非均质泥石流起动判别关系式

在我国西部山区每年汛期发生不同程度的泥石流灾害,认识非均质泥石流(又称黏性泥石流)的形成机理,判识泥石流的发生条件是准确预测预报泥石流的基础。本文通过48组正交的水槽实验,模拟非均质泥石流形成的动力过程,分析相关起动因子的量化关系。基于泥沙运动力学理论,将Shields数(又称希尔兹数)列为判识泥石流固体颗粒起动的重要参数,分析非均质系数(颗粒铺设方式)、水流量等水沙因子对泥石流起动的响应关系。进一步从泥沙颗粒的受力角度,以水流剪切力与颗粒起动临界剪切力的比值(即起动判别式)作为表征泥石流颗粒起动的参数(其值大于1时表示泥石流颗粒处于起动状态),分别应用Shields起动拖曳力曲线的整体拟合公式和分段拟合公式两种形式,初步建立了非均质泥石流颗粒起动判别式。通过应用蒋家沟实测资料进行验证,表明以Shields起动拖曳力曲线的整体拟合公式得出的起动判别式误差较小,可以应用于泥石流起动条件与致灾临界条件的判识,对我国泥石流防灾减灾具有重要参考价值。     

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。     

不同坡度条件下非均质泥石流堆积过程与特征

陡峻的地形、大量松散的固体物质条件、短时强降水构成了泥石流发生的三大要素,同时也是直接影响泥石流堆积数量与规模的重要因素。通过改变泥石流流通区、堆积区不同区段的坡度对非均质泥石流堆积过程进行室内模拟实验,探究流通区、堆积区不同坡度条件下非均质泥石流的堆积厚度、面积等特征值的变化特征,即随着流通区坡度增大,泥石流堆积厚度减少,而堆积面积和体积均增大,并进一步建立了不同坡度因子与泥石流堆积数量之间的关系,为预测不同坡度地形条件下泥石流堆积规模提供科学依据。     

非均质泥石流堆积过程粒度与粒序分布特征

以非均质泥石流为研究对象,通过实施云南东川蒋家沟泥石流堆积过程现场模拟实验,首先分析非均质泥石流堆积物颗粒级配组成的平面变化特点,即容重较低的稀性泥石流堆积扇两侧及前缘细颗粒较多,而容重较高的黏性泥石流堆积扇的两侧及前缘粗颗粒较多,并得出非均质泥石流堆积物中值粒径随泥石流容重减小而降低的结果;在此基础上,进一步分析泥石流堆积物垂向粒序分布特征,结果表明蒋家沟泥石流容重较小时泥石流堆积物颗粒垂向呈现正粒序分布,否则呈现反粒序分布或混杂粒序分布。本文研究成果对下一阶段建立泥石流堆积动力学模型及预测堆积成灾规模奠定了基础。     

客基沟泥石流形成条件与动力特征

客基沟为一老泥石流沟,受汶川地震的影响,沟内存在大量松散固体物质,潜在危害性大。在分析流域概况及泥石流形成区、流通区和堆积区基本特征的基础上,对客基沟形成泥石流的地形、水源、物源三个基本条件进行深入论述,分析计算泥石流的重度、流速、流量、固体冲出量、冲压力等动力学参数,预测客基沟泥石流发生几率较大,暴发类型属中型暴雨型稀性沟谷泥石流。     

非均质泥石流泥位特征值计算方法

以非均质泥石流分界粒径模型和固液两相运动模型为基础,结合应用推理公式法和配方法计算泥石流流量,提出了非均质泥石流泥位特征值的计算方法。以长江上游水土保持重点治理区泥石流监测预警重点示范点四川省宁南县史家沟泥石流为例进行计算,结果表明当泥石流容重为1.80t/m3时,史家沟10年一遇的泥位特征值最小;当泥石流容重为2.20t/m3时,史家沟百年一遇的泥位特征值达到最大,进一步将泥位特征值计算结果与监测断面相匹配和检验分析,表明该泥位特征值计算方法是可靠的,从而为山洪泥石流防治工程规划设计和研发泥石流灾害监测预警系统提供技术支撑。     

泥石流运动特征及动力学特征分析

泥石流的危害主要包括对城镇、建筑、工厂等带来毁灭性的破坏,同时威胁人身以及畜牧的生命安全,因此,加强泥石流的预防、治理工作成为了各地政府日常工作的重中之重。针对贵州省望谟县灾后重建工程结合泥石流产生的重度、流量、速度等运动特征和动力特征以及拦渣坝进行简要分析和探讨,提出初步解决措施,从而最大限度的保护泥石流易发区域群众的人身财产安全。     

多支沟泥石流形成特征及防治

温泉县孟克沟流域由1条主沟及4条主要支沟构成,具有发育数量较多、规模较小、泥石流发生频率较多的特征.流域平面形态呈漏斗状,地势总体南西高北东低,沟槽横断面呈"V-U"字型.降水主要集中于每年的5—9月,强降水在短时间内汇聚成地表径流,并与沟谷中松散碎屑物质共同运动形成水石流.泥石流主沟侵蚀速率略大于支沟,平均侵蚀切割深...     

