透过型泥石流拦砂坝工程减灾效果分析

为了更好地理解透过型坝的减灾表现,通过对岷江上游、安宁河流域已建的透过型坝开展无人机航测、泥石流取样、室内分析测试等工作,将坝体开口形式分为横向开口、竖向开口、方形开口和混合开口4种类型,研究结果表明:区内透过型坝结构主要以方形开口为主,拦砂坝满库和半库工况占比分别为33.65%和40.38%;回淤纵坡经验值S dep=(0.31~0.83)S init,整体都表现出较好的回淤缓坡效果;在调控方面,透过型坝表现出一定的拦粗排细特征,但由于坝体开口较小,其对粒径的分选效果并不显著;透过型坝减灾中存在坝(群)开口参数设计不合理、坝体结构整体性较差、过流结构的磨蚀破坏、坝下游冲刷侵蚀和基础淘蚀破坏以及库内人工清淤不当等问题。研究成果完善了透过型坝的结构分类,加深了对其功能性的认识和理解,明确了工程实践中的问题与不足,可为工程优化设计提供技术支撑。

西藏冈底斯中段南木林地区始新世岩浆作用的厘定及其大地构造意义

选取南冈底斯中段南木林地区的二长花岗岩岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和全岩地球化学分析。分析结果显示,研究区二长花岗岩体的锆石U-Pb年龄为50.24±0.68Ma,为始新世岩浆活动的产物,是冈底斯岩基的重要组成部分。岩石地球化学特征表明,里特曼指数为1.66~1.94,具有钙碱性特征,A/CNK=1.11~1.15,显示出过铝质的特征,同时具有高硅、高钾(可达钾玄岩系列)特征。微量元素强烈富集Rb、Th、U等大离子亲石元素(LILE)及La、Ce等轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素(HFSE),表现出弧型或壳源岩浆岩的地球化学属性。Sm/Nd值为0.45~0.57,平均值为0.53,显示出岩浆的深源特征。稀土元素(La/Yb)N值较高,平均值为9.25,轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,且具有较显著的负Eu异常特征。综合研究表明,南木林花岗岩体形成过程为俯冲至断离的特提斯洋壳发生脱水作用,导致上覆地幔楔发生部分熔融,玄武质岩浆形成,岩浆随后上涌底侵至莫霍面附近,巨大的热烘烤作用迫使下地壳(富黏土或泥质岩)发生部分熔融,之后玄武质与长英质岩浆发生了广泛的混合作用,最后侵位成岩形成南木林地区广泛的含基性包体的花岗岩体。这为特提斯洋闭合、印度-欧亚板块碰撞的时限提供了同位素年龄证据,也丰富了冈底斯岩体成岩模式和地球化学特征。

“8·20”板子沟泥石流特征及防治措施

2019年8月20日汶川县板子沟暴发了泥石流,“8·20”板子沟泥石流造成沟内村庄、厂房、水电站和格栅坝受损,泥石流冲毁沟口桥梁,造成都汶高速公路S9断道。基于现场勘查和室内试验资料,分析了“8·20”板子沟泥石流特征,泥石流平均流速达5.6 m/s,洪峰流量535.98 m^(3)/s,一次泥石流过程总量约69.63×10^(4)m^(3),向岷江输砂约25.97×10^(4)m^(3),表现为堵溃型沟谷泥石流。提出了基于Tamotsu Takahashi模型的泥石流降雨阈值预测方法,该方法可用于确定泥石流的临界雨强和暴发时间,“8·20”板子沟泥石流的临界雨强为5.7 mm,小于历年临界雨强。基于水文计算结果,提出了针对板子沟的防治措施:按10年、20年一遇的标准进行设计时,可采取设置防护堤的方式;按50年、100年一遇的标准进行设计时,可采取设置防护堤+拦砂坝的方式。

汶川县绵虒镇板子沟“8·20”大型泥石流堵河特征及危害性预测

汶川地震后,板子沟曾发生过多次大规模泥石流,尤其是2019年"8·20"泥石流对沟口的道路桥梁以及村寨造成了严重的破坏,将主河道向对岸严重挤压,今后仍存在较大堵河的风险。文章在野外调查以及对泥石流基本特征和形成条件综合分析的基础上,分析了堵河特征,计算了不同频率下泥石流的堵河参数,并预测了各频率下溃决洪水对绵虒镇可能产生的影响。计算结果表明,频率为2%、5%和10%的泥石流造成岷江堵塞的可能性较小,假设发生堵河事件,绵虒镇也不会受到溃坝洪水的危害。频率为1%的泥石流很可能造成主河堵塞。体积约57.38×10^(4)m^(3)的泥石流物质可以到达岷江,形成高度约为51.61 m的堰塞坝。在主河洪水的作用下,堰塞坝发生溃坝,溃坝洪水的峰值流量为5 935.49 m^(3)/s,到达绵虒镇后降至2 312.25 m^(3)/s。由于相应的洪水深度(4.00 m)大于防护堤的高度(3.50 m),因此溃坝洪水很可能会对绵虒镇防护堤附近民房造成破坏。为今后大型泥石流堵河特征的分析,以及溃决洪水对下游城镇可能造成的影响提供了参考。

西藏冈底斯南木林地区晚三叠世中酸性岩浆作用及构造意义

拉萨地块新特提斯初期演化过程是构建特提斯时空格架的重要环节,受制于研究对象的匮乏,其认识尚待深入。为此,本研究选取中拉萨地块南木林甲措乡地区花岗闪长岩和石英闪长岩,进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学分析,探讨岩石成因和源区,为新特提斯初期演化提供新的制约。分析结果表明,花岗闪长岩和石英闪长岩的锆石U-Pb年龄分别为(214.3±1.1)Ma和(206.1±1.3)Ma,代表晚三叠世两期次岩浆事件。岩浆岩里特曼指数(σ)介于1.79~4.71,具有钙碱性-碱性特征,Al_(2)O_(3)含量为15.01%~17.57%,A/CNK=0.76~1.12,显示出准铝质-过铝质的特征,此外花岗闪长岩具有高硅(SiO_(2)含量61.87%~73.72%,平均65.76%)、高钾(最高达4.25%)、较低的Mg#(31~46,均值为41)特征。二者微量元素均表现为强烈富集Rb、U、K、Pb等大离子亲石元素(LILE)以及La、Ce等轻稀土元素,而亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),表现出弧型岩浆岩的地球化学属性;Rb/Sr值(0.05~5.50,均值为2.54)指示壳源特征。(La/Yb)N值较高,平均12.05,反映了轻重稀土元素分馏显著的特征,Eu负异常不明显(δEu=0.57~1.01,平均0.73)。综合研究表明,南木林地区中酸性岩体为壳幔混合成因的I型花岗岩,其形成过程可能为:新特提斯洋北向俯冲导致地幔楔发生部分熔融,岩浆底侵形成新生下地壳,随后幔源岩浆热烘烤导致新生下地壳重熔,岩浆上升侵位形成甲措乡中酸性岩体。本研究指示新特提斯洋北向俯冲作用在晚三叠世(≈214 Ma)之前已经发生,早于新近发现的晚三叠世Be-Rb±(Nb-Ta)稀有金属矿化时限。