泥石流拦挡坝总坝高设定及坝后淤积计算

泥石流沟道治理中拦挡坝总坝高的设定和坝后淤积率的计算涉及治理工程的安全和经济效益,是一个无法回避的难点。以武都区已治理的23条沟道(共布设112道拦挡坝)作为研究对象进行比较分析,采用直线相关的回归方程对经验公式进行优化。结果表明:泥石流沟道运行9～11 a后,武都区43%的泥石流治理沟道总库容淤积和单坝淤积不足50%,属于过度治理;优化后的拦挡坝总高度计算公式既考虑了泥石流沟道治理的安全,又考虑了治理效益的最大化,更符合设计要求;推导的坝后回淤比降计算公式与原沟床建立了线性关系,便于设计人员应用,其计算结果约为治理前沟床比降的0.49～0.61倍,在前人研究的区间内,具有科学性和实用性。以上研究为武都区泥石流拦挡坝设计、创新及管理提供了可靠依据。     

地震灾区某泥石流发育特征及危险性评价

“5.12”汶川地震引起崩塌、滑坡、不稳定边坡大量发育,形成的大量固体物质堆积于山坡及沟道中,形成了大量石流物源,震后泥石流暴发的临界降雨量大大降低,其启动和运动方式发生明显改变泥石流活跃期可能持续10～20 a,这将是影响灾区恢复重建的最大地质灾害隐患,应高度重视.介绍了地震灾区某泥石流沟发育特征并进行性了危险性评价,计算出不同频率条件下的泥石流流量,为日后该泥石流的治理工程提供依据.     

大桥沟泥石流运动特征及其对工程影响分析

以大桥沟泥石流为例,针对没有泥石流运动特征实测资料的情况,在地质调查的基础上,根据泥石流、洪水、暴雨三者之间的紧密联系,采用推理公式、雨洪修正与泥痕调查相结合,将已知的不同设计频率下的暴雨特征值转化为不同设计频率下的洪水峰值流量,最终求出不同设计频率下的泥石流峰值流量、一次泥石流总量及输沙量等特征值;最后结合泥石流发生频率分析,对泥石流对工程的影响作出评价.此方法可为西南地区在没有泥石流运动特征实测资料的情况下分析泥石流对工程的影响提供借鉴.     

黑水县俄瓜热十多沟泥石流运动特征及堵溃分析

通过计算黑水县俄瓜热十多沟泥石流运动参数,分析震后泥石流运动与堵溃特征、成因,为合理选择治理方案提供依据.计算表明,主沟流速为4.2~9.4m/s,峰值流量279.55m^3/s.该区域泥石流发生的主要成因由于泥石流流通过程中发生堵溃,堵溃之后泥石流流量急剧增加,具有迅速扩大效应.针对该沟泥石流现状,提出了合理的治理方案,并达到了预期的治理效果.     

康定雅拉河无名沟崩滑坡面泥石流峰值流速流量的沿程变化特征

在分析崩滑坡面泥石流的基本特征和其峰值流速流量一般规律的基础上 ,以康定雅拉河无名沟 1 995年的百年一遇泥石流为研究示范 ,在了解该流域的基本特征 ,分析该次泥石流的形成、容重、颗粒组成等基本特性的基础上 ,用弯道超高的理论和用古乡沟泥石流建立的流速计算公式 ,计算测量断面的流速及泥石流峰值流速沿程变化。用形态调查法分析计算不同断面的泥石流流量 ,并分析其沿程变化。通过分析可知崩滑坡面泥石流峰值流速与流量在整个流通过程是逐步变化的 ,在靠近物源区 ,流量随着物源的加入逐步增加 ,而流速随着能量的消耗逐渐减少 ;在靠近堆积区由于坡降的减小 ,流速与流量呈减小的趋势。崩滑坡面泥石流峰值流速泥石流流速也有一个相对的匀速段 ,但这个匀速段的长度较短。崩滑坡面泥石流峰值流量过程的沿程变化曲线接近于正态分布。此类泥石流防治中的拦挡措施要注意充分利用其在坡降减小的过程中流速和流量迅速降低的特征 ;而其排导措施要注意到此类泥石流的高阻力特征 ,注意保证排导槽的足够坡度。     

