舟曲县三眼峪沟泥石流灾害治理工程分析

2010年8月8日,舟曲县城北侧三眼峪沟和罗家峪沟暴发的特大山洪泥石流,给舟曲县城人民生命财产造成了巨大损失。基于现场调查、勘测,从流域地质环境条件,该次泥石流形成及活动特征,固体松散物质储存及补给方式,沟道冲淤变化及县城防灾等分析入手,阐述了拦挡工程在三眼峪沟泥石流治理中的作用,提出了以拦为主,拦排结合的治理观点;对拦挡坝工程类型进行分析选择,提出了采用抗冲击力强的中、高拦挡坝治理该沟泥石流,以确保足够的拦砂库容和工程的安全可靠性;依据各沟段泥砂补给及泥石流活动特征,分析拦挡坝构筑物形式及其功能和作用,系统部署了沟道拦挡坝工程。     

一种泥石流拦砍坝溢流口的防冲设施

本文介绍的是四川省黑水县芦花沟泥石流拦砂坝溢流口防止冲刷的一种钢件结构设施。其结构型式是:在拦砂坝溢流口下游侧底面与下游坝体垂直临空面交接处,用8-10毫米的钢板作成,伸出下游临空面59厘米,高出溢流口底面10-15厘米的钢件,用φ25毫米的螺纹钢筋焊接后,再在坝体溢流口浇筑50厘米厚的200号钢筋混凝土,使其与拦砂坝衔接成整体。有这种设施的溢流口,能拦蓄一层泥石流,起消能和缓冲作用。在后来的泥石流过坝时,将泥石流对坝体溢流口直接的冲刷、摩擦、碰撞和淘蚀作用的外力,变成泥石流内部的石磨石、砂磨砂的内力,从而保护拦砂坝溢流口不被过坝泥石流所破坏。     

关于上部狭窄式格栅坝的研究

在泥石流易发区,设置格栅坝,以期达到阻止泥石流的流动或起到消能的作用。以往的实践证明,同规格格栅坝拦截泥石流效果不十分理想。因此,在试验的基础上,研究了泥石流粒径、质量分数变化的特点,通过同规格及上部窄格模型坝拦截泥石流的模拟过流试验,分析7种格栅尺寸的坝型拦截泥石流的效果,得出如下结论：同规格及上部窄格格栅坝均能有效地拦截泥石流的龙头;泥砂量减少率随着上部的Linin／d95值的增大而减小,当Lmin/d95＜1．6时,减少率达到80％以上;且随着下部格栅间隔的增大而减小。因此,在具体设计时,应采用上部窄格的格栅坝型,下部格栅尺寸在考虑Lmin/d95的基础上,同时还应考虑Lmax／d95的比值。     

本溪市泥石流防治对策探讨

本溪地处辽东山区,是泥石流易发区,每年汛期时常发生泥石流。2001年8月5日,在本溪市南芬区发生一次建国以来危害最为严重的泥石流灾害。通过对本次泥石流形成原因的分析,提出了本溪市泥石流防治的对策: 采取生物防治措施-反坡窄幅梯田及坡脚布阵法恢复植被,减少坡积物以削弱泥石流发生的物质条件;利用树木根系与土体固结力,稳定土体,防止坡地重力侵蚀。采取工程防治措施-修建格拦坝或钢管式无混凝土基础透水坝,拦截泥石流。建立泥石流防治预案,采取预警避难措施,减轻泥石流灾害程度。     

甘洛县的泥石流类型和防范措施

甘洛县泥石流类型主要属暴雨泥石流。按状态分为沟谷型泥石流和山坡型泥石流,按组成物质分为泥石流和泥流,按流体性质分为稀性泥石流、粘性泥石流和过渡性泥石流。防范措施有:1、修筑拦砂坝等,达到局部治理;2、回避泥石流;3、疏通沟道,加固工程,提高安全系数。     

泥石流梁式格栅坝拦砂性能试验研究

通过特殊泥石流试验装置 ,对泥石流梁式格栅坝拦砂性能进行研究 ,初步得到 :梁式格栅坝有全部闭塞、临时闭塞、半闭塞、未闭塞 4种闭塞类型。当梁间距 b与泥石流体中最大颗粒粒径 dm ax之比 b/ dmax≤ 1.0时 ,格栅坝基本闭塞 ;b/ dmax≥ 1.5时 ,格栅坝未闭塞 ;1.0 相似文献   

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.     

