强震区泥石流防治工程效果数值模拟分析

[目的]对汶川地震后修建的大量泥石流防治工程的效果进行数值模拟分析,以便为泥石流研究和防治提供科学借鉴。[方法]采用FLO-2D软件,以2010年都江堰市龙池镇黄央沟"8·13"泥石流为典型实例,结合雨量数据、数字地形数据及泥石流的各项流变参数,模拟在不同的降雨频率下泥石流的运动过程和堆积范围,对泥石流的防治工程效果进行分析评价。[结果]在有防治工程条件下,当降雨频率P=5%时,泥石流的冲出量减小11.39倍,堆积范围减小6.14倍;当降雨频率P=2%时,泥石流的冲出量减小4.18倍,堆积范围减小2.7倍,治理工程取得了一定的防治效果,但两种降雨频率下仍有固体物质冲出沟口。[结论]相比于自然条件泥石流的冲出量和冲出规模得到了一定的控制,已有的治理工程有利于整个沟域泥石流的防治,但存在设计库容偏小的问题,今后的泥石流防治中还要加强监测预警等减灾措施。     

云南南涧干热退化山地环境特征及其治理

地表破碎,冲沟发育,植被稀疏,土壤石砾含量高,高温,雨量少而集中,地表径流量大,松散固体物丰富,水土流失与泥石流危害严重,土地生产力低下,是云南南涧县热退化山地的环境背景特征,根据生态学原理和方法,结合南涧的实际情况,提出了生物生太工程治理泥石流与退化山地的方法,从１９８９年开始,对南涧县城后山干热退化山地开展生物生态工程治理,采取“稳,调,固,护”的技术路线,进行以调蓄水措施为核心的山地环境建设,筛选出一批适应干热环境的乔,灌,草植物,营造了多种不同结构和功能的植物群落,开生物坝系工程,治理各类侵蚀沟道,经过８a治理,森林覆盖率从５％增加到６５％,生态环境得到明显改善。     

云南省泥石流地面活动程度分区研究

应用数理统计方法，探讨了云南省泥石流活动程度评价和分区方法，将云南省38．4万km^2范围划分为903个评价单元，由计算得出泥石流的活动程度的4个等级的划分界线，并据此分析划分出11个泥石流地面活动程度区，其中泥石流高度活动区面积占全省总面积的11．07％，中度活动区面积42．96％，轻度活动区面积33．45％，微度活动区面积12．41％，为了进一步分析对比全省各地州市泥石流地面活动程度，根据17个地州市的泥石流活动程度各单元评价因子平均值，计算出各地州市泥石流活动程度的平均值，作为各地区的总体泥石流地面活动程度值并进行了分级，其结果可为云南省泥石流总体减灾规划的制定和灾情预测预报提供科学指导。     

香格里拉高山松天然更新评价分析

[目的]评价香格里拉高山松火烧迹地更新、采伐迹地更新、林隙更新、林下更新4种立地更新类型的优劣状况,[方法]选用单位面积株数、苗木长势的苗高年平均生长量,地径年平均生长量3个指标,采用因子分析法进行综合评价。[结果]火烧迹地更新效果最好,其次是采伐迹地更新、林隙更新、林下更新。调查区实际生产中也主要采用火烧迹地和采伐迹地更新方式,结果与实际生产相符。[结论]采用因子分析法进行综合指标评价,既能兼顾单位面积株树和更新苗木长势,同时也避免了分量指标评价分析中出现的分歧,故该方法所得结果对生产实际具有一定的指导作用。     

四川省汶川县下庄沟“8·20”泥石流成因分析及堵江范围预测

[目的] 探究四川省汶川县下庄沟2019年"8·20"泥石流成因、形成过程及堵江特征，为该区域泥石流灾害防治预警提供科学参考。[方法] 结合野外调查与遥感影像对泥石流物源供给条件及泥石流形成、侵蚀搬运与堵江过程进行了分析，并采用FLO-2D模型开展不同降雨强度下的泥石流堵江范围分析。[结果] 震后泥石流流域部分崩滑体物源持续补给沟道物源，致使沟道物源不断累积，短历时强降雨形成径流不断侵蚀沟道物源，形成沟道启动型泥石流。下庄沟"8·20"泥石流大量碎屑物质搬运出沟口后形成顺河长度达280 m，横河最大宽度110 m的堰塞体，堵江模式为堰塞坝全堵。堵江范围分析结果显示：5年一遇降雨频率下物源滞留在沟道中，无堵江现象；20年一遇降雨频率下，泥石流基本堵断杂谷脑河，极易形成堵江现象；在50年一遇降雨频率下，泥石流完全堵断杂谷脑河，形成堰塞湖。[结论] 下庄沟与杂谷脑河垂直交汇，且沟口建有水电站的引水坝，极易形成堰塞坝堵江现象。在汛期降雨强度较大时仍可能会暴发泥石流造成堵江，今后的泥石流防治还需加强防洪预警等减灾措施。     

