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。     

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。     

四川九龙县先家庙沟泥石流特征及其防治对策

先家庙沟为雅砻江下游支流九龙河右岸的一条支沟,位于四川省甘孜州九龙县,2013年7月17日暴发较大规模泥石流。为了研究泥石流的活动特征和提出适宜的泥石流减灾防灾对策,在野外调查和实地勘测的基础上,分析了该泥石流沟的形成环境、活动特征等,探讨了工程实施的背景条件和村镇泥石流的防治思路。研究表明,先家庙沟受汶川8.0级地震扰动,在主沟形成区2 700~3 100 m段产生崩塌滑坡,形成集中物源,由震前的山洪沟转化为泥石流沟,活动频率增加;先家庙沟具有"陡—缓—陡—缓"的纵坡型式,由于流通段陡崖地貌的存在,流速增大约3倍,冲击力增大约5倍,泥石流冲出流通段后流速较大,对沟口省道S215和居民房屋造成威胁,泥石流成灾能力强;针对流域地形特征和泥石流活动特征,在坝高较高的拦挡坝工程和排导工程实施受限的情况,提出"固源+停淤+排水"总体思路,可以为其他类似条件的泥石流治理工程提供防治思路。     

小流域中-低频泥石流与山洪输沙比例的讨论:以金沙江支流海子沟为例

泥石流山洪输沙比是工程防治设计的重要参数。本文以金沙江支流海子沟为例,调访了近115a的泥石流活动历史,查明了1996年一次最大规模泥石流运动参数,采用雨洪法计算了不同的泥石流发生频率下泥石流的流量、总量。通过对1899年至今海子沟堰塞坝泥沙淤积的测定,得出海子沟流域每年泥沙淤积量为1.23×10~5 m~3,总输沙量为1.42×107 m~3,流域平均剥蚀速率为1.5mm/a。由不同泥石流频率下海子沟泥石流的固体物质总量,计算出自1963年以来海子沟泥石流输沙量为1.67×10~6 m~3,而此期间山洪泥石流的总输沙量为6.65×10~6 m~3,由此确定海子沟泥石流的输沙量占山洪泥石流输沙总量的25%。而官坝河泥石流、白龙江流域泥石流、蒋家沟泥石流输沙量分别占总输沙量的29.5%、62.9%、99%,泥石流输沙量随着泥石流频率的增加而增加。高频率泥石流工程拦挡仅考虑泥石流输沙量;类似白龙江流域松散固体物质丰富的半干旱气候区泥石流防治拦挡工程需考虑山洪输沙量;而类似官坝河、海子沟中等频率的泥石流沟,需更多考虑山洪输沙量。     

长达坂沟泥石流桩板墙治理工程模型试验

泥石流是一种能够给人类造成严重灾难的地质灾害,近年来中国接连发生数次严重泥石流给人民的生命财产造成了严重损失,每年中国国土等部门均会投入大量的资金进行泥石流的治理。但是由于中国幅员辽阔,地形地质情况极为复杂,且泥石流的启动机制和破坏机制变幻莫测,受多种因素影响,截至目前,治理工程实施后又遭遇大型泥石流的工点很罕见,大量的治理工程的效果缺失后评价,造成前期的治理投入不能对后续的治理治理工程提供借鉴,国内外少见有针对工程实例,建设一次性的大比例模型试验,将工程实际效果与实验结果进行对比。通过将甘肃省肃南县长达坂沟泥石流的沟道以及治理工程按照1∶100的比例重现在实验室内,在拦挡结构上安装的力学传感器,同时监测泥石流的运动情况,分析了治理工程的受力模式及其拦挡效果。研究表明:(1)在模型试验中拦挡结构的拦挡效果良好,可以将大部分体积较大的固体物质拦下;(2)格宾-桩板墙拦挡结构应尽量设置在沟道转弯处,可以有效较少泥石流对拦挡结构的冲击力;(3)在转角较多的沟道内,泥石流在的冲击力会被极大的消散,甚至出现下游处拦挡结构的冲击力小于上游处的冲击力;(4)沟道转弯处泥石流冲起高度可能超过沟道而出现漫流,所以在沟道转弯处,若是沟道较浅,可以在沟道顶部加设拦挡墙体。     

美姑河流域牛牛坝公路泥石流灾害防治

牛牛坝公路泥石流属于粘性泥石流,沉积区洪积扇典型,沉积物淤埋厚度12～25 m,泥石流在沉积区冲淤变动、加积特性显著,爆发周期3～5a.提出了泥石流隧道治理技术,拟定了治理结构方案,并进行了结构计算.以泥石流隧道附近的泥石流沟为对象,运用流-固耦合有限元数值模拟方法,分析了泥石流初始状态及峰值流量状态泥石流隧道及邻近泥石流沉积物内大主应力的变化规律,发现泥石流隧道顶部泥石流峰值流量出现8s以后沉积物及隧道结构内的大主应力才达到峰值.治理工程于2003年底修建完成,4a来经历了2次泥石流检验.现场观测发现,该防治工程治理效果显著.     

