河北省石家庄西部太行山区泥石流灾变机理

石家庄西部太行山区是河北省主要泥石流地质灾害频发区，该区地质构造强烈、岩石破碎、节理裂隙发育、沟谷狭窄、沟床比降大．每年7～8月份是强降雨期．沟谷源头侧壁岩土体的崩塌和滑坡与洪水混合，极易形成泥石流。该文认真分析了该区泥石流发生的时空分布和形成特征，研究了泥石流灾变的物源条件和动力条件，并将该区泥石流类型定为暴雨激发-崩滑演变-沟谷型泥石流。     

汶川县肖家沟泥石流物源演变及冲出规模研究

为研究强震区泥石流流域内物源演化特征并预测其冲出规模特征,以映秀镇肖家沟为研究对象,利用搜集到的4期高清遥感影像和DEM数据,结合ArcGIS技术对肖家沟流域内的崩滑体进行详细的解译。通过统计分析得出其震后多年间的物源演变规律及特征。结果表明:未来3～5 a间,在没有强降雨等外力作用的条件下,肖家沟的物源状态会持续呈现衰减趋势,并最终达到稳定状态。但现场调查表明:现阶段沟内仍存有大量沟道物源及少量崩滑物源,而且该沟的地貌在地震、山洪、泥石流的下切冲蚀作用下,更有利于水动力条件的形成,进而诱发物源的起动,这也在一定程度上降低了泥石流暴发的临界雨强,因此在持续性强降雨的作用下仍有暴发泥石流的可能性,仍需要加强泥石流的预警、防治及活动性预测等研究工作。运用FLO-2D软件模拟不同频率条件下的泥石流的冲出特征,结果显示:在5%,2%的降雨频率条件下,肖家沟泥石流将造成河流的部分淤塞,但均不会造成堵江,而在1%的降雨频率的条件下将造成堵江。     

河北太行山区泥石流启动的水岩相互作用

泥石流作为一种固-液混合而形成的地质灾害,其启动过程中必然存在着水与岩土体之间的相互作用。根据对太行山区泥石流形成的地形地貌、降雨、物源和人类活动特征等影响因素的分析,确定太行山区泥石流的崩滑动力和洪水动力两种启动类型。在此基础上,从水-岩系统耦合作用的角度,研究了太行山区泥石流形成过程中,洪水与固体颗粒之间彼此促进、相互制约的水岩化学作用、水岩物理作用和水岩力学作用,阐明了水岩相互作用对泥石流初始形成的促进机制,从而为泥石流启动预测预报体系的建立提供理论支撑。     

崩滑堰塞湖的形成-孕灾-致灾机理与模拟方法

崩滑堰塞湖是山区一种常见的地质灾害,溃决后可能造成下游人民生命财产的巨大损失。围绕崩滑堰塞湖的形成-孕灾-致灾过程,对其灾害链的形成机理和模拟方法进行了分析研究。以崩滑堰塞湖的形成过程和堰塞体的颗粒分布特征为切入点,建立了堰塞体稳定性快速评价方法,总结了堰塞体的冲蚀特性和溃决过程,提出了崩滑堰塞湖溃决过程数值模拟方法。该灾害链模拟方法基于崩滑堰塞湖的形成和溃决机理,综合考虑了堰塞体的形态特征、颗粒组成、材料冲蚀特性和堰塞湖的水动力条件,可对堰塞体的稳定性、堰塞湖的溃决洪水流量过程和溃口演化规律进行分析计算,是一种科学高效的模拟方法。选择21世纪我国3个典型的崩滑堰塞湖案例验证了灾害链模拟方法的合理性,可为风险评估提供参考。     

