性临界点突然发生溃决及大规模崩滑,致使沟道内堆积的大量冰水堆积物进入沟道形成泥石流。并采用形态实测法和称重法等方法计算其流量、流速及重度。通过分析抄布隆巴泥石流的成因,对帕隆藏布流域低频泥石流的成因进行了探讨,并得出了帕隆藏布流域低频泥石流大部分以冰川型泥石流为主,且预测区域内泥石流沟将进入新一轮活跃期,具多频次、多成因、规模不等的暴发趋势。     

马路沟泥石流危险度评价及防治方案

根据地质勘察资料,论述了马路沟泥石流的成灾条件,包括地形条件,物源条件,水源条件等方面,及泥石流基本特征,包括泥石流规模,泥石流的发展趋势.通过两种不同的方法分别对马路沟泥石流的危险度进行评价并对比分析,两者得到的结论基本吻合,马路沟属中度危险的泥石流沟,必须对其进行工程防治.通过对沟谷形态,物源总量,有无排导出口等多方面考虑,决定采用稳拦停淤的防治方案,以保护下游移民新村及省道的安全.     

雅砻江纤维沟泥石流特征及工程影响评价

纤维沟为雅砻江中游左岸发育的一级支沟,处于深切高山峡谷区,地形坡度陡,沟内岩体风化卸荷严重,崩滑物源沿沟堆积,加之较为丰富的暴雨,使该沟具备泥石流暴发的条件.若纤维沟暴发泥石流,将对沟口扇地卡杨二级公路以及拟建水电站大坝砂石混凝土加工场地产生直接影响.在阐述纤维沟泥石流发育历史的基础上,详细分析其汇水—物源区、流通区和堆积区的特征,对泥石流静动力学参数进行计算,并对其工程影响做出相应评价.     

基于敏感性制图和数值模拟的泥石流综合评价——以九绵高速公路沙尕沟为例

泥石流等地质灾害的评估对于公路选线和安全运营有着重要的意义。随着科技的发展,越来越准确的泥石流评价和预测体系亟待研究。通过现场勘测和无人机解译,利用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)和基于学习优化算法的自适应神经模糊推理系统(TLOA-ANFIS)对泥石流沟进行敏感性评价,并对沙尕沟进行区域划分,结果显示沙尕沟沟口3.5 km范围内泥石流的敏感性评价等级最高。为了更加清楚的研究该范围泥石流的运移堆积情况,对沟内泥石流冲出范围进行数值模拟,结果表明:在降雨频率P=1%的条件下,沙尕沟泥石流流深可达8.76 m,对公路安全运营和基础设施建设有着重要影响,建议相关部门对其进行治理。同时,提供的敏感性制图评价与泥石流危害范围数值模拟结合的方法可以为国内外相似案例提供相关参考。     

帕隆藏布流域（波密-然乌段）冰川动态变化遥感分析

帕隆藏布流域位于中国海洋性冰川最为发育的藏东南地区,近年来随着全球温室效应加剧,帕隆藏布流域冰川变化极为显著。采用多期遥感影像,对1994～2015年间帕隆藏布流域波密至然乌段的冰川变化趋势、原因及其影响进行研究。结果表明:(1)20余年间冰川总面积减少了451. 72 km2,各冰川每年大约退缩2. 48%～2. 95%,气温升高以及降雨量减少是导致冰川面积持续退缩的主要原因。(2)由于帕隆藏布江南岸山坡所接收的太阳辐射热量更少,但降水却更加充沛,使得帕隆藏布江南岸冰川分布面积及覆盖率远大于北岸,而冰川退缩速率远小于北岸。(3)冰川的不断退缩使得沟道上游大量冻融松散物源在冰雪融水的外动力条件下,进入沟道形成松散堆积物源,导致流域内大规模发育冰川泥石流。由于帕隆藏布江南岸冰川规模更大,导致帕隆藏布江南岸冰川泥石流更为发育。(4)冰川变化动态监测对冰川泥石流机理分析以及预警研究工作有着重要的参考指导价值。