“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。     

泸定磨子沟泥石流特征分析及危险性评价

四川省甘孜州泸定县磨子沟是一条地处川西高原气候区,地形复杂的堵塞型泥石流沟.流域内松散固体物质总量约1.7×107 m3,其中,潜在不稳定物源量约2.30×106 m3.泥石流平均流速10.20 m/s,峰值流量714 m3/s.测得泥石流堆积物的密度为2.21 g/cm3,含水量为13.3％.孔隙率为28％,塑限18.4％,液限为31.6％,阵性大雨和持续性降雨都极易引起泥石流的爆发.磨子沟是一条高度危险的泥石流沟,对近沟口附近区域拟开展的各类工程活动存在一定不利影响.建议对拟设置的各类场地需尽量布置在泥石流的泛滥区域之外,并对该沟进行必要的治理.     

桩板墙泥石流拦阻结构模型试验研究

我国地域辽阔,每年均发生大量的泥石流灾害,给人民的生命财产安全带来巨大威胁。随着我国的经济不断发展,越来越多的泥石流隐患被治理;但是泥石流的形成原因复杂,不仅仅与地形相关,还与气候、地质和地下水等因素有着密切联系,这也就导致泥石流治理工程中拦挡结构的形式必须要根据现场实际情况来确定。常见的拦挡结构有重力式坝等,近年来桩板墙也被引入到泥石流的治理工程,桩板墙具有强度高、节省材料和拦挡效果好等优点。以舟曲某泥石流沟中桩板墙泥石流拦挡结构为背景,设置了桩板墙模型,放置在水槽中模拟泥石流冲击桩板墙的过程,通过布置在桩板墙迎水面的压力传感器来分析桩板墙的受力情况,并综合桩板墙的拦挡效果、排水效果和坝后淤积等情况进行研究。得到(1)目前已知的泥石流治理工程和模型试验中的桩板墙拦挡效果均比较明显,能够可以有效拦挡泥石流固体物质冲出物;(2)现有部分桩板墙工点及模型试验表明:桩板墙拦挡结构在泥石流的前期,可以通过泄水孔将水及时排出;但是当桩板墙后部淤积的固体物质达到一定厚度时,会导致排水通道被堵塞,影响排水;(3)桩板墙在泥石流治理工程中的受力模式不同于其在边(滑)坡工程中的受力,试验表明泥石流拦挡工程中桩板墙受到的冲击力由上向下逐渐增大,且桩板墙中部受力普遍比边缘要大。     

三工河小流域泥石流生态—岩土工程调控措施减缓土壤侵蚀的定量研究

为探讨泥石流治理措施对小流域土壤侵蚀的影响,以天池上游三工河流域为研究对象,在实地考察的基础上,通过地形图叠加、遥感解译和Google Earth Engine(GEE)云计算等手段,实测计算了该流域1971～2003年、2008～2020年两期土壤侵蚀模数,定量评估了在该流域开展的泥石流生态—岩土工程调控措施对小流域生态和土壤侵蚀的影响。研究发现：(1)三工河流域平均植被覆盖度经泥石流综合治理后增加11.34%,高植被覆盖度面积增加16.93%,泥石流沟道及河谷的植被覆盖度明显提升;(2)三工河流域1971～2003年平均侵蚀模数为0.34 mm/a,较北天山山地流域同期平均侵蚀速率高出131%,造成该现象的原因是过度放牧、滥砍滥伐等人为因素激发山洪泥石流的爆发导致流域生态环境恶化;(3)流域经生态—岩土工程调控后(2008～2020年),平均侵蚀模数降低至治理前的15%(0.051 mm/a),为北天山地区山地流域同期平均侵蚀模数的34%。     