2000 年易贡乡扎木弄沟滑坡型泥石流主控因素分析

为进一步查明 2000 年 4 月 9 日扎木弄沟滑坡型泥石流的成因, 有必要分析内外动力条件对该次滑坡型泥石 流的影响。基于1950- 2000 年的地震活动和气温资料, 以及 2000 年 3 月- 4 月的降雨资料, 分析地震活动、冻融循 环和干湿循环与 2000 年滑坡型泥石流的时空耦合关系。结合花岗岩岩体结构特征, 分析内外动力条件对 2000 年 滑坡型泥石流的影响机制。研究结果包括两方面内容: ( 1) 极端的冻融循环、干湿循环和地震活动是 2000 年滑坡型 泥石流的主控因素, 其中灾前 Ms 41 8 的地震是 2000 年滑坡型泥石流形成的直接诱发因素。( 2) 长期的地震活动、 冻融循环和干湿循环增加了向南倾的流域源头花岗岩岩体的脆弱性, 也增加了流域源头岩体地表裂隙, 受后续降水 和冰雪融水渗流的影响, 流域源头岩体饱水强度衰竭, 在 41 8 级地震诱发作用下, BH01 崩滑体发生崩滑, 2000 年滑 坡型泥石流发生。     

基于概率数学方法与GIS的泥石流敏感性分析及评价——以汶川县为例

以汶川县为研究区,通过对震后的高分辨遥感影像的遥感解译,获得了145条泥石流沟及流域中的崩滑物源的分布图。选择了坡度、坡向、地层岩性、地震峰值加速度、距水系距离、距断层距离作为评价因子,利用概率数学方法与GIS的空间分析功能,获得145条泥石流沟在上述6个评价因子上的分值;再利用层次分析法计算得到各评价因子权重,建立泥石流敏感性评价模型,得到了研究区泥石流沟敏感性分级图。结果表明:研究区145条泥石流沟中,有60条泥石流沟属于高敏感性,43条泥石流沟为中敏感性,其余42条泥石流沟敏感性较低,研究成果对于认识该地区泥石流灾害现状及发展趋势与防灾减灾有一定的参考意义。     

亭子口水利枢纽工程大园包崩滑体综合治理施工综述

大园包崩滑体采用截水排水、抗滑挡墙等技术措施,使崩滑体滑移坍塌、土体蠕动得到了有效控制,未发生泥石流、大面积滑坡等潜在危害,并制定了切实可行的安全防范预案,安全生产处于可控状态,为类似工程处理积累了经验.     

汶川震区震后地质灾害发育分布及演化特征统计分析

汶川地震是21世纪以来中国发生震级最大的地震。为了分析汶川震区震后地质灾害发育分布,根据三大数据库及新闻稿的数据,以滑坡和泥石流为例,从规模、烈度及时间3个方面对汶川震后9 a来地质灾害演化特征及差异性进行了初步统计分析,并预测了2018—2025年滑坡和泥石流的演化趋势。结果表明:①滑坡数量与规模呈反比,与烈度也呈反比,且滑坡主要集中在7—9月份;②泥石流规模特征较均匀,高烈度区泥石流数量大于低烈度区,且主要集中在7—9月份;③滑坡在震后初期数量较少,泥石流则在震后初期数量较多;④初步分析汶川震后滑坡和泥石流演化特征差异的原因是这2种灾害的产生条件不同;⑤预测滑坡在短期内呈震荡式衰减趋势,高峰周期为3~5 a,泥石流呈水平波动趋势,高峰周期为3~5 a。     

黄土工程灾变机理研究综述

黄土高原是世界上黄土分布最集中、覆盖度最大的地区,随着社会经济的发展,人类工程活动日益频繁,导致原本生态环境极其敏感的黄土高原变得更加脆弱,成为世界上水土流失最严重和发生地质灾害最频繁的地区之一。文章以黄土工程灾变为研究对象,总结了黄土地区工程灾变的类型、影响因素及形成机理等方面的研究成果。灾变类型主要包括震陷、液化、裂缝和崩、滑、流等几类;影响因素则包含自然和人类活动2个部分;分析其形成机理发现,灾变的发生与黄土体疏松的地质结构、粘聚力差和水敏性等特殊性质相关,是灾变发生的主要内在原因。但目前的研究仍存在诸多局限,主要表现为黄土地质灾害的孕育因素研究不全面;触发因素中的关键环节认识不清;黄土地质灾害链研究不成熟等,最后针对存在的问题提出了展望。     

