泥石流作用下道路结构韧性分析及提升

针对道路结构抗灾韧性研究的不足,提出了泥石流冲击和淤埋作用下的道路结构性能响应函数,通过分析泥石流防治特征和道路结构韧性特征对其进行求解,并用泥石流作用后道路结构性能的累积损失程度表征其安全韧性,构建了道路结构安全韧性理论模型。以甘肃省沙湾镇水峪沟泥石流为例,分析了水峪沟国道394 km+800 m处道路结构在自我恢复、灾中采取抵御措施、灾后应急处理3种情况下的韧性曲线和安全韧性。结果表明：未采取任何措施时,道路结构安全韧性值仅为63.92%;而对泥石流灾害采取应急处理后,道路结构应对灾害的能力提升至81.98%;对泥石流采取抵御措施后,道路结构应对灾害的能力进一步提升至85.76%,韧性得到了明显提升。本文研究成果量化了泥石流作用下道路结构的抵抗力和恢复力,可为提升泥石流作用下的道路结构韧性提供决策依据。     

震后堵溃泥石流的特征及防治对策研究——以四川省平武县唐房沟为例

汶川地震直接诱发的大量崩塌、滑坡堵塞沟道,形成很多堵塞坝,这些堵塞坝溃决后极易形成堵溃泥石流,由于成灾快和规模大等特征,其造成的灾害损失比一般的暴雨泥石流要严重得多.以四川省平武县平通镇唐房沟为例,通过野外考察、现场测量、取样分析等方法,分析震后堵溃泥石流的形成过程、流量计算及防治对策.通过采用形态调查法和雨洪法对唐房沟的流量计算结果表明,采用配方法计算的流量结果明、显小于采用形态调查法的结果,其主要原因是因为沟道内存在严重的堵塞,加之地震诱发的大量松散固体物质和震后激发泥石流临界降雨条件的降低,造成泥石流规模的增大.唐房沟目前防治现状存在新建的排导槽过流能力不够、基底已被破坏、弯道处未考虑超高,沟内未布置拦挡工程等问题.由于唐房沟内目前松散固体物质充足,在一定的降水条件下,仍会再次暴发泥石流,泥石流将会威胁到沟口平通镇1 600余人的生命财产安全,同时也威胁到沟口灾后重建工作的顺利开展,针对这些问题,提出了修建拦挡工程、改造排导槽并结合预管预报措施的防治对策.     

承德围场县西山庙台沟泥石流危险性分析

庙台沟位于河北省承德市围场县县城西山,曾发生山洪泥石流灾害.为了掌握庙台沟泥石流的运动变化规律,更有效地减小泥石流的危害,通过对庙台沟的地形地貌、物源、水源的勘察分析,计算得出了泥石流的容重、流量、流速、冲击力等参数;针对其形成条件和基于数量化理论,对该泥石流的危险性进行了分析及评估,进而为相关工程的评价及防治提供参考.     

氧化沟流场数值模拟及其结构形式改进

准确模拟城市污水处理厂氧化沟中的流态,对其优化设计以保证其稳定运行和生物处理效果至关重要.笔者以FLUENT软件为计算工具,建立一定水深下的氧化沟弯道水流平面二维数学模型,对弯道的流速分布进行模拟研究.结果表明导流墙的形状及位置对氧化沟流场流态影响较大.通过进一步的计算比较,提出了导流墙的优化形式以及最佳布设位置,改善了氧化沟流场的流速分布,防止或减少了沟中的污泥沉积,有利于降低能耗.模拟结果对实际工程的设计有一定的指导意义.     

“5·12”地震后都汶公路沿线泥石流沟危险性评价

都汶公路地处“5·12”汶川大地震的极震区,地震造成大量的崩塌、滑坡、泥石流等次生山地灾害。沿线大多数沟谷都具备暴发泥石流的条件,震后10~20 a将处于泥石流活跃期,尤其前5年泥石流异常活跃。通过野外考察和高分辨率遥感影像数据,获得研究区泥石流沟的基础数据,对比分析建立了震后泥石流总量计算方程,并以泥石流总量和沟床比降作为参数,建立了单沟泥石流危险性评价模型,进行泥石流沟危险性评价。对研究区29条泥石流沟的评价表明：泥石流沟大部分处于中度危险以上,中度危险、高度危险与极高度危险的沟谷占79.31%,其中极高度危险区占20.7%。危险性最大的沟谷为郭竹铺沟、马埝坪沟、野牛沟、一碗水沟和高店子沟,其次是新桥沟、千斤沟、粉丹沟和茨里沟。灾后重建应倍加重视,做好泥石流的预测、预报及防治。     

在建映（秀）汶（川）高速公路彻底关沟泥石流发育基本特征

彻底关泥石流沟位于映秀镇上游约18 km处,在建映（秀）汶（川）高速公路途经该沟谷沟口段,设计以隧道形式穿过彻底关沟下部。据物源分布情况的综合调查分析,彻底关沟再次爆发泥石流的可能性和危害性均较大。本文通过系统分析工程区地貌条件、区域地质构造、地层岩性等因素揭示了泥石流形成条件,并对其重要的动力学参数进行了计算,最后对在建高速公路彻底关沟段进行了危险性评价。     

