泰宁县芦蓭坑沟“5.8”特大泥石流成因和特性分析

通过对2016年5月8日泰宁芦蓭坑沟泥石流灾害的现场调查,分析了芦蓭坑沟泥石流形成的物源、地形和水源条件,采用现场调查与模型计算相结合的方法分析了泥石流灾害的特征与形成演化过程。分析结果表明:本次泥石流为低频黏性暴雨型沟谷泥石流,沟口处泥石流流速达到11.7 m/s,泥石流流量达到721.7 m~3/s;极端雷暴雨是本次泥石流的激发因素,沟道复杂的地形地貌特征和丰富的松散坡积物为泥石流提供了演化条件;沟道内多处卡口和大石块堵塞放大了本次泥石流的规模和速度,沿途固体物质补给使泥石流容重逐步增大。通过分析芦蓭坑沟泥石流形成与演化特征,为类似低频泥石流灾害形成与演化提供一定的理论与技术支撑。     

四川省金川县曾达沟泥石流灾害特征与监测预警

2019年6月27日22:45,流域面积达125.53 km2的四川省金川县曾达沟突发特大型泥石流灾害,一次性冲出固体物质约120万m3,直接经济损失达1.51亿元。通过现场调查、遥感解译、室内实验等手段,从物源、地形和水源条件入手,分析了此次灾害的成灾特征、形成演化过程、动静特征参数、未来发展趋势。研究表明：6月27日曾达沟泥石流是前期雨量和激发雨量共同引发的稀性泥石流,重度为1.60～1.78 g/cm3,峰值流量为442 m3/s;此次泥石流的成灾过程可以分为龙古沟源区滑坡失稳、各支沟泥石流汇入主沟后规模不断扩大、在主沟沟道淤积并减速停止3个阶段。“群测群防”体系与工程措施的结合在此次泥石流灾害避险中发挥出重要作用,可为以后相关地质灾害的预警及避险提供借鉴和参考。     

西藏林芝扎木弄沟泥石流规模变化趋势研究

弄清扎木弄沟泥石流规模变化趋势,是进一步分析该沟潜在特大型泥石流发生频率的基础。基于钻孔资料和野外调查资料以及相关文献资料,采用光释光年代法和泥石流动力学参数计算法确定扎木弄沟在万年尺度下的泥石流规模变化过程。依据万年尺度下泥石流规模变化过程和现今区域内外动力条件,分析了扎木弄沟今后泥石流发展变化趋势。研究结果表明:扎木弄沟万年尺度下泥石流规模呈波动减小过程,特大型泥石流规模随时间逐渐减小,且在特大规模泥石流发生后的数十年间,汇流型泥石流规模也逐渐减小;扎木弄沟内还具备外动力条件,经历一定时间的累积(有可能是千年尺度或者百年尺度),今后扎木弄沟泥石流灾害仍易于发生,并且再次发生的特大型泥石流规模会小于2000年泥石流规模。特大型泥石流灾害发生后,灾害还将延续一段时间,汇流型泥石流规模呈逐年减小趋势。     

震区山洪泥石流野外监测与侵蚀产沙研究

震区山洪泥石流频发严重已引起国内外的广泛关注,进行山洪泥石流野外监测,研究其发育和演化特征,对保障灾区公共安全和进行防灾减灾管理具有重要意义.本文以汶川地震震中莲花芯沟为研究区,选择不同类型的坡面泥石流和沟道泥石流,在坡面、沟道和典型小流域建立山洪泥石流野外观测站点,采用现代测绘和三维激光扫描技术,利用大地测量、GPS、3D激光扫描系统和高分辨率遥感影像等手段,进行了不同降雨条件下的山洪泥石流坡面、沟道、断面和小流域地表形变监测,构建高精度DEM,研究了坡面泥石流和沟道泥石流的侵蚀、发育和演化特征,分析了泥石流的变形破坏、冲淤变化和演化规律.研究结果表明:(1)震后4年山洪泥石流灾害日趋频繁且仍处于快速发育阶段,采用现代测绘和3S技术可以进行山洪泥石流灾害野外监测与侵蚀产沙定量分析;(2)沟道上游山洪泥石流活动强烈,具有大冲大淤特征,总体上以冲刷侵蚀为主,其断面中部下切侵蚀速率为3.98m/a,两侧坡体呈现左淤右冲特征,一场泥石流最大冲刷下切深度达5m;(3)沟道中游总体上仍呈现冲刷侵蚀,但强度减弱,断面中部侵蚀速率为1.23m/a;(4)沟道下游防治工程修建前呈现较强的冲刷下切侵蚀、平均冲刷深度达1.7m,修建谷坊后拦蓄停淤作用明显,沟道总体呈现淤积,淤积速率为2.05m/a;(5)自然状态下研究区一场山洪泥石流冲出物质量约1.6万m3、平均冲刷深度为0.23m/a,谷坊等防治工程修建后具有较好地稳沟固坡作用,山洪泥石流则表现为较强的淤积特征,一场山洪泥石流产沙淤积量为1.7万m3.研究结果可以为山洪泥石流灾害的综合研究提供数据支持,同时也可为灾区公路泥石流防治工程设计、监测预警和风险管理提供科学依据.     