磨西河流域泥石流发育特征及其环境响应分析

磨西河流域是我国西南典型的强震区和冰川泥石流的集中发育区,且泥石流的发育和发生均表现出了与冰川冰碛、构造运动强度及气候环境相关的响应特征。为探索研究区内泥石流沟的发育及其对环境变化的响应,应用地貌演化及系统理论方法,在分析流域内泥石流发育对环境响应（主要包括对冰川环境变化、气候环境变化和构造运动环境的响应）特征的基础上,对其响应模式进行了探讨。结果表明,流域内泥石流对冰川环境变化的响应主要表现为泥石流暴发的规模与冰川规模呈正对应关系;对气候环境变化的响应主要表现为气候变暖时期泥石流发生的频率高,气候寒冷时期泥石流暴发的频率较低;对构造运动的响应主要表现为泥石流的空间分布密度与构造运动强度呈正对应关系。     

岩屑组成对高位滑坡-碎屑流运动特性影响离散元模拟研究

采用三维颗粒离散元模拟方法,对4种由不同粒径碎屑颗粒组成的岩屑滑坡运动过程进行全程数值模拟,研究了碎屑粒径组成对于岩石碎屑滑坡的运动特性影响。结果表明:碎屑颗粒粒径组成对岩石碎屑滑坡的运动总时间和达到速度最大值的时刻没有影响;物源碎屑粒径的组成对滑坡运动速度、破坏力和滑动距离影响大。粒径组成越不均匀,滑坡运动速度和破坏力越大,滑动距离也越远;碎屑流物源前缘部分是滑坡-碎屑流灾害影响范围大小的控制性因素。成果可为岩石碎屑滑坡灾害的预测和评估提供参考。     

汶川地震引发的流域管理新课题

汶川地震引发了大量的山体滑坡和崩塌.巨型滑坡夷平了山谷,创造了平缓坡地.这些新生地非常不稳定,易引发泥石流.尽快稳定和开发新生地是一个新问题.滑坡造成的堰塞湖引起剧烈河床演变,对河流地貌和稳定产生长远和深刻的影响.大量的崩塌体形成大石块堆积体,表面没有土壤,如何修复植被是一个严峻的挑战.本文通过野外测量和试验,对上述问题进行了探索并取得了初步成果.成果表明,采用阶梯-深潭结构稳定滑坡体,可以控制或减轻泥石流;发生于崩塌和滑坡体上的泥石流含水量小且大石块多,不是黏性泥石流而是两相泥石流,运动速度仅为黏性泥石流的1/10;堰塞坝发育成尼克点会显著改变河流纵剖面,稳定岸坡减少滑坡崩塌灾害;在花岗岩崩塌体上引种紫萼藓能显著加快植被演替,绿化裸露的石块堆积体.     

汶川震区泥石流流域内滑坡物源量计算方法探讨

汶川地震后,震区山体破碎严重,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发,而泥石流流域内滑坡物源量直接影响泥石流暴发规模。笔者经过野外实际调查,以研究区的35条泥石流沟的147组滑坡体积、平均厚度、面积数据为样本进行分析,利用Matlab软件对泥石流流域内滑坡体积和面积、平均厚度和面积、平均厚度和体积分别进行单因子回归分析,发现泥石流流域内滑坡体积和面积之间具有明显的幂函数的相关关系,而滑坡平均厚度和面积、平均厚度和体积之间具有明显的对数函数的相关关系,从而建立泥石流流域内滑坡物源量的计算模型。该模型为汶川震区泥石流流域内滑坡物源量的快速计算提供科学有效的方程,并且为该区域泥石流的危险性评价在滑坡物源因素上提供计算方法。     

