滑坡-泥石流灾害链特征分析与风险评价——以川西石棉县马颈子沟为例

我国川西地区地形地貌和地质构造复杂,滑坡-泥石流灾害链易发育,灾害链中主要灾害向次要灾害逐级传递,促使灾害的风险性进一步增强。为研究滑坡-泥石流灾害链的特征与风险性,以四川马颈子沟滑坡-泥石流灾害链为典型研究对象,对该区域滑坡和泥石流分别进行风险度分析,并对区域滑坡-泥石流灾害链进行特征分析与风险评价。首先构建AHP模型对滑坡危险度进行分析,并应用易损性等级计算模型计算滑坡易损性;然后应用泥石流危险区指标来估算泥石流的危险度,并根据区域统计数据得出区域泥石流灾害损失脆弱性;最后根据多灾害风险理论公式,计算区域滑坡-泥石流灾害链风险度,并对灾害链进行风险评价。结果表明:马颈子沟滑坡-泥石流灾害链为中风险度地区,该研究结果与现场勘察结果一致,验证了基于多灾害风险理论的灾害链分析评价方法体系结合多种模型进行计算的可行性。通过分析马颈子沟灾害链风险度,为类似研究提供理论依据。

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。

火后泥石流启动降雨阈值分析——以四川乡城县仁额拥沟泥石流为例

2014年6月1日,中国西南中横断山区仁额拥沟遭受了一次森林大火,火后的短时低雨强降雨在3#支沟内激发了3次泥石流;2015年8月的一次强降雨在仁额拥沟的1#、2#和3#支沟及其他附近的多个更小的流域内均激发了泥石流。为了解火后泥石流的降雨响应特征,文章采用距离修正的方式处理降雨数据,对4次泥石流进行降雨过程分析,查明了流域特征对泥石流启动的作用及其对各支沟泥石流不同降雨阈值的影响。研究发现:(1)泥石流降雨阈值在火后非常低且有随时间推移而增大的趋势;(2)仁额拥沟火后泥石流具有高频率特征,其原因除了在火后天然植被的破坏后降雨对坡面径流和侵蚀效应的放大,流域本身的性质也有极大的贡献;(3)各支沟内泥石流降雨阈值差异的主要原因在于流域面积的差异,泥石流侵蚀受制于径流量大小。

金沙江中游沿江高速公路地质灾害差异性分布特征与成因机制

金沙江位于青藏高原东南缘,跨越中国第一、二地貌阶梯过渡带,流域内地质灾害频发。四川沿江高速是“一带一路”“长江经济带”的重要支撑项目,对凉山州发展具有重大战略意义。为了研究金沙江中游沿江高速屏山—金阳段地质灾害的差异性分布这一特殊现象,通过遥感解译、实地调查和数据分析等方法,对研究区地质灾害发育的背景条件与特征进行了系统梳理,分析了地质灾害差异性分布的成因机制,提出了研究区不同灾害类型的防治对策并验证了防治效果。研究表明:沿江高速屏山—金阳段地质灾害表现为年降雨量大的屏山县泥石流灾害发育的比例远远低于年降雨量小的雷波县和金阳县;地形地貌、地质构造与地震活动是差异性分布的内部因素;临界降雨量和人类工程活动则是差异性分布的外部因素。可见内外因素共同主导着研究区内地质灾害的差异性分布。

基于流体粒子分层统计算法的泥石流流速垂向非线性分布模型

泥石流断面内流速垂向分布是研究其流量、冲击力和沟床侵蚀过程的关键。然而,受限于测量装置布设条件,泥石流现场实测及水槽试验中常用的分层流速仪等设备仅能采集断面内少量样本点的流速数据,导致基于实测结果拟合回归的线性分布模型难以准确描述泥石流速度分布规律。对此,本文依托大比例尺泥石流水槽试验开展研究,利用所构建的基于HBP本构的光滑粒子流体动力学(SPH)数值模型反演泥石流三维动力过程,通过分层统计算法对大量粒子速度数据进行分析处理,获得了断面内速度垂向分布规律,并据此提出了基于对数函数的泥石流流速垂向非线性分布模型。为验证所提出模型的准确性,利用其他多组水槽试验数据进行了对比分析,结果表明,本文提出的对数分布模型比传统线性分布模型能够更准确地拟合速度剖面,并在模型参数敏感性方面具有更强鲁棒性。