汉源县范家沟泥石流拟设工程治理效果研究

范家沟1998年至2020年间先后暴发6次规模不等的泥石流灾害,对沟口工业园区造成严重威胁,因此,有必要对拟设拦砂坝工程治理效果进行研究。本文分析了范家沟的地质条件,利用FLO-2D模拟不同降雨频率下泥石流的运动堆积过程,比较了自然工况及治理工况下拟设拦砂坝防治效果。结果表明:在自然工况下泥石流能冲至沟口工业园区内;在治理工况下,拟设拦砂坝能有效拦截泥石流并使泥石流停积在沟道内。本次模拟结果可对拦砂坝的设计提供一定参考。     

长江上游陇南地区泥石流沟形态非线性分析

以长江上游陇南地区405条泥石流沟为例,经统计分析,得出沟道汇水面积为2~15 km2、沟道比降为5%~35%、沟长度为1~15 km的沟道最容易发生泥石流。同时泥石流沟的汇水面积、沟道比降和沟道长度均存在明显的分形特征,3个形态要素与沟道数目之间具有良好的非线性关系,其分形维数依次为1.124,1.489和1.239,分维的大小反映了不同形态要素对系统所起作用的差异。其结果对长江上游流域泥石流灾害的进一步研究与防治提供了新的思路。     

陇南市北山泥石流特征及防治技术

陇南市地处甘肃东南部,是我国典型的山区城镇。城区北侧北山上分布有大小9条泥石流沟,沟道内松散物储量丰富,沟道比降大。汶川地震后,陇南市对北山各泥石流沟道进行了多次治理,多采用拦挡坝结合生物治理措施。治理取得了一定成效,但受限于当地地理环境,并未能从根本上解决泥石流对城区的威胁。水是泥石流产生的必要条件之一,而北山各泥石流沟均属于暴雨型泥石流沟。鉴于水对陇南地区泥石流的控制作用,本次采取水沙分离的治理思路,即在流域中上游段修建截排水渠系统,包括干渠、支渠、毛渠以及渠系建筑物等。截排水渠系布置在沟道泥石流的形成区,汇集坡面和沟道清水,达到水沙分离的目的,减少泥石流形成的水源条件,降低泥石流产生的可能。     

地形因子对沟谷泥石流发育的影响——以都汶高速“7.10”群发泥石流为例

2013年7月10日,都汶高速公路沿线32条沟暴发不同程度的泥石流灾害(简称"7·10"灾害),造成都汶高速公路中断及岷江堵塞。以"7·10"灾害为背景,运用ArcGIS提取了研究区泥石流沟的关键地形因子(包括流域面积、主沟沟道长度、沟道纵比降以及沟谷斜坡坡度等),并结合计算模型分析了地形因子对泥石流发育的影响。研究结果表明:"7·10"群发性泥石流的发生符合临界值模型G=S(A/A_0)~(0.03)J~(0.12);泥石流沟的地形因子G越大,地形条件就越好,当G0.45时,易发生泥石流。因此,用综合地形因子G来衡量泥石流的易发性,可为都汶高速沿线泥石流沟的危险性评价与预警预报提供科学依据。     

