河南栾川县区域群发性泥石流临界雨量分析

栾川县历史上曾多次暴发区域群发性泥石流,以其为研究对象,选择前5日前期降雨量、当日降雨量、24 h最大降雨量、2 h最大降雨量、前72 h直接降雨量和前120 h直接降雨量为特征参数,根据它们的不同组合对栾川县区域群发性泥石流临界雨量进行分析,确定了泥石流预警的临界雨量基准线。分析结果表明2 h最大降雨量为研究区泥石流预报的重要指标,在不考虑前期雨量的情况下,2 h临界雨量为14 mm,研究结论可为当地泥石流防灾减灾提供参考。     

长白山天池火山泥石流分布特征及其形成模式研究

长白山天池火山是我国最具灾害性喷发危险的活动火山,火山泥石流是最致命的火山灾害之一,根据距离火山口远近不同堆积物所展现的不同特征,将长白山天池火山泥石流分为;碎屑流相、过渡相和超富集流相.基于野外剖面对长白山天池火山1 000年大喷发形成的泥石流进行了详细的描述,探讨了火山泥石流的成因和灾害.     

泥石流的临界降雨量研究

降雨是泥石流最直接、最重要的触发因素,基于降雨条件的泥石流预测预报已成为目前国内外泥石流预报的主线之一。以甘肃省泥石流为例,搜集已有的临界雨量研究资料,综合分析得出其降雨泥石流临界值整体呈东南向西北递增的趋势,但局部陇南地区又出现由南向北,自西而东之增大的现象。从定性的角度探讨了降雨和下垫面条件对对本区泥石流临界值的不同影响,对省内基于降雨条件的泥石流预报提出相关建议,以期建立临界降雨量判据与地质环境空间分析耦合的判别模式,为本区泥石流预测预报与防治提供理论依据。     

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。     

无资料流域临界雨量的推导

无资料流域的水文预报一直是现代水文研究的一个热点和难点。本文采用大断面测量资料和圣维南方程组相结合的方式推导恒定流的水位流量关系曲线,在实地调查测量获取河道特征水位的情况下,利用水位流量关系曲线反推特征流量指标。结合GIS技术和计算机技术,应用瞬时地貌单位线理论,根据数字高程模型和坡面流速水力学公式,在推导出雨滴流路长度分布和雨滴汇流速度分布的基础上,进一步推算出流域瞬时地貌单位线和时段地貌单位线;提出了洪峰流量达标频次阈值指标,在降雨一定的前提下,随机分配雨量过程,采用时段地貌单位线进行汇流模拟,当模拟洪峰流量大于特征流量的频次处于阈值范围内,则认为此降雨值为特征流量相对应的特征雨量值。经过吉林中小河流21个控制断面的推广应用,证明这种方法是可行的。     

基于分布式水文模型的山洪预警临界雨量计算

以抚河流域3个山丘小流域为例,采用分布式新安江模型对小流域暴雨洪水进行精细化模拟,利用率定后的分布式新安江模型进行临界雨量试算,得出各流域不同初始土壤含水量、不同预警时段组合条件下临界雨量。将计算所得临界雨量与实测暴雨洪水过程和设计暴雨进行比较验证,结果表明临界雨量计算结果较为合理,说明分布式新安江模型可应用于抚河流域山洪预警临界雨量确定,并为抚河流域山洪预警工作的开展提供参考方法。     

垂向混合产流模型在无资料地区山洪灾害临界雨量计算中的应用

临界雨量是山洪灾害预警的重要指标.采用垂向混合模型进行净雨过程计算减小了流域降雨分布及流域下垫面不均匀对山洪灾害临界雨量计算的误差,尤其在短历时高强度暴雨或流域前期影响雨量不大的条件下,更有适用性,更能真实地反映实际情况,计算成果优于新安江三水源模型和基于初损稳损的暴雨洪水查算手册方法.采用上述3种方法计算临界雨量,典型流域——湖北省巴东县沿渡镇罗溪河2014年9月2日发生的山洪灾害实际降雨量与垂向混合模型计算成果最接近,后者比前者偏大23%,另外两种方法偏大约40%.采用垂向混合模型进行净雨过程计算,所得临界雨量与蓄水容量抛物线指数B、反映下渗空间分布特征的参数BF变化成反比,与反映下渗率影响的系数KF成正比,但这些产流参数对模型影响均不敏感.在无资料地区难以进行参数率定的情况下,根据经验确定参数引起的临界雨量值不确定性不显著.     

