改善铁丝网坝拦截泥沙效果的商榷

泥石流是当前世界性灾害。防治泥石流的坝型多种多样。2002年8月日本首次利用铁丝网拦截泥石流,2003~2004年曾经历3次泥石流的考验。日本学者守山浩史等人就铁丝网拦截泥石流的作用与效果作了充分的调查研究,并针对铁丝网坝拦截泥石流后所表现出的弱点提出改进方案。其结论:当铁丝网坝处于未接受泥石流冲击的空负荷状态时,可以轻松地拦截泥石流,即使受点损伤,也影响不到网坝的防御机能。对处于具有张力条件下的铁丝网坝,再加上不能除掉的巨砾连续作用,当再次拦截泥石流时,将会对铁丝网坝造成损坏。当坝体拦截泥石流后,及时地清除所有淤积物和巨大砾石是非常关键的一个环节。为了安全地清除拦截的巨石,在铁丝网坝环形网的上部安装一个卸口接头是改进该项工程的当务之急。     

日本应用实测洪水径流资料模拟泥石流运动过程

研究泥石流运动规律 ,模拟泥石流运动过程 ,利于掌握其沉积、泛滥的危险区域 ,制定防灾对策。日本学者原田民司郎等人 ,采用实测泥石流资料 ,应用泥石流输沙模型及其运动方程、连续方程式 ,再现了日本水无川 1992年8月泥石流的运动过程。经比较 ,实测值与计算值大体一致。对其他泥石流模拟 ,再现性良好 ,采用泥石流输沙模型 ,实测降雨量 ,实测泥石流水位、流速 ,便可模拟泥石流运动过程     

渗透型堰堤拦截细粒径泥石流的性能

世界各地均在致力于研究采用何种措施防治泥石流效果最明显。日本将钢制渗透型堰堤作为拦截泥石流工程首选。2010年日本学者守山浩史等人就钢制渗透型堰堤基本构造形式拦蓄细粒径泥石流效果进行研究,其结论:采用钢制渗透型堰堤环网状结构形式,能更好发挥拦截泥石流效果,并能吸收泥石流冲出能量。但堰堤最下段开口部狭窄,易存留巨石和流木等,所以有必要定期除石。将此作为今后的课题,且应注意收集堰堤下段的开口部尺寸、形状与拦截泥石流效果数据,改善工程性能。其试验报告对我国此项研究具有借鉴意义。     

生物谷坊在白沙冲泥石流治理中的应用

泥石流谷坊一般采用浆砌石或埋石混凝土的实体坝，坝体施工成本较大，且与周边的自然环境和谐性差。在泥石流沟床中因地制宜地实施生物谷坊，可对泥石流沟的松散物质起到拦挡和固定作用，并且能实现与周边自然环境相协调，对泥石流治理工程的绿色设计、绿色施工具有重要意义。以白沙冲泥石流治理为试验案例，对生物谷坊的布设区立地条件、树种选择和典型设计做了分析研究，并对其防治效果进行了评价，可为生物谷坊在泥石流治理中的应用提供借鉴。     

透水型防沙坝拦截裹挟树木泥石流的性能

在泥石流易发区的小流域沟壑治理中,设计修建透水型防沙坝,快速形成堵截的功能。而拦截功能,主要取决于透水断面建材的净间距(L)和泥石流中石砾的最大粒径(dmax)之比,建议设计参数取1.0≤L/dmax≤1.5。在发生泥石流时,当大量的树木常裹挟于泥石流中,难以忽略流动树木对拦截功能的影响。2009年日本学者进行了透水型防沙坝拦截裹挟树木的泥石流试验。其研究结论是:泥石流拦截率的提高,与LV/dmax密切相关。木材堆积率在10%以下,拦截率表现离散。伴随LV/dmax的增大,其离散度有变大的趋势,木材堆积率的拦截率影响变大。此项研究对于我国研究防御同类泥石流,具有借鉴作用。     

铁丝网坝的性能设计

铁丝网坝是为防治泥石流而设计的渗透型水土保持设施。1975年在日本上上掘泽进行了试验研究,其作用是减少泥石流的流动。但1976年发生的石砾型泥石流,使原网坝中部的4条吊索断裂。分析存在的问题:吊索荷载过于集中,向吊索的下游方向移动不顺畅,造成吊索的磨损。2003年改良设计,重点加强了对荷载集中吊索的研究,充分考虑了吊索向下游方向位移,研究了除石以及复位作业的施工性。据2010年日本相关部门统计,按新方法设计的铁丝网坝,至此已捕捉数次泥石流。在性能方面主要体现在:1)通过减少河床作业保证施工安全;2)能充分考虑自然环境;3)能确实捕捉泥石流。     

