白龙江流域甘家沟泥石流风险评估研究

针对不同降雨条件下泥石流的危害特征及潜在风险,以白龙江流域甘家沟为例,探索了单沟泥石流风险评估方法,包括泥石流危险区划、易损性分析和风险评价三方面主要内容。采用FLO-2D模型模拟不同降雨条件下的泥石流危险度;通过遥感解译和承灾体价值核算分析,并结合不同降雨条件下的承灾体受损概率,得到承灾体易损度。将危险度和易损度归一化处理,最终得到研究区风险区划,同时对各类承灾体财产损失进行评估,结果表明:20年、50年和100年一遇的损失价值分别为31 849. 21万元、34 886. 50万元和39 125. 87万元。从20年到100年一遇条件下,高风险和极高风险区的面积大幅度增加,其中极高风险区的面积分别增加2. 44倍和3. 92倍。     

白龙江干流泥石流分布特征及危险度评价

白龙江是我国泥石流最发育的地区之一,通过野外实地考察、室内航片判读以及Alos影像解译了解到:白龙江干流泥石流沟集中分布于迭部旺藏至文县口头坝之间,有一定规模的泥石流沟250条,线密度达0.93条/km,发育程度左岸高于右岸。选取流域面积、主沟比降和相对高差3个评价指标,对各泥石流沟进行了危险度评价,结果表明:白龙江干流危险度较高的泥石流沟主要分布于立节至舟曲县城、两河口至武都县城以及透坊至外纳河段。     

瀑布沟水电站工程区响水沟泥石流风险性评价

在对大渡河流域内的瀑布沟水电站工程区内的泥石流分析基础上,以响水沟泥石流为例,针对水电站工程区讨论了单沟泥石流的风险评价方法。采用联合国对自然灾害风险的定义及其定量表达即"风险度=危险度×易损度"的方法,通过建立危险性评价模型和易损性模型,再根据布拉德福定律中的区域分析方法将危险度、易损度、风险度划分为5个等级。在此基础上,对研究区的响水沟泥石流进行了危险性分析和易损性评价,得出风险分析结果:响水沟泥石流为高风险性。     

基于组合赋权模糊综合评价的泥石流危险度评价——以白龙江中游为例

白龙江流域是我国泥石流等地质灾害四大高发区之一,其爆发主要受降水条件、物源条件、沟谷特征等内外因素的影响。为快速准确评价各泥石流沟的危险性,依据白龙江流域泥石流发育的众多影响因素,首先基于粗糙集理论与逐步回归相结合分析法对研究区48条重点泥石流的大量数据进行影响因子精确筛选,确定了流域完整系数、流域主沟道纵比降、泥沙沿程补给长度比、单位面积松散物储量、24 h最大降雨量等5个评价因子,分别根据改进的AHP与最小平方结合方法、信息熵权法、皮尔逊积矩相关系数法得出各自的权重值,然后采用优化组合赋权法计算出所选参评因子的组合权重值。在此基础上结合matlab编程建立多指标的泥石流危险性模糊综合模型,计算出各沟危险度。结果表明:基于组合赋权法的模糊综合评价模型的泥石流危险度评价具有快速便捷、准确客观的优点。该模型的使用为白龙江流域泥石流危险度问题提供了一种"一键式"快速评价新途径。     

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。     

康定市牛棚子沟泥石流发育特征及动力学过程模拟

牛棚子沟位于四川省康定市大渡河左岸,沟口为土地复垦区,2020年8月暴发泥石流。经现场勘察,牛棚子沟流域内物源丰富,沟口排导条件极差,仍具备暴发大规模泥石流的可能性。笔者采用规范公式计算了牛棚子沟泥石流的动力学参数,分析了泥石流的成灾特征。使用基于有限体积法的CFX软件,模拟了牛棚子沟可能暴发的泥石流在沟口的运动、堆积过程。模拟结果显示20 a一遇降雨泥石流堆积面积为1.70×10⁴ m²,最大堆积宽度为250 m,沟口居民将遭受重大威胁,既有排导槽设计不合理。将模拟结果与实测堆积范围对比,计算得出模拟结果精度为88.3%,并根据模拟结果提出了针对性的防治措施建议。     

拖海小流域泥石流危险性评价

为了了解掌握拖海小流域泥石流的情况及对拖海小流域泥石流沟进行危险性评价,采用遥感技术、GIS和模糊数学模型相结合的方法对本研究区的泥石流进行评价。通过拖海小流域泥石流的流域面积、流域高程差、主沟纵坡降、泥石流沟密度等评价因子的选取以及权重划分,从而对拖海小流域进行危险性评价分级,最终通过ARCGIS对权重叠加分析得到危险性分级图。研究结果表明,拖海小流域中有中等危险的泥石流沟占54. 8%;低危险泥石流沟占45. 2%;研究区内无危险性高和极高的泥石流沟。     

