蓝田县葛牌乡泥石流调查

(一)前言葛牌乡位于秦岭北麓灞河一级支流辋川河的上游,面积19万亩,林地约占58%,荒地占25%,耕地占8%。全乡大部分地区海拔都在1000米以上。由于山体强烈上升,河流急剧下切,相对高差大、坡度陡、地形起伏大以及暴雨频繁等原因,泥石流经常发生。

中尼交通廊道318国道沿线泥石流分布及特征数据集(2022年)

中尼交通廊道地区在特殊的地理地质环境限制下,缺乏可信且较为完整的泥石流分布数据。本数据集是基于泥石流早期识别和野外实地调查,结合数字高程模型(DEM)和地质图,得到的1990年至2022年中尼交通廊道318国道沿线范围内的泥石流编目及特征信息。泥石流流域的提取主要采用Arc GIS中的水文分析方法,考虑到DEM的精度限制,结合Google Earth影像进行必要的人工校正。降水和温度参数信息取自1980–2009年共30年的国家气象站点实况数据内插年降水数据和年气温数据,断层分布信息来自中国地质调查局发布的《中国1∶50万数字地质图》,地形信息来自12.5 m分辨率的ALOS DEM数据。在28.0°–29.4°N,85.1°–88.9°E范围内,共提取255条泥石流记录,覆盖面积为1660.73 km^(2)。本数据集包含中尼交通廊道318国道沿线泥石流主要分布范围的矢量文件、泥石流目录矢量文件、泥石流参数特征文档3个文件。本数据集均经过现场实地调查、确认,数据信息可靠,可作为基础数据集,应用到该地区的泥石流研究中。

新型阻尼耗能式泥石流格栅坝的工作机制及理论计算方法

为解决泥石流冲击作用下传统格栅坝容易损坏问题,提出新型阻尼耗能式泥石流格栅坝,阐述了其结构组成及工作原理。利用力法、变形协调方程与温克尔弹性地基梁理论,建立了新结构耗能与复位阶段各构件的力学计算模型,给出了立柱埋深的计算方法。运用有限元软件分析新结构的力学特性,并将理论计算与模拟值进行了对比。结果表明:(1)新型阻尼耗能式泥石流格栅坝基于柔性消能理念,通过迎流面格栅与阻尼耗能撑杆协同变形来消耗泥石流冲击能量,与传统泥石流格栅坝相比,大大提高了抗冲击性能;(2)新型阻尼耗能式泥石流格栅坝受力分耗能与复位两阶段,耗能阶段变形协调使最边跨横梁在滑移支座端内力急剧突变,设计时应着重考虑;复位阶段顶层竖杆与横梁内力大于其他层,应重点验算;(3)理论计算与有限元模拟的各构件内力变化趋势基本吻合,验证了本文计算方法的可靠性,结果可为新型阻尼耗能式泥石流格栅坝的推广应用提供理论依据。

为山区经济建设服务的泥石流研究

一、在山区开发中应运而生的新学科泥石流是广泛分布于我国山区和半山区的自然灾害现象,它爆发突然、破坏力很强。大量的固体物质在极短暂的时间内迅猛地冲出山口,倾泻而下,给山区经济建设和人民生命财产造成巨大危害和严重威胁。泥石流的发生是现阶段山地环境退化,地表结构恶变。

山东省滑坡泥石流防治初探

山东省是我国现代灾害暴雨泥石流华北、东北的副区之一。随着原始森林毁灭,一度曾为滑坡泥石流的密集爆发区,持续久远的剧烈土壤流失,使原有较厚土壤层大部流光,现有山区的土层厚度平均只有20—30cm。目前土壤侵蚀仍在加速进行,多以面蚀和小型崩坡、滑塌的水石流的形式进行。建国以来,我省在防治陡坡悬崖、滑坡、泥石流及土壤流失的实践中,已经取得生物工程防护体系等成功经验,正在普及和推广。

