泥石流危险范围Laharz修正模型及其应用

泥石流危险区研究涉及触发条件、物源与地形等多种因素,需要开发快速、有效的方法进行危险范围分析。本文基于Laharz基本原理,以泥石流样本为数据基础拟合得到修正模型,并以重庆市巫溪县杨家湾沟为例,采用修正的Laharz ArcGIS工具包,在不同降雨重现期条件下对泥石流堆积范围进行模拟计算。结果表明:1)采用修正参数使Laharz模型统计量参数的和方差(SSE)和均方根误差(RMSE)减小,确定系数(R^(2))增大,拟合优度得到明显提高;2)基于数字高程模型,结合现场调查推算的物源体积,在ArcGIS平台采用Laharz工具包可快速模拟不同降雨重现期(10、20、50、100 a)条件下的泥石流堆积范围,并且模拟泥石流堆积宽度与现场调查堆积范围接近,大部分重合;3)采用Laharz修正模型与传统的FLO-2D软件模拟进行对比,其中最远冲出距离、最大堆积宽度和堆积面积在两种方法下模拟结果的差值比率分别在10.00%、15.00%和20.00%量级,采用两种方法模拟结果与实地勘查结果也相近,表明Laharz修正模型具可靠性。

基于LAHARZ的泥石流堆积范围预测模型的建立及应用

为了探究泥石流的堆积范围,利用LAHARZ软件,对北京市密云县泥石流沟喇嘛栅子南沟进行了数值模拟。结合泥石流沟小流域1∶10000数字高程模型图,模拟了泥石流的堆积范围。首先利用中国部分地区泥石流体积和堆积范围的数据资料,获得了泥石流体体积与其堆积范围的新的统计模型B=11.42V0.7156;然后通过模拟沟道与实际沟道的对比,确定了最佳沟道阈值为15000;再结合现场调查统计和降雨历史资料,确定了10年、20年、50年和100年一遇暴雨条件的泥石流体积值,分别为56500、72900、94200和113100m^3;最后在此基础上对该条泥石流沟的堆积范围进行了预测。结果表明,100年一遇的暴雨条件下泥石流堆积面积为48729m^2,到达最远距离约为490m,已影响下游村庄。

基于数值模拟的长白山天池火山泥石流灾害展布范围分析及预测

利用模拟软件LAHARZ,基于长白山天池火山1/25万数字地形图,对二道白河、松花江、鸭绿江以及图们江4条泥石流易发河道进行了火山泥石流的数值模拟。模拟中依据历史喷发柱高度和地形平均坡度设定能量锥最佳阈值为0.07;通过实际河流与计算所得河流的对比匹配,设定河流最佳阈值为5 000;根据历史上长白山地区火山泥石流的爆发规模,设定了108 m3,109 m3,1010 m3和1011 m3 4个体积阈值。通过模拟计算发现,不同河道设定不同阈值流动影响范围有所不同,其灾害规模也相应变化,且模拟所得灾害分布范围与长白山地区的历史火山泥石流分布范围相似。依据模拟计算结果,将长白山火山泥石流灾害区划为4级,其对应的覆盖半径分别约为40km,70km,80km和100km,该结果可为长白山地区的建设规划提供参考。另外,该模型与灾害区划的方法也可为其它火山区的火山泥石流灾害区划提供借鉴。

火山泥石流动力学及灾害研究

火山泥石流是最重要的火山爆发次生灾害，其活动性最大，影响范围最广，从而造成灾害范围最大。长白山天池火山千年大喷发火山泥石流灾害范围分布广泛，是国内火山泥石流领域的重要研究对象，天池蓄水量20．4亿m^3，而且天池火山每年积雪、积冰较厚且时间较长，因此，长白山天池火山一旦再次爆发，火山爆发时极有可能引发火山泥石流，在距天池火山口50多千米处就有聚居5万多人口的二道白河镇，次生火山泥石流灾害对生命财产造成巨大威胁。

Define the Energy Cone Threshold and Extent of Tianchi Volcano

Energy cone is a unique but characteristic slope that describes the extent of deposits left around a volcano by various fiowage phenomena, usually regarded as the boundary of pyroclastic and the source region of lahar. The energy cone value is determined as 0.07 by the energy-Hne model com- bined with the parameters of plume height and gradient, and the energy cone spread extent is defined by the numerical simulation method LAHARZ to simulate with this value based on the 1 ： 50 000 digi-tal elevation model of Tianchi （天池） Volcano, and the source region profiles in the north and south slope can prove the correctness of this threshold. This energy cone threshold and extent can be used as the reference of pyroelastic flow and lahar simulation.