云南蒋家沟泥石流成因及其防治措施探析

以云南蒋家沟泥石流为研究对象,通过分析其流域的自然地理环境特征和人类活动的影响,并结合泥石流发生的必要条件(地形坡降、水和松散固体物质),探讨了蒋家沟泥石流形成的原因,总结了泥石流灾害在蒋家沟流域的分布规律和特征,最后根据泥石流的危害性特点提出了相应的防治措施.     

贵州省猫跳河流域土壤侵蚀动态变化分析

通过实际观测,获得蒋家沟流域近2a的径流资料,总结出2008—2009年间径流的年内特征。通过收集蒋家沟流域土壤、土地利用和气象数据,用SWAT模型模拟了蒋家沟流域的基流月径流模拟和日径流变化。基流月模拟中旱季的模拟效果比较好,汛期由于泥石流暴发时无法观测流量,导致实测资料不完整,模拟结果比较差。日径流模拟分为旱季和汛期模拟,模拟结果的Nash效率系数和相关系数都在0.7以上,表明SWAT模型可以应用于泥石流流域蒋家沟地区的降雨—产流机制研究。     

蒋家沟泥石流堵江成因与特征

小江流域是我国乃至世界暴雨泥石流最发育的地区,其中的蒋家沟又是小江流域活动最强烈的泥石流沟。2001年7月8日蒋家沟暴发了大规模的泥石流,泥石流进入小江后淤积成坝,导致小江堵塞,并造成一定灾害。近期的地震活动、前期大量降水和当日长历时连续降雨是该次泥石流形成的主要原因。原导流堤溃决后形成蒋家沟泥石流运动方向与小江水流方向垂直,高粗大颗粒含量、高容重和大流量的有机组合是泥石流停淤成坝堵塞小江的主要因素。     

气候因素对蒋家沟泥石流输沙量的影响分析研究

根据云南小江流域蒋家沟泥石流1965—2007年的观测资料与会泽气象站1961—2005年的气象资料,采用相关分析法,详细分析了蒋家沟泥石流输沙量与气候因素特别是降雨的相关性。分析结果表明:蒋家沟泥石流输沙量与年降水量、年极端降水量和夏季极端降水量呈现出很好的正相关关系,分别通过了α=0.01,α=0.05的置信度检验,随着降水量以及极端强降水的增加,泥石流输沙量都表现出增加的趋势。尽管随着夏季气温的增加会影响泥石流形成的土源条件的含水量,但因为降水因素的对泥石流启动的影响要远远大于气温因素,因此在以变暖、变湿为特征的小江流域气候变化的背景下,泥石流输沙量呈现出增加的态势。     

长江上游小江流域降水趋势与泥石流侵蚀输沙量分析

运用Mann—Kendall（M—K）非参数检验法分析降水趋势,研究了1950s～1990s长江上游小江流域降水变化特征。结果表明：1990S长江上游小江流域年降水变化以显著增加为主要特点,M—K检验表现为显著增加趋势（95％的置信度）。该特点与小江流域蒋家沟泥石流在90年代出现的侵蚀输沙量的大量增加有相当紧密的关系。1990S比1965-1989年期间平均每年泥石流要多侵蚀输沙91万m^3。     

基于功率谱分析的蒋家沟泥石流侵蚀输沙量准周期的探讨

泥石流侵蚀输沙量不仅反映了泥石流形成区地理环境特征和泥石流搬运能力,也反映了泥石流规模和泥石流搬运泥沙等固体物质在泥石流堆积区造成的严重程度。本文以泥石流灾害典型区长江上游蒋家沟流域1965—2007年的泥石观测资料为基础,利用功率谱方法分析了该流域泥石流侵蚀输沙量的周期变化,发现其存在5～7a的显著震荡周期,这种周期的形成主要与该流域5～6a的年降水量周期震荡以及受降水控制和影响的滑坡活动与坡面侵蚀影响相关。     