桩板墙在泥石流治理工程中受力模式试验研究

近年来,每当我国进入雨季后都会有由于强降雨形成的泥石流灾害的出现;这种情况已经造成了大量的人员伤亡和财产损失,例如2016年福建泰宁泥石流灾害造成34人遇难,2010年甘肃舟曲特大型泥石流造成了千余人遇难;因此对泥石流的治理和防范工作成为了地形地质复杂地区的重中之重。泥石流具有爆发突然、冲击能量大、破坏性强等特点,又受地形、地质以及降雨情况等复杂情况的影响,对治理工程的强度要求较高。近年来,常用于边坡工程中的桩板墙结构被广泛的应用于泥石流治理工程中,由于泥石流冲击力为动荷载,其受力模式与在边坡工程中截然不同由于桩板墙造价较高,在实际工程中往往需要配合其它附属工程共同使用。以桩板墙泥石流拦挡结构为研究对象,设置了桩板墙模型,同时配合柔性网、格宾,放置在溜槽中模拟泥石流冲击桩板墙的过程,通过布置在桩板墙模型后部的压力传感器来分析桩板墙的受力情况;并综合桩板墙的拦挡效果、排水效果和坝后淤积等情况进行研究。得到:1在模型试验中桩板墙的拦挡效果良好,可以将大部分体积较大的固体物质拦下。2在桩板墙后部设置格宾和柔性网均可以有效降低泥石流对桩板墙的冲击力,格宾和柔性网各有优点,柔性网的排水效果相较于格宾要好,格宾相较于柔性网可以更有效的降低泥石流的冲击力。3桩板墙后部易形成漩涡,对坝后地基造成严重的侵蚀。4当坝后淤满固体物质后,会将排水通道堵塞,应当加强排水措施。     

基于浆体的泥石流容重计算

给出了一种运用于无观测资料的泥石流沟的泥石流容重计算方法。推导的理论公式表明由泥石流的浆体容重和细颗粒含量可以计算泥石流容重,而泥石流浆体的上限粒径决定了浆体容重和细颗粒含量的取值;提出以泥石流沟边壁、岩壁的固体黏结物的最大粒径作为上限粒径,还提出了浆体容重和细颗粒含量的确定方法,其中浆体容重值主要根据浆体的屈服应力一致性得到。实例计算表明该方法与现在流行的计算方法有较好的吻合。     

滑坡型泥石流形成机理

滑坡型泥石流是一种特殊的能量转换体运动类型。它是在很短时间内,由滑坡体的位能快速转化为动能的一次性滑动——流动堆积。滑坡型泥石流的活动是由块体在整个连续运动过程中发展的两个阶段(先滑坡,后泥石流)组成。滑坡型泥石流与一般的滑坡、泥石流不同,它兼具滑坡和泥石流的一些特征。滑坡型泥石流速度快,冲击力强,破坏性大。在理论上和国民经济影响方面有独特的研究意义。     

Debris Flow Monitoring System and Observed Event in Taiwan： A Case Study at Aiyuzi River

Since 2002,the Soil and Water Conservation Bureau,which is responsible for the conservation and administrative man-agement of hillside in Taiwan,has been cooperating with Feng Chia University. Together,they have successfully carried out the establishment and maintenance of 13 fixed debris flow monitoring stations over the island and 2 mobile debris flow monitoring sta-tions. During July 2004,a powerful southwest air current brought by Mindulle Typhoon caused serious flood in central and southern Taiwan. This paper aims to describe the establishment of debris flow monitoring systems in Taiwan and the observation of the debris flow event during Mindulle Typhoon at Aiyuzi River in Shenmu Village,Nantou County by the monitoring station.     

