ImageJ软件在泥石流固体颗粒分析中的应用

首次将ImageJ图像处理软件应用到泥石流固体颗粒的分析中,通过对固体颗粒边缘的识别,实现对沟道粗化层块石粒径的快速自动提取.以白龙江流域构林坪泥石流沟为例,使用该软件对构林坪沟沟道固体颗粒粒径和圆度进行计算,并对提取结果进行检验,结果表明ImageJ软件对固体颗粒粒径及圆度提取效果较好,可以为泥石流基础数据勘察提供新的技术与支持.     

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.     

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。     

山洪冲击荷载下路基响应特性模型试验研究

山洪冲击公路路基产生破坏是山区常见的灾害之一,也是防灾减灾研究的重难点,针对这一科学问题,以平川泥石流为原型修建了试验模型,选定0.2cm,0.5cm,1cm和3种粒径混合的4种固相颗粒粒径组;1.034t/m3,1.067t/m3,1.10t/m3 3种容重组,进行12组工况的山洪冲击路基模型试验,选取量程为50kPa的土压力盒、DH5923采集系统和SONY高速摄像机等测试仪器进行数据和图像采集,获得了800余万测试数据.试验结果显示:山洪在行进过程中产生超高现象,山洪冲击在不同位置的动力响应曲线呈现差异,山洪冲击作用在各测点时长和冲击力均不相同,山洪冲击力最大值不完全随颗粒粒径和容重的增大而增大,平均值大小与容重、粒径大小呈正相关关系.     

苏北近海平原沉积物的粒度特征及其环境意义

对射阳海滩、兴化浅孔沉积物的粒度特征进行对比分析,研究结果表明:典型的海相沉积物频率曲线为单峰正态分布,主峰范围窄,集中在50～65μm,砂含量高达40%,粘土含量不到10%,概率累积曲线存在推移组分且占到5%左右,属海滩沉积;典型的陆相沉积物频率曲线为单峰偏负态分布,主峰范围较广,位于5～30μm之间,砂含量最大值仅11%,概率累积曲线中无推移组分,跃移占70%左右,属于静水沉积;最后,对比讨论建湖海陆过渡相不同层段沉积物的粒度特征分析其沉积环境:434～395cm层段属于湖沼相沉积;395～295cm层段初步判断为泻湖沉积环境;295～150cm层段可能受到海水影响;150～110cm层段初步判断属于湖泊沉积环境.     

厦门港桡足类卵库对其浮游种群潜在补充量的初步研究

对厦门港沉积物中桡足类卵库对其浮游种群潜在补充量进行了初步研究.结果表明,厦门港桡足类卵库对其浮游种群潜在补充量呈不均匀分布,变化范围为5.3×103～9.7×104个无节幼体/m2,平均值为3.5×104个/m2.其水平分布呈明显的"一高两低"格局,即内港区高于外港区,中心区高于沿岸区.其垂直分布格局为:0～1cm层的潜在补充量最高,达到6.5×103个/m2;另一高峰区出现在4～7cm层,平均为5.4×103个/m2;其余各层较低,平均为2.3×103个/m2,并将桡足类卵库垂直分布划分为功能不同的4层:最表层(0～1cm层),次表层(1～5cm层),中层(5～8cm层),下层(8～10cm层及其下部各层).最后对形成这种分布格局的可能原因及沉积物中桡足类卵库对其浮游种群潜在补充作用进行了讨论.     

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4.35 m/s,峰值流量达221.09 m3/s,一次冲出固体物质总量为4.18×104 m3;流域内物源丰富,总量为527.85×104m3,多为...     