长达坂沟泥石流治理工程模型试验研究

泥石流是一种能够给人类造成严重灾难的地质灾害,近年来我国接连发生数次严重泥石流给人民的生命财产造成了严重损失,每年我国国土等部门均会投入大量的资金进行泥石流的治理。但是由于我国幅员辽阔,地形地质情况极为复杂,且泥石流的启动机制和破坏机制变幻莫测,受多种因素影响,截至目前,治理工程实施后又遭遇大型泥石流的工点很罕见,大量的治理工程的效果缺失后评价,造成前期的治理投入不能对后续的治理治理工程提供借鉴。本文通过将甘肃省肃南县长达坂沟泥石流的沟道以及治理工程按照1:100的比例重现在实验室内,通过在拦挡结构上安装的力学传感器,同时监测泥石流的运动情况,分析了治理工程的受力模式及其拦挡效果。研究结论(1)在模型试验中拦挡结构的拦挡效果良好,可以将大部分体积较大的固体物质拦下。(2)格宾-桩板墙拦挡结构应尽量设置在沟道转弯处,可以有效较少泥石流对拦挡结构的冲击力。(3)在转角较多的沟道内,泥石流在的冲击力会被极大的消散,甚至出现下游处拦挡结构的冲击力小于上游处的冲击力。(4)沟道转弯处泥石流冲起高度可能超过沟道而出现漫流,所以在沟道转弯处,若是沟道较浅,可以在沟道顶部加设拦挡墙体。     

甘肃省岷县耳阳沟“5·10”泥石流基本特征及危险度评价

耳阳沟泥石流是甘肃省岷县具有代表性的泥石流沟之一.2010年5月10日,短时强降水导致耳阳沟暴发特大型泥石流.耳阳沟具有支沟泥石流发育、比降大,主沟沟谷宽阔、比降小的特点.泥石流是从其支沟快速冲出,多处堵断主沟又多级溃决、集中冲出形成大规模泥石流,造成严重灾害.     

东川大、小白泥沟泥石流危险性评价与治理

东川区阿旺镇的大白泥沟和小白泥沟属于泥石流易发区,近年来,爆发的泥石流破坏了前期修建的拦挡坝工程,造成拦挡坝工程失效,新一轮的泥石流危险性评价和治理迫在眉睫.本文从与泥石流危险性相关的影响因子中优选出8个危险因子,运用层次分析法和熵权法的组合赋权法确定危险因子权重,并分析大、小白泥沟泥石流危险性,得出大白泥沟危险性为0...     

承德市某县城西泥石流治理分析

河北省承德市某县县城西山位于县城西面,地势西高东低。在主峰锥子山脚下由北向南依次排布着六条泥石流沟谷,所有沟道出口与县城主街道直角相交,直对县城区。西山各沟曾多次发生山洪泥石流灾害,给县城区造成极大危害和损失。为了消除该县县城西山大泥石流地质灾害隐患,保护城区居民及游客的生命财产安全,促进当地社会经济健康发展,进行了本次泥石流治理。本次治理遵循"以人为本、先急后缓"的原则,采用50年一遇的设计标准,分为拦挡工程及排导工程。     

青海省牛犁壕沟泥石流动力学特征及危险性评价

在对牛犁壕沟进行野外调查的基础上,通过对牛犁壕沟泥石流发育特征、成因分析、动力学特征参数计算及危险度评价研究,认为该沟属于中等危险的泥石流沟,还有爆发泥石流的可能性,并提出了"上游稳坡固源拦挡、中下游排导"的工程治理措施。     

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。     

新洋港入海港道冲淤保港需水量研究

为解决入海港道修建挡潮闸后对涵闸排涝效率以及入海港道通航能力产生较大影响的闸下淤积问题,基于MIKE11模型中的CST模块对盐城市入海港道——新洋港冲淤保港需水量进行研究。MIKE11模型中的CST模块由水动力学模型与泥沙输移模型耦合而成,根据闸下60 m、970 m、3 030 m三处断面的实测水位、流量和河床淤积高度资料,进行水动力学模型和泥沙输移模型参数率定,最终在设定闸下淤积高度不超过0.1 m的条件下,由MIKE11 CST模型确定出的新洋港冲淤保港生态流量为80 m~3/s,接近于2006年12月新洋港引江冲淤实验中得出的不冲不淤情况下的保港流量85 m~3/s。     

甘肃省舟曲县三眼峪沟泥石流灾害治理措施及效益分析

基于对舟曲“8·8”泥石流灾害的现场勘查,对三眼峪沟泥石流灾害治理提出了“以拦为主,拦排结合”的综合治理方案,结合拦挡坝15座、排导渠2.16km和监测预警系统等防治措施,以达到保护舟曲县城区人民生命财产安全的目的.工程实施后,将产生巨大的减灾效益、拦沙效益和社会效益.     