泥石流阵流及其活动规律

阵流是黏性泥石流的主要运动形式。选择蒋家沟1987-1994年8年间运动过程完整，阵次明显并且观测资料齐全的50次典型泥石流作为研究对象，讨论泥石流阵流产生的原因，并统计分析泥石流阵流的活动规律和特征。通过对完整的泥石流暴发过程进行分析，发现泥石流阵流径流量与阵流频次之间存在幂律关系；通过对历年典型泥石流流量过程的分析，发现蒋家沟泥石流阵流活动具有多峰性与多时段性。对于进一步认识泥石流（尤其是黏性泥石流）的运动规律和运动特征具有重要参考价值。     

泥石流频发区土壤有机质空间变异特征

利用GPS定位技术在泥石流频发区——云南东川蒋家沟流域采集土样99个,研究土壤有机质空间变异特征.结果表明：1）流域土壤有机质的平均质量分数（2.21 g/kg）较低;2）土壤有机质在空间分布上有明显的各向异性,空间变异特征主要反映在东北-西南方位,空间展布呈条带状;3）土壤有机质的空间变异存在中等程度的空间相关性,是由结构性因素和随机性因素共同作用引起的,受土壤质地、坡度、高程、土地利用方式和人类生产活动等因素的影响;4）同一因素不同级别下,土壤有机质质量分数差异极显著.研究结果可以为泥石流流域碳储量的估算提供依据,为土壤侵蚀退化地的生态恢复与重建提供参考.     

泥石流流域降雨的产流与产沙研究

泥石流流域产流产沙与其他流域产流产沙不同 ,有其独特的特点。以云南东川蒋家沟为例 ,研究人工降雨下的小坡面产流产沙 ,自然降雨下的大坡面产流产沙 ,降雨的流域无泥石流时产流产沙和降雨的流域有泥石流时产流产沙 ,给出了相应的计算公式 ,并分别对比了各种情况下产流和产沙实测值与计算值 ,取得了较好的结果。     

晚更新世小江流域泥石流沉积特征及发育规律

泥石流沉积物作为晚更新世一种特殊沉积类型,是在特定的地质过程和地理环境中形成的。由于特殊的地理环境,泥石流沉积成为晚更新世小江流域主要的沉积类型,本文在研究了青藏高原东缘小江流域蒋家沟附近晚更新世不同时段泥石流沉积剖面沉积特征、化学元素及可溶盐成分的富集规律、CaCO₃含量、pH值、有机质含量及植物花粉组合特征后发现,自末次间冰期到末次冰期,沉积物基质中可溶性盐在增多,花粉从以木本为主转变为草本为主,同时泥石流沉积层有变薄的趋势,反映了随气候变冷,泥石流有减少的趋势。     

大渡河泸定—得妥段泥石流风险评价

通过遥感解译和实地调查分析大渡河泸定-得妥段内的17条泥石流沟发育背景环境和空间分布特征,获取泥石流沟危险度评价的因子参数,并结合泥石流沟易损性评价结果完成了泥石流沟的风险评价。建议将此风险评价结果应用于指导当地土地规划及其他经济建设的决策中,从而达到防灾减灾的目的,也为生活在泥石流危险区的居民提供有关灾害风险信息,以作避险搬迁和灾害防治的依据。     

沟道二维泥石流运动和冲淤数值模型研究

以水沙混合流模型为基础,采用混合流沙量动态变化模式,提出泥石流运动控制方程组,建立适用于模拟泥石流在天然沟道中的运动和冲淤过程的二维数值模型.模型基于水动力学理论、水沙两相混合流理论和宾汉体模型理论,考虑了泥石流运动、泥沙输移、沟床变形、泥石流宾汉体流变特性等主要动力学过程.将模型应用于云南东川蒋家沟实测泥石流过程的模拟研究,结果较好地反映了泥石流运动不连续性的特征和泥石流沟道冲淤随时间演变的实际规律.     

