兰州市主城区人工弃渣型泥石流研究

兰州市地域狭长,向南北两侧拓展空间有限.因此,很多工程都无法避免的要挖山填沟或穿山而过,在这个过程中就形成了大量的人工弃渣,而这些弃渣只能就近选沟而弃.近几年,随着兰州市人类工程活动的频繁加剧,由大量弃渣引发的人工弃渣型泥石流的发生也越来越多,其潜在危害也愈来愈严重.就兰州市主城区人工弃渣型泥石流进行了系统研究,并就其...     

泥石流冲沟型弃渣场防护方案研究—以金沙水电站石家沟弃渣场为例

在泥石流冲沟内布置弃渣场,堆渣将不可避免的占压泥石流的行洪通道,若不采取措施,可能会对弃渣场上游泥石流冲沟的安全运行造成影响,进而危及周边人员、居民房屋和设施的安全;同时,冲沟内堆填的弃渣,若不加以妥善防护,堆渣可能崩塌、滑落,从而形成新的泥石流物源,可能会对弃渣场下游的泥石流冲沟的安全运行造成影响,并对周边居民和设施的安全造成威胁。本文以金沙水电站石家沟弃渣场为例,对泥石流冲沟型弃渣场防护方案进行研究。     

西部水利水电工程拦沟型弃渣场泥石流的危害及防护

水利水电工程的工程特性决定其大多位于地质环境复杂区,西部许多水利水电工程面临泥石流等地质灾害的威胁。造成泥石流的因素是极为复杂的,按其诱发因素划分可分为2大类:(1)地质、地貌、气候、土壤水分状况等自然因素形成的脆弱背景是泥石流诱发的自然因素;(2)人类不合理的行为和人类工程活动是泥石流诱发的人为因素。本文通过对人工弃渣诱发泥石流的初步总结,结合卡拉、杨房沟、苗尾等工程拦沟型弃渣场泥石流的防护研究,对西部水利水电工程弃渣场泥石流防护原则和防护措施进行了探讨。     

云南东川区烧房沟“7·31”弃渣型泥石流成灾机理

2008年7月31日晚持续强降雨导致云南省东川区舍块乡烧房沟爆发泥石流灾害,造成了人员伤亡、公路、民房以及大量公共基础设施受损。这次泥石流发生在地质环境较为脆弱的工矿区,该泥石流的爆发是弃渣的不合理堆放与强降雨共同作用的结果。通过现场实地调查与试验等方法,分析了泥石流形成的降雨条件、地形条件、物源条件,研究了烧房沟泥石流启动、流通以及堆积过程。研究结果表明:集中的松散弃渣物源以及强降雨是烧房沟发生泥石流的主要原因。从发展趋势上看,烧房沟泥石流处于发展期,仍存在爆发泥石流的可能性。根据泥石流特征提出如下治理措施:拦、护为主,结合潜坝消能;及时清淤,恢复植被;实时监测,临灾预警。     

大型弃渣场阻断下泥石流动力过程数值模拟研究

以金沙江上游旭龙水电站茂顶河大型弃渣场条件下泥石流为例,基于OpenLISEM软件探讨了不同工况下泥石流的运动—堆积动态演进规律。不同控制工况条件下泥石流的坝后堆积高度各不相同,同时预测泥石流停淤后排导槽内泥石流的性质及运动参数,综合评估泥石流防治工程合理性和综合防治方案,为大型弃渣场阻断下泥石流防治提供借鉴与参考。     

水石型泥石流河工模型试验方法

泥石流河工模型试验是预测泥石流河道演变规律,正确设计泥石流地区桥渡建筑物等的重要手段,它是刚刚兴起的一门试验技术,也是泥沙河工模型试验的发展. 水石流属稀性泥石流,其运动特性相对较接近于挟沙水流,所以先开展水石流河工模型试验是有利的.模型的相似条件,可从水石流的基本特性出发,并借鉴于泥沙河工模型的相似条件. 模型泥石流体的供给方式有水沙混合循环式供给和水沙分离以清水冲沙的一次性供给.在水石型泥石流河工模型试验中,后一种供给方式较好,理论上也是可行的. 本文还讨论了水石型泥石流河工模型的设计、制造、模型验证和试验量测方法,最后举出了模型实例. 泥石流河工模型试验是刚兴起的一门试验技术,也是泥沙河工模型试验技术的发展.在泥石流灾害日趋严重的今天,泥石流河工模型试验确系预测泥石流规模、河道演变趋势及正确设计泥石流地区桥渡等建筑物的重要手段.在尚未建立完整的泥石流模型的相似理论之前,我们先对水石型泥石流河工模型的相似条件、模型设计和制作、模型验证和量测方法等作了一些初步探索.     

