坡面泥石流的类型、分布规律及防治

<正> 坡面泥石流是山区铁路,公路路基工程主要病害问题之一,是陡坡地段常见的一种突发性的泥沙搬运现象,也是环境退化的一种表现形式。从危害情况看,这种泥石流不但使交通运输造成一定的经济损失,增大铁路、公路养护费用。而且还淤塞河库、桥涵,降低工程使用寿命。本文根据1977年、1979年凤上铁路线、1981年宝成铁路线北段、1982年陇海铁路线华山段、1989年成昆铁路线泸沽至漫水湾段大面积暴发坡面泥石流的情况,就坡面泥石流的类型。分布规律进行分析,并对防治这一灾害进行初步探讨。     

坡面水蚀预报模型研究

基于对我国坡面水蚀预报模型研究成果的述评和考虑坡面土壤侵蚀特征，提出了我国坡面水蚀预报模型的基本形式，给出了模型中各参数，如降雨侵蚀力、坡度与坡长、浅沟侵蚀因子的计算公式，并对土壤可蚀性、作物和水保措施等因子的提取方法进行了讨论。     

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.     

泥石流流域失稳性坡面土壤抗蚀性评价

为探究失稳性坡面不同区段对土壤抗蚀性的影响效应,加深滑坡对坡面土壤结构作用机制的认识,以云南省昆明市东川区蒋家沟流域为研究区,选取区内3个气候区（温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区、亚热带干热河谷区）共5个样地（大地阴坡、小尖风阳坡、多照沟阳坡、查菁沟阳坡、大凹子沟阴坡）,分析土壤样品的理化性质,并运用主成分分析法对5个样地失稳性坡面土壤抗蚀性进行综合研究。结果表明：（1）5个样地的土壤持水量、孔隙结构、有机质含量、水解氮含量、速效钾含量、土壤团聚体粒径≥0.25 mm占比、土壤团聚体平均重量直径在稳定区显著大于堆积区,呈现稳定区>失稳区>堆积区趋势;而土壤容重、有效磷含量、全磷含量、土壤团聚体粒径<0.25 mm占比则在稳定区显著小于堆积区。（2）5个样地的土壤抗蚀性综合得分（F）均表现出稳定区（2.401）>失稳区（0.017）>堆积区的规律（-2.417）,且3个坡面区段间差异显著（p<0.05）。3个坡面区段土壤抗冲指数大小依次为稳定区（45.873 L/（s·g））>失稳区（33.245 L/（s·g））>堆积区（15.723 L/（s·g））,稳定区与堆积区差异显著（p<0.05）。抗冲指数与抗蚀性具有极显著正相关关系。（3）土壤持水性、孔隙度、有机质含量、氮钾含量、粒径≥0.25 mm团聚体含量和团聚体平均重量直径与土壤抗蚀性综合得分呈显著正相关;而土壤容重、有效磷含量、粒径<0.25 mm的微团聚体含量则与土壤抗蚀性综合得分呈显著负相关。研究结果阐明了泥石流流域土壤抗蚀性对失稳性坡面的响应机制,促进了灾害对土壤结构影响效应的认识,为总结提升失稳性坡面土壤抗蚀性的综合措施提供参考依据。     

黏性泥石流运动模型在蒋家沟的对比检验

介绍了Bagnold模型、Takahashi模型、费祥俊模型、Iverson模型4个代表性黏性泥石流运动的模型,并利用云南省东川市蒋家沟的23阵泥石流测量资料对其进行对比检验。结果表明,Bagnold模型模拟的流速值总体上与测量值接近,但是弥散应力无法支撑固相有效重力;Takahashi模型模拟的流速值总体偏小;费祥俊模型模拟的水力坡降和断面平均流速均偏小;对Iverson模型的初步分析表明,蒋家沟泥石流具备维持受力平衡所需液化度的条件。参数敏感性分析表明,极限浓度对Bagnold模型和Takahashi模型影响较大,内摩擦角对费祥俊模型和Iverson模型影响较大。     

坡面泥石流暴发的自组织临界特性及其预测预报

坡面泥石流是山区常见的一种自然灾害。以重庆市北碚区为例,分析了坡面泥石流暴发的松散堆积物自组织临界特性,以及地貌和降雨量临界特性。从自组织临界的观点来看,坡面泥石流形成区各个子系统之间存在着非线性作用,使系统自然地朝着临界状态演化,在暴雨激发下,最终导致坡面泥石流的暴发。泥石流规模和频率存在着幂律关系,这是泥石流自组织临界状态的行为标志,并可对坡面泥石流的活动规律进行预测、预报。     

国内坡面土壤侵蚀预报模型述评

坡面侵蚀预报模型的研究可加深对土壤侵蚀过程及其机理的认识，为坡面水土保持措施配置提供科学支持。我国坡面侵蚀预报模型研究大体可分为三个阶段：(1)利用主要水蚀区径流小区观测资料，基于美国通用土壤流失方程USLE(Universal Soil Loss Equation)建立坡面侵蚀预报统计模型研究；(2)结合黄土高原侵蚀特点，考虑陡坡地浅沟侵蚀，建立坡面侵蚀预报经验模型研究；(3)基于物理成因的坡面侵蚀预报模型研究。根据我国坡面侵蚀产沙的特殊性及地形的复杂性，提出建立我国坡面侵蚀预报模型应加强的研究领域，即浅沟侵蚀过程及机理、坡面薄层水流、细沟水流以及浅沟水流的水流剥离方程、坡面水沙汇集传递关系和陡坡地侵蚀过程模拟等研究。     