贺兰山岩画保护区泥石流沟防治规划研究

贺兰山贺兰沟为一典型的泥石流沟,中华数千年的文化艺术瑰宝贺兰山岩画保护区即位于贺兰沟沟口及洪积扇上,经常遭受泥石流的冲积、毁坏和磨损.针对贺兰沟的环境背景条件,在分析泥石流沟特征性状的基础上,提出了因害设防与分区治理相结合、工程措施与生物措施相结合、避灾减灾与应急系统相结合等一系列综合治理规划方案,以期有效解决泥石流对贺兰山岩画和古村落遗址的威胁.     

基于物源数量的泥石流危险性评估——以都江堰白沙河为例

汶川地震通过诱发滑坡和崩塌产生大量松散固体物质促进了泥石流的暴发,且大多数地震次生泥石流为超大规模,对地震灾后重建造成严重威胁。从区域上进行泥石流灾害危险性评估是目前地震灾区恢复重建和区域经济发展所必须而又紧迫的工作。通过对地震次生泥石流形成条件的分析,提出了一种基于泥石流物源数量,并结合遥感及GIS技术的泥石流危险性快速评估方法。通过在都江堰白沙河59个小流域的应用证明,评估结果与实际灾害情况较吻合,能够为地震灾区泥石流防灾减灾提供参考。此方法适用于地震灾区在短时间内物源突然富集的流域,并且受到遥感图像精度的影响,同时也具有一定时限性,需要根据遥感图像进行周期性更新。此方法能对地震灾区大区域泥石流危险性进行快速评估分级,尤其适用于野外调查无法开展的河流上游区域的泥石流评估。     

泥石流危险度区划与土地利用规划

泥石流是发生在山区的一种自然灾害现象,它的发生发展受到自然条件和人为因素的综合影响,在山区经济建设发展过程中,必须考虑灾害危险程度的影响。该文通过对研究区土地的自然条件和人类活动等因素的综合分析,进行了研究区泥石流危险度区划,找出了当地泥石流危险性最大的区域,继而又根据区划结果对当地土地利用规划提出建议,对国民经济规划决策及持续、稳定发展,将有重要的参考价值。     

前期降雨对泥石流形成的贡献——以蒋家沟泥石流形成为例

 根据蒋家沟实测降雨资料,结合泥石流观测,分析泥石流形成的降雨组成和前期降雨对泥石流形成的影响。发现雨季不同时期土体含水量差异较大,而且在不同时期激发泥石流的短历时雨强也不同。通过实测确定出该流域前期降雨量的衰减系数为0.78。在此基础上应用主因素分析法对26场泥石流的降雨资料进行分析,发现前期降雨在影响泥石流的各项降雨指标中贡献超过80％。提出了有待进一步研究的问题。     

坡面泥石流起动模型研究

针对单一坡面泥石流起动模型进行研究。基于土壤动力学理论、土壤下渗理论和土壤水动力学理论,以及土体含水率变化引起土体抗剪切应力变化的物理机理,提出了坡面泥石流起动模式。在此基础上,结合传统分布式水文模型理论,建立了分布式坡面泥石流起动模型。模型应用于云南蒋家沟典型坡面泥石流研究,能够预测坡面泥石流起动的时间、部位和起动量,进行多时段模拟坡面泥石流入沟流量过程线,模拟结果体现了泥石流发生阵发性、不连续性、滞后性的特征,这与实际观测情况吻合,表明应用该模型研究坡面泥石流的起动是可行的,能够为进一步的泥石流数值模拟提供依据。     

泥石流预报中前期降水量与始发日降水量的权重关系——以云南省蒋家沟为例

利用云南省蒋家沟1995-1997年43场泥石流数据和降水资料,详细分析了泥石流暴发的前期降水与始发日降水的权重关系.研究发现,前期降水和始发日降水是泥石流启动的主要因素.依据它们之间不同的权重关系,将蒋家沟泥石流分为前期降水型、强降水型和特殊型3种形式.不同权重降水下的泥石流输沙与降水量之间均呈现出较好的相关性.从泥石流出现的规模和数量看,前期降水型泥石流是该地区的主要类型.