坡地型弃渣场水土保持措施浅析

根据博尔塔拉蒙古自治州某水库工程坡地型弃渣场的自然环境特点及工程特性,分析弃渣场采用的水土保持措施,以达到防治弃渣场水土流失并能与周边环境相协调的目的,为后期同类工程弃渣场水土保持措施的采用提供借鉴和参考。     

孤山航电枢纽工程弃渣综合利用研究

山区大中型工程建设往往产生大量弃渣,合理处置和综合利用弃渣是工程水土保持的重点和难点。为减小弃渣对地表扰动和对环境的影响,以汉江孤山航电枢纽工程为例,在弃渣组成和可用性分析基础上,结合项目实施特点、施工时序等方面充分探讨了弃渣的综合利用可行性,并提出了围堰填筑备料、场地填筑、地方建设填筑、弃渣造地等弃渣合理利用方向。结果表明：孤山航电枢纽工程弃渣综合利用方案在安全消纳弃渣的同时节省了工程投资,实现了弃渣资源化利用和保护周边生态环境的目标,可为后期同类工程提供参考。     

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.     

壅水条件下推移质泥沙输沙率变化规律初步研究简

 壅水条件下水流结构特征及推移质泥沙输移规律问题目前尚未得到很好的解决,如天然壅水河段、水库库区壅水等条件下的泥沙输移、河床冲淤等问题,亟需这方面的理论支撑。利用理论分析、实测资料、水槽试验等方法进行对比分析首先分析不同条件下推移质输沙率变化的差异性;然后利用水槽试验观测壅水条件下非均匀流水流结构特征;最后结合天然实测资料和水槽试验资料,回归分析得出了适合在水库库区壅水河道的推移质输沙率计算公式。研究结果为当壅水程度指标β达到1.3以上时,现有各家公式已基本不能用来计算壅水条件下的推移质输沙率;利用水槽试验资料得到了相对床面切应力与壅水程度指标β的定量关系;回归分析得出壅水河道推移质输沙率计算公式可以在三峡库区河段适用。     

壅水条件下推移质泥沙输沙率变化规律初步研究

壅水条件下水流结构特征及推移质泥沙输移规律问题目前尚未得到很好的解决,如天然壅水河段、水库库区壅水等条件下的泥沙输移、河床冲淤等问题,亟需这方面的理论支撑。利用理论分析、实测资料、水槽试验等方法进行对比分析首先分析不同条件下推移质输沙率变化的差异性;然后利用水槽试验观测壅水条件下非均匀流水流结构特征;最后结合天然实测资料和水槽试验资料,回归分析得出了适合在水库库区壅水河道的推移质输沙率计算公式。研究结果为当壅水程度指标β达到1.3以上时,现有各家公式已基本不能用来计算壅水条件下的推移质输沙率;利用水槽试验资料得到了相对床面切应力与壅水程度指标β的定量关系;回归分析得出壅水河道推移质输沙率计算公式可以在三峡库区河段适用。     

泾河张家山站水沙多时间尺度分析及输沙量模拟

为了掌握泾河水沙变化的基本规律,运用EMD方法对泾河张家山水文站1958—2011年的年径流量及年输沙量序列分别进行了多时间尺度分解,依据实测年输沙量数据,应用时间序列分析方法建立了年输沙量模拟模型。泾河年径流和年输沙量的时间序列均可分解为3个不同波动周期的振荡分量和一个递减的趋势分量;年输沙量模型适用性较好,且模拟精度较高,可应用于年输沙量预测。泾河水沙多时间尺度变化的特征分析和输沙量预测可为泾河水资源规划提供科学依据。     

秃尾河 窟野河 孤山川产流输沙模型研究

依据秃尾河、窟野河、孤山川三条河流域降雨时空分布极不均匀及产流输沙多集中汛期的特点,将流域分为若干单元,以各单元面积内的时段最大降雨、雨强、地貌参数为影响产流输沙综合指标,最后叠加成总指标的方法,建立了产流输沙次和年经验模型。统计结果表明,模型计算与实测值相比,平均相对误差分别为:年清水模数0.69％～4.5％;年浑水模数0.2％～8.4％;年输沙模数0.05％～11.5％。     

排土场级配规律及其对稳定性影响的模型试验研究

排土场的扩容和增高衍生出了一系列地质灾害现象.级配是排土料最重要的物理性质,决定了排土料的力学强度,但排土场内部级配很难调查清楚,因此揭示堆排过程中的级配规律非常重要.设计了一套进行排土场模型试验的装置,利用4组粒径分别为0.0075,0.02,0.1～0.2,0.8～1.0 cm的材料,模拟排土料倾倒时的自然分选过程,并对形成的排土料分区进行筛选统计.试验结果表明:排土料模型试验体现了现场排土中出现的运动分异现象;在高度方向上,第1-3组含量随高度的降低而降低,第4组含量随高度降低而增加;在水平方向上,第1和2组越靠近排土场内部含量越低,第3组在水平方向上分布无明显规律,第4组越靠近土场内部     