坡面泥石流发生的地貌信息初探——以重庆市北碚区为例

坡面泥石流的发生是地貌信息的综合反映,是地表能量在各种因素影响下的再分配。坡面泥石流堆积物是坡地系统总能量减少的最好证明,堆积物体积的大小与坡面泥石流宽度、坡积物厚度、流域高差、流域狭长度、坡度和沟谷纵比降等地理要素密切相关。本文以北碚区坡面泥石流为例,初步探讨了坡地总能量的减少与各种地貌要素的关系,并通过多元回归的方法求取了坡地总能量减少的回归方程。检验后证明回归系数与0有显著差别,该回归方程有意义。     

典型泥石流小流域降雨和土地利用对坡面侵蚀的影响

[目的]揭示泥石流小流域降雨和土地利用对流域内坡面侵蚀的影响和作用,为泥石流的生态治理提供科学依据。[方法]以白龙江流域一级支沟——甘家沟泥石流小流域为研究区,基于该流域已建的5个径流小区(裸地、坡耕地、草地、土坎梯田、经济林地)连续5年的观测资料,利用K-均值聚类法,选择降雨量(P)、降雨历时(D)和最大30 min降雨强度(I₃₀)3个降雨指标,将该流域46次侵蚀性降雨事件划分为3类雨型(Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型),以平均径流系数和平均土壤流失量为主要指标,定量化分析了不同降雨雨型和土地利用类型对坡面产流产沙的影响和作用。[结果]径流和土壤流失对降雨的响应存在差异,平均径流系数为Ⅰ型降雨最高,其次为Ⅲ型和Ⅱ型降雨;土壤流失量为Ⅱ型降雨>Ⅰ型降雨>Ⅲ型降雨。最大30 min降雨强度与5种土地利用类型的径流系数和土壤流失量的正相关性最高,其次为降雨量、降雨历时。5种土地利用类型的平均径流系数为裸地>经济林地>坡耕地>草地>土坎梯田,土壤流失量为裸地>坡耕地>经济林地>草地>土坎梯田。降雨和土地利用相互作用下,径流...     

激发坡面泥石流形成的降水因素探讨--以重庆北碚地区为例

从重庆市北碚区坡面泥石流形成的地质、地貌和气象条件入手,分析了北碚区1962—2003年发生的坡面泥石流数据及降雨资料,认为在该区域,降水是发生坡面泥石流的决定性因素,坡面泥石流的发生与前期降雨量和1 h雨强关系密切,前期降雨对泥石流形成的贡献比较大,1 h雨强主要起到激发作用。通过对泥石流的降雨指数分析,认为在该区当1 h降雨量达到40 mm,降雨指数达到160,综合指数达到650,就可能发生坡面泥石流。     

云南蒋家沟泥石流滩地土壤肥力特性

蒋家沟泥石流滩地地势平坦，水源充足，热量丰富，是较好的土地资源。为促进滩地的开发利用，对滩地土壤肥力作了初步研究，结果表明：滩地剖面结构和土壤物理结构较差，沙石化现象严重；土壤微团聚体数量较少，粒级间比例不合理，水稻田表层土微团聚体主要集中在0．02～0．002mm，旱作表层土微团聚体主要集中在0．25～0．05mm；土壤养分除全钾极丰富外，其它养分都处于缺乏或极缺状态；在开发过程中，全氮增加显著，其它养分含量变化不大，有效钾呈下降趋势。     

泥石流流域气候与区段对坡面土壤pH值的影响——以云南蒋家沟流域为例

为了探讨泥石流频发流域的不同气候与区段对失稳性坡面土壤pH值的影响,掌握土壤pH值的空间变异规律,以蒋家沟流域温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区、亚热带干热河谷区的典型失稳性坡面不同区段(堆积区、失稳区、稳定区)土壤为研究对象,采用随机取样法共采集0—20 cm的土壤样本135个,结合中国科学院东川泥石流观测研究站多年的气象资料,分析了不同气候和失稳性坡面区段与土壤pH值的相关性。结果表明:温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区失稳性坡面土壤pH值总体偏酸性(pH<6.5),与总体偏碱性(pH>7.5)的亚热带干热河谷区之间差异显著(p<0.05)。亚热带干热河谷区的堆积区、失稳区、稳定区土壤pH值均大于亚热带和暖温带半湿润区及温带湿润山岭区且差异显著(p<0.05)。失稳性坡面土壤pH值与气温存在显著的正相关关系(p<0.05),与降水量存在极显著的负相关关系(p<0.001),与土壤含水量呈极显著负相关关系(p<0.001)。气候、区段及两者的交互作用对失稳性坡面土壤pH值均存在极显著影响(p<0.001)。除大凹子沟阴坡和查菁沟...     

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.     

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（地貌、地质、气象和水文等）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。     

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。     

单沟泥石流灾害危险性评价研究

对以往的泥石流危险性评价方法进行了总结,介绍了模糊数学、灰色理论和GIS技术在泥石流危险性评价中的应用。最后,通过对单沟泥石流危险性评价的研究,提出了改进后的评价模型,在该模型中可以充分体现降雨作为激发因子的作用。     

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.