滑坡碎屑流运动特征的模型试验研究

运动距离、速度变化及堆积体厚度是滑坡致灾区域和致灾强度的主要评价指标,其复杂的运动机制使灾害预防十分困难。通过开展室内滑坡模型试验,研究了岩土体类型、斜坡坡度和滑体体积对其运动特征的影响。试验结果表明:滑坡碎屑流的运动距离受控于岩土体类型,且随着碎屑粒径的增大而增大。且随着斜坡坡度的增大,滑坡由分级启动向整体启动转变,撞击坡脚引起的持速特征,是造成同等规模下滑坡运动距离和堆积厚度差异的原因。同时,滑坡规模越大,其运动距离越远,符合滑坡的规模效应。     

基于地震波解译的 2000 年易贡滑坡 － 碎屑流动力学过程分析

为更好地研究 2000 年易贡滑坡碎屑流动力学过程,开展该次滑坡碎屑流地震波解译工作,以该次滑坡碎屑流的地震波和遥感影像为基础,通过快速傅里叶变化和人工识别等手段,解译得出该次滑坡碎屑流地震波信号参数、动力学过程及其特征参数。研究结果表明: (1)该滑坡 － 碎屑流的傅里叶主频率和主功率为 2. 0 Hz,最大峰值加速度为 0. 45g,最大地震动速度为 0. 786 m /s,最大地震动振幅 64 cm。(2)该滑坡 － 碎屑流的动力学过程分为崩滑区裂隙贯通崩滑过程,滑坡转化为碎屑流过程和碎屑流运动堆积过程。崩滑区裂隙贯通崩滑过程中地震波振幅逐渐增大,频率逐渐升高。受强降雨和沟道源头圈闭地形的影响,滑坡转化为碎屑流过程中振幅达到最高值,频率有所减小。受沟道弯曲程度的影响,碎屑流运动堆积过程中振幅呈现波状变化趋势,频率呈逐渐减小的趋势。(3)该滑坡碎屑流的流速过程呈现出一个总体上凸、但存在激烈振动的过程。滑坡 － 碎屑流平均速度为 30. 12m /s,滑坡 － 碎屑流在起点 O － A 段的平均速度为 89. 89 m /s,在 A － B 段平均速度最大,为 120. 98m /s,在出山口 E 点的平均速度为 48. 7 m /s。研究成果为进一步研究巨型滑坡 － 碎屑流动力学过程和运动机理提供参考。     

雅砻江中游卡拉地区泥石流危险性区划

以雅砻江中游卡拉地区为研究区,根据泥石流形成条件,基于GIS平台选取坡度、岩性、崩滑坡点密度、地质构造缓冲区及归一化植被指数等5个泥石流危险性评价因子,采用AHP法确定其权重,结合信息量法完成了研究区泥石流灾害危险性区划。结果表明:在极低度危险区内泥石流沟面积仅占危险等级面积的3.71%,而中度危险及以上的区域包含的泥石流沟面积占研究区泥石流沟总面积的75.24%,与实际泥石流发育规律相一致,说明在泥石流危险性区划中,运用AHP-信息量法并结合GIS的空间分析功能的定量评价方法具有较高的可信度。     

利用磁性参数诊断泥石流沟道沉积物来源—以云南蒋家沟流域为例

蒋家沟流域是我国泥石流最发育的地区之一.本文以蒋家沟流域为例,根据泥石流沉积物和来源地土壤中磁性特征的不同,定量研究了该流域的沉积物来源.结果表明,泥石流沉积物主要来源于滑坡体堆积物,占97.56%;坡耕地和低覆盖草地对主沟沉积物的贡献率很低,与以往利用137Cs示踪技术研究的结果相符.但仍然存在着局限性,需结合137Cs等核素示踪,进一步加强研究和探讨.