云南维西哈达沟中频泥石流特征及堵溃危险性分析

中频泥石流具有较大危险性和暴发周期较长的特点,人类活动会诱发其发生并加剧其成灾严重程度,当沟道不能满足泄流输水能力时将发生堵溃,危及两岸甚至是主河河道安全。由于目前中频泥石流危险性分析的缺乏,因此以云南省哈达沟中频泥石流为例,探讨其特征和再次发生泥石流及导致沟道堵溃的危险性,并提出防治建议。结果显示:泥石流重度1.62 t/m^(3),泥石流沟口流速4.794 m/s,基于暴发频率10%情况下的沟口峰值流量为54.43 m^(3)/s以及一次冲出总量为11072.03 m^(3);在下游沟道处修建有涵洞,其过流量为16.5 m^(3)/s,小于20 a一遇泥石流流量,一旦发生大型泥石流,则有堵溃危险。研究发现哈达沟中频泥石流危险度为高度危险,堵溃历史判断其再次发生沟道堵溃并有泥石流堵塞腊普河的可能性。

甘肃舟曲三眼峪沟泥石流粗大颗粒冲击力特征分析

本文通过对甘肃省舟曲县城后山三眼峪沟特大泥石流灾害的现场调查获取了舟曲三眼峪泥石流沟相关资料,并根据这些收集整理的资料分别对三眼峪沟及其支沟(大峪沟、小峪沟)泥石流动力学重要参数-冲击力,进行计算与特征分析,该参数计算结果对该沟泥石流防治工程参数设计有一定的参考作用,对灾区灾后重建有重要意义。分析发现泥石流流通区最大颗粒冲击力比堆积区的大,而堆积区粗大颗粒的冲击力呈先增大后减小的趋势并与粗大颗粒的最大直径呈单调线性关系;堆积区的粗大颗粒形态主要为棱柱状(长方体、立方体)、角锥状、菱形状。最后以利子依达沟为例对计算结果进行简要评估,并在上述计算与特征分析的基础上提出三眼峪泥石流沟针对性防灾减灾建议。

西藏林芝地区泥石流类型及形成条件分析

西藏林芝地区是我国泥石流灾害最为严重的地区之一,特别是近年来受全球气候变化的影响,冰川融化速度加快,冰川融水型泥石流灾害频频发生,危害极其严重。自2009年7月中旬开始,对该地区林芝、米林、波密、察隅4县30条泥石流沟做了系统调查。在研究该区域20条较具代表性泥石流沟的基础上,结合该区域已有研究资料,按泥石流形成的激发条件将其分为降雨型泥石流,冰川降雨型泥石流,冰崩、雪崩型泥石流,冰湖、堰塞湖溃决型泥石流共4类。进而从地形地貌、物源、水源及气温等方面分析了其形成条件。并在此基础上提出了针对性防灾建议。

西藏聂拉木县“4·25”尼泊尔地震次生山地灾害与防灾减灾对策

"4·25"尼泊尔地震诱发西藏聂拉木县大量的次生山地灾害,灾害主要类型包括崩塌、滑坡、泥石流和不稳定斜坡等。这些次生灾害不仅造成了人员伤亡,对中尼公路(G318线)的安全运营及沿线主要城镇居民点聂拉木镇、樟木镇(口岸)也造成了严重影响。地震诱发的大量崩塌、滑坡为泥石流活动提供了丰富的物源,将促进泥石流活跃,在后期暴雨作用下产生严重的泥石流灾害。通过初步分析得出:(1)聂拉木"4·25"地震次生山地灾害点计221处,分布于聂拉木县5个乡镇,其中有滑坡10处、崩塌159处、泥石流沟26条、不稳定斜坡26处。(2)聂拉木(边检站以下)—樟木—友谊桥—带以滑坡、崩塌灾害为主;聂拉木(边检站以上)—亚来乡—达弟以崩塌、泥石流为主、滑坡为次;希夏邦马峰东侧以冰川泥石流为主。最后,结合区域的地形、地质构造、气象条件提出了地震区恢复重建中的防灾减灾对策。

“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。

基于GIS的西藏林芝地区泥石流易发与危险区分析

西藏林芝地区是我国泥石流灾害最为严重的地区之一,特别是近年来受全球气候变化的影响,冰川融化速度加快,冰川融水型泥石流灾害频频发生,危害严重。自2011年6月中旬开始,对该地区泥石流做了系统调查,并以遥感与GIS作为数据获取与分析处理的技术手段。首先分析了地质、地貌、冰川活动、气候、地震单因子对林芝地区泥石流易发区的影响并给出了相应的易发区区划结果;其次,以主导因素分析原则对单因子进行综合叠加得到该地区泥石流易发区分区结果;最后,在易发区的基础上考虑区域内的威胁对象进行空间运算叠加得到该区域泥石流危险区,并针对性地提出了区域泥石流防灾减灾的建议。

