藏东南冰湖溃决泥石流灾害及其发展趋势

冰湖溃决泥石流是高山冰湖溃决洪水引起的突发性泥石流，是一种自然灾害现象．西藏冰湖溃决泥石流集中分布于东南部的雅鲁藏布江、波曲及朋曲流域等．冰湖溃决泥石流常形成灾害链对藏东南社会、经济危害严重．分析了气温和降水对冰湖溃决和及其所形成的泥石流的影响，认为冰湖的溃决大部分是由于异常气候条件造成的，冷湿的气候有利于冰川的积累，当气候转为湿热和干热或气温突然升高0．6～1．2℃时最易引起冰湖溃决泥石流．通过对西藏地区气候变化的研究，对未来50a藏东南冰湖溃决泥石流的发展趋势作了预测探讨．一般来讲，气温升高，冰川融水的增加有个临界点，当过了临界点后其冰川融水将会减少，冰湖溃决可能性减少，冰湖溃决泥石流也将减少．也就是说，未来西藏东南部冰湖溃决泥石流的发展趋势，将呈倒“U”字型．冰湖溃决泥石流的发生更多地依赖于突发性的降雨增多．

泥石流窗口坝调节泥砂粒径试验研究

窗口坝是常用泥石流拦挡坝之一,其泥砂粒径调节能力是窗口坝设计的主要考虑因素,也是目前急需解决的基本问题。通过试验对窗口坝拦截不同性质泥石流的泥砂粒径调节功能进行了探讨,初步研究结果表明:窗口坝具有一定拦粗排细功能,拦粗排细效果对黏性泥石流最差;提出了临界粒径的概念并给出了临界粒径变化范围;临界粒径的大小与变化范围受泥石流性质和窗口坝闭塞类型(全闭塞、部分闭塞、不闭塞)的影响;就同一坝而言,拦截泥砂的临界粒径随泥石流密度增加而增大。

施肥对紫色土坡耕地氮素淋失的影响

通过径流小区试验,研究了4种施肥条件下紫色土坡耕地氮素淋失特征。结果表明,单施氮肥、氮磷配施和氮磷钾配施等施肥处理渗漏液中硝态氮含量在10.17～21.88mg·L-1之间,渗漏液硝态氮占总氮含量的比例在85.5%～90.8%之间。各施肥处理渗漏液硝态氮含量呈前期较低,迅速上升,而后逐渐降低的季节变化趋势。玉米生长季各处理硝态氮淋失总量顺序为:单施氮肥>氮磷配施>氮磷钾配施>无肥处理,单施氮肥处理硝态氮淋失总量最高(44.31kg·hm-2),氮磷配施和氮磷钾配施处理硝态氮淋失量分别较单施氮肥降低47.6%和54.2%。氮磷钾合理配施方式有助于显著减少紫色土坡耕地硝态氮淋失。

蒋家沟流域不同海拔梯度的土壤种子库与地上植被的关系

基于蒋家沟流域1300~2900 m的海拔范围,以200 m间隔划分8条海拔梯度,对不同海拔梯度的植物群落土壤种子库和地上植被的物种组成、物种多样性及其相似性进行研究。结果表明:各海拔梯度地上植被物种数均显著高于土壤种子库,地上植被与土壤种子库的相似程度均偏低,地上植被与土壤种子库的优势物种间存在不完全同步性,即地上植被除1700~1900、1300~1500 m外均以多年生草本占优势,土壤种子库仅在高于2300 m海拔的地区以多年生草本占优势,流域内土壤种子库对地上植被自然恢复与更新的能力较弱。土壤种子库与地上植被的Margalef丰富度指数、Simpson优势度指和Shannon-Wiener多样性指数均呈显著正相关,土壤种子库的Pielou均匀度指数显著高于地上植被。地上植被和土壤种子库的M、D和H最高值均出现在温带湿润山岭气候区,最低值均出现在亚热带干热河谷气候区,不同气候区水热条件的差异影响地上植被和土壤种子库的物种多样性,蒋家沟流域土壤种子库与地上植被受气候变化的影响较大,而对海拔梯度变化的响应不明显。该研究结果可为金沙江小流域的生态恢复与重建提供参考依据。

青藏高原典型冰湖溃决泥石流预警技术

从冰湖溃决型泥石流坝的形成、溃决机制,主要特点和成灾过程着手,在广泛收集和分析国内外有关冰川-冰湖-冰湖溃决-冰湖溃决泥石流-冰湖溃决泥石流坝-坝溃决研究基础上,通过川藏公路然乌至培龙段冰湖、冰湖溃决泥石流的区域考察,选择典型沟道米堆沟和光谢错冰湖典型点进行详勘,按照溃决泥石流重点防治溃决的主要原则,提出研究路段典型冰湖溃决泥石流预警的基本体系和配套技术。

