次声在灾害监测方面的研究现状和进展

次声是频率小于20 Hz的声波,自然界中各种物理现象在孕育、发生、发展过程中均伴随有次声波的产生,并且不同物理现象所产生的次声波有着各自固有的频段,随着监测手段的逐步完善和CTBTO全球次声检测系统的逐步建立,次声波在灾害监测方面发挥着越来越重要的作用。介绍了次声监测的常用装置和定位方法,阐述了不同灾害在孕育阶段和发生阶段所产生的次声波的频率,并通过介绍多种灾害在孕育、发生阶段产生的次声波,分析了对于同种灾害在酝酿期和发生过程中所产生的次声波频率的不同。     

复杂山区泥石流环境下高铁安全运营的预警模型

川藏铁路沿线多经过艰险山区,地质结构复杂,泥石流灾害发生频繁,破坏力极强,如何对泥石流灾害进行防控,是建造川藏铁路急需解决的重大问题。基于山区铁路沿线泥石流的特点,分析了川藏铁路沿线泥石流的类型、成灾机理及运动过程,并据此建立泥石流预警系统。泥石流预警系统包括数据采集系统、数据传输系统、数据中心及预警系统,以降雨量、源地土体降雨入渗深度、泥石流运动过程阶段次声波以及沟道泥位作为预警的关键参数,并计算4个参数的临界值。预警过程中,由数据采集系统采集现场信息,通过数据传输系统将这些数据传送到中心计算机,与4个参数的阈值比较,从而发出预警级别。最后,对此预警系统进行仿真,判断此方法的可行性。     

基于Logistic回归的泥石流灾害预警模型

为提前预警泥石流灾害,基于Logistic回归模型,定量分析引起泥石流的雨量评判指标的影响因子(降雨强度和累计雨量),形成了一种能预测泥石流是否发生的灾害预警方法。西南地区2002—2010年已有93次泥石流灾害监测数据模型估计结果表明:各个降雨参数和总模型的模拟效果良好,且降雨参数能有效地解释泥石流发生概率变化的过程;相比累计雨量参数而言,降雨强度对泥石流发生概率的影响更为显著;回归模型对未来时空模拟效果良好,预测精度能达到85%以上。该方法可为我国西南地区的泥石流灾害预警提供一定的启发。     

地形要素对西北干旱区河谷型城市泥石流的影响

使用历史文献、气象、自然地理资料、数字高程模型和GIS技术,利用Logistic回归模型,分析兰州市地形要素对泥石流灾害发生的影响.结果显示:近百年兰州市发生泥石流灾害的时间比较频繁、范围较小;利用Logistic回归建立泥石流灾害预测模型得出发生泥石流灾害的概率与坡度、坡向相关性不显著,而与高程、距河距离成负相关关系,对模型进行检验,预测正确率达73.7%,预测效果较好.     

天山天池景区地质灾害防治与生态环境保护关键技术研究及应用

天山天池景区地处中亚山地,地震活跃,冰川退缩显著,过度放牧突出,地质灾害与生态灾害发育。据研究发现,泥石流淤积天池每年达7.3万m3以上,若任凭其淤积天池寿命仅余400年,极端条件下缩短为80年。然而,泥石流是否还会发生,泥石流规模如何,如何处置等一直是困扰当地政府的难题。为此,中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所开展了天山天池景区地质灾害防治与生态环境保护关键技术研究项目,通过长达11年的持续攻关,项目组发现了泥石流由地震、过度放牧与极端气候控制并还会发生。针对泥石流属低频稀性冰川暴雨型的性质,项目组采用"固拦排清"的方式防治泥石流,采用生态移民和坡降调整及国家咨询决策防治区域生态灾害,不仅解决了景区地质灾害与生态灾害综合防治难题,实现了拦沙减沙、流域生态植被与谷地森林的示范性恢复,还产生了巨大的经济社会与生态环境效益。这一研究成果已在一些地区得到了推广应用,效果显著。     

喜德县“6.4”山火泥石流灾害特征与防治建议

近年来,四川省凉山州森林火灾频发,促进滑坡和泥石流等次生山地灾害的发生。本研究选择中坝村山火泥石流为对象,结合无人机技术、实地调查、室内分析试验等方法,分析了中坝村拉达沟泥石流的灾害特征、运动学参数及形成机制等。结果表明：①拉达沟泥石流容重为1.74 t/m3,属于稀性泥石流;②拉达沟泥石流中较大石块的冲击力为284.596 KN,泥石流的流量为89.3 ～ 107.16 m3/s,平均流速为8.93 m/s;③采用单沟泥石流危险度评价方法求得其危险度为0.218。据此预测了拉达沟在未来爆发泥石流的可能性较小,并提出了几点减灾建议,以期为山区森林火灾及次生灾害的综合防治提供借鉴。     