基于Flow-R和FLO-2D的沟谷型泥石流危险性评价

泥石流是中国西南山区频发的地质灾害之一,具有突发性、流速快以及破坏力强等特点,往往造成巨大的人员伤亡和经济损失。地质灾害危险性评估是防灾减灾管理和防治环节中的有效措施之一,用于合理量化泥石流运动堆积线路沿程泥石流灾害危险性的空间分布特征。以四川省都江堰市龙池镇麻柳沟为研究对象,选取坡度、平面曲率和上坡汇水面积作为沟谷型泥石流启动区识别因子,基于Flow-R模型识别出的泥石流启动点,耦合FLO-2D模型模拟麻柳沟泥石流运动堆积过程,将泥石流堆积深度、运动速度和暴发频率相结合分析泥石流的危险性,并采用混淆矩阵对模拟结果进行了精度评估。结果表明：基于Flow-R和FLO-2D耦合模型的麻柳沟泥石流的运动堆积模拟结果与实际情况吻合度较高。模拟泥石流堆积区面积2.19万m2,堆积体积4.92万m3,泥石流危险性由沟道中心向两侧逐渐降低,高危险区占比42.3%,中危险区占比23.1%,低危险区占比34.6%。麻柳沟形成区、流通区沟道中散落堆积物体积大约为30万m3,麻柳沟泥石流仍处于高度活跃阶段,危险性较高,今后在降雨和水动力充分的条件下大量松散物质可能将被重新激活,一旦发生泥石流将有可能造成重大地质灾害。     

低频泥石流对西南山区交通干线的危害与防治——以汶马高速理县段为例

以汶马高速为例,分析低频泥石流对工程的危害及防治技术,提出了西南山区重大交通干线低频泥石流的防治模式。根据遥感解译和野外调查,获取研究区降雨、物源、地形数据,同时计算获取泥石流基本参数。研究表明:低频泥石流存在对汶马高速横穿堆积区路线的冲刷、堵塞危害;对桥梁跨沟路线的掏蚀、撞击危害;对出山口下穿隧道路线的侵蚀下切危害。其防治模式为:(1)横穿堆积区方案,修筑满足尺寸的排导槽、格栅坝、涵洞;(2)桥梁跨沟方案,橡胶柱面防护及桥墩前部修筑导流堤;(3)出山口下穿隧道方案,工程上部修筑泥石流谷坊群工程,下游修筑排导槽。汶马高速低频泥石流的防治模式对西南山区重大交通干线的建设运营具有一定的指导意义。     

白龙江武都区段泥石流分布规律及其危险性评价

基于遥感解译和实地调查,白龙江流域武都区段共发育329条泥石流沟。根据地形地貌、物质条件、外部激发因素三大孕灾条件,选取高程、坡度、岩性等9个孕灾因子,基于ArcGIS平台,分析研究区内泥石流分布规律,采用信息量法进行泥石流危险性评价。分析结果表明：(1)地形地貌上,研究区泥石流主要分布在1 800～3 000 m和NDVI值为0.2～0.4的范围内,其优势坡度分布区间为15°～35°。(2)物质条件上,泥石流大量分布在地震动峰值加速度为0.2g的范围内,且在以千枚岩、板岩为主的软弱-坚硬中厚层-厚层板岩、碎屑岩组区内,与距断层距离呈负相关分布。(3)外部激发因素主要分布在1 h最大降雨量为36～40 mm区域内,与距河流、道路距离呈负相关分布。(4)运用信息量法对泥石流做危险性评价,得到泥石流危险性分区图,在中度、高度、极高度危险范围内的泥石流面积分别占总泥石流面积的21.77%,32.94%,31.49%,且较高等级危险区主要分布在白龙江的北岸。应用ROC曲线验证评价结果,AUC=0.737,表明评价结果有较高的准确度和可靠性。     

基于云模型的单沟泥石流危险性模糊综合评价

针对泥石流孕育和发生过程中的不确定性,为解决传统单沟泥石流危险性评价过程中指标权重和隶属度确定易受到个人经验和主观偏好的影响,以及定性概念和定量描述之间转换的限制问题,以单沟泥石流沟为研究对象,应用云模型对模糊综合评价进行改进。评价结果表明:(1)通过改进的评价方法得到11条泥石流沟中处于中度危险的有3条,其余8条处于高度危险,与泥石流灾害防治工程勘察规范(DZ/T0220-2006)所计算的结果较为一致;(2)改进方法考虑了传统模糊综合评价结果用单一的数字表示定性概念所带来的局限性,且综合考虑了评价结果的中心值、模糊性和随机性,用云模型表示单沟泥石流评价结果极大地提高了评价结果的可靠性和可视化。     

怒江泥石流扇地貌特征与扇体堵江机理研究

怒江流域泥石流沟众多,而且主要是两相泥石流。两相泥石流龙头集中了大量的粗大卵石和砾石,形成的扇体阻力大,是改变怒江河流地貌形态的主控因素。洪积扇的数量和规模远远小于泥石流扇,科学区分怒江两岸的泥石流扇和洪积扇对山区防灾减灾意义重大。许多泥石流扇完全堵塞主河形成了堰塞湖,怒江高黎贡山峡谷河段几乎每隔10~20 km就有一个泥石流堰塞湖,峡谷河段形成一段段顺直河谷连接堰塞湖缓流+堰塞坝激流的不断重复的河道,造成堵江的泥石流沟的流域面积多集中在40 km2左右。泥石流堰塞坝尼克点的发育造成了河道内大量泥沙淤积,利用钻孔采样的方法分析了堰塞湖内泥沙淤积规律。野外测量和计算发现组成泥石流的规模和龙头出沟口的速度是造成堵河的主控因素。     