郭家磨沟泥石流的特征研究

泥石流发生的成因及其影响因素较多,通过对泥石流沟的特征和成因分析,可为泥石流的防治和对工程的影响评价提供依据。     

斜坡单元支持下区域泥石流危险性AHP-RBF评价模型

通过分析目前区域泥石流危险性评价研究中评价单元、指标体系及其提取方法、评价模型3个关键内容对评价结果的影响,将斜坡单元作为区域泥石流灾害评价的基础评价单元并提出斜坡单元的自动定量划分方法;提出区域泥石流危险性评价的指标体系（即斜坡面积、主沟长度、斜坡相对高差、平均坡度、斜坡切割密度、平均主沟坡降、植被覆盖率、地层岩性共8个指标）,并通过GIS技术提取指标体系;提出区域泥石流危险性评价的APH-RBF神经网络评价模型.以湖北省神农架林区灾害防治示范区木鱼镇为研究对象,采用已查明的泥石流灾害点的位置资料,验证本模型评价结果的合理性,为示范区的防灾减灾及村镇规划提供参考.     

基于CF法的震后泥石流频发区灾害主控因子研究（研究生论坛）

汶川地震极震区地震引发的大量崩塌、滑坡导致泥石流的孕灾环境发生剧烈变化,震后泥石流灾害十分频发,泥石流的防灾减灾迫在眉睫。本论文以汶川地震极震区都江堰深溪沟流域为研究区,在震后孕灾环境分析的基础上,得出该地区泥石流频发的主控因子为丰富的物源条件和易于灾害发生的地形地貌条件,并采用确定性系数CF法,定量分析了复杂地形地貌条件对泥石流灾害的影响程度,确定了该流域最有利于泥石流灾害发生的高程、坡度和坡向范围;并将研究结果和震后丰富的物源条件进行叠加分析,确定了主控因子共同作用下深溪沟流域泥石流灾害最危险的分布区域。研究结果可以为震后深溪沟流域泥石流灾害频发的成因分析提供依据,对震区的泥石流危险性评价和区划、防灾减灾、灾后恢复重建以及经济建设布局等具有重要的意义。     

石栏及网装石坝在泥石流沟处治中的应用

简述了泥石流沟处治的常用方法,结合实例介绍了石拦、网装石坝多级拦挡工程在泥石流沟综合处治中的应用,其理念为通过多级拦挡工程的实施,使泥石流沟实现部分蓄水、停淤和减缓滑坡切蚀直至最终稳定治理的目的。     

沟谷灾害链演化模式与风险防控对策（特约稿）

沟谷灾害链是近期才引起学界关注的灾害类型,也是川藏铁路交通廊道建设和运营中面临的巨大挑战。本研究提出了沟谷灾害链的定义及组成要素,通过分析大量已发生沟谷灾害链事件,总结了沟谷灾害链的特性与类型、归纳出常见沟谷灾害链的演化模式、探讨了影响沟谷灾害链的关键物理过程,提出了沟谷灾害链的风险评估及防控对策新思路,取得了以下结论：1）沟谷灾害链由潜在孕灾体、原生灾害、次生灾害（系列）和承灾体构成,具有时间相接、空间相连、因果关联、链式演进的典型特性;根据原生灾害类型可将沟谷灾害链分为滑坡灾害链、泥石流灾害链和冰湖灾害链3个大类和11个小类,这些演化模式可以通过三个关键过程（崩塌/滑坡-碎屑流/泥石流、滑坡/泥石流堵江-堰塞湖、堰塞湖/冰湖溃决）组合得到;2）沟谷灾害链的形成包含两种模式,一是原生灾害体的物理力学性质在运动中发生改变而形成次生灾害,二是原生灾害改变次生灾害体的形成条件进而诱发次生灾害;3) 沟谷灾害链的风险评估要同时关注原生灾害的起动机制和次生灾害的链生机制,要强化潜在灾害链物源的准确识别,加强对灾种转化过程的科学认识,量化灾种转化机制和临界条件,构建灾害链全过程数值模拟评估方法,开展未来情景下沟谷灾害链的演进过程和风险评估;4）沟谷灾害链的防控研究在目前仍处于起步阶段,应在提高对沟谷灾害链科学认识的基础上,建立完善的沟谷灾害链早期识别、监测预警、模拟评估、应急处置、工程治理、应急避险和风险管理综合治理体系。     

泥石流形成机制及其防治措施的研究

以广州某学院泥石流地质灾害为例,描述泥石流物源区、流通区、堆积区3个区域的物质特征,并分析此次泥石流地质灾害发生的原因。同时根据工程资料,计算泥石流地质灾害的发生过程中的各项参数,从而提出泥石流灾害的防治思路、防治对策,为后续预防和防治类似泥石流灾害提供经验。     