云南省不同降水型地质灾害的降水特征对比分析

利用2014—2020年云南地质灾害数据和气象站降水资料，通过有效降水量法筛选出降水型滑坡、泥石流和崩塌灾害，并分析灾害发生时次前的降水特征.结果显示：云南降水型地质灾害以滑坡为主，其次是泥石流和崩塌；诱发3类地质灾害的降水类型都有短时强降水、短期降水和长历时降水.由短期降水造成的滑坡、泥石流和崩塌灾害样本分别占78%、83%和75%，其中超过75%灾害发生前3 d出现强降水事件，泥石流更是高达96%；诱发滑坡和泥石流灾害的短历时强降水主要发生在前12 h，其中滑坡灾害发生短历时强降水时次最多的是前1～4 h，泥石流灾害发生短历时强降水时次最多的是前1 h；云南大部地区滑坡、泥石流和崩塌灾害主要由短期降水引起，特别是怒江地区最显著.     

四川省九龙县暴雨诱发泥石流的时空特征及其阈值确定

暴雨是诱发四川省九龙县泥石流灾害的主要因素,本研究对九龙县气象局1952—2018年的气象数据和1991—2018年的泥石流灾害数据进行分析.结果表明:九龙县暴雨诱发泥石流具有明显的时空特征,九龙县境内各地均有发生泥石流灾害的可能性,发生概率由北向南依次增加,九龙县南部是泥石流的高发区; 20:00-02:00是泥石流发生的高发时段.依据各种资料建立九龙县暴雨诱发泥石流预警指标体系:当降水强度大于16～20 mm/h时诱发泥石流的可能性较大,为注意级;降水强度在20～35mm/h时诱发泥石流的可能性很大,为预警级;降水强度≥35 mm//h时诱发泥石流的可能性极大,为警报级.     

大渡河金川石家沟泥石流灾害特征及防治措施研究

大渡河金川石家沟在1982年端午节及1992年9月28日发生两次大规模的泥石流灾害,冲毁金川农场及沟口铁路桥,造成2人死亡.通过对该沟泥石流调查发现,该沟具备形成泥石流的地形、物源及水源条件,形成区物源丰富,一次泥石流固体物质冲出量大,为中型规模泥石流,易发,中度危险,结合研究区在建金川水电站工程建设特点,提出了相关防治措施及建议.     

基于三参Weibull分布的泥石流降雨动态预警模型

降雨是触发泥石流灾害的重要因素。现有的泥石流预警模型多为半定量的预警,通过划分不同的预警级别来预报灾情,没有做到任意时刻泥石流爆发的定量计算。通过分析文家沟5次大型泥石流灾害的降雨数据,引入泥石流爆发降雨驱动指标RTI并运用三参Weibull分布确定了绵竹市清平镇文家沟泥石流的降雨阈值,提出了计算任意雨量下的泥石流的瞬时发生概率。最后通过Weibull分布结果和泥石流堆积方量的计算值拟合出文家沟泥石流爆发概率和堆积方量的关系。该模型不仅实现了文家沟泥石流灾害的动态定量预警,同时也给出了任意概率下泥石流堆积方量的域值区间。最后以2012.8.13文家沟泥石流事件为例验证了该模型,说明三参Weibull分布可以用于泥石流分析并建立预警模型,可将此法推广到其他地质灾害的分析及预警中。     

“7·10”连山大桥泥石流运动特征与沟道堵溃分析

计算"7·10"四川省汶川县连山大桥泥石流运动参数,分析泥石流运动与堵溃特征,揭示"7·10"连山大桥泥石流灾害成因,为合理选择泥石流治理方案提供科学依据。通过对连山大桥泥石流灾害进行的现场勘查、泥石流运动特征参数(泥石流容重、流速、流量、一次总量及冲击力)的计算、沟道泥石流堵溃特征的分析,结果表明连山大桥泥石流为黏性泥石流,主沟泥石流流速为4.2~9.3m/s,配方法计算得到的泥石流峰值流量(41.8m~3/s)远小于形态调查法得到的流量(出山口176.4m~3/s),百年一遇泥石流一次总量为6 620m~3,块石最大冲击力为4 955kN。"7·10"连山大桥泥石流灾害主要成因为泥石流在运动过程中发生2次堵溃,泥石流流量剧增。针对连山大桥泥石流沟现状,进行泥石流工程治理和监测预警工作是十分必要的。     

层次分析法在辽南泥石流危险度评价中的应用

辽宁省老帽山区是山地灾害严重区、频发区,文章应用层次分析法对灾害区的泥石流灾害诱发因素进行权重分析,认为暴雨是触发泥石流灾害的最主要因素。以南岔河流域泥石流沟为例,评价其危险度,结果与实际相吻合,该方法可以推广到对辽南泥石流其他泥石流沟的危险度评价中。针对泥石流灾害的发生,文章提出了一些措施建议,旨在为防治工作提供一些帮助。     

G310线牛背至麦积公路泥石流灾害处治设计研究

以G310线牛背至麦积公路K1403+700处泥石流灾害处治设计为例,通过对泥石流灾害的成因分析研究,并结合泥石流灾害处治原则及设计经验,对K1403+700处泥石流使用导流堤控制其走向,在路线经过处设置桥梁以底越方式通过。经过系统的处治措施,现有公路安全地通过泥石流区,彻底地治理了该泥石流灾害,有效地保障了该路段公路运营安全。     