新疆叶城“7.6”特大灾害性泥石流应急科学调查

2016年7月6日凌晨新疆喀什地区叶城县柯克亚乡玉赛斯(六村)发生滑坡堰塞坝溃决泥石流灾害,造成36人死亡、6人失踪、7户民房被完全毁坏,其余数十间房屋和大量基础设施不同程度受损。现场调查研究表明:(1)此次灾害性泥石流形成过程为:降雨→土质滑坡→滑坡堰塞坝→堰塞湖→堰塞坝溃决→泥石流;(2)9#土质滑坡堰塞坝在持续强降雨作用下发生溃决,溃口洪峰流量达977.8 m^3/s,形成堰塞坝溃决型泥石流,致使1#土质滑坡堰塞坝发生串联溃决,其溃决洪峰流量为459.2 m^3/s;(3)泥石流断面流速为4.51-6.51 m/s,断面流量为443.2-524.7 m^3/s,泥石流堆积扇最大长度283.9 m,最大宽度234.3 m。

金沙江白鹤滩水电站坝址近场区泥石流运动特征与发展趋势分析

2012年6月28日,金沙江白鹤滩水电站坝址近场区9条沟暴发了泥石流,通过对近场区泥石流灾害的现场调查,获取了这些泥石流沟的相关数据,据此进一步对其泥石流运动特征参数:泥石流容重、流速、流量、一次总量及冲击力进行了计算与分析;结合泥石流影响因素对其发展趋势进行了研究,得出在强地震、干湿循环变化气候的耦合作用下,该区仍可能会发生超过百年一遇规模的泥石流。上述计算与分析结果对白鹤滩水电站坝址近场区泥石流沟防治工程参数设计具有一定的参考作用,也为合理选择泥石流治理方案提供科学依据。

长江上游梯级电站开发区泥石流的治理工程效果评估与减灾策略——以金沙江白鹤滩水电站为例

[目的]评估灾害性泥石流严重的长江上游梯级电站开发区泥石流灾害治理工程效果,为长江上游同类水电站的泥石流防灾减灾与治理效果评估研究提供思路。[方法]选择金沙江白鹤滩水电站施工区的矮子沟和大寨沟泥石流治理工程为案例,通过2013—2015年连续3a的现场跟踪调查分析,结合模型计算对矮子沟和大寨沟泥石流峰值流量过程进行计算,分别评估2014和2015年矮子沟、大寨沟泥石流治理工程效果,并进行泥石流危险性评价。[结果]基于长江上游梯级电站开发区泥石流灾害特点,提出了长江上游梯级电站开发区泥石流治理工程效果评估模式,并提出了基于风险控制的水电工程泥石流"以排为主,适当拦挡"治理模式与减灾策略。[结论]矮子沟、大寨沟现有的泥石流防治措施在满库的状态下能够满足500年一遇泥石流过流的要求,泥石流危险性小。

成都市灾害性山洪泥石流临界降雨量特征

在统计四川省地震灾区106个县建国以来的山洪和泥石流灾害时间和相应的1 h和24 h雨量值基础上,得出四川省地震灾区山洪泥石流的临界雨量在不同的区域表现出不同的特征。其中1 h临界降雨变化于5~120mm,与山洪泥石流暴发关系最为密切;24 h临界降雨主要变化于35~235 mm,对山洪泥石流的暴发有极大的影响。在此基础上重点研究成都市灾害性山洪泥石流临界降雨量特征,并给出成都地震灾区山洪泥石流应急预警的降雨指标,具有重要的减灾价值。最后,根据临界降雨量特征进行了成都市山洪泥石流防治区划分。

茂县宗渠堰塞湖漫顶溃决洪水演进规律模型试验研究

5.12汶川大地震诱发了大量堰塞湖,这些堰塞湖一旦溃决,溃决洪水将对下游居民的生命财产造成很大的威胁,因此研究堰塞湖溃决洪水沿程水位变化规律对决策部门发布洪水预警,组织撤离与逃生,实施紧急救援等具有十分重要的意义。该文选取四川省茂县宗渠堰塞湖为原型进行野外模型试验,通过在堰塞湖库区及其下游建立一套高清晰DV摄影为主,辅以下游水位定点标记的模型试验方法,研究了堰塞湖库区水位变化过程,通过对时间差分推导出堰塞湖水量平衡方程,进一步得到溃口流量随时间变化规律;研究了下游水位变化过程揭示出堰塞湖漫顶溃决洪水的演进规律。溃口发展过程在纵向上主要以陡坎前进的方式推进,而横向上主要由土体坍滑失稳引起。此结果也可为今后堰塞湖的应急排险,溃决洪水的深入研究等具有参考价值。

