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。     

茂县刁花沟泥石流特征及形成条件分析

2014年9月11日四川省茂县刁花沟发生泥石流灾害,共淤埋28户民居、2座电站,冲毁约13 hm^2农田、2处养猪场,造成严重经济损失。通过大量的现场调查与地质勘测,详细分析了刁花沟泥石流的形成条件、发育特征及其动力学特征,在此基础上探讨了泥石流的形成机理,研究结果表明:该泥石流沟的地形条件、物源条件和水源条件都有利于泥石流的发生和活动,而强降雨是泥石流暴发的主要激发因素。通过采样分析得到泥石流的容重为1.509 t/m^3,属于稀性泥石流,流速最大值为7.07 m/s,泥石流最大流量为324.29 m^3/s。     

天水市红花咀沟滑坡泥石流分析防治

红花咀沟上游和侧壁经过多次小规模滑移,堆积黄土疏松,随着夏秋集中降雨,滑坡体在失稳后会沿着红花咀沟顺流而下,携带沟内的大量黄土物源转变泥石流,估计潜在的泥石流物源有105 m3。利用颗粒流数值分析以及Lorente模型、刘希林模型的对比,确定了滑坡泥石流的规模及危害范围。选取布设拦挡坝的防治措施,计算得到布置拦挡坝后,泥石流前缘距离缩短为1 531m,堆积区宽度降低至552m,在房屋公路农田中堆积区的宽度减小到174m以及泥石流的峰值速度降低为10.1m/s。提出拦挡坝评价指标P来衡量其防治效率,计算结果显示拦挡坝可以很大程度降低泥石流的危害程度。     

大渡河上游干桥沟泥石流发育特征与防治方法

通过野外调查与实地勘测,在查明泥石流的形成背景条件及灾害特征的基础上,分析了干桥沟暴发大规模泥石流灾害的成因,计算了泥石流运动特征参数,探索了泥石流沿沟道的演化过程及机理,提出了相应防治方法。研究结果表明:干桥沟为高频大规模泥石流,具有暴发频率高、成灾速度快、运动过程短、危害严重的特点;受沟道微地貌影响,泥石流沿沟道演化过程具有“小淤大冲、聚小成大”的特征,是形成大规模泥石流灾害的主控因素;受物源点活动趋势的控制,干桥沟常态工况下的泥石流的暴发规模和频率呈降低趋势,对沟口危害较小,但受泥石流聚小成大的演化规律影响,在极端暴雨工况下将暴发大规模以上灾害,危害县城安全。针对泥石流特征,提出“以固源、稳沟、拦挡为主,辅以消能、排导”的治理方法;同时对白呷衣滑坡变形进行监测,加强泥石流灾害的预警。     

“8·13”碱坪沟泥石流形成机理及特征研究

2010年8月13日在强降雨的作用下,四川省都江堰市龙池镇碱坪沟沟床启动并带动沟道两侧固体物质运动,形成大规模泥石流,冲毁沟口农家乐、龙池公路及沟口一处居民供水设施。碱坪沟泥石流是典型的震区沟谷型泥石流,通过分析泥石流的形成机理及容重、流速、流量、冲出量等动力学参数,得出泥石流的危险范围和威胁对象,并根据沟道中大量崩滑体等各类物源的堆积情况,在降雨作用下对其再次暴发泥石流的可能性进行了分析预测,还根据沟口现场堆积情况提出了防治建议。     

大渡河左岸小河沟泥石流特征及其危险性评估研究

四川省泸定县得妥乡大渡河左岸小河沟泥石流位于大岗山库区,S211省道在沟口通过,2009年曾发生一次规模较大的泥石流,该泥石流的继续活动既可影响大岗山电站的库容,同时影响S211的运行安全,有必要对其危险性进行评估。通过高精度遥感、现场大比例尺测绘及地质灾害危险性分析揭示,小河沟是一条处于发展期的沟谷型泥石流,具备泥石流发育的地形条件,形成区物源丰富,降雨量充沛且集中。该沟泥石流易发程度中等,为暴雨型、中频、粘性泥石流,危险性大。20年一遇暴雨泥石流对大岗山库区的淤积量为5 400m3,对S211危险性大,对大岗山库区的影响表现为淤积,影响程度有限。     