甘肃省陇南市武都区北山泥石流灾害成因分析及防治措施

甘肃省陇南市是我国泥石流灾害高易发地之一,是甘肃省泥石流分布密度最大,暴发频率较大的地区。武都区为陇南市行政中心,位于北山各泥石流沟沟口,直接受到北山诸沟泥石流灾害威胁。2008年"5·12"汶川特大地震致使各沟发生小型滑坡、崩塌,岩土体松散,水土流失严重,进一步加剧了北山泥石流灾害,对武都城区构成严重威胁。文章分析了武都区北山泥石流的形成条件,并根据泥石流危害特征提出了切实可行的防治措施。     

西沟尾矿泥石流危险范围及短期灾变时序预测

 概述了泥石流危险性评价和危险范围预测的研究现状。分析了西沟尾矿泥石流的孕灾环境地质背景,基于泥石流预测模型对泥石流危险范围进行预测评价,得出基于泥石流模型实验建立的预测模型适合于尾矿泥石流危险范围的预测。构建了灰色系统灾变预测模型,并对近期泥石流灾害的灾变时间序列进行预测,为尾矿泥石流灾害评价及防治减灾提供了重要依据。     

地震次声波研究——以苏门答腊俯冲带上的大地震为例

 次声监测方法在灾害监测方面得到了越来越广泛的应用,特别是在地震监测领域。大震来临之前1~10 d,通常都会接收到次声波异常信号,这种异常信号是由于孕震末期地质体运动引起地表波动而产生的。本文以2004 年苏门答腊8.7 级大地震为例,观测研究其震前接收到的次声波异常信号,并利用有限元数值模拟方法模拟了次声波异常信号的产生。分析结果表明,苏门答腊大地震发生之前的孕育末期,地质体的动力学行为引起了次声波,次声波的能量主要集中在10^-3 Hz 量级上,研究次声波的异常信号可能为地震预测提供一条有价值的途径。     

甘肃省陇南市白龙江流域泥石流灾害事件与降水特征的关系

甘肃省陇南市白龙江流域泥石流灾害事件高发区与暴雨中心、高发期与暴雨集中期均有很好的对应关系.短时间强降水是激发该区域泥石流的主要降水类型,10 min雨强可以作为该区域泥石流预报因子,灾害事件当次降水量和10 min雨强的函数关系可以用于估算研究区不同区域泥石流临界降水量.沟谷沿岸中、低植被覆盖下的砂岩、粉砂岩、泥岩、千枚岩等软弱岩层区,在强降水条件下较短时间内就会发生泥石流灾害,应在该区域加大防灾减灾力度.     

汶川地震引发的次生山地灾害链——以火石沟为例

汶川地震引起岷江支流文井江上游的火石沟发生滑坡,随后泥石流、剧烈河床演变、生态破坏连锁发生,形成典型地震次生山地灾害链。为了研究此灾害链的灾害过程及成灾特征,开展了多次野外勘测。采用GPS、激光测距仪等测绘了灾害区的局部地形,结合遥感、地形图分析,得出地震前后该区地形变化。计算出火石沟滑坡体积约721万m3,泥石流将125万m3左右的滑坡物质带到下游;泥石流堆积体上持续发生剧烈河床演变,上游40万m3的泥石流堆积段达到初步稳定前所发生的泥沙搬运量达6万m3。各级灾害发生量沿灾害链衰减,衰减率约为1/6。经历灾害链的河段,大型底栖动物多样性剧减,河流生态遭到破坏。滑坡创造的约0.25 km2的新生缓坡地较稳定,简单加固后可用于新村镇建设用地。     

牛塘沟泥石流发育特征及危险性评价

牛塘沟为寿江左岸一级支流,近年来频繁发生泥石流地质灾害,尤其以2011年8月20日爆发规模最大,对沟口水磨中学及附近居民的生命财产安全构成了巨大威胁。通过现场勘查分析,总结了牛塘沟泥石流孕灾背景及泥石流发育特征,分析了泥石流的形成条件和成因机制,并在计算泥石流动力学特征参数的基础上进行了泥石流危险性评价。研究表明:汶川地震提供的丰富的松散物源是泥石流发育的主要条件;牛塘沟具备灾害链效应、高频、主支沟群发等典型的震后泥石流特点;危险性评价结果表明,在暴雨频率为10%以上,可能会堵塞寿江,属于高危险性泥石流。     

陕西省商洛地区1994年山洪泥石流灾害研究

通过野外实际考察，对１９９４年商洛地区发生的大面积暴雨泥石流的类型、分布、形成条件，以及典型泥石流的流速和流量进行了计算。认为泥石流是山区主要的自然灾害，只有恢复生态环境，加强防治措施，才能减轻泥石流灾害损失，促进该地区国民经济的发展。