石棉县熊家沟“7·04”泥石流堵江调查与分析

汶川"5·12"地震以来,四川地区地质构造活动进入活跃期。而芦山"4·20"地震后,雅安地区地质灾害进入高发期。2013年7月4日20时,四川省雅安市石棉县熊家沟暴发了大规模泥石流过程,堵塞竹马河,造成重大经济损失和人员伤亡。为了研究地震后熊家沟泥石流的堵江特征及其防止措施,通过泥石流流域野外调查,发现由于石-甘公路,特别是竹马河的河堤工程,使得熊家沟堆积区地形纵坡突增泥石流在其堆积区运动时,其汇入主河的运动方式发生突变。根据堵江型泥石流堆积区的纵坡变化特征,将该泥石流定义为工程纵坡增加型堵江泥石流。而对比熊家沟"7·04"泥石流物源的前后变化情况,可知其泥石流物源的平均转化率为0.307,且位于下游的泥石流物源更容易被侵蚀。通过熊家沟"7·04"泥石流的水上和水下堆积物筛分试验,发现其中值粒径d60增加值为3.4%,容重增加了3%。运用Spss统计软件和理论分析,得到工程纵坡增加型堵江泥石流的流速、流量与流域特征的关系,及其等衰减特征,为该区泥石流的类型研究及其防治提供一定依据。     

龙池地区“8.13”特大群发性泥石流堆积扇几何形态量化分析

为了解都江堰市龙池地区泥石流堆积扇的危害程度,实地测量了龙池地区36条已暴发的泥石流沟的堆积扇几何数据,分析了泥石流成因及堆积扇的特征,研究了泥石流堆积扇在堆积过程中的应力特征,得出了龙池地区泥石流堆积扇堆积长度、厚度和宽度等预测模型,并计算出龙池地区泥石流的屈服应力τ约为241Pa,沟口泥石流停淤深度hx0和hy0约为2.4m,与研究区野外观测数据相符,为强震区暴雨型泥石流灾害的防治提供了参考。     

西藏林芝地区冰川降雨型泥石流起动实验初步研究

 近年来,由于全球气温升高,导致西藏地区泥石流暴发频率增加,其中包括冰川降雨型泥石流灾害。以西藏林芝地区的冰川降雨型泥石流为研究对象,首次通过观测冰川降雨型泥石流起动过程中水位、孔隙水压力等变化特征,得到水位、孔隙水压力与堆积坡度、堆积厚度的关系以及沟道物质起动特征,根据水位、空隙水压力的时间变化特征,得到不同试验条件下水位与孔隙水压力的相互关系。通过相似物理实验,分析实验过程中流量、流深、流速等参数与泥石流堆积坡度、堆积厚度的关系,并将冰川降雨型泥石流起动分为前期饱和阶段、起动阶段、堆积阶段。由相似比得到研究区典型冰川泥石流起动的流深、流速等野外观测结果与实验结果与一致,为研究区冰川降雨型泥石流的研究提供参考。     

不同暴雨条件下形成的草坡磨子沟泥石流堵塞岷江可能性分析

2013年7月10日,草坡磨子沟暴发特大规模泥石流,造成岷江堵塞并淤埋都汶高速,造成巨大的经济损失。为研究此次泥石流堵河特点并预测未来暴发泥石流堵河的可能性,通过分析该沟基本特征,探讨了汶川震后沟内地形地貌、降雨条件及物源变化对泥石流暴发的影响;分析了泥石流动力学特征及不同堵河判别公式计算结果,得出在不同暴雨频率下暴发泥石流可能引起的堵河情况,进而预测了该沟的堵河发展趋势。研究结果表明,震后沟内形成超过7×106 m3的固体物源储量,沟道内形成了大量堵塞体,在强降雨条件下极易暴发泥石流;草坡磨子沟在暴雨频率小于5%时暴发泥石流便可造成堵河事件。     

七盘沟堰塞体溃决后水动力特征及沟内泥石流启动条件分析

以汶川地震强震区七盘沟堰塞湖为例,通过野外调查、现场测量,分析了"7.10"泥石流暴发时6个典型堰塞体的溃决特征,给出了堰塞体溃决类型及其溃决后的水动力特征。结果表明,6个典型堰塞体失稳主要以漫顶溢流破坏为主,溃决流量最大值达404.9m3/s。进而确定了堰塞体溃决后泥石流的启动条件,结果可为泥石流预防与控制提供参考。     