青藏高原泥石流的形成及运动过程研究

传统的泥石流模拟模型对青藏高原泥石流的模拟与实际情况的吻合度较低,无法为预防与治理泥石流提供合理的数据。为此,构建泥石流形成运动模拟模型对青藏高原泥石流形成及运动过程进行模拟研究。根据质量守恒原则、侵蚀、降雨与摩擦影响因素,建立泥石流形成、运动模拟模型,采用有限差分数值方法对泥石流厚度与流速进行计算。通过对泥石流厚度与流速的计算,实现了对青藏高原泥石流形成、运动过程的模拟。通过实验对比结果可知,泥石流形成及运动模拟模型与实际情况的吻合度远远高于传统模拟模型,说明泥石流形成运动模拟模型具备较高的有效性。     

西北某水库库区泥石流形成条件及运动特征研究

西北某水电站位于准噶尔—北天山褶皱系南部的北天山优地槽褶皱带中部。在对库区相关泥石流沟谷的形成条件进行分析的基础上,重点研究了泥石流的流速、流量和冲击力等运动特征。研究表明,库区西岔沟和雪水沟泥石流具有一定的规模,而坝前沟、坝后沟的规模则比较小,发生频率也相应较低,对水电站的影响也比较有限。而对西岔沟和雪水沟来说,考虑10 a、50 a一遇的泥石流的规模相对库容来说也相对不大,因此对电站所能造成的损害亦较小。     

DEBRIS FLOW KINETIC CHARACTERISTICS UNDER NATURAL CONDITIONS

The study for debris flow kinetic characteristics can not be approached byexperiments due to their complexity and distransparency,etc.This paper is a picture of debrisflow kinetic characteristics based on the natural debris flow observation and experiments.Thekinetic characteristics of viscous debris flow are obtained by radar veloeimeter and ultrasoniclevel meter in jiangjia ravine.From those,the following are suggested:in natural channel,debris flow can be classified as three kinds of type:strong turbulent debris flow;turbulent debrisflow;weak turbulent debris flow:meanwhile the Reynolds number(Re)is chosen as an indexfor the classification.     

大渡河色斯满沟泥石流形成条件及风险性评价

色斯满沟为大渡河上游右岸一级支流,由于该沟在历史上曾发生过泥石流,因此其沟口处水电站工程的安全问题成为关注焦点。通过野外详细调查和室内综合分析,探讨了该沟泥石流基本特征和形成条件,并进行了风险性评价。研究探明:色斯满沟主要出露燕山期花岗岩,风化程度低,但末次冰碛物发育,沟口堆积扇主体形成于晚更新世末次冰期;全新世以来,因水源条件发生了较大变化,以低频泥石流为主;在极端降雨、地震及沟道等多因素耦合条件下,色斯满沟可暴发大规模堵溃式泥石流。对色斯满沟进行泥石流风险评价,结果为高度风险泥石流沟。     

黄河某水电站库区泥石流特征及工程影响研究

黄河某水电站库区泥石流沟道发育,对该水电站运行安全带来不利影响。结合国内外有关研究成果,根据库区内泥石流的具体特征,以杏儿沟、官亭沟和喇家沟为重点研究对象,分析研究了这几条沟泥石流的形成条件及运动特征,包括泥石流的流速、流量等,并将泥石流对工程的危害作出评价。研究成果对水电站建设具有重要指导意义。     

粘性泥石流的输沙浓度与运动速度

作者通过泥石流运动机理分析,并引用我国粘性泥石流流速的野外实测资料统计,得到能反映泥石流特性的粘性泥流速度公式,这一结果通过我国西南地区各粘性泥石流沟的实测资料检验,表明具有一定的实用价值。     

岩屑组成对高位滑坡-碎屑流运动特性影响离散元模拟研究

采用三维颗粒离散元模拟方法,对4种由不同粒径碎屑颗粒组成的岩屑滑坡运动过程进行全程数值模拟,研究了碎屑粒径组成对于岩石碎屑滑坡的运动特性影响。结果表明:碎屑颗粒粒径组成对岩石碎屑滑坡的运动总时间和达到速度最大值的时刻没有影响;物源碎屑粒径的组成对滑坡运动速度、破坏力和滑动距离影响大。粒径组成越不均匀,滑坡运动速度和破坏力越大,滑动距离也越远;碎屑流物源前缘部分是滑坡-碎屑流灾害影响范围大小的控制性因素。成果可为岩石碎屑滑坡灾害的预测和评估提供参考。     

粘性类土的起动模式研究

本文回顾了粘性类土起动临界条件现有的研究成果，讨论了研究中存在的难点和不足。通过和土力学中粘性土边坡滑动稳定分析类比，认为河流中粘性类土的起动分析可借鉴土力学中粘性土边坡稳定分析的研究成果。在此基础上，提出一种粘性类土的起动分析的新模式。初步的讨论表明，此模式是正确的。关于此模式的具体应用将有续文进一步讨论。