窗口坝拦截泥石流性能试验研究

泥石流窗口坝是一种常见的泥石流防治工程措施,具有拦砂节流、护床固坡等重要调节功能。为了探寻泥石流的过坝特征,通过室内模拟试验,运用控制变量的方法对不同类型泥石流的过坝情况进行了探讨。试验发现,泥石流过坝前后颗粒组成的变化与泥石流密度相关性较大,在泥石流密度为1 650 kg/m³时,窗口坝对泥石流的筛选能力最强;泥石流过坝后密度降低情况较明显,并且受泥石流窗口坝闭塞类型的影响,不同闭塞类型下泥石流密度降低率具有相似规律,在泥石流密度为1 800 kg/m³左右时,泥石流密度降低率最大;通过回归分析得到了拦排比L与泥石流密度γ_c的关系式。     

云南东川泥石流沟与非泥石流沟~(137)Cs示踪法物源研究

运用1 37Cs示踪法调查云南东川小江流域 6条泥石流沟、6条非泥石流沟和主河的泥沙来源。泥沙主要来源于冲沟侵蚀和滑坡崩塌堆积、坡耕地和草地。坡耕地和草地表层土壤1 37Cs平均含量分别为 0 9Bq m2 和1 98Bq m2 ,冲沟沟壁和滑坡崩塌堆积土体1 37Cs。作者通过 3种源地土体1 37Cs含量的比较 ,分析了细粒泥沙(<0 0 1mm)的来源。 6条泥石流沟冲沟侵蚀和重力侵蚀 (滑坡崩塌 )的相对产沙量变化于 90 2 %～ 1 0 0 % ,平均值为 95 1 % ,6条非泥石流沟的相对产沙量变化于 74 5 %～ 83 3% ,平均值为 78 9%。小江主河为 81 4 %。     

蒋家沟流域输沙预测模型初探

从时间和控制因子两个角度，初步探讨了蒋家沟流域产沙预测模型，结果表明，由周期预测和控制因子预测组成的综合预测模型，可对蒋家沟泥石流的输沙进行较为可靠的预测，同时，在探讨了模型存在的及有待改进的问题的基础上，还对综合预测模型进行了探讨。     

闸门流激振动全水弹性模型试验的原型验证

由于弹性结构与其周围流场存在着复杂的相互作用,单纯数值方法还不能正确预报这种水弹性振动,因此,水弹性模型试验已成为预报流场中结构原型行为的唯一方法.在对水弹性振动模型相似准则和研制的闸门水弹性振动模型材料性质简要介绍的基础上,对三峡大坝导流底孔弧形闸门全水弹性模型振动试验成果和其原型振动观测成果作了多方面对比分析.结果表明:全水弹性模型试验预报的原型闸门的动力特性、振动加速度、结构动静应力与原型闸门在相近条件下的实测成果颇为一致,从而验证了闸门全水弹性模型对原型闸门流激振动行为预报的可靠性.     

Prioritizing Structural Management by Quantifying the Effect of Land Use and Land Cover on Watershed Runoff and Sediment Yield

Hydrological processes in a mixed land use watershed are significantly influenced by land use (LU) and land cover (LC). In order to quantify the effect of LU/LC, topography, and morphology, runoff and sediment yield of a small multivegetated watershed in a sub-humid subtropical region in India were simulated by the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model and were compared with measured values. The mixed land use watershed displayed a synchronized runoff response to monsoon rains. Measured runoff and sediment yield varied one sub-watershed to another and ranged, respectively, from 256.33 to 367.83 mm and from 0.27 to 11.65 t/ha for 734.90 mm of rainfall in 2000 and from 310.36 to 393.49 mm and from 0.84 to 10.71 t/ha for 765.50 mm of rainfall in 2001. The correlation coefficient between rainfall and runoff was 0.86, that between runoff and sediment yield was 0.56, and that between rainfall and sediment yield was 0.55. The sub-watersheds with relatively high forest cover (SWS1 and SWS2) showed significantly less runoff and sediment yield (310.36 mm and 0.84 t/ha), whereas a sub-watershed with more area under cultivation produced higher runoff (393.5 mm) and higher sediment yield (11.65 t/ha). Measured and model simulated estimates of runoff and sediment yield from different sub-watersheds were employed to prioritize control measures in the watershed comprising areas under cultivation, waste, fallow and eroded land, and forest and bushes. The average estimates of sediment yield from different sub-watersheds were used to prioritize the checkdam construction as an effective measure to control sediment transport to downstream water resources.