基于随机森林回归算法的山洪灾害临界雨量预估模型

针对山洪灾害临界雨量影响因素众多、计算流程复杂的问题,以山东省临朐县山丘区237个沿河村落为研究对象,选取有实测资料、计算条件较好的沿河村落,采用水文水力学法,计算山洪灾害临界雨量作为原始数据集;选取降雨特征、流域特征、沿河村落特征、河道特征等参数,基于随机森林回归算法,构建山洪灾害临界雨量预估模型,利用网格搜索法及K折交叉验证法调整预估模型参数;确定无实测资料的沿河村落山洪灾害临界雨量指标,并验证预估模型精度,分析特征参数重要度。结果表明：所构建的预估模型具有较高的准确性与泛化性,训练集与测试集的决定系数均大于0.9,预估效果较好;流域面积、流域最长汇流路径比降、降雨均值、流域平均坡度等特征参数的重要度相对较高。     

河北太行山区泥石流灾害的主控因素与预测分析——以石家庄西部泥石流灾害为例

石家庄西部太行山区是河北省主要泥石流地质灾害频发区,该区地质构造强烈,岩石破碎,节理裂隙发育,沟谷狭窄,沟床比降大,每年7-8月份强降雨期间,沟谷源头侧壁岩土体的崩塌与滑坡物与洪水混合,极易形成泥石流.本文认真分析了该区泥石流发生灾害的特征,从泥石流形成的物源条件和动力条件两方面分析了泥石流发生的主控因素,对泥石流灾害暴发预测提出了双临界雨量阈值判别法,并进行了预测分析.     

JDZ02-1型翻斗式雨量传感器的应用分析

本文以JDZ02-1型翻斗式雨量传感器与雨量筒人工观测值进行对比分析得出一些认识。     

长白山天池水系常量离子和氢氧同位素地球化学示踪

采集天池火山区的温泉水、地下水和地表水,进行了常量离子和氢氧同位素指标测试,进行了水体来源分析。结果发现:1水体的氢氧同位素数据表明各类水体均来源于大气降水;2温泉水的氚含量指示其年龄为50~60年;3各类水体中离子含量和氚含量的变化特征表明天池火山区的温泉水主要汇入天池水和北坡水系之中,仅有少量进入西坡和南坡水系,天池火山区地下水呈现出由南向北运移的特点。     

长白山天池火山泥石流数值模拟

通过对火山泥石流的模拟,预测火山泥石流的特性,为制定火山泥石流灾害防治方案提供参考资料,使减轻火山泥石流灾害从被动救灾转变为主动防灾.模型建立时选取天池附近区域为研究区,将研究区划分为形成区、流通区和堆积区3个区段,对流通区和堆积区划分为足够小的计算网格,计算步长设定为0.001 min.通过Delft 3D软件,对假设的中等和较小规模喷发所引发的火山泥石流的平均速度和峰值速度进行了模拟计算,得到了不同距离处速度的变化规律.计算了中等喷发规模下火山泥石流不同时间内的影响范围以及火山泥石流流通途径中不同时间段各剖面上泥石流厚度等.虽然本次研究的假设和实际情况存在一定的差异,但对长白山地区火山泥石流的流速、堆积情况等在数量及程度方面上进行的分析计算结果对火山泥石流的防治具有参考价值.     

长白山区次生林恢复过程中天然更新的动态

以长白山区天然次生林为研究对象,采用空间代替时间的方法,分别对不同年度进行择代后形成的天然次生林进行群落学调查,分析择伐后28年恢复期间高度小于3m的幼苗幼树的天然更新过程及特点。结果表明,恢复初期更新幼苗幼树的树种出现比率较低,随着次生林恢复时间的增加,更新幼苗幼树的树种出现比率超过75％,且15年后变化相对较小;次生林内更新幼苗幼树的分布密度随着恢复时间的增加呈增加的趋势,恢复15年时分布密度达7500株／hm^2,此后分布密度的变化相对较小;在次生林内幼苗幼树主要是集中分布在距最近立木1．5～3．5m的范围内,随着次生林恢复时间的增加,幼树的分布范围相对靠近立木,幼苗的分布范围则相对远离立木。     

