小型无人机在西部水电工程地质灾害调查中的应用试验——以官地水电站大桥沟泥石流为例

在官地电站大桥沟泥石流沟口区域地质灾害调查中,应用无人机进行初步调查试验,可以获取工程地质分析和地灾评估需要的平面、剖面图,可以利用成果进行地质三维模型的初步建立。根据航摄获取资料及后期处理资料等可以进行地质灾害的解译分析,将解译成果与实际调查进行对比,解译结果与实地调查结果吻合程度较高,验证了无人机在水电工程地质调查中的可行性和有效性。     

消能结构防治泥石流研究——以文家沟为例

阶梯-深潭系统作为一种新的消能结构在2009年用于文家沟滑坡体上新生沟谷的泥石流治理研究。阶梯-深潭系统在阶梯和水跃段耗散了水流大量的能量,使得水流中的能量减小到不足以触发泥石流,理论分析表明阶梯-深潭系统可以耗散水流三分之二的能量,即同样状况下触发泥石流的临界流量需增加三倍。阶梯-深潭系统使得水流阻力最大化,避免河床和岸坡遭受侵蚀。2009年的几次暴雨没有在文家沟引发泥石流。然而,2010年在沟内修筑了20道拦挡坝来代替阶梯-深潭系统,经过2010年8月暴雨后,20座拦挡坝全部被破坏。沟谷再次下切了50m。沟谷下切和侧蚀导致大量松散堆积物进入沟道形成泥石流,约450万m3冲出沟口,造成大量的房屋被埋以及14人死亡。比较两种防治方法可以看出,以消能为目的的阶梯-深潭系统对防治泥石流是成功的。拦挡坝在稳定的情况下可以减少边坡的垮塌,而阶梯-深潭系统还能够通过耗散水流能量稳定沟道,因此采用拦挡坝和阶梯-深潭系统相结合的方式来稳定滑坡体上的新生沟谷,并控制泥石流可能效果会更明显。     

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。     

强震区泥石流堵江-洪水灾害链式过程模拟研究——以汶川县下庄沟为例

汶川地震发生后,泥石流活动频率急剧增强,具有降雨阈值低、暴发频率高、影响范围广、破坏能力强的特征,危害方式主要包括淤埋、冲击、堵江及淹没等,其中泥石流堵江灾害效应尤为突出,严重威胁山区基础设施建设和居民生命财产安全,对泥石流堵江灾害链动态全过程的研究可为泥石流灾害防治和预警提供科学参考。基于对典型流域的野外调查与物理试验,并结合遥感影像与降雨数据,对下庄沟泥石流堵江灾害链的动态过程进行数值模拟研究。模拟结果表明：在t=120 step时泥石流到达流域出口;t=130 step时泥石流向前推进,堵塞部分主河;t=140、150 step时泥石流完全堵塞主河,分别形成了长、宽、厚为236.0、74.0、6.2 m和312.0、79.0、7.1 m的堰塞体,造成上游水位抬升,上游居民区淹没深度在3～5 m。通过将模拟结果与野外实测数据对比,模拟的准确度达84.9%,表明该模型对滑坡—泥石流—洪水的灾害链过程模拟具有较好的适用性。     

基于FLO-2D的泥石流工程治理效果分析——以都江堰银洞子沟泥石流为例

选取地震区典型泥石流沟银洞子沟作为研究对象,运用FLO-2D软件再现该沟2013年泥石流发生过程,验证了通过研究区雨量数据获取泥石流流量线方法的可靠性以及相关模拟参数选取的合理性。在此基础上,基于泥石流发生频率和暴雨爆发频率相同的假设,对不同爆发频率下的泥石流工程治理效果进行了分析。结果表明:工程治理后,当爆发频率为30,50 a时,工程治理效果显著;当爆发频率为100 a时,工程治理效果不显著。因此,建议相关管理部门加强极端降雨条件下泥石流的预警和防治工作。     

泥石流堰塞湖影响区域评估及其应急预案——以汶川县磨子沟为例

2008年汶川"5·12"地震后,汶川震区内大量新、老泥石流沟的泥石流活动频度增加,致使泥石流堰塞湖的形成几率也随之增大。通常泥石流所形成的堰塞体稳定性较差,从形成至溃决通常在几小时内发生,人工工程干预的可能性小。因此,做好堰塞湖溃决洪水影响区域评估和溃决洪水应急预案,成为必要且有效的减灾手段之一。但泥石流堰塞湖的溃决洪水既不同于一般意义的洪水,也不同于人工大坝的溃决,是过去应急预案研究中较少涉及的灾种。选择汶川磨子沟作为研究对象,在泥石流堰塞湖溃决危险性评估基础上提出溃决洪水应急预案的编制原则和方法:首先确定泥石流堰塞湖可能溃决的最大洪峰流量、淹没高度、泛滥范围和持续时间;其后,实地调查居民点,圈定洪水淹没范围和危险区人口数,并根据地形条件制定可能的撤退路线;最后,结合政府部门的行政安排,制定险情通报程序、险情发生安全保障措施和预案启动、结束的时间节点。试图为其余泥石流堰塞湖溃决洪水危害应急预案制定提供借鉴,提升应对突发泥石流堰塞湖溃决事件的效率。     

