基于数值模拟的暴雨泥石流暴发频率计算模型

在缺失可靠降雨数据的地区,为解决泥石流暴发频率这一现实问题,从泥石流形成机理出发,由泥石流堆积特征反演形成条件,构建了基于数值模拟的泥石流暴发频率计算模型。该模型利用泥石流固体物质量估算模型和流域洪水流量推算模型,确定固体物质量、洪水流量、泥沙体积浓度后,通过FLO-2D流体模型计算得到与实际情况最符合的模拟情景,即可反推出已发泥石流事件的暴发频率。并以"7·4"石棉县马颈子沟和熊家沟泥石流为例,计算出两处泥石流的暴发频率皆为100年一遇,案例研究表明,该模型具备定量确定泥石流暴发频率的能力,对于泥石流预警预报和防灾减灾具有较强的理论和实践意义。

基于堆积物石块磨圆度的泥石流暴发频率判识

泥石流堆积物石块磨圆度是泥石流暴发频率判识的重要依据,对泥石流暴发频率的深入研究具有积极作用。选取34条不同暴发频率的泥石流沟为样本,采用POWERS提出的磨圆度确定方法,确定了泥石流堆积物石块磨圆度值(y)。结果显示:山洪泥石流沟堆积物石块磨圆度值为0.41≤y≤0.59,磨圆度以次圆、磨圆为主;低频泥石流沟堆积物石块磨圆度值为0.3≤y≤0.41,磨圆度以次圆为主;中、高频泥石流沟堆积物石块磨圆度值为0.21≤y≤0.3,磨圆度以棱角、次棱角为主。综合研究发现:泥石流暴发频率与堆积物石块磨圆度呈正比关系,两者相关性较强。将研究结果应用于典型泥石流沟的泥石流暴发频率判识,判识结果与现场调访结果一致。

泥石流流域岩性坚硬系数与暴发频率的关系分析——以云南滇北地区泥石流为例

参照成都理工大学国家自然科学基金项目"非集中固体物质补给的低频率泥石流形成机理研究"(编号:40870154)中的相关研究方法及结论,结合云南省丽江市、大理自治州9个相邻泥石流流域的物源形成情况进行比较论证。通过对比泥石流流域坚固系数与泥石流物源形成情况及暴发频率得出:泥石流流域内岩体坚固系数<8为软岩地区,物源量较大,形成中高频泥石流;泥石流流域内岩体坚固系数≥8为硬岩地区,物源量较小,形成低频泥石流。其结果与基金项目中关于四川省西部地区泥石流岩性与泥石流暴发频率的相关结论基本一致,因此基金项目中关于泥石流的暴发频率和岩性的关系不单适用于四川省西部地区,同样适用于云南滇北地区,具有一定的代表性。

降雨频率与泥石流暴发频率关系研究——以2015年8月西藏扎木弄沟泥石流为例

泥石流暴发频率是确定泥石流灾害设防标准的一个重要参数。以2015年8月发生在扎木弄沟的4次泥石流灾害为例,对于此次泥石流灾害,相关人员采用了目前所有关于泥石流暴发频率的确定方法,但都不能很好地确定2015年8月的泥石流暴发频率。研究主要结合2015年8月发生在西藏自治区易贡乡扎木弄沟的泥石流的降雨频率,并以线性雨洪法为基础计算洪峰流量数值,辅以计算了以泥石流容重为主、包括泥石流流量与流速等的泥石流动力学特征参数,最终确定了2015年8月扎木弄沟的泥石流暴发频率为两年一遇。值得注意的是,由于扎木弄沟的物源极为丰富,导致当地在一年一遇的降雨条件下,却产生了6倍于两年一遇的泥石流灾害的洪峰流量。研究结果有助于进一步提高泥石流暴发频率确定精度,并且有助于进一步选取泥石流灾害防治工程的标准。

