日本泥沙灾害与水土保持

日本由于地势狭长陡峭 ,地质条件较差 ,极易发生土沙灾害。全国共有泥石流溪流 190 130条 ,滑坡危险区 92 390处 ,陡坡地崩塌危险区 1170 2 5处 ,活火山 86座 ,每年发生台风 2 0余次 ,雪崩也是日本多发的灾害。日本的水土保持工作始于 4 5 0年前 ,1897年实施治水三法 ,以后相继出台了《滑坡防治法》、《治山治水紧急措置法》、《陡坡崩塌防治法》、《土沙灾害防治法》。日本的砂防管理体系日臻完善 ,技术已达到世界先进水平     

美国西海岸的泥沙灾害及其对策

美国西海岸的气候大致分为海洋性气候及地中海式气候。其灾害性气候主要表现为多发生频发局域特大暴雨。其植被分布随着年平均降水量的增加,针叶树也增多。降雨量少的地区多为灌木类和部分地区低而细的柞木形成了草地。18世纪后期至2003年,曾有多次历史性的大雨记载。造成许多地方发生滑坡、泥石流。对泥石流的相关项目研究主要为泥石流分布图和泥石流发生构想图,沿桑·安德烈娅断层,测定在活断层地带地壳变动,探讨活断层地带与泥石流发生的关系及利用最新的技术研究南部加里福尼亚包括泥石流在内的地质数据图。今后研究的课题分别是:滑坡灾害区划地形图的实施方法、步骤。     

日本有关绿化带防止泥沙灾害功能的研究

在泥石流泛滥区 ,合理利用绿化带可减轻或防止泥沙灾害。但仅靠绿化带不能防止所有泥石流泛滥区的泥沙灾害。日本学者水山高久、本田尚正等对泥石流发生的条件及绿化带在不同条件泥石流发生区的作用进行了深入地研究。通过对生驹山系的千冢川和野崎中川流域发生泥石流实例进行模拟数值计算 ,认为在径流源头区因崩塌而产生大量土沙、坡面较缓、缓冲带宽度足够长的情况下 ,采用绿化带可有效防止泥沙灾害。对于坡度较陡、缓冲带宽度不足、径流源头区无大量堆积土沙 ,但河床有大量沉积泥沙的河道 ,绿化带与砂防坝和固床工程相结合 ,方可有效防止泥沙灾害。     

日本的泥沙灾害监测预警体系及其启示

 日本的泥沙灾害监测预警体系由泥沙灾害危险区域的判别调查、泥沙灾害监测系统、泥沙灾害预警系统和防灾预案等4部分构成。其中,泥沙灾害危险区域的判别调查是基础,泥沙灾害监测系统和预警系统是核心,防灾预案是关键。在地域合作防灾体系中,由国家对地方政府进行技术指导和资金补助,地方政府对基层政府进行技术指导和资金补助,地方政府指导防灾活动,基层政府向居民提供防灾信息,实施防灾训练等。日本在泥沙灾害监测预警体系建设方面的经验值得我国在建设水土保持监测网络与信息系统工作中借鉴。     

南苏拉威西岛泥沙灾害预警

世界各地自然地质灾害频繁发生,许多国家科研人员都在进行降雨特性与山体滑坡之间相关性研究,以便在灾害来临之前能及时向群众发出预警,最大程度减少灾害带来的损失。日本九州大学水土保持实验室HASNAWIR等对印度尼西亚南苏拉威西岛1997～2007年发生滑坡的21次降雨事件的参数进行了研究,研究表明,在某一泥沙灾害高发区,可根据该区的降雨历史资料,确定泥沙灾害预警线、临界的降雨总量和降雨强度,当持续的降雨量和降雨强度超过临界值时,政府就可以通知区域内的群众从这里及时撤离,以减少不必要的损失和伤害。该方法为其他地区泥沙灾害的预警分析提供了可借鉴的研究手段。     

应用卫星遥感技术评估火山喷发造成的泥沙灾害

近年来,常采用SAR图像反向散射强度数据来检测火山喷发干扰地区。日本学者通过研究2008年2月及5月发生的两场不同规模的火山喷发,提出了预测或减小火山喷发引起泥沙灾害的方法。研究结果:受火山碎屑流或熔岩穹丘等火山干扰的地区能从SAR图像中鉴别。在2个研究中,在SAR图像中火山灰冒顶区是不可见的。SAR图像反向散射强度数据能用于紧急程序的初步扫描,协助预测和减少火山喷发引起的泥沙灾害。     