城西川小流域坡面治理措施与坝系工程拦沙效果分析

在黄土丘陵沟壑区第五副区选择甘肃省环县城西川小流域,采用实地测量、全面调查和在沟道内布设拦沙输沙监测点的方法,对该流域坡面治理措施和坝系工程的拦沙效果进行了连续5年的监测。对监测成果进行了分析,结果表明坡面治理措施和坝系工程均能有效拦截小流域产沙,坝系工程的拦沙量大于坡面治理措施的拦沙量,这主要是由于坝系工程能抬高侵蚀基准面、稳定沟坡,控制沟床下切和沟岸扩张,能快速有效地拦蓄径流泥沙,控制水土流失。监测成果可为开展黄土高原小流域综合治理效益评价等提供参考。     

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。     

不同条件下泥石流堰塞坝的溃决过程

[目的]对不同因素作用下的泥石流堰塞坝溃决过程进行试验研究,为泥石流堰塞坝的灾害防治和灾后重建等提供科学支撑。[方法]开展了不同来水流量、坝体形态、黏粒含量、坝高和初始含水量条件下的溃决试验。将漫顶溃决过程分为4个阶段:坡面侵蚀过程、陡坎侵蚀过程、下切和侧向侵蚀过程和衰退过程。此外,分析了泥石流堰塞坝坝体破坏机理,并给出下游坡面泥沙起动临界条件的计算式。[结果]溃决流量与来水流量之间呈非线性正相关;溃决洪峰流量随着背水坡坡度增加而增加;溃决洪峰流量随着坝高的增加而迅速增加,泥石流堰塞坝坝体黏粒含量与溃决洪峰流量之间整体呈现负相关;溃决洪峰流量随着土体初始含水量的增加而缓慢降低,但变化的范围不大。[结论]在泥石流堰塞坝溃决的不同因素中,坝高和黏粒含量影响最大,来水流量次之,背水坡度和初始含水量影响最小。     

The effectiveness of loose rock check dams for gully control in Tigray, northern Ethiopia

Abstract. Over the last two decades, large gully control programmes have been established in Ethiopia. Based on detailed observations and measurements of 400 check dams in the highlands near Hagere Selam (Tigray, northern Ethiopian Highlands), the effectiveness of the check dam technique was assessed. In this study, catchment area, slope gradient, technical characteristics and the presence of smectite clays are the main factors controlling dam stability. Simple and logistic regression techniques were used to analyse the data. The frequent collapse of dams (39% after two years) is strongly associated with drainage area ( A ) and slope gradient of the soil surface near the gully ( S ), the product of these factors ( S × A ) being a proxy for runoff energy. Good functioning dams have a spillway, apron, concave plan form (when looking downslope) and are built at vertical intervals and with heights that result in a negative slope gradient of the line connecting the spillway and the foot of the upstream dam. Therefore, a reverse slope of this line is recommended. Furthermore, if large cracks are present in smectite-rich soils, the construction of check dams can lead to piping and concentrated flow bypassing the dam. Given that the collapse of some check dams seems inevitable where catchment areas are large or there are steep slopes, it is necessary to repair dams as soon as partial collapse starts and to complement this gully control technique with biological control measures.     

基于风洞模拟试验的典型机械防沙工程防护效益对比

为探究3种典型机械防沙工程措施实施后所体现的防护效益，通过风洞模拟试验，以敦煌黑山嘴地区的典型机械防沙工程为参考，对草方格与尼龙网格状沙障及阻沙栅栏的防风、固阻沙效益进行系统的对比分析。结果表明：草方格与尼龙网格状沙障的布设均能有效降低风速，当指示风速为20 m/s时，1.5 cm高度的风速降低率分别达到82.5%与80.9%,同时极大地增加流沙地表粗糙度，显著影响当地的风速变化；此外，两者在不同高度对风速削弱能力差异明显；草方格与尼龙网格状沙障也深刻影响当地风沙流结构，其中草方格沙障的固沙能力主要体现在近地表；阻沙栅栏前后平均输沙率降低44.2%,同时对当地流场结构影响深刻。综合分析可知，草方格与尼龙网格状沙障防风、固沙效益良好，阻沙栅栏阻沙效益显著。研究结果可为当地机械防沙工程建设提供指导，同时对其他地区防沙工程布设予以借鉴。     

网格大小选择对大尺度分布式水文模型水文过程模拟的影响

以都阳湖信江流域为研究区,分析了网格大小选择对大尺度分布式水文模型水文过程模拟的影响.研究结果显示,在同样参数条件下,1,2和4 km这3种不同尺寸网格对模拟的总径流量影响较小,但网格大小显著地改变着模拟水流在地表径流和地下径流间的分配;不同网格的模型计算的实际蒸发量的差别不显著;大网格的模型计算的地下水补给量大.经过率定后的3种不同网格的模型均能较好地模拟流域的径流过程,但2 km网格模型模拟的总体效果要好于1 km网格模型和4 km网格模型.研究表明,对于分布式水文模型,网格的精细并不一定提高模型的模拟效果,一定精度空间数据的翰人条件下,分布式水文模型存在一个合适的网格大小使得模型的模拟效果最佳.在流域水文模型的具体应用中,应考虑流域本身的尺度以及模拟的目的和精度要求,选择合适的网格大小,同时应结合模型机理,解释模拟结果.     