5·12汶川地震对磨子沟的影响及震后泥石流活动状况

磨子沟位于四川省汶川县银杏乡,属岷江上游右岸支流,5·12汶川地震对其造成了严重影响。地震引发了大量的崩塌、滑坡,其中8处大型崩塌和滑坡对沟道造成了严重堵塞,并为泥石流活动提供了良好的条件。地震后磨子沟泥石流十分活跃,仅2008年7-9月就暴发了75阵阵流,3次堵断岷江并形成堰塞湖,淹没了岷江左岸村庄;2009-2011年又多次暴发泥石流并堵塞岷江。持续的降雨监测数据表明,震后初期磨子沟发生泥石流的日雨量条件急剧降低,目前有逐步回升的趋势。通过对比磨子沟流域震前(2005年6月)、震后(2008年6月)及泥石流事件后(2010年12月)等不同时段的遥感影像,结合实地调查和震后高分辨率航空影像的解译,分析了地震对磨子沟的影响,估算出地震形成的崩塌和滑坡方量超过3 000×104m3;根据不同暴雨频率下的泥石流流量计算,得出2008年7月14日最大一场堵江泥石流的规模为2.57×105m3,其峰值流量为541 m3/s,为50年一遇的规模;已发生的泥石流仅从沟道内带走约2.5×106m3的固体松散物质,沟内剩余的巨量固体松散物质将使磨子沟的泥石流活动持续相当长的时间,并具有再次堵断岷江的风险。     

汶川震区清平乡文家沟泥石流灾害特征分析

2010年8月13日凌晨在四川省绵竹市清平乡暴发了16条泥石流,其中1条特大型(文家沟泥石流),1条大型(走马岭沟泥石流),9条中型,5条小型。清平乡场镇暴发的文家沟泥石流规模最大,泥石流冲出固体物质总量达310×104 m3,文家沟泥石流将清平乡老场镇的大部分区段淤埋。由于这场泥石流灾害发生在汶川地震高烈度区,是地震与降雨共同作用的结果,研究其形成原因,对于进一步认识强震区泥石流发育特征具有重要的意义。根据现场调查,从物源条件、地形条件、降雨条件分析了泥石流形成原因,并分析了泥石流成灾特征及成灾过程机制,以及泥石流运动特征等。     

基于振动的混凝土坝损伤检测的可行性初探

混凝土坝在服役期间很容易出现各种损伤，其中裂缝是最常见的一种损伤形式。裂缝开始的时候一般出现在坝的局部，如果在出现损伤的范围内没设观测点，现有的观测手段很难监测到损伤。而基于振动的方法则有可能克服这一困难。为了研究这种方法，在大坝的不同位置模拟了不同条数和张开程度的裂缝，并给出了相应的振动频率和振型，在考虑了测试噪声的情况下，用统计神经网络进行了损伤识别。这种基于振动的混凝土坝损伤检测方法还会受到水位、温度变化的干扰以及环境噪声、仪器精度等的限制，还需作进一步的研究。     

大坝对鱼类栖息地的影响及评价方法述评

本文总结了大坝建设造成水流状态、水温、水质、底质和地形等因素的变化对鱼类栖息地造成的影响，并归纳了目前国内外对栖息地预测评价的主要方法，对每一种评价方法的特点进行了分析，最后对可采取的生态补偿措施进行了介绍。本文得到的结论为，大坝建设对鱼类的影响很大，但可以通过补偿措施加以恢复。     

坝后背管结构有限元分析探讨

以李家峡坝后背管为依托,借助具有强大结构分析功能的有限元软件ANSYS分析坝后背管结构应力状态。经分析单元尺度对坝后背管混凝土、钢筋的应力影响小于对钢管的影响;坝体与背管混凝土接缝面的力学效应对背管混凝土、钢筋、钢衬的应力影响很小;计算所得的应力大小规律与类似工程模型试验所得的应力分布规律完全一致,其计算值与规范中用弹性中心法所得的应力值基本接近。     

对推行以设计为主体的工程总承包(EPC)的认识与思考

EPC(设计—采购—施工)工程项目管理模式是20世纪80年代国际上逐步发展起来的一种工程承包和管理模式。介绍了EPC工程管理模式的背景和国内外开展EPC总承包管理模式发展现状,总结了EPC总承包管理模式的特点。从水利工程角度出发,阐述了水利行业推行EPC总承包管理模式的必要性和可行性,并提出了建议。     