滑坡体的泥沙量与地震最大加速度的关系

地震经常诱发泥沙灾害。地震发生时作为力的指标—最大加速度am ax与震中距离存在衰减关系。2008年日本学者栗原淳一等人应用司-翠川公式和Cornell公式,对以往曾因地震引起滑坡事件,预测滑坡泥沙量并进行验证。其结论是:司-翠川公式在震源边的am ax对地震规模影响较小。Cornell公式影响较大,am ax的推测有变大趋势。Cornell公式和司-翠川公式在距离衰减的定义上有差异。发生滑坡地点到震中40 km以下,到断层20 km以下时,依Cornell公式测算am ax在250 gal以上;司-翠川公式在230gal以上。滑坡泥沙量与am ax的关系,整体的相关性不高。对于计算的地点从断层到震中远距离的差异,司-翠川公式有很高适用性。但该研究因收集的样本数较少,得到的回归式相关性不充分。有待于进一步收集相关资料,加强研究。     

日本泥沙灾害对策的现状

应诸多读者来信要求,咨询国外的泥沙防治对策,现将2001年中日合作JICA中国水利人才培训项目中的水土保持培训教材———日本国独立行政法人土木研究所首席研究员渡正昭先生撰写的《日本的泥沙灾害对策(工程措施)》献给读者,期望得到普及与提高。这是我们所希望的事,也是世界科学家所希望的事。科学无国界,科学旨在造福于人类。本文编者有删改,但没有通过原作者,敬请谅解。     

运用逻辑回归模型预测泥沙灾害危险系数

关于泥沙灾害预测方法各有千秋。2010年日本学者篠崎嗣浩等人应用逻辑回归分析法预测灾害发生概率,其研究结论是:利用逻辑回归模型,能预测发生泥沙灾害的概率,为避难警告等决策提供有效技术信息。对于线性临界雨量线(CL),不依赖于操作者主观判断,能客观地设定表现高的线性CL。对动态的降雨,能计算出每时发生的概率值,易于把握危险程度。线性CL与非线性CL具有同等的预测精度。可确认概率模型在其他地域具有通用性。发生概率模型CL及超出预测模型EL的利用,更有效提高避难信息发布的准确性。     

山地灾害社会心理调查分析

以社会心理学、灾害社会学与社会行为学等理论为基础,采用问卷调查的形式,探讨人们在山地灾害发生的灾前、灾时、灾后的心理反应与行为特征,从社会心理学的角度来探讨山地灾害的防治,从而为山地灾害防灾减灾提供必要的社会心理学对策.     

洞庭湖泥沙沉积与土壤侵蚀

洞庭湖是一个吞吐型的过水湖泊,其泥沙沉积量大,1951～1983年累计沉积泥沙约48.07亿t,年平均沉积1.5亿t。泥沙沉积于汛期,多为长江冲积物。严重的泥沙淤积,反映出长江中上游地区土壤侵蚀十分强烈。泥沙沉积灾害发生在湖区,突出表现为洪涝、土壤潜育化和血吸虫感染。侵蚀灾害发生在山丘区,它导致土壤退化和滑坡、泥石流灾害加剧。加强长江上游水土流失重点防治和中上游防护林工程体系建设,提高人均产值,消除或减轻人口增长对生态环境造成的压力,可从根本上控制土壤侵蚀和泥沙沉积灾害。     

泥沙灾害发生因子的统计分析

以往对灾害发生的条件分析与研究,主要用数量化II类判断方法和灰色集合对各因子的不连续数据进行排列分析;从地域的比较结果,导出灾害发生的条件。这种方法对数据的分配缺乏客观性。2006年日本学者大石博之等人采用威尔科克斯单样检定序位和检验分析方法,这样比较客观地评价灾害发生和各重要因子之间的关系。其结论:崩塌发生对降雨量最大时刻的影响不明确;泥石流在整个降雨过程中与地形等因素有关。对泥石流影响的主要因素为:主河道长度,流域面积,流域长度,流域宽度,谷深比等。据实效雨量分析,在长期的降雨量多的地区,多发生泥石流。在坡面较长、坡度陡的地形,降雨强度大,表现出短期强降雨时发生崩塌。由于与有关灾害发生关系密切的地形、地质因子、地域间存在差异,因此,许多地点存在潜在发生灾害的危险。今后应对周边地域或更大范围的地形因子进行分析,可能成为将来重点预警的基础信息。     

居民山地灾害预防意识调查分析

近几年来,我国山地灾害有愈演愈烈,每年都有很多居民因此丧生。山地灾害的防灾减灾引起了社会各界的关注,而人作为灾害的承载对象,必然会影响到灾害防治的各个方面,人的灾害意识对防灾减灾的影响已引起灾害防治专家乃至整个社会的关注。然而,对于居民山地灾害意识的实证研究目前在国内尚属空白,通过对我国西部三个山地灾害易发省区的山地灾害社会调查,就其中对灾害预防意识维度的调查结果,对我国居民山地灾害意识的个体差异:性别、文化程度、年龄、职业、居住地几个方面来进行分析比较,从而为有关部门的山地灾害防治的宣传教育提供参考。     