基于模糊最优识别理论的水电工程泥石流危险性评价模型

为评价水电工程泥石流的危险性,结合水电工程泥石流灾害的特点,在参考国内外文献的基础上,确定了基于多因素的水电工程泥石流危险性评价指标体系,并以此为基础,搜集、调研资料,建立了典型泥石流范例库。借助模糊最优识别理论,建立了水电工程泥石流危险性初步评价的模糊最优识别模型。利用该模型对某水电工程泥石流的危险性进行了分析评价,评价结果与实际情况相符,验证了该模型的有效性。     

地质灾害危险性评估在高速公路工程中的应用

以湖南省益阳至马迹塘高速公路工程地质灾害危险性评估为例,对公路工程地质灾害危险性评估的方法和主要技术问题进行探讨.结合该工程建设特点,首先介绍了以切坡引发或遭受滑坡为主的地质灾害危险性评估方法,提出了滑坡危险性评价指标体系,列出了滑坡的主要影响因素及其权重系数,建立了专家评分模型;其次对区域内地质灾害危险性分区进行了评价,分为危险性大区、中等区和小区,并对地质灾害防治区进行分级,分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区;最后针对不同级别的防治区,分别提出了工程措施、生物措施和监测措施方案.     

辽宁省山羊峪流域泥石流现状调查及防治措施

对辽宁省凤城市山羊峪流域泥石流,尤其对1998年特大暴雨形成泥石流的危害和现状进行了详细调查,并结合经济社会发展对泥石流的防治要求和泥石流灾害发生机理及分布规律进行了研究,分析了泥石流形成的自然因素和人类活动因素,给出了泥石流工程与非工程防治措施.     

含井字形河渠的分蓄洪区洪水演进数值模拟

针对分蓄洪区内存在井字形河渠的特殊地形情况,考虑水流在河渠内外区域里运动特点的不同,在现有的分蓄洪区平面二维水流数学模型的基础上,对模型进行扩展,建立了适合模拟含有井字形河渠的分蓄洪区洪水演进的新平面二维水流数学模型.运用模型对概化地形区域进行计算,计算结果表明,井字形河渠内水流流速较快,河渠内水流充满后越过堤防进入相邻区域,水流运动比较符合规律,证明了该模型在理论上和方法上都是可行的.该方法可用于模拟分蓄洪区内含有井字形河渠对洪水演进的影响,为防洪调度提供参考.     

秦岭北麓露天矿区地质环境评价

为了揭示秦岭北麓矿山开采对生态环境的影响,利用现场调查和遥感解译相结合的方法开展了矿山地质环境问题调查。选取地质环境条件、地质灾害发育情况以及破坏治理现状为中间变量层,各变量层分别包括微地貌、水文地质、地层岩性,崩塌灾害、泥石流灾害,弃渣压占现状、土地复垦现状和灾害防治现状等影响指标层,利用层次分析法(AHP)确定各影响因子的权重并结合ArcGIS的空间分析功能进行了矿山地质环境评价分区。结果表明:研究区山地与台塬交接的山麓地带地层岩性较差、崩塌灾害严重,东部202省道沿线地区废渣占压问题严重、泥石流灾害发育。矿山所在区域的地质环境综合评价多为中和差,且202省道沿线的环境条件尤为恶劣,这一评价结果与秦岭北麓的现场调查结果具有较好的一致性。评价结果可为政府等有关部门开展矿山地质环境恢复治理工作提供理论依据。     

山区小流域暴雨山洪灾害分区预警研究

受水沙耦合致灾作用,暴雨山洪灾害一般表现为山洪洪水灾害、山洪水沙灾害及山洪泥石流灾害3种模式,不同灾害模式的成灾特点、灾害规模、致灾指标及阈值常存在显著差异.传统暴雨山洪灾害防治预警技术的研究思路主要以"雨量–径流–成灾水位"雨水情分析为主,缺乏"雨–水–沙"变化系统研究,未充分考虑洪水泥沙耦合作用下山洪灾害易发区的成...     

泥石流堵塞大河的特点及异岸受灾判据研究

研究了典型堵河事件,提出了泥石流堵塞大河的特点:存在全堵、壅堵和局部堵塞3种堵河模式;局部堵塞是最普遍的堵河形式;高速水流冲刷异岸,或迫使主河改道而成灾是泥石流局部堵塞大河的主要成灾模式之一。针对这种成灾模式运用数值模拟方法分析主河在不同堵塞系数时的水流流场,基于信息熵原理分析主河流场有序度,得出当堵塞系数R为0.80～0.90时,主河流场熵值急剧下降,且此时流速也大,把堵塞系数R>0.80作为泥石流局部堵河异岸受灾判据。通过岷江流域银杏至映秀段泥石流堵河实例验证,表明数值模拟结果与实际情况吻合,泥石流局部堵河异岸受灾判据可行,为制定泥石流堵河灾害减灾对策提供科学依据。