位山引黄灌区农田土壤磁化率与粒度特征及其相关性分析

以位山引黄灌区为研究区,测定了农田土壤剖面的磁化率和粒度,并分析了二者的相关关系.结果显示:位山引黄灌区农田土壤低频磁化率(xlf)的变化范围为35.37-97.20×10~(-8)m~3/kg,均值为62.16×10~(-8) m~3/kg;频率磁化率(xfd)的变化范围为0.65%-22.14%,平均值为7.23%.土壤中粘粒(4μm)含量变化范围为3.20%-27.16%,平均值为9.07%;粉砂(4-63μm)含量变化范围为35.82%-90.23%,平均值为68.94%;砂粒(63μm)含量变化范围为1.95%-58.52%,平均值为21.99%;中值粒径的变化范围为9.56-72.86μm,平均值为34.94μm.相关性分析结果表明:剖面0-20cm土壤xlf与粉砂(4-63μm)含量呈显著负相关,与砂粒(63μm)含量及中值粒径呈显著正相关,与粘粒(4μm)含量相关性较弱,土壤xfd与各粒度组分含量及中值粒径的相关性均不显著.剖面20-80cm土壤xlf与粉砂(4-63μm)含量呈显著负相关,与砂粒(63μm)含量呈显著正相关,与中值粒径的相关性较显著,与粘粒(4μm)含量相关性不显著;土壤xfd与粘粒(4μm)及粉砂(4-63μm)含量相关性较显著,与砂粒(63μm)含量及中值粒径的相关性均不显著.研究认为:土壤磁化率在0-20cm耕作层主要受到土壤母质以及灌溉、施肥等人类活动的影响,而在20-80cm主要受土壤母质差异的影响.     

武都区群发性泥石流流速特征及堆积物粒度组成

2020年8月13—17日陇南市武都区发生了群发性泥石流灾害.在对这次群发性泥石流进行野外调查的基础上,利用Fudaa-LSPIV视频测速软件与经验公式估算了11条沟道中泥石流的平均流速,并分析了所调查的20条泥石流沟道中堆积物的粒度组成情况,采用标度分析法分析了各泥石流沟道内松散物堆积体的粒度特征并建立了流速V与标度分布参数μ与D_c的线性回归模型.结果表明,本次群发泥石流的平均流速为2.57 m·s^-1;泥石流固体堆积物的粒度分布不均匀,各泥石流粒度曲线主要呈现双峰形态;大部分泥石流沟堆积物的标度分布参数μ<0.05,特征粒径D_c平均值为13.99 mm,这表明这次群发性泥石流大部分为高容重、粘性泥石流.通过分析容重、参数μ和D_c与平均流速之间的关系,可知参数μ与平均流速呈现正相关关系,特征粒径D_c、容重与平均流速之间均呈负相关关系,流速与参数μ和D_c均呈多元线性相关关系,从而在泥石流流速与泥石流堆积物粒度参数之间建立了联系.     

宝钢地区大气边界层的湍流结构特征分析

针对宝钢厂区开放性尘源对周边地区造成的严重大气环境污染问题 ,对该地区的风速和风向进行了 6个月的连续现场观测 ,并将观测数据加以整理 ,得出该地区的湍流结构特征值 :湍流强度在不稳定层结、中性层结和稳定层结下分别为 5 8% ,4 6 %和 38% ;湍流时间、空间积分尺度的平均值分别为 84 .1s和 2 2 2 .7m ;湍谱在惯性副区内虽受下垫面影响 ,波峰较窄 ,但仍能较好地满足“ - 2 / 3律” .同时将大气污染扩散系数的实测值与文献值加以对照发现 :实测的扩散参数要大于文献值 ,最大偏差约为 5 1.5 % ,平均偏差为 2 2 .4 % .     

城市垃圾卫生填埋压实的工程试验研究

通过对深圳下坪垃圾填埋场的垃圾进行填埋压实试验,结果表明:最佳垃圾构造层厚度在0 5～0 7m之间,斜面最佳坡度在1/5～1/4之间,压实机械的行驶方向为坡下至坡上,最佳机械行程次数为3次,垃圾最佳含水率在44%～50%之间。     

山区公路泥石流易发性评价的Fisher判别分析法

针对山区公路泥石流易发性评价问题,基于Fisher判别分析理论,在分析影响泥石流易发程度的基础上,选取9个影响因子作为判别指标,以G314线奥依塔克镇至布伦口段公路50条沟谷作为学习样本,建立了山区公路泥石流易发性评价的Fisher判别分析模型,利用回代估计方法对建模数据逐一进行检验,正确率达100%,并选用其它4组待检样本对判别模型进行验证,验证结果均与实际情况相符.研究结果表明:Fisher判别分析法用于山区公路泥石流易发性判别效果良好,是解决评价山区公路两侧沟谷泥石流易发性的一种有效方法.     

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.     

