白龙江流域降雨型泥石流活动规模预测模型

白龙江地区泥石流沟谷内大量松散固体物质在强降雨的激发下易形成规模较大的降雨型泥石流,泥石流一次冲出量比同等条件下要放大数倍,应用以往泥石流活动规模预测模型进行计算的结果与实际值误差较大,因此,需构建适用于白龙江流域暴雨型泥石流一次最大冲出量定量预测方法。以区内降雨频率为10 a一遇的24条沟谷型泥石流历史活动规模为典型实例,结合野外调查,利用MATALB多元非线性统计方法建立泥石流一次最大冲出量预测模型,结合舟曲三眼峪沟“8·8”特大泥石流等5条暴雨型泥石流灾害特征对预测模型优化完善,构建了不同规模降雨频率下的泥石流活动规模定量表达式。结果表明:影响泥石流一次最大冲出量的有泥石流灾害爆发区面积、流域内松散固体物质总量及诱发泥石流的降雨条件等3个因素,所建立的模型适用于白龙江流域降雨沟谷型泥石流活动规模的预测。该方法可为经济建设安全地段选址和未来城镇泥石流快速风险管理提供重要依据。

基于激发条件和堆积体稳定性的冰川降雨型泥石流预警模型研究

在全球变暖的背景下,冰川泥石流将进入高发期。分析了冰川泥石流成因,选取日最高温度、日降雨量、泥水位、地表位移、含水率作为泥石流监测预警指标。通过层次分析法确定了5个指标的权重,提出了基于激发条件和堆积体稳定性的冰川降雨型泥石流预警模型。应用该模型成功对天山公路K636冰川泥石流沟2017年7月14日爆发的泥石流进行了预警,证明该预警模型有一定的可靠性和实用价值,为冰川泥石流预警研究提供了一种新的参考。

中巴公路盖孜河段降雨型泥石流的激发雨型及临界阈值研究

目前针对新疆南疆干旱少雨地区降雨型泥石流的研究较为薄弱,开展泥石流发生的激发雨型和临界阈值研究具有重要理论意义和应用价值。以中巴公路盖孜河段为研究区,分析降雨型泥石流发生的降雨过程数据,探讨泥石流的激发雨型及激发雨量特征,建立研究区降雨型泥石流发生的临界降雨阈值。研究表明:(1)研究区降雨型泥石流的激发雨型包括快速、中速和慢速3个类型,这三种降雨历时的泥石流分别约占总数的64.3%、14.3%和21.4%,说明短历时的降雨更容易激发泥石流;(2)研究区降雨历时和诱发泥石流所需的平均雨强之间呈反比例关系,但降雨历时与泥石流发生所需的累计降雨之间是正比例关系;(3)利用有限的泥石流降雨过程数据拟合出降雨阈值函数,并对研究区无降雨资料区发生泥石流所需的激发雨量指标进行了合理预测。研究成果可为中巴公路沿线泥石流预警中降雨阈值确定提供基础数据,也可为新疆干旱地区的降雨型泥石流预警预报研究提供参考依据。

中巴公路奥布段降雨型泥石流危险性评价

泥石流危险性评价是对泥石流制定合理防治措施的重要依据。以中巴公路奥依塔克至布伦口公路段沿线的26条降雨型泥石流沟为研究对象,通过野外实地调查和遥感解译,选取平均比降、工程地质岩组、最大24 h降雨量、年平均气温、堆积扇面积、距断裂带距离、坡度、相对高差8项指标作为基本评价因子,运用主成分分析方法对评价因子进行筛选和权重的确定,并通过灰色系统进行关联度计算,构建适合的泥石流危险性评价模型。评价结果表明:公路沿线降雨型泥石流沟多处于中高度危险等级,极高危险占11.54%,高度危险占19.23%,中度危险占57.69%,轻度危险占11.54%。研究成果与实际灾情基本吻合,说明该评价模型是合理可行的,可为中巴公路及其附近区域泥石流风险评估和选线定线提供科学依据和参考。

基于LSTM的川西北地区降雨型泥石流预警方法

为研究降雨型泥石流与降雨量的关系,通过分析四川省甘孜州丹巴县近20年泥石流灾害与降水量的关系发现,当前期累积降水量(前10 d)达到50 mm以上时,发生泥石流灾害的概率为55%;当12 h降水量达25~40 mm时,泥石流发生的概率为45%;当24 h降水量达25~40 mm时,泥石流发生的概率为9%。采用LSTM方法对短时降雨进行预测,并收集了研究区254条泥石流数据和日累计降雨数据,采用统计分类的方法划定了泥石流的降水预警阈值,将预测值和阈值进行比对,进而给出预警等级和泥石流发生可能性,形成了一体化的预警方法。结果表明,对丹巴县降雨型泥石流的阈值预警准确率超过90%,LSTM预测降雨量结果误差均小于1.5 mm。通过预测值与阈值的对比,可以得出预警的等级大小和发生的可能性,对提前发布预警信息有较强的指导意义。