基于水位与孔隙水压分析的水力类泥石流起动试验研究

以汶川强震区水力类泥石流为研究对象进行室内试验,研究水力类泥石流起动过程中水位和孔隙水压力的变化特征。结果表明,在水力类泥石流起动试验初期,水位值和孔隙水压力值的增值相对平缓;泥石流起动过程中,水位值和孔隙水压力值突增,与试验槽坡度均呈正相关;泥石流结束时刻,由于沟道堆积物的搬运和侵蚀,水位值出现负值,而孔隙水压力值趋近于0;不同试验槽坡度水力类泥石流暴发时间顺序为9°12°15°。研究成果可为震区水力类泥石流运动机制研究提供参考。     

四川省石棉县2013年"7·4"泥石流沟道 侵蚀特征调查及研究

2013年7月4日20时,四川省雅安市石棉县多条沟道暴发了大规模泥石流,且该区为芦山县“4·20”地震作用区,泥石流物源丰富,其中泥石流沟道物源占总物源的64%以上。为了解研究区泥石流沟道物源的侵蚀特征,通过研究区3条典型泥石流沟(后沟、马颈子沟、熊家沟)流通区沟道剖面的野外调查数据,分析该区泥石流在运动过程中,不同剖面位置泥石流沟道的流深、侵蚀厚度与剖面距离、剖面间的相对高差、原沟道宽度之间的关系。在此基础上,首次建立基于沟道曲率半径的泥石流流向差概念,并且得到了研究区泥石流左右岸侵蚀厚度差与沟道剖面间流向差的平均线性函数系数为0.06,泥石流平均侵蚀厚度与沟道剖面坡度的平均线性函数系数为0.09。在此基础上,得到研究区泥石流平均侵蚀厚度与流深的关系为h=5Δh+1.798×10^-15,单位距离侵蚀方量与沟道宽度关系为ΔV=6.845D^0.625。研究结果为对震区泥石流沟道侵蚀特征的认识提供了依据。     

四川省都江堰市龙池地区“8·13”泥石流堆积扇调查和分析

汶川"5·12"地震后,震区泥石流等自然灾害活动频繁,与此同时,其危害性呈几何级数增长,而泥石流的堆积特征直接反应其危害程度。2010年8月13日,都江堰市龙池地区暴发了大规模的群发性泥石流灾害,共有50多条沟发生了泥石流过程,冲毁了龙池地区的地震重建区的房屋和道路。笔者通过对研究区泥石流堆积扇的野外调查,统计了36条沟的泥石流堆积扇的堆积厚度、堆积宽度、堆积长度以及堆积坡度等参数,得到了研究区泥石流堆积扇冲出距离、堆积宽度、堆积厚度以及扩散宽度与流域泥石流物源动储量、流域高差、沟口宽度等因素的关系,在此基础上,建立了泥石流堆积扇几何堆积特征统计模型,且通过震区典型泥石流的验证,统计模型具有一定实用性,可为研究区泥石流灾害防治提供一定参考。     

急陡沟道泥石流的消防管效应形成机制研究

通过对震区泥石流沟的地形因素和泥石流沟道物源条件的野外调查和遥感解译,对震区急陡沟道泥石流的起动机制进行研究。结果表明,在急陡沟道条件下,震区急陡沟道泥石流的消防管效应形成机制主要为大高差条件下的势能和动能的转换和"V"形沟道条件下的伯努利效应,势能转换为动能条件下的消防管效应与运动高差呈指数函数关系,而伯努利效应下的消防管效应与沟道横切面积变化密切相关。     

藏东南地区冰川泥石流形成条件初步分析——以天摩沟冰川泥石流为例

针对融雪、降雨融雪等条件诱发的冰川泥石流形成过程,为了更好的认识藏东南地区冰川泥石流形成条件,选取藏东南地区天摩沟为研究对象,根据研究区流域特征、冰川覆盖面积以及气温等条件,在热化学、土力学以及流体力学等理论基础上,分析得到藏东南地区冰川泥石流在融雪条件下的起动流深阀值。结果表明:由于藏东南地区冰川泥石流沟分布高程影响,使得冰川泥石流沟所处的大气压为41. 0×103～54. 0×103kPa,使得雪线位置的冰川熔点上升至0. 352～0. 45℃;天摩沟冰川泥石流沟道冰碛物表层有效粒径(d10=10 mm)起动的临界流深为0. 04 m;天摩沟冰川泥石流沟道冰碛物发生冲蚀剪切破坏时的临界地表流深为其侵蚀厚度的3. 17倍;当天摩沟的降雨强度大于10. 22mm/h时可诱发冰川泥石流过程。研究成果为藏东南地区冰川泥石流的防治提供一定的参考。