堰塞湖泥沙输出的激光测量技术

研究堰塞湖过流侵蚀与下泻的泥沙流出形态,有利于指导避难及防治措施。近几年世界各地科学家都在致力于研究其观测方法。如数值模拟法、模型试验法……但就其相关的详细数据非常有限。2010年吉野弘祐等人应用激光地形测量研究了2008年日本因地震形成的沼仓裹泽、川原小屋地区堰塞湖形状及堰塞湖下游侵蚀堆积状况。将激光地形测量与以往数值模拟、模型试验、实地调查进行比对,其结果一致。应用激光地形测量数据对堰塞湖及下游泥沙移动进行观测,能在一定的时间内,掌握堰塞湖及下游泥沙变化的详实资料。但在今后的研究中应重点整理堰塞湖下游堆积过程与堆积下游纵断面形状变化、堰塞湖过流侵蚀与洪峰流量发生后区域的变化、从堰塞湖滞留水域的泥沙流出与过流侵蚀影响。并通过实地考察进行验证,使之这项研究更加充实完善。     

多沙河流泥沙漂移与搬运的观测

研究小流域泥沙的产生与搬运机制,是水土保持学和河道工程学学科既古老而又全新的课题,有很多科学工作者进行立题研究。但对河流泥沙运动的研究并不多,特别有关推移质的情况,因观测困难,没有取得有效的研究成果。2008年日本京都府立大学松村和树等对泥沙产生与搬运作用进行实地观测。观测内容:裸地坡面泥沙输移量、积雪产生泥沙及影响、河水混浊度、径流量及推移质流量、推移质运动状态等。通过对多沙流域有关产生泥沙—漂流—搬运等连续的流动,进行综合研究,揭示了推移质拖曳力与推移质平均移动速度的关系。其观测方法可行,试验结果可信。此项研究将为有关多沙河流推移质的研究起到借鉴或推介作用。     

山洪灾害调查评价信息化技术应用研究

山洪灾害调查评价是山洪灾害防御必不可少的基础工作,也是山洪灾害预警预报、安全转移撤离、减少人员伤亡的重要保障和基础支撑。传统的山洪灾害调查评价工作方法工期长、效率低、投入大、质量差,利用GIS、CORS与RTK等信息化技术可大大提高山洪灾害调查评价工作效率、提升调查成果质量、节省大量的时间和人力财力。     

辽宁省山洪灾害调查评价工作实践研究

山洪灾害调查评价是山洪灾害防治工作的基础,能够为山洪灾害防治提供全面的信息支撑。其中,危险区、转移路线以及安置点的界定与选择是山洪灾害调查评价的重要部分,其合理的制定将会对山洪灾害调查评价工作的顺利开展产生积极影响。以辽宁省为例,将危险区、转移路线以及安置点的界定与选择工作中出现的重点难点问题,根据工作经验以及实地情况予以解决,也为全国各省山洪灾害调查评价工作提供参考。     

日本有关河流泥沙的监控

河流泥沙的运移 ,造就了河川生态景观环境 ,同时也存在下游泥沙灾害。到目前为止 ,人们还没有全面系统地掌握流沙系统的移动规律。日本学者本乡国男先生对河道流沙系统进行了研究。以日本姬河为研究对象 ,利用摄像机、航片、超声波、雷达、振动计等设备对河床实施动态监控 ;对泥沙粒径分析进行监测。通过对监测结果的资料整编分析 ,可实现河流系统监控。     

河床泥沙堆积发生泥石流时的形态

为研究泥石流发生、流动和堆积结构机理,常规采用水文模型试验。而研究泥石流发生时河床堆积泥沙的形状与时间和空间变化关系的相对甚少。2009年日本学者池田晓彦等进行了模拟自然河流的缓慢河道坡度,发生泥石流的试验,结果表明:当坡度为30°~27,°明显在前峰形成流动层,相对流动速度大。在24°~21°流动层停止时形成沙堆。在18°~12°区流动速度慢。相对于陡坡区间形成流动层是表面流或渗透流,在河床堆积的泥沙为饱和状态流动;相对于缓坡区间形成沙堆的表面流与渗透流,河床堆积泥沙是饱和状态。表面流具有越过沙堆肩胛流动的趋势。在坡度变化点等泥沙有大量堆积的现象。有关泥石流发生条件有待于深入研究。