西藏林芝地区冰川降雨型泥石流起动实验初步研究

近年来,由于全球气温升高,导致西藏地区泥石流暴发频率增加,其中包括冰川降雨型泥石流灾害。以西藏林芝地区的冰川降雨型泥石流为研究对象,首次通过观测冰川降雨型泥石流起动过程中水位、孔隙水压力等变化特征,得到水位、孔隙水压力与堆积坡度、堆积厚度的关系以及沟道物质起动特征,根据水位、空隙水压力的时间变化特征,得到不同试验条件下水位与孔隙水压力的相互关系。通过相似物理实验,分析实验过程中流量、流深、流速等参数与泥石流堆积坡度、堆积厚度的关系,并将冰川降雨型泥石流起动分为前期饱和阶段、起动阶段、堆积阶段。由相似比得到研究区典型冰川泥石流起动的流深、流速等野外观测结果与实验结果与一致,为研究区冰川降雨型泥石流的研究提供参考。

降雨型滑坡泥石流灾害预警原理及系统结构

降雨型滑坡泥石流预警必须具有超前性。通过对前期研究成果的分析总结,可以将降雨型滑坡泥石流预警分为空间预警和时间预警两大类型。空间预警的目标是预测宏观区域内滑坡泥石流灾害的发生趋势,划分不同时段的危险区范围;时间预警的目标是预报典型滑坡泥石流可能发生的时间阶段。根据预警分类原理,建立了实现两类灾害预警的技术方法体系,构建了降雨型滑坡泥石流预警的系统结构。

气候变化条件下降雨-融水型泥石流流量预测方法

全球气候变化背景下,目前唯一的冰川泥石流流量经验模型无法定量反映雨热耦合变化的影响。根据度日模型冰雪融水当量和泥石流流量雨洪计算方法,提出了考虑雨热耦合条件下降雨-融水型泥石流流量的计算模型。通过统计51 a降雨和温度观测资料的变化趋势,建立了帕隆藏布流域降雨-融水型泥石流流量计算重现期标准,并通过对典型降雨-融水型泥石流流量的实测资料进行验证,表明该方法准确性相比经验模型明显增加。进一步以帕隆藏布流域15条典型降雨-融水型泥石流为例,开展气候变化条件下泥石流流量的计算和预测。结果显示:该方法可量化雨热耦合条件对泥石流流量的影响,可为气候变化条件下冰川泥石流的防治关键参数计算和预测提供参考依据。

汶川震后降雨诱发型泥石流特征及成灾机理

"5·12"汶川地震发生后,震区内的泥石流诱发频率和降雨特征都发生了重大变化,而降雨诱发型泥石流又是震区内泥石流的主要类型,降雨是其主要诱发因素,因此正确认识和预防此类泥石流对灾害防治非常重要。通过调查2008年汶川大地震后的9个地区共37条典型泥石流沟降雨诱发型泥石流灾害事件及临近典型泥石流沟地区的13条非泥石流沟的地形资料,对比分析了汶川震后降雨诱发型泥石流地形资料和雨量特征,并且按照雨型特征将汶川震后降雨诱发型泥石流及其成灾机理分为3类:暴雨突发型泥石流爆发以侵蚀为主;大中雨激发型泥石流爆发以侵蚀和冲刷为主;连续阴雨诱发型泥石流爆发以下渗为主。对于汶川震后泥石流预警预报以及防灾减灾具有重要意义。

藏东红层地区断裂对泥石流物源的控制作用——以西藏贡觉县哇曲中游流域为例

哇曲为金沙江二级支流,位于藏东昌都红层地区贡觉县,流域中游为高山峡谷区,是县域内典型的降雨型泥石流集中发育区。该区泥石流在发育密度、规模、活动性等特征上均高于全县平均水平,且泥石流的发育表现出了与断裂的强烈相关性。基于现场调查,结合无人机航空摄影对哇曲流域泥石流发育特征和主要影响因素进行了探讨分析,得到以下结论:(1)哇曲中游集中发育19条小—中型降雨型泥石流,发育密度0.84条/km,远高于全县0.009条/km^(2)的平均水平;左岸泥石流在发育密度、流域面积、主沟长度、堆积体积等特征上均高于(大于)右岸,左右岸泥石流呈明显差异分布。(2)哇曲中游右岸泥石流物源以风化碎屑类物源为主,呈全沟域分布;左岸泥石流以崩滑物源和风化碎屑为主,集中分区在沟谷中上游,总量较右岸大,其中断层破碎带内物源量占比大,成为左岸泥石流的主要物源。(3)断裂是影响哇曲中游泥石流集中发育且呈现差异分布的最主要因素,主要体现在对物源条件的控制上。(4)断裂以改变岩体结构、控制地层分布、改变微地貌和地下水条件等方式控制泥石流物源条件,导致两岸泥石流物源形成速率和物源量明显不同,成为泥石流差异分布的根本原因。