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。     

汶川地震灾区泥石流启动机制及其动力学特征——以北川县五星沟为例

2008年5月12日,四川汶川发生8.0级特大地震,地震造成了大量山体滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害,给北川县带来了严重的人员伤亡和财产损失。受降雨影响,位于北川县擂鼓镇的五星沟分别于2008年9月24日及2009年7月17日发生特大型泥石流,造成了五星沟沟内五星村、大田村和南竹村等多处居民点被冲毁,沟谷两侧房屋倒塌或被掩埋。根据已有资料,通过分析五星沟泥石流的分布和形成特征,从泥石流形成的物源条件和动力条件两方面探讨了该泥石流启动机制与物源转化机制,推算不同设计频率下泥石流的特征值,包括该泥石流的运动及动力特征。分析表明:五星沟大部分支沟属中频泥石流沟,发展阶段均属发展期;五星沟具备再次发生泥石流的基本条件,建议尽快对其实施应急治理。开展五星沟泥石流启动机制的研究,对于监测与治理汶川地震造成的次生泥石流灾害,具有指导意义。     

泥石流沟危险度定量评价研究——以白龙江陇南两河口镇至桔柑乡段为例

泥石流的危险度是认识、防控泥石流的重要因素,针对反映泥石流危险度的特征函数进行分析,运用量纲分析方法,建立了基于泥石流势能的单沟危险度计算模型。同时考虑到防治工程的减危效果,增加了拦砂坝和排导槽对泥石流的拦挡排疏功能来修正模型,并以白龙江陇南两河口镇至桔柑乡段138条泥石流沟为例来验证模型的有效性,得到了研究区域单沟泥石流危险度值。结果表明:修正模型能计算增加防治工程后单沟泥石流的危险度,具有较好的实用性;沿白龙江流域的泥石流沟中,极高危险区占研究区范围的17.39%,高度危险区占研究区范围的21.74%,且危险区大多集中于白龙江北岸,计算值与野外实际情况基本吻合;然而由于防治工程减危值受历史条件的影响,对于极高危险区的泥石流沟,应及时做好防范。     

HEC-RAS在二维溃坝模拟中的应用 ——以红旗水库为例

利用HEC-RAS软件对红旗水库进行溃坝模拟,研究溃口流量过程线、溃口下游局部流态、溃坝洪水波在洪泛区的传播和溃坝洪水造成的生命损失等。对溃口流量过程线分析发现瞬时溃口尺寸越大,初始下泄流量越大,初始下泄流量过程线变化越快,而溃口尺寸越小溃口流量过程线变化越缓慢。对洪水流速和洪水淹没水深分布等进行研究,并绘制淹没水深风险图。进行溃坝生命损失评估时发现,无预警时生命损失达210人,预警时间越长,生命损失及其严重程度系数越低,预警时间提前1 h,生命损失明显降低,预警时间提前3.5 h,生命损失为0。     

生态护岸在山洪沟防洪治理工程中的应用 ——以桂口港治理设计为例

在湖北省崇阳县桂口港的治理中,基于生态环保的新理念,我们放弃了常规的浆砌石、混凝土护坡护岸的型式,在满足防洪要求、资金允许的条件下,因地制宜的采用石笼、木材、草皮等生态材料,以利于修复沟河的生态系统,营造河流形态的多样性,塑造河岸空间的自然化。做到了防洪与生态景观相结合,实现人与自然和谐统一。     

矮子沟泥石流影响因素及运动参数分析

通过对矮子沟流域进行现场勘查,收集相关气象及水文等资料,获取矮子沟流域的地形地貌特征、不良地质体分布规律、地震活动等数据,结合矮子沟流域的地质条件及降雨特征,对矮子沟泥石流的影响因素进行分析,探讨矮子沟泥石流的形成过程。在此基础上选取五个典型断面结合经验公式进行运动参数的分析计算,经计算沟口处断面的泥石流的流速为7.54 m/s,流量为948.63 m3/s,此次泥石流总量为60.08万m3,这些运动参数可以为矮子沟泥石流防治方案的选择及防治工程的设计提供参考。更多还原     