泥石流地区的铁路选线

泥石流是指含有大量泥、砂、石等固体物质的突发山洪。它常常是伴随着暴雨山洪而来的,多分布在山区,以西南、西北最多,东北、华北地区也不少。据铁道科学院西南研究所的研究统计,全国铁路有30多条干支线受泥石流沟的冲塞为害,全国危害铁路运输安全的泥石流冲沟计有1300多条。解放四十多年来,铁路受泥石流灾害计有1200多次,其中淹填车站和破坏铁路设施的大灾害约有300起,导致列车脱轨、颠覆和人身伤亡、财产损失很严重。

基于建筑易损性分析的泥石流风险评价

泥石流对建筑物的破坏是导致人员伤亡和经济损失的主要原因,研究泥石流作用下建筑物的易损性是评价泥石流风险的关键环节。以长江流域卿家沟为研究区,采用FLO-2D软件模拟20,50,100 a一遇极端降雨场景下泥石流的动力过程,并基于泥石流强度(hv)进行了危险性分区;在此基础上,构建了适用于长江流域砌体结构建筑的易损性评估曲线,提出了一套基于泥石流动力过程和建筑易损性分析的风险评价方法。结果表明:FLO-2D模拟精度达79%,易损性曲线的相关系数R^(2)为0.88,评估效果良好;随着降雨规模的增加,研究区风险区总面积由3.30万m^(2)增加到3.99万m^(2),增长了20.8%;高和极高风险区面积显著增大,由0.68万m^(2)增加到0.86万m^(2),增长了27.1%;位于低风险区以上的房屋数量由7栋增加至11栋,原本位于低风险区的建筑可能面临更高的风险。最后,提出了生态防治和工程防治协同治理的措施,可为长江流域泥石流防灾减灾及治江工作提供合理建议。

泥石流防治工作中的科学管理

我国山地众多,泥石流分布广泛,根据我所对全国铁路沿线泥石流沟普查的资料统计,全路现有泥石流沟1386条。西南、西北地区分布最多,东北、华北地区次之,其余为零星分布。各线路分布情况见表1。

泥石流危险范围Laharz修正模型及其应用

泥石流危险区研究涉及触发条件、物源与地形等多种因素,需要开发快速、有效的方法进行危险范围分析。本文基于Laharz基本原理,以泥石流样本为数据基础拟合得到修正模型,并以重庆市巫溪县杨家湾沟为例,采用修正的Laharz ArcGIS工具包,在不同降雨重现期条件下对泥石流堆积范围进行模拟计算。结果表明:1)采用修正参数使Laharz模型统计量参数的和方差(SSE)和均方根误差(RMSE)减小,确定系数(R^(2))增大,拟合优度得到明显提高;2)基于数字高程模型,结合现场调查推算的物源体积,在ArcGIS平台采用Laharz工具包可快速模拟不同降雨重现期(10、20、50、100 a)条件下的泥石流堆积范围,并且模拟泥石流堆积宽度与现场调查堆积范围接近,大部分重合;3)采用Laharz修正模型与传统的FLO-2D软件模拟进行对比,其中最远冲出距离、最大堆积宽度和堆积面积在两种方法下模拟结果的差值比率分别在10.00%、15.00%和20.00%量级,采用两种方法模拟结果与实地勘查结果也相近,表明Laharz修正模型具可靠性。

大规模沟谷型泥石流成因与减灾启示——以黑水县谷汝沟“7·14”泥石流为例

沟谷型泥石流具有谷坡陡峻、相对高差大、沟道坡度大等特点,往往形成大规模的泥石流灾害。2021年7月14日20时许,黑水县谷汝沟发生大规模泥石流灾害,造成直接经济损失3300万元。为提高和完善泥石流灾害的预测预警手段与减灾水平,以沟谷型泥石流谷汝沟“7·14”泥石流为典型研究对象,通过现场勘察、模型计算、流域地貌信息熵和气象分析等方法,揭示谷汝沟“7·14”泥石流特征,分析其成因,预测其未来发展趋势。结果表明:谷汝沟“7·14”泥石流容重为1.83g/cm3,属于黏性石流,平均流速为11.2m/s,泥石流峰值流量达到991.2 m3/s;流域处于壮年偏幼期的地貌发育阶段,为谷汝沟“7·14”泥石流暴发提供了充足的动力势能条件,49.7mm的日降雨量是泥石流的激发因素;根据灰色灾变预测模型,谷汝沟将在2027年、2034年、2042年暴发泥石流灾害。研究成果有助于完善沟谷型泥石流的预测预警,可为其他地区泥石流防灾减灾提供参考。