成县赵河沟泥石流特征及其工程防治措施

 通过对成县黄渚镇赵河沟泥石流形成条件、发育机制及特征的研究,阐述了该沟泥石流灾害的严重性。提出了“支沟拦挡、主沟固沟、沟口排导”的综合治理方案,并就各项工程的特点、形式有针对性地进行了改进。工程建成后,赵河沟泥石流将变成夹沙洪水,对黄渚镇的危害基本消除。     

泥沙输移对山洪特征值时空分布的影响——以北京“7.21”山洪为例

该文以北京房山红螺谷沟"7.21"洪水为例,计算分析了泥沙输移、河床冲淤对最高洪水位、最大流速、峰现时间等山洪特征值的影响。通过动床模型与不考虑泥沙输移的定床模型结果对比分析,发现在"7.21"洪水条件下,水-沙-河床的相互作用导致断面最高洪水位较定床情形普遍抬升,最大抬升约1.5 m,局部河段受淹致灾的可能性显著增大,淤积受淹断面淹没时间显著延长,但最大流速有所下降;在河床冲淤影响下,自上游至下游沿程各断面达到最高水位的时间并非单调递增,进而说明不能以个别监测点位的水位变化结果判断整个河段的洪水涨落趋势。该结果对山洪灾害的风险分析、监测预警与工程防治具有参考作用。     

青海玉树果波隆沟泥石流动力学特征及危险性评价

为了查明果波隆沟泥石流的发育特征及形成原因。在野外调查的基础上,通过对泥石流的发育特征、成因分析、动力学特征参数的计算及危险度进行了评价研究。结果表明:该处泥石流属暴雨沟谷型水石流,规模为小型,易发程度为中易发,泥石流容重为1.51 t/m~3,流速为3.8 m/s,泥石流洪峰流量为30.12 m~3/s,整体冲击力为2.93 t/m~2,危险度0.441,属中度危险的泥石流沟。通过研究提出"上游固源稳坡拦挡、中下游排导"的工程治理措施,为同类泥石流研究提供了实例经验。     

夏河县颜克尔沟泥石流灾害特征及治理方案

本文根据2008年8月20日凌晨,发生在夏河县颜克尔沟泥石流的危害方式和规模,沟内不良地质现象的发育和泥石流特征,结合地形地貌和工程地质条件,确定了拦挡坝、护岸堤、防冲坎、谷坊坝、排洪渠、导流渠、排洪堤、必要拆迁的综合治理方案,该治理方案的实施,可基本消除颜克尔沟100年一遇的泥石流隐患,对于保护夏河县城人民生命财产及拉卜楞寺的安全,促进社会和谐发展、维护少数民族地区社会稳定具有重要的意义。     

环县虎洞镇杨岭沟、朱砚沟泥石流特征及危害程度分区

杨岭沟泥石流流域呈“柳叶”型,面积为0.76km2。朱砚沟泥石流流域呈“火炬”型,面积为0.63km2。经计算杨岭沟泥石流流速为2.09m/s,一次过流总量Qp1%为0.49×104m3,Qp2%为0.26×104m3,朱砚沟泥石流流速为2.11m/s,一次过流总量Qp1%为0.41×104m3,Qp2%为0.22×104m3。根据杨岭沟、朱砚沟泥石流沟道发育的特征以及堆积区的地形特征结合泥石流冲淤范围等因素,可将杨岭沟、朱砚沟泥石流危害区分为严重区、较严重区、一般区。     

整治工程后长江口南北槽的分流分沙季节特征

利用2009年2,4,8和11月共4次长江口南北槽的全潮水文泥沙测验数据,分析全年4个季节期间长江口南北槽的分流、分沙特征.结果表明:南槽的分流比、分沙比均大于北槽的分流比、分沙比,进入南港河道的水流、泥沙通过南槽的通量大于其通过北槽的通量.在春夏秋3个季节,南北槽均处于由陆向海输运格局;在冬季,南槽处于由海向陆输移状态,泥沙更易于南槽落淤,而北槽处于由陆向海净输移状态.与2006年,2007年冬季相比较,长江口三期整治工程实施后,北槽的水动力作用进一步加强.