藏东南冰湖溃决泥石流形成的气候因素与发展趋势

冰湖溃决泥石流是高山冰湖溃决洪水引起的突发性泥石流,是一种自然灾害现象,对藏东南社会、经济危害严重。文中根据实地调查及相关资料,分析了气温和降水对冰湖溃决和冰湖溃决泥石流的影响以及冰湖溃决泥石流年内和年际的形成规律,并认为冰湖的溃决往往是由于异常气候条件造成的,冷湿的气候环境有利于冰川的积累。当气候转为湿热或干热,特别是气候突变异常年代,最易引起冰湖溃决泥石流。受西藏气候变化的影响,未来40年藏东南冰湖溃决泥石流的发展趋势呈抛物线"∩"型。

白龙江甘家沟泥石流过坝堆积物力学性能分析

白龙江流域是我国泥石流危害最严重的地区之一,泥石流沟分布密度和泥石流发生频率居全国首位,尽管多次治理,但仍然造成了大量的人员伤亡和财产损失。以甘家沟为研究对象,通过野外实地调查,在分析防治工程现状的基础上,通过颗分试验、流变试验和直剪试验,对比分析了坝上游和坝下游泥石流堆积物的颗粒级配变化情况、浆体流变特性与抗剪强度等性能指标。结果显示:实体拦砂坝存在调节泥石流颗粒粒径作用,但调节效果不显著;拦砂坝的拦挡作用会改变泥石流的力学性能;粒径调节作用较显著的坝体,其坝下游堆积物浆体的剪切应力小于坝上游堆积物浆体的剪切应力,坝下游堆积物抗剪强度略大于坝上游堆积物抗剪强度;泥石流颗粒级配的差异是影响其流变特性与抗剪强度的重要原因。该研究结果对今后泥石流工程坝型选择与参数设计具有一定的参考意义。

桩林坝拦截泥石流闭塞表现及其影响因素

开口闭塞表现及其临界值判别是桩林泥石流拦砂坝设计中的关键因素,然而目前国内外对桩林坝的相关研究还较少。通过开展桩林坝拦截泥石流试验,分析了泥石流重度、坝体排数、排间距、横向开口宽度等因素对桩林坝闭塞表现的影响。研究表明:桩林坝闭塞存在全闭塞、半闭塞、不闭塞三种类型。泥石流重度与桩林坝闭塞度呈正相关关系。当桩林排数从一排增加至两排时闭塞度有较大提高。排间距、开口宽度与桩林坝闭塞度成负相关关系。基于试验数据及多元回归分析提出了桩林坝闭塞度的经验计算公式。同时提出了桩林坝拦截泥石流临界综合闭塞判据F,当F≤8.1时,桩林坝表现为全闭塞类型;8.1<F<27.5时,桩林坝表现为半闭塞类型;F≥27.5时,桩林坝表现为不闭塞类型。

稀性泥石流冲刷规律的试验研究

稀性泥石流具有很强的输沙能力,可在运动过程中强烈刷深泥石流沟道。以理论分析和野外水槽试验相结合,对稀性泥石流的冲刷规律进行了初步的探讨研究。沟床物质的初次冲刷应该考虑非均匀床沙是否会发生粗化,因此根据沟床物质在稀性泥石流的冲刷作用下形成粗化层的临界判别条件,将稀性泥石流的冲刷归纳成3种不同的模式,并分别推导了这3种不同冲刷条件下,床面冲刷深度的计算方法。然后进一步通过野外水槽试验探讨了床沙全沙输移情况下,沟床冲刷系数的取值。稀性泥石流累次冲刷问题的关键是前一次冲刷形成的床面结构是否会破坏或再生,本文最后结合野外水槽试验中累次冲刷的试验结果,分析了沟床累次冲刷深度的计算方法。

不同上限粒径泥石流浆体的流变参数变化规律

根据云南东川蒋家沟黏性泥石流原样颗分资料,利用泥石流堆积物配置4个黏性泥石流原样对应的上限粒径分别为0.25、1、2、5和10 mm的浆体,通过球系统开展流变试验,利用Herschel-Bulkley模型拟合流变曲线,研究较粗的颗粒加入细颗粒浆体后流变参数的变化规律。结果表明各样品均表现为剪切稀化流体,粗颗粒加入细颗粒浆体后浆体屈服应力增加,剪切稀化程度减弱;同样颗粒级配下,浆体的屈服应力随固体体积浓度指数增加。由于流动性指数的变化,粗颗粒加入后浆体稠度指数的变化没有明显规律,但是表观黏度增加,增幅略小于屈服应力的增幅。粗颗粒浆体与细颗粒浆体的相对黏度和相对屈服应力之间存在显著的线性关系,可根据该关系式对泥石流原样的表观黏度进行估算。