藏东南直白沟冰崩型泥石流孕灾条件与动力特征

[目的] 分析西藏林芝市米林县派镇直白沟2020年9月10日泥石流灾害的形成条件、启动机制和动力特征，为藏东南地区重大工程建设中的冰崩型泥石流灾害的监测预警及风险防控提供科学参考。 [方法] 综合利用野外调查、多期遥感解译、灾害监测和现场观测等手段，研究了泥石流的启动过程、冲淤特征和灾损情况，计算了动力参数。 [结果] “9·10”泥石流灾害是高位冰岩崩驱动形成的，包括3个形成过程： ①受2017年米林地震对岩体震裂作用和冻融循环作用，南侧分水岭发育高位冰岩崩，形成冰岩碎屑流在斜坡冰碛平台运动， ②冰岩碎屑流铲刮斜坡冰碛物与松散岩土体，进入2^#支沟运动并沿途携带沟道物质，放大碎屑流规模。 ③通过运动过程中的碰撞摩擦，冰体发生相变，冰岩碎屑流转化为泥石流。 [结论] 冰崩型泥石流的触发条件、水土耦合过程和动力特征均异于常规冰川降雨复合型泥石流，其动力参数受启动点高势能和运动中冰水相变作用影响，与现有计算方法所得结果具有极大差异。未来对冰川泥石流灾害防治研究不能直接采用现有降雨型泥石流动力参数计算方法，应基于泥石流启动机制来分析动力参数。     

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。     

论泥石流学

泥石流学具有明显的研究对象、完整的学科体系和系统的研究方法，完全可以作为一门独立的学科、泥石流是一种复杂的山地灾害现象，研究难度大，研究历史又短，故泥石流学理论成熟还需有个发展过程。泥石流学是一门正在趋向完善的新兴边缘学科。     

发生泥石流时缝隙坝的拦沙机理

通过试验和实地考察,证实了钢管透水型防沙坝具有拦截泥沙作用.同时,通过试验模型、实地调查也进行了缝隙坝对冲刷泥沙调节效果的研究.但混凝土缝隙坝对泥石流拦截作用尚未做过系统的调查研究.缝隙坝发挥拦截泥沙作用主要取决于坝堤回水是否导致泥石流前端不能到达坝址处就停止,而在退水期,堆积在坝堤近旁的细粒泥沙流出后,总体上不能拦截泥石流等问题.这将是决定能否在有泥石流危险的溪流处设置缝隙坝的首要问题.因此,设想在泥石流危险河段中间、出口、泥石流冲积扇上端改变行洪坡度来观察缝隙坝对泥石流、泥沙流、冲刷流的泥沙拦截作用.     

泥石流流域地貌形态的统计分形

流域面积、主沟长度和沟床比降等地形地貌要素,在泥石流的发育和形成中起重要作用,研究证明三者与泥石流沟分布之间存在非线性关系,具有明显的分形特征。回顾了泥石流流域地貌的分形研究,并通过大量的资料分析,对原来泥石流流域地貌的分维计算进行了改进,得到的分维结果更具有关联性。同时,建立了泥石流流域地貌的统计分形模型,对泥石流流域地貌分维的意义进行了详细论述。这为泥石流发育、形成和分布的非线性研究提供了一条定量化途径。     

金沙江白鹤滩水电站坝址近场区泥石流运动特征与发展趋势分析

2012年6月28日,金沙江白鹤滩水电站坝址近场区9条沟暴发了泥石流,通过对近场区泥石流灾害的现场调查,获取了这些泥石流沟的相关数据,据此进一步对其泥石流运动特征参数:泥石流容重、流速、流量、一次总量及冲击力进行了计算与分析;结合泥石流影响因素对其发展趋势进行了研究,得出在强地震、干湿循环变化气候的耦合作用下,该区仍可能会发生超过百年一遇规模的泥石流。上述计算与分析结果对白鹤滩水电站坝址近场区泥石流沟防治工程参数设计具有一定的参考作用,也为合理选择泥石流治理方案提供科学依据。     

关于泥石流规模预测的研究

本文利用日本全国14年的泥石流灾害资料，对泥石流发生区域的地形、地质特征进行了分析，阐明了径流泥沙量与各有关因子间的关系，并用逐步回归分析法导出泥石流规模的预测方程：Vd＝2．78A0·651（fr）0.364，为预测泥石流的发生规模提供了理论依据。     

泥石流灾害系统的协同进化规律--以南水北调西线一期工程区为例

以南水北调西线一期工程区为研究对象,从协同学的观点出发,探讨了泥石流灾害系统的协同进化规律。研究表明,工程区泥石流灾害系统是一个远离平衡状态的开放系统;泥石流的暴发是系统内部各子系统之间经过非线性作用,在序参量的支配下协同进化的结果。泥石流灾害系统协同进化规律的研究,对于进一步认识泥石流灾害的形成以及制定防灾减灾措施具有重要的意义。     