泥石流流域岩性的坚固系数与暴发频率的关系

坚硬岩性地区的泥石流暴发频率较低在定性上基本可以概括岩性与泥石流暴发频率的关系,但目前还没有定量地描述岩性与泥石流暴发频率的关系。以四川省17个泥石流流域作为研究对象,通过现场调查研究泥石流形成区和堆积区粗化层颗粒的岩性、硬度以及泥石流的暴发频率,得出:①泥石流堆积区岩性组成特征基本可以代表形成区的岩性组成特征;②用地质图计算的流域坚固系数与现场调查的流域坚固系数基本一致;③岩性坚固系数与泥石流暴发频率的关系为:坚固系数≥8的硬岩地区主要暴发(极)低频率泥石流,坚固系数<8的软岩地区主要暴发中高频率泥石流。最终对比其他地区的39个泥石流流域的岩性坚固系数与泥石流暴发频率关系,其结果验证了研究的坚固系数8作为(极)低频率或中高频率泥石流界线的正确性。

泥石流暴发频率与其形成区块石粒径的关系

泥石流是山区常见的地质灾害之一,重大的泥石流灾害往往是由低频率泥石流造成的。通过对四川省西部地区17条泥石流沟的野外实地考察,测量了泥石流沟道内不同位置的块石粒径,研究了泥石流形成区、堆积区粗大块石粒径与泥石流暴发频率之间的关系。通过统计调查研究,得出坚硬岩石地区的块石粒径较大,泥石流暴发频率较低的结论,并初步给出由块石岩性、粒径来判定泥石流暴发频率的方法。用块石岩性和块石的平均粒径推测该泥石流沟的暴发频率,在低频泥石流的判断上简单可行,较为实用:可以通过查询地质图、判断主要岩性、对块石粒径赋值、选取影响因素进行修正、判定泥石流暴发频率。为深入研究低频率泥石流的形成机理提供了基础数据,为有效地预测和防治低频率泥石流提供了依据。

地形条件对泥石流发育的影响——以岷江流域上游为例

为了预警泥石流的发生,需要判断泥石流的易发程度。在地质和降雨条件都大致相同的条件下,因地形条件的不同,导致一个区域的沟谷暴发泥石流的频率有着明显不同,显然地形条件是控制泥石流发育的关键因素之一。以研究岷江流域上游典型沟谷为例,通过分析地形条件对泥石流发育的影响,选用岷江流域上游典型沟谷的形成区流域面积A0、形状系数F0以及沟床纵比降J03个重要参数进行研究,比较三者相互之间的关系特征而得到一个综合的地形因子G。对比研究岷江流域典型区域以及甘肃舟曲、台湾陈有兰溪地区沟谷泥石流的暴发频率和G值,比较验证后得出:在地质和降雨条件都相近的情况下,沟谷G值越大,则越利于暴发泥石流。因此,可运用地形因子G划分某区域内沟谷泥石流的易发等级。对于岷江流域典型区域的沟谷:G≥0.21极容易暴发泥石流;0.14<G<0.21较容易暴发泥石流;G≤0.14不容易暴发泥石流。由于地质条件和降雨情况的差异,不同地区泥石流易发等级所对应的G值也将不同。

北京山区番字牌西沟泥石流减灾规划探讨

番字牌西沟为北京山区具代表性的一条泥石流沟 ,1989年和 1991年两次暴发泥石流 ,致死 3人 ,造成严重灾害。泥石流具有容重大 (2 .0t m3 ) ,搬运固体物质粒径粗 ,固体物质以沟床堆积物补给为主 ,平均约 10年一次中小规模、5 0年一次大规模活动周期等特征。针对泥石流特征 ,制定出三套减灾工程规划方案 ,并进行方案优化探讨 。

冻融条件下冰碛补给型泥石流物源汇集过程与灾变初探

冻融作用在高寒山区以冰碛作为物源补给的泥石流形成及演化过程中起着重要的作用。针对冻融条件下冰碛补给型泥石流物源的汇集特征,结合泥石流物源区沟道岸坡的微地貌特征,通过分析冻融条件下松散物源汇集的影响因素、汇集阶段及汇集过程与暴发频率的关系,认为冻融条件下冰碛补给型泥石流的物源汇集过程可分为三种汇集方式(循环式冻融汇集、季节性冻融汇集及坡向式冻融汇集)和三个连续阶段(物源空旷阶段、物源丰富阶段及物源充足阶段)。在冰碛补给型泥石流物源汇集阶段划分的基础上,对在不同阶段泥石流发生灾变的可能性进行了分析和预测,并根据不同灾变阶段提出了相应的防灾减灾对策。