12·18甘肃积石山地震诱发泥石流地质灾害成因及建筑物破坏特征分析

2023年12月18日甘肃省临夏州积石山县发生了Ms6.2级地震,地震诱发临近的青海省草滩村至金田村一带泥石流地质灾害,造成了巨大的人员伤亡。通过震后现场调研、物源提取、现状台塬稳定性分析以及泥石流冲击力与砌体结构的相互作用分析,并探讨泥石流成因、类别及泥流与建筑物相互作用机理。结果表明:灾害成因为该区域台塬冬灌后标准冻深内土体震后液化导致台塬滑塌引起,液化后土体呈泥流状随现状沟道运移至沟口,并迅速扩散与建筑物发生强烈的冲击作用,泥石流的作用方向与建筑物受力面夹角为90°,深度达到2.8 m、冲击力达到6.4 kPa时,建筑物即发生剪切破坏而倒塌。

泥石流危险区划的探讨

本文论述了泥石流危险区划的主要原则;探讨了确定危险区划的指标,并进行了量化;在此基础上,用灰色关联度分析确定了各因子的权重;从而给出了划分泥石流危险区的方法。最后进行了实例计算及验证。

基于灾害演化网络的泥石流风险评估方法研究

为准确地进行泥石流灾害演化风险评估、关键节点的定量识别,构建了基于灾害演化网络、结合随机过程的风险评估模型。通过构建灾害演化网络分析灾害链演化规律和灾害节点的影响程度,引入概率随机分布描述致灾节点发生概率和灾害节点的可能性,并将致灾节点发生概率,灾害节点发生后的影响程度和发生可能性进行耦合,识别灾害网络演化关键节点。将该方法应用于四川汶川板子沟地区泥石流后,结果表明:在四川汶川板子沟地区泥石流灾害演化中,风险控制的关键点分别是阻止泥石流入侵居民聚集地,减少交通受阻和救援受阻,与实际救援现场情况相符。研究结果可以为更有效地进行泥石流灾害应急救援提供一定的理论支撑。

基于地貌特征的泥石流类型划分

科学分类是泥石流研究的重要内容,也是科学认识泥石流这一自然现象的重要基础。地貌位置或流域形态是目前泥石流类型划分的重要依据之一,在泥石流按地貌特征、流域形态类型分类研究现状分析的基础上,讨论了目前基于地貌特征的泥石流分类方案在泥石流识别方面存在的差异,包括坡面型泥石流的定性识别方法、坡面型泥石流与沟谷型泥石流的判定指标以及形成机理等;进而从科学性和实践性出发,提出可结合斜坡地貌与沟谷侵蚀演化过程,将泥石流划分为坡面型泥石流、冲沟型泥石流和沟谷型泥石流的划分方案。

易贡藏布冰川边缘地带暴雨泥石流与冰川融雪泥石流特征差异分析

本文为探究冰川边缘地带暴雨泥石流与冰川融雪泥石流的特征差异,以易贡藏布流域中下游的64条泥石流沟为研究对象,在实地考察的基础上,通过遥感解译、建立Matrix Laboratory数学模型等方法,得到了两者在形成发育条件上和下游段威胁范围的差异。结果表明:(1)在地形地貌上,冰川融雪泥石流和暴雨泥石流在相对高差、纵向剖面形状指数等地形因子上有不同或相似的峰值数量分布。(2)在物源上,冰川融雪泥石流单沟最大、最小物源储量分别为6740×10^(4)m^(3),253×10^(4)m^(3),暴雨泥石流单沟最大、最小物源储量分别为228×10^(4)m^(3),1.5×10^(4)m^(3)。(3)在流量上,冰川融雪泥石流最大、最小流量分别为1498.2 m^(3)/s,105.4 m^(3)/s,暴雨泥石流最大、最小流量分别为126.7 m^(3)/s,2.0 m^(3)/s。两者在流量上有明显差异的原因,除了汇水面积相差大,还因冰川融雪泥石流有冰川融水与积雪融水的补给。其百年一遇重现期的冰川融水峰值流量最大、最小值分别为79.7 m^(3)/s,0.6 m^(3)/s,融雪当量为32.52 mm/d。(4)冰川融雪泥石流堆积区固体松散物质冲出距离远大于暴雨泥石流,冰川融雪泥石流单沟最大冲出距离为414.3 m,暴雨泥石流单沟最大冲出距离为43.6 m。对该区域内不同泥石流之间的发育机制差异进行研究,可为类似地区的泥石流防治提供一定的参考。