泥石流作用下路基易损性模型试验研究

[目的]采用模型试验研究泥石流对路基的冲淤作用规律,为泥石流作用下路基易损性的研究提供一定依据。[方法]以中巴公路K1561泥石流沟谷为研究原型,应用相似试验原理建立模型。根据原型沟谷设置试验条件,得到原型沟谷模型试验数据;然后又采用控制变量法进行6个因素共25组模型试验,以研究不同因素在泥石流作用下对公路路基的冲淤作用规律。[结果]原型沟谷模型试验数据与现场调查结果相吻合;流通区坡度、路基与泥石流出山口之间的距离、一次泥石流冲出物最大方量、泥石流重度和泥石流爆发频率5个因素对易损性的影响较为明显,泥石流主沟道与路基之间的夹角对路基易损性的影响不明显。[结论]5个因素对路基易损性有重要影响,可作为泥石流易损性评价中的重要评价指标。     

基于确定性系数模型的泸水市泥石流易发性评价

以泥石流灾害频发的怒江州泸水市为研究区,选取坡度、高程、河流距离、道路距离、岩性、断裂带距离、降雨量、NDVI、土地利用9个影响因子,建立了泸水市泥石流灾害易发性评价体系。采用确定性系数模型(CF模型)进行了泥石流灾害易发性评价,将泥石流易发性评价结果分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区4个等级。结果表明:研究区高易发区及以上级别的易发区内发生的泥石流灾害数量占总数的95.32%,易发性评价结果正确率达到81.99%,表明选取的评价指标合理,CF模型适用于泸水市的泥石流灾害易发性评价研究。泸水市泥石流灾害高易发区也是居民点集中分布区,评价分区结果对泸水市的泥石流灾害防灾减灾具有一定的借鉴作用。     

风化作用对沟谷型泥石流发育环境的影响研究

地质条件是泥石流发育环境的三大条件之一,其主要作用是为泥石流提供固体物源。风化作用对产生泥石流固体物源的影响很大。以岩石的坚固系数为基础,研究了物理及化学风化对形成泥石流固体物源的影响。研究结果表明:(1)物理风化是形成泥石流物源的主要原因,冰劈作用往往造成强烈的物理风化,有利于泥石流的发育(2)化学风化不直接提供固体物源,但碳酸根离子的存在使化学风化不利于泥石流的发育。研究得出岩石坚固系数的物理风化和化学风化修正方法,最终得到形成泥石流的地质因子。形成泥石流的地质因子在汶川地震影响区内判别泥石流的暴发与否的应用研究中取得了较好的结果。     

元谋大断裂对东山地区泥石流发育的控制作用

[目的]研究元谋断裂对东山泥石流沟的控制作用,为该区泥石流防治提供科学依据。[方法]基于东山地区沿线沟谷的现场调查,分析研究元谋断裂对东山泥石流沟的控制作用。[结果]元谋断裂与泥石流沟空间位置关系对泥石流的发育存在着影响,对东山地形地貌的形成起控制作用,对东山地层岩性及其工程特性起控制作用,对元谋县气候的形成起控制作用。[结论]元谋断裂对东山地区泥石流的形成起到控制作用,它决定了东山地区泥石流频发的特性。     

大巴山泥石流侵蚀作用及防治对策研究

通过对大巴山泥石流形成和发育过程的研究，从侵蚀机制的角度，将其分为坡面侵蚀，沟谷侵蚀，复合侵蚀三种基本的侵蚀类型，并进一步分析了不同影响因素在各类泥石流发育中所起的作用，认为：坡面侵蚀型泥石流的发育与植被关系最密切；沟谷侵蚀型泥石流的发育对暴雨的依赖性最大；复合侵蚀型泥石流的发育与沟岸的不稳定有很大关系。最后，针对性地提出了大巴山区各类泥石流的防治重点。     

陡坡河床堆积物中的水分动态

泥石流发生的决定因素在于堆积物是否具有流动性。对于堆积物水分状况的研究,在世界范围内尚无定论。2008年日本京都大学农学研究所水谷太郎等学者在京都大学防沙观测所实验流域的足洗河谷陡坡河床堆积的泥沙内部不同深度安置显像密度计,通过观测降雨对堆积物水分状况的影响,分析泥石流发生时河床堆积物中的水分动态,研究泥石流的发生机理。其结果是在降雨影响下,堆积物的下层和上层达到饱和时,在中层明显呈不饱和现象。河床堆积物处于饱和状态,是泥石流发生的前兆。发生泥石流的临界降雨量是10 m in最大雨强20 mm。此项研究对我国研究泥石流发生机制,很有借鉴作用。