基于GDEM-GAVA的白羊城沟泥石流成灾风险数值分析

降雨型泥石流是一个降雨-洪水-泥沙输运-推移质运动的多过程耦合过程。本文借助颗粒碎屑流仿真系统(GDEM-GAVA),对白羊城沟泥石流的成灾风险进行了分析。首先通过历史灾情数据反分析出了沟道物源的力学参数,而后基于该参数分析了不同降雨强度下该泥石流的成灾临界降雨时长。计算结果表明,白羊城沟泥石流物源的饱和黏聚力为0.5~1 kPa,饱和内摩擦角为5°~10°;降雨强度为65 mm/h时,沟道形成泥石流的时间为3.6 h;降雨强度为78 mm/h时,沟道形成泥石流的时间为2.8 h;降雨强度为88 mm/h时,沟道形成泥石流的时间为2.3 h。上述泥石流成灾风险的分析结果可为白羊城沟泥石流的科学预警提供必要的依据。

泥石流的临界降雨量研究

降雨是泥石流最直接、最重要的触发因素,基于降雨条件的泥石流预测预报已成为目前国内外泥石流预报的主线之一。以甘肃省泥石流为例,搜集已有的临界雨量研究资料,综合分析得出其降雨泥石流临界值整体呈东南向西北递增的趋势,但局部陇南地区又出现由南向北,自西而东之增大的现象。从定性的角度探讨了降雨和下垫面条件对对本区泥石流临界值的不同影响,对省内基于降雨条件的泥石流预报提出相关建议,以期建立临界降雨量判据与地质环境空间分析耦合的判别模式,为本区泥石流预测预报与防治提供理论依据。

强震区电网降雨型地质灾害暴发识别模型研究

以汶川地震强震区岷江干流及渔子溪沿岸的42个泥石流为研究对象,提取泥石流流域中物源存储量、暴发频率、流域面积等7个重要因子,运用CRITIC法建立电网降雨诱发泥石流灾害识别模型,将识别结果划分三级:15条泥石流流域属于高易发性泥石流灾害;11条泥石流流域属于中易发性泥石流灾害;16条泥石流流域属于低易发性泥石流灾害。然后,选取研究区内26条泥石流曾经一次冲出物源量来验证电网泥石流灾害识别模型的可行性。最后,通过ARCGIS平台生成电网泥石流灾害易发生分区图。

基于雨量(强)条件的泥石流预测预报研究现状、问题与建议

在对基于雨量(强)条件泥石流预测预报现状综合分析的基础上,提出了目前降雨型泥石流预测预报中存在的问题:①前期降雨对泥石流发生的贡献问题;②前期降雨对泥石流影响的衰减问题;③前期有效降雨天数的确定问题;④前期降雨和短历时降雨的权重衡量问题;⑤基于前期有效雨量的泥石流预测预报模式的确定问题。提出了降雨型泥石流预测预报程式框架和相关建议:①基于雨量(强)条件的泥石流预测预报应同机理研究密切结合;②单沟泥石流临界雨量条件和预测预报应同泥石流类型密切结合;③区域泥石流临界雨量条件和预测预报应同环境地质背景密切结合。

西藏贡觉县泥石流灾害研究

西藏自治区贡觉县境内对居民存在影响的泥石流沟有3条,即者龙洼Ⅰ沟,者龙洼Ⅱ沟,克西林沟,均位于该县东南部的高山峡谷区。泥石流沟长度均超过2km,沟床平均纵坡降130‰,地表松散物质的厚度都在6 5m以上,其来源有所不同,克西林沟泥石流的固体物质来源于沟谷两侧的也古、拉巴滑坡堆积物;者龙洼Ⅰ、Ⅱ泥石流的固体物质来源主要为岩石风化物质及崩、坡积物。固体物质颗粒粒径分布范围很广,分布曲线均呈三峰型。说明该区泥石流中固体物质含量较高。贡觉县境内泥石流的诱发因素是降雨,为降雨型泥石流。文章根据非饱和土强度理论对贡觉县降雨型泥石流的成因机理进行了研究,提出降雨型泥石流的形成过程可以划分为2个阶段,第1个阶段为基质吸力引起的抗剪强度丧失阶段,与前期实效降雨量有关;第2个阶段为泥石流发生阶段,与短历时强降雨有关。运用上述理论方法,对降雨型泥石流的预测模型进行了探讨。建议用临界雨量线模型框架来建立贡觉县泥石流的预测模型,并依据者龙洼Ⅱ沟泥石流爆发前20d的降雨量数据进行拟合分析,结果表明:文中建议的2个临界雨量线模型框架均适于用建立贡觉县降雨型泥石流暴发的预报模型。