四川绵竹走马岭沟特大泥石流成因及防治措施

为进一步研究泥石流成灾机理,采取有针对性的防治措施,对四川绵竹市清平乡走马岭沟“8.13”特大泥石流灾害成因进行了分析。结果表明：震区异常丰富的固体物源、短时强降雨、陡峻的地形条件以及汇水环境是该次特大泥石流形成的主要原因。在分析了此次泥石流的动力学特征及其危害性的基础上,针对走马岭沟现有物源及潜在泥石流隐患,提出了“固源+拦挡+排导+停淤”的综合治理方案,主要通过谷坊坝的固坡压脚、拦砂坝的拦挡、防冲墙的引流、停淤场的停淤作用来达到良好的治理效果。     

新疆阜康抽水蓄能电站库区泥石流危险性评价与防治措施

根据新疆阜康抽蓄库区泥石流形成条件及发育特征,通过现场调查、遥感解译、现场试验等方法确定了影响较大的4条沟谷泥石流静力、动力特征值,选取泥石流多因子综合模型评价了泥石流的危险性,并从两方面分析了泥石流对工程安全的影响,提出了“稳坡、拦挡、停淤”的综合防治体系。结果表明：西岔沟泥石流危险度最大,值为0.43,属于中度危险;库区泥石流沟的影响主要表现为淤泥作用和冲击作用;“稳、拦、停”的立体综合防治体系具有良好的防治效果,值得推广采用。     

绵竹市清平乡塌洞沟泥石流发育特征及成因机制分析

清平乡塌洞沟受"5·12"地震影响,沟域内产生了大量松散物源,在暴雨等诱发条件下已爆发多次泥石流灾害。通过对该泥石流沟的详细调查,将沟域分为形成流通区及堆积区,并研究各区段冲淤特征及该泥石流的堆积特征,并对其成因机制进行分析。     

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.     

泥石流粗大颗粒物质运动过程的数值模型

山区泥石流中粗大颗粒物质的运动、堆积和再启动等过程对泥石流灾害的形成具有特殊的意义.将成分复杂的泥石流体划分为连续性的水沙混合流浆体和随机分布在浆体中粗大固体物质,基于角动量、动量守恒原理,通过分析泥石流流场中的颗粒间、颗粒和泥石流浆体间、颗粒和床面间的复杂作用力,建立了适用于模拟泥石流中大颗粒运动的模型方程.将模型应用于舟曲三眼峪泥石流模拟,计算结果表明:模拟结果较好反映了泥石流粗大颗粒物质的运动和停淤现象.该模型可为分析大颗粒物质对泥石流灾害形成的分析提供借鉴.     

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。     

新疆乌恰县泥石流分布规律与主控因素研究

新疆乌恰县地质条件复杂,构造活动强烈,断层发育,泥石流灾害频发。研究该区域泥石流发育的控制因素,对类似地区泥石流灾害的早期调查和防治具有重要意义。选取乌恰县泥石流最为发育的恰克马克河、苏约克河及托云达里亚河流域作为研究区,通过遥感解译与野外调查相结合的方法,对泥石流的分布规律与特征进行了分析,并进一步研究了控制泥石流发育的主要因素。结果表明:①乌恰县大规模泥石流的发育主要受断层和玄武岩喷出界面控制;断层带和玄武岩喷出界面处的岩体软弱破碎,为泥石流提供物源,且破碎带被雨水切割以后形成沟谷,为泥石流的流通提供地形条件。②泥石流分布在距离断层或玄武岩喷出界面3.5 km的区域内,总体上距离二者越近,泥石流分布密度越高;92.5%的泥石流分布在距离0～2 km区域,其中0～0.5 km区域泥石流最为发育,密度达到0.4处/km~2;另外,大规模泥石流主要分布在距离断层或玄武岩喷出界面1.0 km以内区域,而小规模泥石流主要分布在2 km以内的区域。     

旭龙水电站茂顶河泥石流活动特征分析与危险性评价

旭龙水电站施工场地非常有限,茂顶河出口段处于施工区,其活动特征、规模及影响程度等将直接影响施工区安全。对旭龙水电站茂顶河泥石流进行了活动特征与危害性评价研究。结果表明：(1)主沟与1号沟为低频稀性泥石流,1-1号沟与1-2号沟为高频黏性泥石流;(2)按洪痕调查计算的泥石流流量与按清水洪峰流量和配方法计算的泥石流流量结果基本一致;(3)按20 a一遇计算,茂顶河泥石流峰值流量377 m³/s,最大流速6 m/s,泥石流总量约11.9万m³;20,50,100 a一遇的茂顶河泥石流的危险等级分别为无直接危害、轻度危险、中等危险。经综合分析,对茂顶河泥石流采用了“停淤坝+排导槽+拦挡坝”的防治方案。     