泥石流堆积区粒度分布及分形结构特征

为研究泥石流堆积物粒度分布及分形结构特征,通过对泥石流堆积区现场调查和颗粒分析试验,采用统计图解法和粒度分维法分析泥石流堆积区堆积特征、粒度分形结构特征及与颗粒级配的关系。结果表明:泥石流堆积区具有集中性的特点;泥石流堆积区颗粒具有很好的分形特征,堆积区中右侧分维值均值与堆积区分维值均值接近;泥石流堆积形成由晚至早分维值逐渐减小;堆积物土粒大小级配连续性较好,分维值与不均匀系数和曲率系数均呈正相关。可见泥石流堆积区粒度的相关研究对研究泥石流形成机理及指导泥石流防治具有重要的意义。     

泥石流堆积区粒度分布特征

为研究泥石流堆积区单期和多期粒度分布及其关系,通过现场调查和颗粒分析试验,采用统计法分析泥石流堆积区形态特征、平面和垂向粒度分布特征。结果表明:泥石流堆积区呈中间高两侧低,横轴与纵轴长度基本一致;平面上纵向从沟口到堆积扇前缘粒径逐渐增大,曲线范围峰值粒径百分含量中轴线最大,向两侧逐渐减小,中轴线粒径集中性强;平面上横向从沟口到堆积扇前缘粒径呈增大的趋势,曲线范围峰值逐渐变大,曲线范围峰值粒径百分含量逐渐增加,堆积区中部粒径集中性强;垂向上自上而下厚度逐渐增大,粒径曲线范围峰值主要为10～20 mm,具有较好的集中性。研究成果可为泥石流形成机理研究和泥石流防治规划等提供参考。     

泥石流启动的临界地表径流深度研究

暴雨过程形成的地表径流导致坡体表面和前缘松散物质向下输移,汇入沟道,演变成危害性较大的泥石流,因此,对于泥石流的启动机理和启动临界条件的研究十分必要.根据下渗曲线法,得出了地表径流深度、入渗率以及降雨强度的关系,并运用牛顿定律、水文学以及土力学等理论,建立了泥石流单颗粒启动、局部启动和整体启动的临界地表径流深度的求解模型,从而可推得临界降雨强度,此可为泥石流的泥石流预警提供了有用的理论基础.     

基于人工降雨的天津盘龙谷泥石流起动特征

通过泥石流物理模型试验研究了盘龙谷泥石流的起动特征,探讨了其起动方式、物源补给来源以及降雨条件的影响等.实验结果表明,泥石流起动时形成区堆积物源不会整体滑移,而是在其表面形成冲沟并逐渐扩大直至引发泥石流;前期先降小雨使土体达到完全饱和,然后再降中雨或大雨的情形其危险性最高;冲沟两侧的不稳定岩土体构成泥石流物源的主要补给来源.实验现象与盘龙谷泥石流具有较高的一致性,可以为建立泥石流预警系统及防灾减灾提供一定的参考依据.     

长白山自然保护区安图县境内土壤腐殖质与营养元素含量的研究

土壤腐殖质和养分(氮、磷和钾等)是土壤提供能量的物质基础,其含量的高低是衡量土壤肥力的重要指标。通过对长白山自然保护区安图林区的7个样地的土壤进行采集、测定分析,对该地区土壤腐殖质与土壤养分元素之间的相关性进行了研究。结果表明,长白山自然保护区森林土壤的腐殖质含量较高,腐殖质中胡敏酸的含量比富里酸和胡敏素高,且腐殖化程度较好;氮、磷、钾等营养元素的含量均处于中等偏高水平。可提取腐殖物质含量与各营养元素含量呈显著正相关,胡敏素含量与营养元素含量则无明显相关性,长白山安图林区土壤胡敏素中有机质含量较少,其在土壤供肥能力中的作用机制有待进一步研究;胡敏酸、富里酸及胡敏素含量与全钾含量之间相关性亦不显著,表明土壤供应钾素肥力的能力应主要依赖于速效钾和缓效钾而非土壤全钾。     

长白山自然保护区风灾区植被恢复立地分类

长白山保护区风灾区的面积占保护区面积的5.8％,目前的恢复现状为：已恢复区大约占10％,半恢复区占7.9％,未恢复区占81.4％.本文以长白山自然保护区管理局横山、维东、池西、峰岭四个自然保护管理站的数据为基础,根据长白山区植被、土壤等的变化特征,确定植被恢复立地类型划分的指标体系和立地分类系统.结果表明,长白山自然保护区风灾区共有39种立地类型,其中,台地草地中层壤质山地棕色针叶林土,阴陡坡草地中层壤质山地棕色针叶林土和阴缓坡草地中层壤质山地棕色针叶林土三种类型所占的比例最大,分别为38.56％、19.53％、10.57％,面积分别为4390.35 hm^2、2223.78 hm^2、1203.99 hm^2.