基于KPCA-PSO-SVM的径流预测研究

为提高径流预测模型的准确性与稳定性,对KPCA-PSO-SVM的径流预测方法进行了研究。在分析径流影响因素的基础上,利用核主成分分析(KPCA)法对径流影响因子进行非线性特征提取,获得主成分作为支持向量机(SVM)的输入变量,建立了径流预测SVM模型,其中模型参数通过粒子群算法(PSO)进行优化。模型建立后,以新疆伊犁河雅马渡站中长期径流预测为例进行分析。预测分析结果表明,在拟合和检验阶段模型的平均相对误差分别为0.77%和7.64%,与其他预测模型比较,基于KPCA-PSO-SVM方法建立的径流预测模型有较好的预测和泛化能力,是一种行之有效的中长期径流预测方法。     

大坝安全信息权研究

大坝原型观测数据本身包含了丰富的信息，内在反映了监测项目之间的某种客观关系，基于此，应用PCA法及PPA法建立了确定大坝安全评价信息权重的正分析模型，一方面能够对数据进行降维处理，另一方面能挖掘数据内在信息，提取指标的相对重要性；并基于最优化准则，建立了信息赋权整合模型，解决了多种数学方法计算结果不一致性问题，最大限度地保持原始信息的完整性。     

透视地球工程对全球陆地不同重现期极端降雨强度的潜在影响

全球气候持续增暖背景下地球工程逐渐成为国际气候谈判中的焦点话题。基于2020—2099年BNU-ESM模式地球工程和RCP 4.5情景下的非地球工程日值降水数据,采用超阈值取样和韦伯分布计算极端降雨强度,并对比两种情景下的极端降雨强度差异特征;最后对比地球工程实施的2020—2069年和结束后的2070—2099年的极端降雨量差异特征。结果表明:(1)2020—2099年两种情景下的极端降雨(包括强降雨和极端强降雨)强度的空间格局并未出现根本差别,反而具有较好的一致性,表明地球工程实施未对极端降雨强度的空间高低分异格局产生颠覆性影响。(2)地球工程对低强度极端降雨影响较小,对高强度极端降雨影响较大,并呈现出区域差异性,且随着重现期增加,差异特征逐渐增大。(3)地球工程使得强降雨强度在干旱地区减弱,而在湿润地区增强,且对北半球陆地的影响明显高于南半球陆地。(4)2020—2069(2070—2099)年地球工程实施期间南半球陆地极端降雨量趋于增多(减少),北半球陆地趋于减少(增多);整体而言地球工程实施的2020—2069年抑制了极端降雨量增多,而2070—2099年则促进了极端降雨量增多。研究成果对于认识地球工程对极端天气气候的影响具有一定的参考价值。     

基于AutoCAD的二维建模研究

复杂地质体的二维建模,一般采用自下而上依次建立点、线、面的方法,其中面的定义需要手工完成,费时费力,针对ADINA二维建模的不足,用VC编写了AutoCAD To Adina平面建模程序,实现了点、线、面的自动定义,大大缩短了ADINA二维建模的周期,节省了体力,通过实例表明,该方法具有较大的实用价值。     

基于VB下的渡槽设计研究

渡槽是一种重要的水工结构。将渡槽设计与Visual Basic编程理论结合,通过应用计算机编程可实现对渡槽结构进行各部位验算与校核。文章阐述了该软件系统的开发思想和实现过程,同时对总体框架的设计、模块的划分、具体环节的实现作了详细论述。依据各部位的关键技术参数,对渡槽设计相关的水力计算、槽身、刚架和基础结构计算作了论述,并给出了计算机软件设计的流程图,以期为工程设计人员采用计算机程序设计提供参考。     

基于可变模糊集理论的地质灾害危险性评价研究

针对地质灾害影响因素的不确定性、随机性和模糊性的特点,建立了基于可变模糊集理论的地质灾害危险性评价模型。通过确定评价单元指标对各级指标标准区间的相对差异函数和相对隶属度,得到各评价单元的地质灾害危险性等级。最后,通过工程实例验证该评价方法的可行性。