白龙江中游泥石流拦砂坝防治效果分析

为研究白龙江中游地区泥石流拦砂坝的防治效果,通过野外调查和实验分析,对该地区泥石流拦砂坝的运行现状以及拦砂坝对泥石流的调控效果进行了分析。结果表明:①该地区部分泥石流沟泥石流防治情况严峻,多条泥石流沟存在拦蓄库容不足、拦砂坝坝体破坏严重等问题;②通过对该地区拦砂坝上游泥石流回淤坡度的调查,拦砂坝有较好的回淤缓坡功能,并建立起该地区泥石流回淤坡度的经验公式,即I=(0.4~0.85)I₀;③通过对泥石流堆积物的颗粒组成进行实验分析,建立泥石流堆积物的平均粒径比、计算重度比来表征拦砂坝对泥石流的调控效果,拦砂坝对泥石流有较好的分选效果,但其拦排临界粒径尚难以准确确定,且其对泥石流堆积物的重度调节作用并不显著。最后,结合该地区拦砂坝出现的一些工程问题,提出了一些防治建议。研究成果可为该地区泥石流治理工程的修建提供一定的参考。     

白龙江流域泥石流沟形态的非线性特征

泥石流的活动是流域演化的一种非线性动力过程 ,它的表象决定了泥石流沟具有非线性性。为此 ,从影响泥石流发育动力因素的地形条件入手 ,利用分形理论的统计自相似对白龙江流域泥石流沟数的累积分布随动力因素变化进行分析 ,得到了比较满意的结果。为进一步研究白龙江流域甚至嘉陵江流域的泥石流都具有重要指导作用。     

西藏中波水电站库区泥石流对工程影响研究

中波水电站位于西藏昌都地区玉曲河下游河段,经调查库区内共发育8条较大泥石流沟谷,是影响水电站施工与运营安全的地质隐患之一。在分析泥石流发育地质环境背景的基础上,评价了各沟泥石流危险程度,并着重从泥石流入汇堵江、冲击淤埋和水库淤积3个方面讨论了其工程影响。研究成果表明①库区泥石流沟不具备堵江的入汇条件;②泥石流百年内输砂总量301.77万m³,仅占水库总库容的1.125%;③须重点关注近坝的扎拉沟,泥石流危险性大,直接威胁枢纽区施工安全。研究成果对水工设计方案确定和防灾减灾都具有实际的工程意义。     

基于突变理论的泥石流危险度评价——以乌东德水电站近坝区5条泥石流沟为例

泥石流的影响因素众多,而且对于不同地区甚至是不同泥石沟,各影响因子的重要性也不尽相同。根据现场勘查分析选取了松散固体物质储量等10个主要影响因子,并利用突变理论中的突变综合系数评价法,对乌东德水电站附近的5条泥石流沟危险度进行评估,按危险度分级标准将各评价指标值标准化,然后再逐级计算得出了各泥石沟的危险度,研究结果基本符合现场实际勘查结果。     

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。     

震后白沙河、龙溪河流域泥石流灾害治理效果分析——以四川都江堰市三合场沟为例

"5·12"汶川特大地震后,龙溪、白沙河流域泥石流灾害频发,为更好地防治这两个流域的泥石流灾害,评估已有泥石流防治工程的治理效果具有重要意义。三合场沟位于地震重灾区四川省都江堰市虹口乡,地震引发沟内山体发生了大规模的滑坡和崩塌,为泥石流的发育提供了丰富的物质基础。在对三合场泥石流沟流域现场调查及对该沟"稳+拦"泥石流灾害治理模式研究的基础上,分析了该沟防治工程的治理效果。结果表明:该工程采取的以拦挡为主的治理措施并未取得预期的防治效果和使用寿命。针对防治工程的治理现状和震后三合场泥石流沟的特点,指出了其存在的问题,并建议在该流域治理泥石流灾害时采取以排导工程为主,生物措施与工程措施相结合的防治工程体系。     

基于FLO-2D的西藏若如村泥石流危险性分析

若如村泥石流堆积扇前缘分布有青藏公路、青藏铁路以及在建的青藏高速公路三大交通工程,对其危险性研究十分必要。在详细野外调查的基础上,采用FLO-2D软件对青藏铁路、青藏高速公路、若如村及主排导槽的泥石流危险性进行研究。基于1998-2018年历史日降雨数据,模拟了5%、2%和1%降雨频率以及另外8种极端降雨条件下若如村泥石流的暴发过程,分析了重点威胁区域的泥石流流动及堆积特征。将模拟情况与实际堆积范围进行对比,精确率为68. 7%,在合理误差范围内。最后将泥深、流速与暴发频率相结合,得到泥石流危险性评价图,并为其灾害分析、预警及发展规划提出建议。