贵州省望谟县“6·6”典型泥石流灾害特征及防治建议

2011年6月6日凌晨,贵州省望谟县在强降雨作用下发生大范围群发性泥石流,泥石流主要分布在降雨集中的望谟县北部山区打尖河、打易河和乐旺河上游.此次群发性泥石流是自1949年有记录以来规模最大的一次,造成了重大的人员伤亡和财产损失.对该次望谟县“6·6”泥石流的灾害特征进行了调查分析.结果表明,望谟县“6·6”泥石流主要是低频率群发性泥石流灾害.由于降雨量大,物源相对较少,泥石流以稀性为主,对沟道产生了较强的冲刷作用.泥石流危害方式主要是冲毁淤埋沟口房屋以及随之产生的灾害链效应.未来在相同降雨条件下还可能暴发较大规模泥石流灾害,建议采取避让和修建防治工程等相应措施进行防治.     

2016年帕隆藏布流域群发性泥石流的活动特征及成因分析

帕隆藏布流域山高谷深、构造强烈、冰川广布,区域内冰川泥石流数量多、规模大、分布密、暴发频率高。2016年9月5日,流域内几条泥石流集中暴发,造成较为严重的财产损失,并阻碍了G318国道的正常通行。为研究本次群发性泥石流的成因,指导泥石流的监测预警工作,在实地调查的基础上,分析了泥石流的地形地貌条件、物源条件、水热条件。分析结果表明:本次暴发泥石流的沟谷具有良好的地形条件,流域高差大,沟道纵比降大,尤其沟谷上游因冰川作用而形成的冰蚀围谷利于水源、物源的聚集。泥石流以沟源处的松散冰碛物为主要物源。此外,北岸比通沟泥石流因沟岸崩滑物源丰富、沟道狭窄,形成多处堵点,产生堵溃放大效应。南岸赤担隆巴泥石流则沟道宽缓,崩滑物源较少。本次群发性泥石流的诱发因素主要为强降雨。泥石流暴发前两日出现强降雨,使得沟内松散物质含水量增加,趋近饱和,稳定性降低。泥石流暴发当日再次出现强降雨,直接激发了泥石流。经对暴发当日小时雨量分析,认为比通沟泥石流由凌晨2点的集中降雨启动,但由于沟道堵塞严重,龙头数小时后才到达沟口。赤担隆巴由当日11点的集中降雨启动,随后顺沟下泄,堆积于老扇之上,形成灾害。经分析,沟口观测的激发本次泥石流的小时雨量为3.3～3.6 mm,推测主要形成区激发泥石流的小时雨量为7.6～8.3 mm。     

大渡河流域野牛沟泥石流堵河危险性预测

野牛沟为大渡河流域中段具代表性的一条泥石流沟,其充足的物源储备和地形条件为泥石流的再次暴发提供了有利条件。通过对3种频率下野牛沟泥石流一次冲出固体物质方量、流量和扇形地的沟床条件3个方面的研究,对传统的堵河经验公式进行了修正,并通过对野牛沟泥石流的研究对修正后的经验公式进行了验证。结果表明,在P=1%(100年一遇泥石流)条件下,野牛沟发生泥石流会完全堵塞金汤河;P=2%时(50年一遇泥石流),可能会堵河或部分堵塞;P=5%时(20年一遇泥石流),野牛沟泥石流不会造成堵河。研究结果验证了修正后堵河公式在研究区域内的通用性,为泥石流灾害提前识别和预防提供了可靠的方法。     

喇嘛溪沟泥石流运动特征及其对工程影响分析

喇嘛溪沟是流沙河的一条支流,历史上曾发生过不同规模的泥石流。沟内第四系松散堆积物丰富,在特大暴雨的诱发下,有暴发泥石流的可能。为确保桥梁的安全运营,在现场调查的基础上,根据国内外的研究成果,结合喇嘛溪沟流域的特征,分析研究了喇嘛溪沟沟谷发育特征和泥石流的运动特性。通过对不同设计概率下的泥石流流速、峰值流量、一次泥石流固体物质总量的计算,桥梁工程设施按100a使用寿命考虑,喇嘛溪沟流域内的松散物源在遭遇100a一遇特大暴雨的情况下有失稳启动的可能,并对桥梁安全运营有一定的影响,这一研究对保证桥梁工程的安全有着重要的现实意义。     