金沙江白鹤滩水电站坝址施工区泥石流易发性与危险区初步分析

2012年6月28日,金沙江白鹤滩水电站坝址施工区的9条泥石流沟暴发了泥石流灾害。在实地调查基础上,应用规范中的模糊数学评判方法对9条泥石流沟进行了泥石流易发程度判别,进一步采用了模拟计算和现场调查2种方法对9条泥石流沟危险区进行了初步区划。分析结果得出:a)除延吉沟和凉水沟的泥石流易发程度为轻度易发外,其余泥石流沟的泥石流易发程度均为中等易发,其中以大寨沟为最易发,矮子沟次之;b)单沟泥石流危险性从大到小的顺序依次为:大寨沟>矮子沟>大石垴沟>白鹤滩沟>延吉沟>凉水沟>牛路沟>海子沟>蔡家坪沟;c)单沟泥石流危险区面积为1.61km2,占流域总面积的0.7%。最后,在上述分析结果的基础上提出了针对性的泥石流防灾建议。

新疆叶城“7·6”滑坡泥石流灾害调查与形成机理研究

2016年7月6日晨0时40分左右,新疆喀什地区叶城县柯克亚乡六村发生特大滑坡泥石流灾害,造成重大人员伤亡和财产损失。本研究采用地面调查、访问和遥感解译方法,从滑坡、泥石流形成的地形地貌、地层岩性和水文气象条件着手,分析了滑坡特征与成因,泥石流形成条件、灾害链过程与致灾机理,并对未来本区滑坡泥石流的发展趋势进行了预测。现场调查表明:(1)位于西昆仑山北坡中高山区的六村与七村毗邻区域,在6日凌晨发生的大暴雨,触发了38处群发性浅层黄土滑坡,属蠕滑-拉裂机制,且部分大滑坡表现为远程滑坡-泥流特征;(2)这些滑坡体堆积在"V"形沟谷中形成堰塞坝,其中六村上游发育15处滑坡和2个滑坡堰塞坝,在持续降水和小型沟谷泥石流的作用下,滑坡坝发生串联式溃决而形成堵溃型泥石流,冲毁六村居民区和道路;(3)同时,该毗邻区域两侧存在超过227处的黄土滑坡变形体,未来在区域气候由暖干转向暖湿条件下,强降雨的极端气候事件会增多,若遭遇强降雨,研究区仍然会爆发滑坡-堰塞坝-溃决泥石流模式的灾害,其规模可能比"7·6"事件还大。建议深化本区浅层黄土滑坡变形机理、临界雨量及泥流运动机理等方面的深入研究,同时加强滑坡泥石流的监测和预测研究。

甘肃舟曲三眼峪沟泥石流动力学特征参数计算

通过对甘肃省舟曲县城后山三眼峪沟特大泥石流灾害的现场调查,获取了舟曲三眼峪沟泥石流相关资料,据此分别对三眼峪沟及其支沟(大峪沟、小峪沟)泥石流动力学的泥石流流速、流量及冲击力进行分析与计算。计算结果表明:流速、流量达到特大泥石流的规模,冲击力远远大于该沟防护工程的设计。提出了三眼峪泥石流沟针对性防灾减灾建议。

堰塞坝漫顶溃决过程与机理试验研究

为了分析堰塞坝的溃决过程与机理,进行了堰塞坝漫顶溃决试验。结合堰塞坝的溃口扩展和溃决流量过程,将漫顶溃决过程分为最初的缓慢侵蚀阶段和之后的快速侵蚀阶段。在这个过程中,溃口在纵向上的扩展以陡坎侵蚀的方式推进,而横向上的扩展由土体坍滑失稳引起。坝体漫顶破坏属于冲刷破坏。通过分析陡坎后退过程、冲刷过程及其机理,认为冲刷过程包括土粒间剪切和孤粒搬运两个过程,土粒间剪切为搬运过程提供孤粒,而搬运过程为土粒间剪切提供作用空间。颗粒间剪切发生后,细颗粒随即被搬运,而粗颗粒多在溃口表层形成"拟混凝土"结构,阻碍陡坎下蚀。快速侵蚀阶段,随着流速、流量的增加,"拟混凝土"结构遭到破坏,溃口进一步发展。