CMADS驱动SWAT模型在水循环模拟中的应用——以洱海流域为例

基于大气数据驱动水文模型的输出结果开展水循环模拟研究是大气和水文学界的研究热点。利用中国大气同化驱动数据集CMADS驱动SWAT模型,模拟2009～2016年期间洱海流域关键水循环要素的时空分布特征。结果表明:①CMADS数据集可很好地驱动SWAT模型,在洱海流域适用性较好,可用于水循环模拟研究。②从时间上看,洱海流域年降水量、实际蒸散和年产水量均呈现出先减少后增加的趋势,分别以4.6,29.3,15.0 mm/a的速率递增,多年平均降水量、多年平均实际蒸散发和多年平均产水量分别为792.8,565.5,286.1 mm。从空间上看,洱海西部降水最丰沛,东部地区次之,北部地区最低;实际蒸散发空间差异性相对较小,高值区主要分布于洱海湖区周围;产水量空间分布差异性较大,洱海西部产水量最大,其次为洱海北部和东部山区。③湿润度呈现出增加的趋势,而产水系数表现出减少的趋势,多年平均湿润度和产水系数分别为0.61和0.43;实际蒸散发与降水变化趋势一致,但与潜在蒸散发变化趋势相反,表明水分条件是限制洱海流域潜热的主要因子。     

泥石流堰塞湖影响区域评估及其应急预案 ) 以汶川县磨子沟为例

2008 年汶川/ 5 # 120地震后, 汶川震区内大量新、老泥石流沟的泥石流活动频度增加, 致使泥石流堰塞湖的形 成几率也随之增大。通常泥石流所形成的堰塞体稳定性较差, 从形成至溃决通常在几小时内发生, 人工工程干预的 可能性小。因此, 做好堰塞湖溃决洪水影响区域评估和溃决洪水应急预案, 成为必要且有效的减灾手段之一。但泥 石流堰塞湖的溃决洪水既不同于一般意义的洪水, 也不同于人工大坝的溃决, 是过去应急预案研究中较少涉及的灾 种。选择汶川磨子沟作为研究对象, 在泥石流堰塞湖溃决危险性评估基础上提出溃决洪水应急预案的编制原则和 方法: 首先确定泥石流堰塞湖可能溃决的最大洪峰流量、淹没高度、泛滥范围和持续时间; 其后, 实地调查居民点, 圈 定洪水淹没范围和危险区人口数, 并根据地形条件制定可能的撤退路线; 最后, 结合政府部门的行政安排, 制定险情 通报程序、险情发生安全保障措施和预案启动、结束的时间节点。试图为其余泥石流堰塞湖溃决洪水危害应急预案 制定提供借鉴, 提升应对突发泥石流堰塞湖溃决事件的效率。     

“超熵”评价泥石流沟发育现状及危险度——以大渡河某电站库区为例

泥石流沟谷是一个复杂的地貌系统,其发育可分2个时期、5个阶段,一旦形成泥石流,危害性较大.从系统科学和地貌学的角度出发,运用能综合表述地貌演化特征的因子——超熵,对大渡河瀑布沟电站库区泥石流沟谷进行沟谷纵剖面形态和超熵值计算,进而对发育现状指数及危险度进行评价.结果表明:在调查的21条泥石流沟中,有14条泥石流处在发展期,具有潜在发生泥石流的可能性;4条泥石流处在孕育期,危险度较低;有3条处在旺盛期,发生泥石流的可能性较高,一旦爆发,对沟口人员造成较大危害,危险性较高.     

基于FLO-2D的泥石流危险性评价——以四川省汶川县绵虒镇簇头沟为例

2013年7月10日四川省汶川县绵虒镇降持续性暴雨,促使簇头沟暴发降雨频率为2%的泥石流,导致岷江堵塞,严重威胁沟口居民及下游安全。以簇头沟的1∶10000等高线、2013年降雨数据与遥感影像等作为基础数据,结合野外考察资料,运用FLO-2D软件,模拟计算簇头沟在不同降雨频率下(5%、2%和1%)泥石流的运动堆积过程,研究簇头沟泥石流的危险性。在2%降雨频率(实际降雨频率)条件下,模拟得出最大泥石流流速为12.99m/s,最大泥石流泥深为15.7 m,堆积面积为9.55×10~4m~2,与实际堆积范围进行验证,精确率为77%,在合理误差范围内,成果可靠性高。通过泥深与流度来构建泥石流的强度模型,再与暴发的重现周期相结合而构建簇头沟泥石流危险性评价模型,获得堆积扇危险范围分布图,其中高危险面积占61%,中危险面积占19%,低危险面积占20%。为簇头沟泥石流的灾害防治提供科学的参考依据。     

台堰在白沙灌区渠道中的应用

老灌区在续建配套与节水改造中,渠道因用混凝土衬砌出现斗农门不进水或进水流量较小等问题,文章结合白沙灌区实际对台堰的运用加以分析,对其它灌区渠道续建配套与节水改造有一定参考作用。     

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。