泥石流域的产沙

一、概况据初步统计,我国包括台湾省在内的31个省、市、自治区中,发生过泥石流灾害的有28个。迄今所调查到的泥石流沟有15000余条,仅铁路沿线就达1553条。

从环境因素探讨东川铁路泥石流的发展趋势

一、东川铁路泥石流的环境因素(一) 东川铁路泥石流的地质、地貌基础与水文气象条件东川铁路在天生桥越岭后,沿小江深大断裂带,全国著名的泥石流地区大白河～小江顺流而下。该铁路在后53公里范围内跨越了86条泥石流沟,建桥56座、涵洞23座,隧道、

基于改进云模型和线性规划优化算法的山区泥石流危险性评价

泥石流是一种由暴雨或地震诱发常发生在山区的破坏力强大的地质灾害,为了提前预防和减少其破坏能力,使用特定算法评价其危险性十分必要。采用云模型雾化特性对各评价指标权重进行一致性检验后耦合,得到合理的权重阈值区间。以线性规划优化算法通过设定目标函数后对各评价指标在权重区间内动态取值,从而得到各个泥石流沟渠最危险评分。改进了单指标的云数字特征公式,构建覆盖更全面的综合云模型,输入最大危险评分对研究区泥石流沟渠进行危险性分级。将该研究应用在汶川地震后北川县产生的72条泥石流沟渠实例中,其评价结果显示与研究区实际地形环境情况相吻合,为相似类型泥石流灾害的预防提供了新思路。

考虑透水效应的泥石流柔性防护网耦合分析方法

针对柔性防护网在黏性泥石流通过时的透水效应问题,在柔性环连网等效薄膜有限单元(FEM)的基础上,结合S-ALE和Ergun公式的欧拉-拉格朗日耦合算法,提出了Structured-ALE-FEM耦合算法(简称S-A-F方法),实现了考虑透水效应的泥石流柔性防护网耦合分析。结合USGS的泥石流柔性防护模型试验,开展了泥石流柔性防护全过程动力学分析,并与试验结果进行了对比分析。研究表明:提出的耦合方法可再现泥石流冲击、爬高及渗透堆积的全过程;与试验相比,泥石流堆积高度和堆积宽度的最大误差分别为11.9%和10.3%,泥石流浆体通过量最大差量为3.2%;柔性防护网关键部件动力响应与试验相比,右侧拉锚绳、左侧拉锚绳及网片最大变形量时程曲线误差分别为3.2%,16.4%,14.4%。与不考虑阻水效应的两种理论算法相比,S-A-F方法在泥石流冲击力峰值和泥石流浆体通过量准确度较同类其他方法提升了4.69%和17.50%。提出的S-A-F耦合方法可用于黏性泥石流柔性防护工程的设计计算。

降雨型山洪泥石流灾害成因及实证分析

为了更加有效地预防、应对和减少降雨引发山洪泥石流灾害造成的群死群伤事件,基于实证案例开展了山洪泥石流灾害成因分析。通过描述山洪、泥石流和山洪泥石流灾害基本特征与危害特点,分析了强降雨、流域地形、运动路径环境效应和承灾体等成灾要素。为了细化灾害成因性质认定,把山洪分为悬移质山洪和推移质山洪、山洪泥石流分为山洪泥石流和山洪水石流、泥石流分为泥流和泥石流,结合典型案例阐述了不同亚类山洪泥石流灾害的含义。