乌东德水电站猪拱地沟泥石流特性与防治对策

乌东德水电站坝址区受多条泥石流沟的威胁,为避免泥石流灾害带来巨大损失,制定有效的防治对策对工程建设具有重要意义。基于野外调查和室内模型试验,对猪拱地沟泥石流静动力特性进行了分析,结合特殊的地形、地质条件以及工程布置,制定了防治对策。此外,还对猪拱地沟的泥石流防治效果进行了跟踪评价。结果表明:拦挡坝能够有效阻止大颗粒固体物质参与泥石流活动,可减轻上游沟道的冲刷程度;停淤场使部分小颗粒固体物质停留,最终只有少量的固体物质和洪水通过排导槽下泄;“V”形排导槽具有立体束流特点,排导效果显著;排导槽出口位于坚硬的基岩,抗冲刷能力较强,有利于排导槽的稳定。“拦挡、停淤、排导”防治体系效果良好,对今后泥石流防治对策具有借鉴意义。     

汶川地震区大型泥石流工程防治体系规划方法探索

汶川地震后4年里泥石流非常活跃,暴发了数次大规模泥石流。分析了震后泥石流形成的三类起动机理,并结合拦挡工程溃决情况,进一步分析人工干预下的大型泥石流形成机理。在此基础上,针对大型泥石流成灾的两个显著特点,即泥石流进入主河形成堰塞湖产生二次灾害与泥石流携带的巨石冲击破坏能力巨大,提出了主河输移控制型泥石流防治规划设计原理、不同开孔的拦砂坝群分级拦淤泥石流方法、谷坊群稳定形成区泥石流物源方法,以及充分利用沟床巨石形成阶梯-深潭结构等系列泥石流工程防治体系规划方法。主河输移控制型泥石流防治规划设计原理以主河输沙能力作为控制条件,将泥石流的洪峰流量优先分配给排导工程,然后分配给拦挡工程或者停淤工程,各类工程合理分担的泥石流洪峰流量。这些方法的组合可望对大型泥石流进行有效的调控。     

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。     

汶川地震区大型泥石流工程防治体系规划方法探索

汶川地震后4年里泥石流非常活跃,暴发了数次大规模泥石流.分析了震后泥石流形成的三类起动机理,并结合拦挡工程溃决情况,进一步分析人工干预下的大型泥石流形成机理.在此基础上,针对大型泥石流成灾的两个显著特点,即泥石流进入主河形成堰塞湖产生二次灾害与泥石流携带的巨石冲击破坏能力巨大,提出了主河输移控制型泥石流防治规划设计原理、不同开孔的拦砂坝群分级拦淤泥石流方法、谷坊群稳定形成区泥石流物源方法,以及充分利用沟床巨石形成阶梯-深潭结构等系列泥石流工程防治体系规划方法.主河输移控制型泥石流防治规划设计原理以主河输沙能力作为控制条件,将泥石流的洪峰流量优先分配给排导工程,然后分配给拦挡工程或者停淤工程,各类工程合理分担的泥石流洪峰流量.这些方法的组合可望对大型泥石流进行有效的调控.     

蒋家沟泥石流沟道年际冲淤变化特征分析

为了分析泥石流对沟道冲淤的累积影响效应,根据蒋家沟1999—2014年泥石流沟道断面测量数据对沟道年际冲淤变化特征及影响因素进行了分析。结果表明蒋家沟泥石流沟道断面形态变化主要表现为断面展宽、断面淤积抬高或冲刷降低;沟道宽度变化主要发生于1999—2009年,2009年后沟道宽度相对稳定,沟道冲淤速率逐渐减缓;沟道整体纵剖面曲线呈现下凹型,下凹度不断减小,2009年后下凹度在1.1左右波动,纵剖面整体比降不断增大,2009年后比降增加速率减缓;泥石流输沙规模减小、泥深及流速减小、支沟泥石流汇入、沟道下游排导工程是影响蒋家沟泥石流沟道冲淤的主要因素。研究成果可为泥石流流通及堆积区的防治提供参考。     

