弃渣型泥石流输沙速率模型试验研究

近年来,弃渣型泥石流灾害时有发生。为了探索弃渣型泥石流输沙速率,以陕西省小秦岭金矿区的大西岔沟为研究背景,对大西岔沟泥石流的孕灾条件和成灾特征进行了详细的野外调查,发现该区域地形陡峻,弃渣总储量丰富,具备良好的泥石流孕灾条件。同时,泥石流在沿程运动和演化过程中,将具有明显的沿程放大和链生特征。结合野外调查资料,理论推导了弃渣型泥石流输沙速率的计算方法,并根据相似准则设计了水槽模型试验,对计算理论中的冲刷系数进行了率定。试验数据表明冲刷系数的取值范围在3.2×10^(-5)~7.1×10^(-5)m·s/kg之间。这些率定参数将用于后续的小流域泥石流产汇流过程研究之中,同时也为该区域其他相关研究以及泥石流监测预警提供科学参考。

云南东川区烧房沟“7·31”弃渣型泥石流成灾机理

2008年7月31日晚持续强降雨导致云南省东川区舍块乡烧房沟爆发泥石流灾害,造成了人员伤亡、公路、民房以及大量公共基础设施受损。这次泥石流发生在地质环境较为脆弱的工矿区,该泥石流的爆发是弃渣的不合理堆放与强降雨共同作用的结果。通过现场实地调查与试验等方法,分析了泥石流形成的降雨条件、地形条件、物源条件,研究了烧房沟泥石流启动、流通以及堆积过程。研究结果表明:集中的松散弃渣物源以及强降雨是烧房沟发生泥石流的主要原因。从发展趋势上看,烧房沟泥石流处于发展期,仍存在爆发泥石流的可能性。根据泥石流特征提出如下治理措施:拦、护为主,结合潜坝消能;及时清淤,恢复植被;实时监测,临灾预警。

矿山弃渣型泥石流沟临界雨量浅探

矿山弃渣型泥石流沟是北京市西部山区重要的泥石流类型,在近几年发生的泥石流中占比重较大,是近期高发的泥石流类型。本文通过遥感调查数据总结了矿山弃渣型泥石流沟数量较多且松散物质易于启动的基本特点,对2016年7月20日江心台沟泥石流案例进行分析,依据本次泥石流前期雨量较少,当日激发雨量集中于某一时段即引发了本次泥石流的特点,提出了以本次泥石流提取的降雨信息,作为北京市矿山弃渣型泥石流沟临界雨量值的观点。

兰州市主城区人工弃渣型泥石流研究

兰州市地域狭长,向南北两侧拓展空间有限。因此,很多工程都无法避免的要挖山填沟或穿山而过,在这个过程中就形成了大量的人工弃渣,而这些弃渣只能就近选沟而弃。近几年,随着兰州市人类工程活动的频繁加剧,由大量弃渣引发的人工弃渣型泥石流的发生也越来越多,其潜在危害也愈来愈严重。就兰州市主城区人工弃渣型泥石流进行了系统研究,并就其特征及起动机理进行了深入分析,在此基础上提出了相应的防治措施。

弃渣型泥石流起动机理水槽试验研究

以西安市长安区航天基地建筑垃圾消纳场地的泥石流隐患为背景,从地形地貌、固体物源、水动力条件三个因素分析了泥石流的成因,并依据以上三个因素基于室内水槽物理试验,探究了弃渣型泥石流的起动机理。结果表明:当沟床坡度较大时,固体物源在较小的水动力条件下即可起动,反之亦然;物体物质储量越大时,弃渣型泥石流的启动越困难,弃渣堆积高度越大,越容易启动。为后期的工程设计及防治提供一定的思路,也为弃渣场地的合理规划布局有一定的参考价值。

工程弃渣型坡面泥石流形成过程试验

从试验模型、试验材料、试验装置及测试内容等方面制定了工程弃渣型坡面泥石流试验方案,拟定了模型试验过程,降雨历时16～18 h,其中0～13 h属于前期降雨阶段,降雨强度控制在6.8 mm/(10 min),分4次完成,每次降1 h,停2 h;13 h以后属于短历时强降雨阶段,降雨强度控制在16.7 mm/(10 min);分析了坡面渣体含水量、孔隙水压力和地表位移高程随降雨历时的变化,揭示了工程弃渣型坡面泥石流形成过程的物理力学特性。

高寒山区流域汇水径流作用下弃渣型泥石流启动影响因素研究

随着国民经济持续高速发展,西部山区已成为梯级水电、铁路公路、油气管线等国家重大工程的高密度区。由于西部山区地形地质条件较为复杂、生态环境敏感脆弱,在交通工程中隧道占比越来越高,洞渣量巨大,常面临适宜场地少、堆渣高度大、堆渣坡度陡,存在一定生态、安全风险的困境。在《“十四五”规划》和《2035远景规划》中明确实施的雅鲁藏布江下游水电开发工程同样需要面对大量洞渣的科学处置问题。本文以雅鲁藏布江下游弄家曲流域拟建弃渣场为研究对象,根据弄家曲流域沟道地形、流域特征及渣料堆放需求提出了全程台阶(单台阶、双台阶、三台阶)堆填3种方案。基于室内物理模型实验,研究了流域汇水径流冲刷作用下,不同堆放形式弃渣场失稳破坏模式及特征。在流域汇水径流冲刷作用下,全程三台阶、双台阶和单台阶堆填方案下的泥石流启动模式可分别归纳为侵蚀启动型、堵溃启动型和混合启动型,其中三台阶堆填弃渣场启动流量最大、泥石流流量较小、泥石流规模最小,在全程堆填方案中具有明显优势。