多通道液氦低温传输管线的设计及漏热量模拟

基于多通道液氦低温传输管线的结构设计与理论建模,分析了不同温区下真空多层绝热材料层数、层密度对热流密度和表观导热系数的影响.模拟了同轴液氦低温传输管线直管段和弯管段的温度场和漏热量分布.对比了不带辐射屏和带辐射屏的液氦低温传输管线漏热量.结果表明:在4.5～293.0 K,选取层数50层、层密度为25层/cm多层绝热材料,表观导热系数为0.119 mW/(m·K);在4.5～77.0 K,选取层数50层、层密度为30层/cm多层绝热材料,表观导热系数为0.028 mW/(m·K);当不带辐射屏时,单个双棱支撑漏热量为0.207 W,直管段和弯管段多层绝热材料漏热量分别为0.471和0.460 W/m.对比不带辐射屏和带辐射屏的液氦低温传输管线,漏热量分别为0.581和0.029 W/m,带液氮辐射屏的液氦低温传输管线漏热量减少了95%.     

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.     

四川省山区城镇山洪灾害特征分析

四川省山区城镇山洪灾害分为溪河洪水、泥石流、溪河洪水 泥石流与溪河洪水 泥石流 滑坡四种类型.通过对近50年四川省受山洪灾害危害的典型山区城镇进行调查,从灾害的爆发频率、威胁人口、死亡人口及财产损失四个方面进行相关性分析得出:总体上山洪灾害爆发频率越低,造成的威胁区内人员死亡概率和人均财产损失越大.各类山洪灾害的特征不同:溪河洪水爆发频率高,造成人员伤亡较小,财产损失较大;泥石流的爆发频率低,人员伤亡大,财产损失较大;泥石流 溪河洪水的综合灾害爆发频次低,人员伤亡和财产损失相对较大;泥石流 滑坡 溪河洪水的综合灾害爆发频次最低,威胁人口最多,造成人员伤亡和财产损失都很大.     

“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。     

广东省山区土壤有机碳密度特征及空间格局

利用广东省第二次土壤普查的223个典型土壤剖面特征数据和1:20万广东省土壤类型图,在GIS技术的支撑下,对广东省山区土壤0—20cm和0—100cm的土壤有机碳密度特征及空间格局进行分析.结果表明,广东山区土壤有机碳平均密度0—20cm为29.23tC/hm2,0—100cm为100.31tC/hm2;不同土壤类型其有机碳密度差异明显,0—20cm山地草甸土最高,为72.38tC/hm2,0—100cm硫酸盐土最高,为237.58tC/hm2,山区主要土壤类型的有机碳密度差异表现为赤红壤(25.61、86.60tC/hm2)水稻土(28.94、90.82tC/hm2)红壤(31.59、110.61tC/hm2).两种土层厚度的有机碳密度均呈现出北部高于南部、粤北山区高于粤东山区和粤西北部山区的态势,土壤有机碳密度随海拔高度的上升而增大,但海拔1200m以上的山地增幅明显减缓.气候特征和海拔高度决定了广东山区土壤有机碳密度的总体分布格局,而土壤和土地利用类型的差异导致山区土壤碳密度格局变化更为复杂多样.     

狭长通道障碍物阻塞比对烟气热分层影响分析

为了研究障碍物阻塞比对烟气热分层稳定性的影响,建立1∶8缩尺寸通道模型,对阻塞比为0%至50%,纵向风速为1 m/s和1.5 m/s共12种工况进行模型实验,采取层化强度法对狭长通道内烟气分层状况进行分析。结果表明:障碍物阻塞比对烟气热分层稳定性影响较大,阻塞比增大,层化强度相应增大,在阻塞比为50%时层化强度最高,有利于烟气分层;纵向风速越大,障碍物阻塞比对维持烟气层稳定效果越明显。     

震区急陡沟道型泥石流特征及动力过程研究——以汶川瓦窑沟为例

汶川地震以来,汶川震区暴发了大量各种类型的泥石流,其中存在一种急陡沟道型泥石流.文章首先分析了急陡沟道型泥石流具有流域面积小、纵坡陡、物源储量丰富、侵蚀强烈及冲出规模大等特点;再以汶川县瓦窑沟为典型代表,采用FLO-2D软件模拟再现50年一遇暴雨频率下瓦窑沟泥石流的动力过程,研究其动力特性及启动、侵蚀、堆积演化过程.模拟结果显示,瓦窑沟急陡沟道型泥石流下游普遍淤高3~5 m,最大流速达9.34 m/s,与调查结果较为符合,表现出冲於幅度大、水动力强的特点.因此,应该开展对震区急陡沟道型泥石流风险评估、监测、早期预警等研究,同时应对治理工程方案需进行有效的组合.