泥石流堆积泛滥过程的数值模拟及其危险范围预测模型的研究

应用二维非恒定流理论，对泥石流堆积泛滥过程进行了数值模拟。基于绘制泥石流堆积区域流速分布图的泥深分布图的基本思想，用隐式剖开算子法求解泥石流扩散过程的二维非恒定流方程组，建立了预测泥石流堆积危险范围的数学模型，通过实例应用与检验，符合性较好，是一种值得推广应用的方法，泥石流堆积泛滥范围预测数学模型的建立，在减轻泥石流灾害中可以发挥十分重要的作用。     

基于动量定理的气举提升系统建模与分析

为了寻求气举提升系统理论建模的新方法,基于动量定理构建气举管内混合流体控制方程,应用线性化处理手段并结合理论分析及相关经验公式,数值计算得出气、液和固体体积通量三者的函数关系.为了试验验证理论模型的可靠性,选用中等粒径普通河沙为测试颗粒,建立室内扬沙系统,得出了排液量、排沙量随气量值的变化规律,并与理论值进行对比.结果表明：影响该模型的因素较为复杂,但其计算结果由于采用线性化处理手段而较易实现.该模型对排液量的预测精度较高,其相对误差大部控制在8%以内,而对排沙量的预测精度较前者稍低.当只对气-液两相输送时,其理论模型预测精度更高,其相对误差基本在6%以内.另外,对应中等气量范围内,理论值与实测值吻合较好,而对应其他工况下两者吻合程度有所下降,且在峰值处吻合程度最差.研究成果为更好地理解和优化气举各参数提供重要的参考.     

野外模拟崩岗崩积体坡面产流过程及水分分布

为研究崩岗崩积体坡面产流特征及土体水分分布特征,采用人工模拟降雨方法,在广东五华县莲塘岗崩岗选择7个不同部位的崩积体,进行28场人工模拟降雨,测定降雨过程中坡面产流时间及水分分布。结果表明:1)坡面产流时间与降雨强度呈负指数幂函数关系;2)老崩积体坡面产流时间与10 cm深处土体初始含水率呈负对数函数关系,其他深度土体初始含水率,以及新崩积体各土层初始含水率与坡面产流时间关系不密切;3)根据土体初始含水率和降雨强度,可以应用三维曲面模型预测崩积体坡面产流所需时间;4)当降雨强度≥3.5 mm/min时,崩积体坡面产流时间与坡度呈现出负相关关系,即随着坡度增大,产流时间变短;5)崩积体坡面产流后,新、老崩积体10 cm深处土体含水率差异明显,新崩积体土体含水率在20%以下,老崩积体土体含水率在20%以上;6)无论是降雨结束时还是降雨后24 h的水分再分布,新崩积体的湿润锋深度均大于老崩积体,表明在降雨作用下新崩积体的失稳深度大于老崩积体的失稳深度。该研究为崩岗崩积体侵蚀预测和防治提供参考。     

初咱磨子沟泥石流特征及危险性评价研究

泥石流的爆发势必对居民的生命财产安全带来直接危害,因此研究该泥石流沟的动力学特征及预测评价其危险性对合理制定泥石流防治措施,确保工程运行具有重要意义。根据泥石流形成条件及发育特征分析,初咱磨子沟再次爆发泥石流的可能性较大;在对该沟进行实地调查所获资料的基础上,对其泥石流的动力学特征进行计算,并利用所选取的14个评价因子采用层次分析法对其危险性做了定量评价。研究发现,该沟泥石流的危险度为65.75,属高度危险,研究结果可为初咱磨子沟泥石流防治工程及防灾减灾提供可靠的依据。