影响煤矿生产的一种新的地质因素——泥石流

本文阐明了泥石流沉积体的成因条件、特征及其对煤层的破坏和影响;提出了泥石流沉积体的鉴别标志以及在矿井开采设计中,对泥石流沉积体的处理方法和注意事项.     

不同降雨频率单沟泥石流灾害风险评价

通过对危险度与易损度进行耦合分析,结合GIS技术,得出单沟泥石流不同降雨频率下灾害风险度,最终获得了段河坝泥石流沟不同降雨频率下风险分区.结果表明:段河坝泥石流沟总体属于中偏高风险等级,50年一遇最大泥石流冲出量为36.5×104m3,极高风险区面积为0.01 km2;100年一遇最大泥石流冲出量为196×104m3,极高风险区面积达到0.13 km2.     

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。     

枇杷沟泥石流基本特征分析与评价

以枇杷沟地区地质环境为基础,综合多因素分析阐明：枇杷沟泥石流的发生除受地形地貌等因素的影响外,地震过程中受损岩土体为泥石流的发生提供了大量物源,但主控因素为降雨量及降雨强度。在进行大量野外地质工作的基础上,运用数学手段对枇杷沟泥石流特征值进行计算和确定并最终分析表明：地震地质作用与外动力地质作用所形成的崩滑物在粒度和分选上有所区别,对泥石流的容重和流量有所影响;震后灾区泥石流对泥石流沟道有着明显的拓宽效应和“刮铲效应”,使泥石流过水断面面积和泥石流平均流速发生显著变化,所以在确定新的参数并得到新的流量值后有必要使用行之有效的计算方法对计算结果进行验证。     

西藏拉萨市流沙河泥石流灾害的形成及防治对策

较全面论述了拉萨市流沙河泥石流形成的环境条件和危害现状 ,进而提出了相应的防治对策     

贵州望谟县姚家湾沟泥石流成因及力学特征和易发性

2011年6月6日姚家湾沟流域内波树滑坡在强降雨下滑动解体形成碎屑流随后转化成泥石流冲出沟道,冲毁房屋7户,掩埋农田数亩。为了查明泥石流的成因和静动力学特征,更好地提高泥石流防治和预测预警水平。通过实地调查和理论计算,分析了泥石流的成因和静动力学特征并对易发性做了预测。结果表明:本次泥石流的发生,滑坡提供了物源,而超100 a一遇的降雨是泥石流发生的激发因素;泥石流容重为1. 84 g/cm~3,平均流速为6. 62 m/s,峰值流量为86 m~3/s,一次固体物质冲出量约为4×10~4m~3。屈服应力在3 500 Pa以上,整体冲击力为110 kN,最大石块冲击力为55. 6 kN;通过定性和定量两种方法预测姚家湾沟今后发生泥石流的可能性小。     

粘性泥石流弯道超高在流速计算中的应用

泥石流的流速是泥石流运动学研究的主要内容之一 ,也是泥石流工程防治必备的基本参数。前人已提出若干计算模式 ,计算值的误差因缺少验证的手段无法分析。作者提出的弯道超高现象用于泥石流流速的计算 ,一方面提供了一种以泥石流现象为基础的流速计算方法 ,另一方面也提供了一种泥石流流速的验证方法。该文应用物体作离心圆周运动的物理学基本原理和方程 ,推出泥石流弯道运动的速度与弯道曲率半径的关系 ;同时分析出泥石流弯道超高的本质原因为泥石流凹岸与凸岸的速度差产生的动能差所致 ,即可建立动能与超高势能的平衡方程。联立方程即可分别求出凹岸和凸岸的泥石流流速 ,流速由凹岸向凸岸逐渐增加 ,取其平均值即为泥石流的平均流速。以滇东北蒋家沟一支沟大凹子沟 1994年 6月 16日的一场泥石流的弯道超高测量分析为例验证 ,获得初步成功。结合其他参数的测量可计算流量并分析泥石流的加速或减速的运动过程。