碱坪沟地震次生泥石流形成特征与发展趋势

＂5.12＂汶川地震后,龙溪河碱坪沟流域内堆积了大量的松散固体物质,成为参与泥石流形成的主要物源。碱坪沟于2009—2010年先后3次暴发大规模泥石流灾害。通过对碱坪沟的地形、水源和物源条件的分析发现,该流域地形和水源条件满足泥石流形成的条件,且在地震前后未发生显著变化,而物源条件已经成为影响该区域泥石流形成与发展的主要因素。基于流域物源量与物源固结效应的研究结果表明,在5a内碱坪沟泥石流灾害较活跃,可能暴发大规模泥石流灾害。5～10a后,在降雨条件不发生较大变化以及不暴发大地震的情况下,流域内泥石流规模和频率会逐渐减小,只有在低频率暴雨作用下才可能暴发大规模泥石流灾害。     

某水电站库区骆驼沟泥石流成因分析及危害性评价

西南地区某水电站库区骆驼沟为大渡河的一级支流,2005年7月爆发了一次大规模泥石流,彻底摧毁了进山公路,改造了与大渡河交汇处至以上1.6 km长的堆积区地貌,迫使骆驼沟改道,幸未造成人员伤亡。骆驼沟流域面积大,纵坡降缓,沟谷开阔,是一条比较成熟的河流,但却发生了较大规模的泥石流,通过调查分析,认为主要有三方面原因：（1）支沟垄龙沟距主沟沟口很近,且为一条典型泥石流沟,能够为主沟泥石流的发生提供大量固体物质来源;（2）主沟汇水面积广,可形成大规模洪水,为泥石流的发生提供了强大的水动力条件,能将垄龙沟大量固体物质带到沟口;（3）强降雨因素。此外,从地形条件及物源储量来看,骆驼沟泥石流正处在发展阶段,对沟口公路干线、居民建筑物依然存在较大的威胁,但对水电站库容影响很小。     

青海省玉树州高原暴雨型泥石流形成机制——以称多县拉隆沟泥石流为例

[目的]对青海省玉树州高原暴雨型泥石流形成机制进行研究,旨在为此类泥石流灾害防治及风险减缓提供依据。[方法]以青海省玉树州称多县拉隆沟暴雨型泥石流为例,通过实地调查对其形成因素及形成机制进行研究。[结果]该泥石流主沟道长约3km,流域面积5.25km~2,纵坡比降212‰,高差约600m。物源区发育滑坡方量约为6.50×104 m~3,流域内冲出泥石流物质共约8.5×104 m~3,沟道内物源补给量2.0×104 m~3。[结论]青海省玉树州高原暴雨型泥石流的启动模式可总结为:滑坡—物源形成—固体物质起动—沟道侵蚀—泥石流形成。     

安化县澄坪村“7·16”泥石流形成机理及其动力学特征

[目的]对湖南省益阳市安化县澄坪村"7·16"泥石流灾害成因机理及力学特征进行分析,为类似灾害的防灾减灾研究提供科学参考。[方法]通过灾后野外调查开展相关分析。[结果]湖南省安化县马路镇澄坪村梨树坪让家沟流域在地形地貌,地层岩性以及气象水文方面具备良好的孕灾条件;由于2014年7月16日的持续性强降雨作用,沟道上游一侧形成了一个约5.20×10~4 m~3的滑坡堰塞湖,随后堰塞湖迅速溃决并形成了强大的溃决型泥石流,冲溃了下游的两道拦砂坝,并形成了高达190.65m~3/s的峰值流量。[结论]安化县澄坪村"7·16"泥石流灾害是一次典型的滑坡灾害转换成泥石流的灾害链,而下游两道堵塞坝的堵溃过程进一步放大了泥石流的峰值流量及规模,具有典型的堵溃放大效应。     