以两河口瓦支沟为例探讨泥石流防护处理设计新思路

本文针对已进行沟水处理的泥石流沟进行防护设计处理,结合西南高山峡谷区两河口水电站建设中的泥石流防护设计案例,从泥石流沟的地质特点着手,对防护设计对象中的交通道路、施工临建生活区、巨形渣场等布置进行分析,着重对防护设计思路、标准、方案等项目的合理性、安全性和经济性进行分析和探讨。利用现有沟水处理工程改建,提出了设坝停淤泥石流和多孔进水塔水石分离的思路,提出水电工程设计不同类型泥石流防护设计的标准化体系,为其他工程提供借鉴。     

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DAN3D的五花海泥石流运动过程模拟研究

2017年8月8日九寨沟景区发生7.0级强烈地震,地震诱发景区内多处崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。五花海泥石流沟口正对五花海景点,地震诱发沟域内产生大量崩滑、震裂松散物源,一旦遇到强降雨,可能形成泥石流冲出沟口,对五花海景观造成强烈破坏。本文通过DAN3D软件对泥石流进行数值模拟,预测了泥石流50 a与100 a一遇的运动过程,可以得知50 a一遇工况下泥石流不会大量冲出,少量冲出泥石流会对栈道构成一定威胁。100 a一遇工况下,泥石流浆体大量涌出,泥沙大量冲入五花海,会对五花海景观水质构成严重威胁。根据模拟结果,提出了"拦挡物源、围堰停淤、拦水过滤"的防治建议。     

溃坝泥石流起动过程及其动力学特征

溃坝泥石流是由于滑坡、地震等自然灾害或不当的人为堆土弃渣产生大量固体物质淤堵沟道或河流后,在遭遇暴雨或汇流冲刷作用下致使淤堵体突然溃决而形成的一种特殊固液两相流。本文采用自制泥石流模拟变坡水槽,实施了24组溃坝泥石流模拟实验,按照溃决方式和相对剪切力将溃坝泥石流划分为局部型和整体型两类,并分析了这两类溃坝型泥石流的成因,揭示其在起动过程中孔隙水压和水沙因子动力学特征。结果表明,小流量、小坡度下更容易形成局部溃坝型泥石流,否则更容易形成整体溃坝型泥石流,而且后者相对剪切驱动力大于前者,研究成果对于溃坝泥石流防治工程的规划设计以及提高泥石流防灾减灾水平具有重要意义。     

河北省太行山区泥石流的灾变特征与崩滑演化机理

河北省太行山区为河北省泥石流的主要发生区,每年的7月下旬至8月上旬强降雨期间,中低山区域极易暴发泥石流灾害。该区泥石流的灾变特征包括沟谷地形地貌特征、暴雨激发特征、崩滑演化特征和运移特征,泥石流的形成运移具有4个明显的分区,即崩滑区、发生区、流通区和堆积区,现认真分析了泥石流的4个灾变特征,并从5个阶段研究了泥石流的崩滑演化机理。     

震后四川省石棉中堡沟泥石流特征及危险区划

中堡沟位于雅安市石棉县草科乡田湾河左岸,受"5·12""4·20"地震影响,中堡沟流域内产生了大量的崩滑体,物源丰富。2012年8月14日,在强降雨作用下该沟暴发中等规模的泥石流,冲出体积达6×104m3,损毁了沟口5户居民的房屋,并淤埋了在入河口的小型水电站。通过中堡沟的实地调查,分析中堡沟泥石流的形成条件和基本特征,并通过计算泥石流静动力学特征参数,对该泥石流沟进行危险区划分。     

弃渣型泥石流输沙速率模型试验研究

近年来,弃渣型泥石流灾害时有发生。为了探索弃渣型泥石流输沙速率,以陕西省小秦岭金矿区的大西岔沟为研究背景,对大西岔沟泥石流的孕灾条件和成灾特征进行了详细的野外调查,发现该区域地形陡峻,弃渣总储量丰富,具备良好的泥石流孕灾条件。同时,泥石流在沿程运动和演化过程中,将具有明显的沿程放大和链生特征。结合野外调查资料,理论推导了弃渣型泥石流输沙速率的计算方法,并根据相似准则设计了水槽模型试验,对计算理论中的冲刷系数进行了率定。试验数据表明冲刷系数的取值范围在3.2×10^-5~7.1×10^-5 m·s/kg之间。这些率定参数将用于后续的小流域泥石流产汇流过程研究之中,同时也为该区域其他相关研究以及泥石流监测预警提供科学参考。