黄丘区小流域暴雨径流动力特征对淤地坝配置的响应

为定量揭示淤地坝措施配置对黄丘区小流域暴雨径流形成及演进过程的影响,采用室内小流域人工模拟降雨试验,对不同淤地坝措施布设情景下（无坝、单坝、双坝）小流域不同断面径流的水动力、侵蚀动力特征进行研究。结果表明：径流量与含沙量整体均随时间推移而增大,无淤地坝布设情景下径流量增幅为114.60 cm3/s,双坝情景的径流量增幅仅有70.11 cm3/s;淤地坝对小流域暴雨径流演进过程的影响显著,淤地坝布设后径流流态由主要的紊流-缓流变为以层流-缓流为主,雷诺数Re减小幅度达到12.04%～85.85%;动力参数中径流功率ω和雷诺数Re可以被认为是能够较好描述不同淤地坝布设下侵蚀产沙的动力因子。研究结果对于揭示流域暴雨径流过程及成灾机理具有重要现实意义,可为科学评价水土保持措施调控径流过程的效应提供理论依据。     

浅谈坝系建设单元控制论及其应用

为了解决坝系内洪水控制等问题,作者根据多年坝系建设实践经验和近几年对陕、晋、蒙、甘、宁、青、豫7省(区)坝系形成过程的深入调研,提出了坝系建设单元控制论,即:小流域坝系可分为若干个坝系单元,在每个坝系单元下游建设控制性骨干工程,在单元内实现大、中、小型淤地坝合理配置,可使各单元内洪水泥沙得到有效控制,从而实现整个坝系的安全运行。分析了单元控制论在淤地坝建设中的意义,并介绍了应用实例。     

MIKE耦合模型模拟淤地坝对小流域暴雨洪水过程的影响

为科学认识淤地坝建设对黄土高原小流域暴雨洪水过程的影响,该文通过分布式水文模型MIKE SHE和一维水动力模型MIKE 11耦合模拟了不同坝型组合和坝系级联方式下的小流域暴雨洪水过程,研究表明:1)淤地坝系建成后会使小流域洪水的洪峰和洪水总量明显减少,其中骨干坝减幅最小,中型坝次之,小型坝减幅最大;串联、并联、混联3种坝系级联方式均使洪峰流量和洪水总量明显减小,其中混联坝系减幅最大,并联坝系次之,串联坝系最小。2)淤地坝建设改变了洪水历时,其中骨干坝和中型坝增加了洪水历时,而小型坝缩短洪水历时。3)沟道连通性指数与洪峰流量、洪水总量均有很好的相关关系,淤地坝建设明显降低了沟道连通性,通过改变沟道连通性调控了小流域的暴雨洪水过程。可为黄土高原淤地坝安全运行提供科学依据。     

辽东山区泥石流特征及防治对策

辽宁省东部山区是我国北方地区泥石流多发区,1900~1989年的90年间,有35年发生了泥石流,共发生67次,发生频率为74.4%,平均2.6年一遇。泥石流不仅带来一时一地的重大经济损失与人员伤亡,而且还严重破坏了区域生态环境,带来土地沙化或石漠化等环境问题。泥石流主要集中在盛夏的7~8月,丹东地区的北部山区为多发区。介绍了泥石流时空分布特征及其形成原因,提出了预防与植物措施、工程措施相结合的防治对策。     

人工坝体对长江上游鱼类栖息地流域水动力学特性的影响

长江上游鱼类栖息地的水动力学研究对于栖息地生态治理与恢复、评估水生物的生境条件有重要科学意义。该研究以长江上游四川省泸州市江段人工修复鱼类栖息地为研究对象,根据现场施工图、水下地形测绘图和航拍图,等比例建立了三维流场模型。基于CFD数值模拟结合现场试验勘测,研究了6种不同流速下的栖息地水动力学特性,分析了多个人工坝体对该江段水流环境的影响机制、湍流/涡结构的演化与发展规律,利用了水流均匀性指数、傅汝德数、局部断面流速等水力指标对修复后的栖息地水环境进行评估,并与现场地形和流速测绘、鱼群调查等试验数据对比分析。研究表明:在该江段试验区形成多个大漩涡区,涡流形态基本不随来流速度的变化而改变,逆时针漩涡区的上升流现象明显,且流速稍高于顺时针漩涡区;试验区的水流速度偏低,流动均匀性差,流态紊乱复杂,而对照区的流速相对较快,流动均匀性好,水流方向变化不明显;随来流速度增加,傅汝德数不完全呈线性增加趋势,不同水深截面上的水流均匀性指数的变化趋势相近;现场鱼群调查相同测绘距离内,对照区域为0.714尾/1000呯,试验区域为3.157尾/1000呯,说明流动不均匀的低速涡流区有利于聚集鱼群,经修复后的栖息地能够为水生物提供良好的栖息、繁衍、庇护等生存条件;当来流速度为2 m/s时,试验区域两条测试路径的平均流速分别为0.53和0.79 m/s,在同一鱼群探测试验测绘路径上,数值模拟结果与现场试验数据相差约10%,验证了数值计算方法的可靠性。研究结果对于大水面渔业生态工程的水动力学研究有重要的参考意义。