四川某电站库区泥石流流量的计算方法研究

泥石流流量是泥石流防治工程设计的基本参数,对泥石流危害性的评价研究具有重要意义。结合四川某电站库区一典型泥石流沟的泥石流流量进行研究,采用有压管水力计算公式和洪水计算手册推荐的洪水流量计算公式分别对该泥石流沟上下两个清水动力区的洪水流量进行计算。然后根据雨洪修正法和泥痕调查法对该沟的泥石流流量进行研究,研究结果与实际情况较为吻合。     

一颗印沟泥石流评价及震后预测

一颗印泥石流沟位于四川省西北部理县境内,具有典型泥石流沟谷特征,历史上曾经暴发过大型泥石流."5·12"汶川地震在沟谷中形成了丰富的松散同体物源,同时导致沟谷流通区中出现多处堵塞,初步推测震后10～20a将处于泥石流活跃期.通过野外考察及遥感影像数据,获得地震前后沟谷的流域特征信息,对比分析地震前后沟谷内物源分布情况及稳定状况后,得出地震后沟谷内不稳定物源量增多,同时受震后堰塞影响,泥石流活动强度增大,泥石流峰值流量成倍增长等结论,这些将为合理评价地震后泥石流发展趋势,在灾后重建过程中为泥石流的预测、预报及防治工作提供参考.     

长江上游梯级电站开发区泥石流的治理工程效果评估与减灾策略——以金沙江白鹤滩水电站为例

[目的]评估灾害性泥石流严重的长江上游梯级电站开发区泥石流灾害治理工程效果,为长江上游同类水电站的泥石流防灾减灾与治理效果评估研究提供思路。[方法]选择金沙江白鹤滩水电站施工区的矮子沟和大寨沟泥石流治理工程为案例,通过2013—2015年连续3a的现场跟踪调查分析,结合模型计算对矮子沟和大寨沟泥石流峰值流量过程进行计算,分别评估2014和2015年矮子沟、大寨沟泥石流治理工程效果,并进行泥石流危险性评价。[结果]基于长江上游梯级电站开发区泥石流灾害特点,提出了长江上游梯级电站开发区泥石流治理工程效果评估模式,并提出了基于风险控制的水电工程泥石流"以排为主,适当拦挡"治理模式与减灾策略。[结论]矮子沟、大寨沟现有的泥石流防治措施在满库的状态下能够满足500年一遇泥石流过流的要求,泥石流危险性小。     

基于小流域松散固体物空间分布的泥石流堆积扇形态特征参数估算

以岷江流域上游地区的汶川县映秀镇附近5条泥石流小流域的SPOT遥感影像为基础,获取泥石流沟内“5·12”地震诱发的崩塌滑坡松散固体物质信息,并应用GIS技术对小流域内松散固体物分布进行空间分析,建立小流域松散固体物空间分布函数T(s)和相对空间分布函数F(x),计算其分布积分W和相对分布积分D,将积分值作为泥石流小流域松散固体物空间分布定量化参数,尝试应用于泥石流堆积扇的最大堆积长度L和最大堆积宽度B 的参数估算.结果表明:5条泥石流沟内松散固体物较多分布于流域高程中值以下区域;相对于泥石流沟沟口,其松散固体物更加集中在泥石流主沟道附近;引入小流域松散固体物空间分布定量化参数(W和D),泥石流堆积扇形态参数(L和B)的估算值在该区域逼近于实测值.     

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。     

5·12地震后灾区泥石流危险度增加系数评价

5.12地震不仅直接引发了大量的崩塌、滑坡,而且降低流域内岩土体的强度,使其更易于受到侵蚀,从而为泥石流的形成提供丰富的固体物质。灾区震后泥石流活动频繁,并造成了较大的损失。泥石流沟的危险度评价是进行灾后重建的必要条件。选择震后固体物质增加量、地震烈度和堰塞坝规模这3个重要参数,提出了基于泥石流设计流量的震后泥石流危险度增加系数的评价方法。该方法通过计算地震后新增加的固体物质方量与通过配方法计算出的一次泥石流冲出物总量的比值,该比值与地震烈度影响系数的乘积及堰塞体蓄水量以流域50年一遇的流量排泄所需要时间3项之和来表达地震后泥石流危险度增加量。经灾区9条典型泥石流沟谷的计算验证,该方法做为一种新的方法,可快速、准确地评价5.12地震后灾区泥石流危险度的增加情况。