坡面泥石流形成之降水条件探讨——以重庆北碚地区为例

从坡面泥石流的形成条件入手,结合重庆北碚地区地质地貌和气象条件,分析了北碚地区从1962~2003年发生的坡面泥石流的数据及降雨资料,认为在该区域,降水是该区域发生坡面泥石流的决定性因素,并且通过对具体坡面泥石流事例的分析,认为坡面泥石流的发生与前期降雨量和1h雨强关系密切,前期降雨对泥石流形成的贡献比较大,1h雨强主要起到激发作用。最后本文利用发生坡面泥石流前三天累计降雨量和当日前期降雨量,得出了该区域降水诱发坡面泥石流的临界雨量方程:y=106-0.757x(y为当日前期雨量,x为前三天累计雨量)。     

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。     

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。     

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...     

坡面泥石流起动模型研究

针对单一坡面泥石流起动模型进行研究。基于土壤动力学理论、土壤下渗理论和土壤水动力学理论,以及土体含水率变化引起土体抗剪切应力变化的物理机理,提出了坡面泥石流起动模式。在此基础上,结合传统分布式水文模型理论,建立了分布式坡面泥石流起动模型。模型应用于云南蒋家沟典型坡面泥石流研究,能够预测坡面泥石流起动的时间、部位和起动量,进行多时段模拟坡面泥石流入沟流量过程线,模拟结果体现了泥石流发生阵发性、不连续性、滞后性的特征,这与实际观测情况吻合,表明应用该模型研究坡面泥石流的起动是可行的,能够为进一步的泥石流数值模拟提供依据。     

泥石流沟道流域汇流的地貌分析模型——以神府东胜矿区人为泥石流为例

在神府东胜矿区人为泥石流沟道野外调查的基础上，根据概念性流域地貌汇流模型理论，通过分析流域地貌形态与汇流过程的关系，首次勾绘出了流域地貌等流时线，建立了净雨量过程函数与等流时线函数的卷积汇流模型。用神府-东胜矿区第14号泥石流样沟人工降雨试验推得的净雨量函数及流域等流时线函数对模型进行了检验，结果表明：用流域地貌等流时线法实行两函数卷积计算无径流实测资料的小流域比较合理，并精度较高。     

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。     

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...     

坡面细沟发生临界水动力条件初探

通过玻璃水槽试验和土槽放水冲刷试验对坡面细沟侵蚀发生的临界水动力条件进行了初步研究。结果表明 ,坡面径流在顺坡向下流动过程中以滚波形式运动并发生叠加是造成侵蚀方式发生变化的主要原因。由于径流流动过程中发生滚波叠加 ,造成在径流流路上出现局部水深增加 ,导致侵蚀切应力激增 ,当切应力大于该处的土壤抗蚀力时便发生侵蚀 ,并最终造成细沟沟头的出现。通过对土槽冲刷试验的结果分析 ,运用能量守恒原理建立了径流能耗和径流侵蚀产沙率之间的关系 ,给出了给定土壤条件下坡面细沟侵蚀率估算模型。结果表明 ,坡面土壤侵蚀的发生具有一定的临界条件 ,当径流能耗大于 7 3 8(J)时坡面开始有细沟侵蚀发生     

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。     

泥石流沟沟床比降统计分析

利用大型统计处理软件 SPSS探讨泥石流沟沟床比降的特点。对随机抽取的 10 0 0条泥石流沟的原始数据 ,给出沟床比降的基本参数及置信区间 ,确定沟床比降服从对数正态分布。分析了沟床比降与其它因素的关系 ,建立沟床比降与切割度的一元线性回归方程     

泥石流对重大水电工程的影响评估--以金沙江下游白鹤滩电站库区黑水河泥石流为例

泥石流是金沙江下游主要山地灾害之一,它对重大水电工程施工和运行期间的工程安全可能构成一定程度的威胁和危害。通过评估该区泥石流对重大水电工程的影响,指出泥石流对水电工程的影响主要表现在对施工道路、水电工程附属设施及移民安置、库区泥沙、坝区工程设施等4个方面。以金沙江下游白鹤滩电站库区黑水河泥石流为例,具体分析了泥石流对水电工程的影响。结果表明,黑水河泥石流可能堵塞主河,其堵塞回水和溃决洪水对白鹤滩电站建设的施工道路、临时设施有一定危害。此外,泥石流会将大量的泥砂带入库区,从而减少电站的有效库容。     

黄土坡面细沟水流流速试验研究

流速是最基本、最重要的水流水力学参数之一,阐明细沟水流流速变化的特征对于揭示坡面细沟侵蚀动力学过程机理具有重要作用。采用具有定流量人工放水的组合小区模拟降雨试验方法,对黄土坡面细沟水流流速进行了试验研究。结果表明:(1)细沟径流流速随径流历时的变化过程在不同雨强下不断递减,可用指数方程很好地描述,递减速率在产流后6min内较大,以后减小,各雨强下递减速率基本分别一致;(2)细沟径流流速随径流历时的变化过程在不同坡度下也不断减小,可用指数方程很好地描述,各坡度下变化趋势一致,整个径流过程中减小速率也基本一致;(3)细沟水流平均流速随雨强增大而增大,可用对数方程很好地描述;随坡度增大而增大,可用幂函数方程很好地描述;随雨强及坡度的变化可用二元对数方程描述。     

泥石流堆积层理结构的分析研究

应用层理结构的分类指标——流核比 ,对泥石流堆积层理的正粒序、反粒序和混杂粒序等进行成因差异分析。当粘性泥石流体的流核比在 12～ 5 0之间时 ,砾石质点在蠕动流场中作向上垂直运动 ,形成筛积的层理结构。     

泥石流排导槽最小不淤纵坡初步试验研究

纵坡是泥石流排导槽设计重要参数之一. 通过试验研究,对2组粒径级配,8种不同容重的泥石流在排导槽内运动最小纵坡进行研究,结果表明:(1) 粒径小于0.05 mm的泥流可以在很小排导坡度下流动; 同一容重、级配的泥石流,随排导槽纵坡减小,槽内运动速度逐渐减缓,泥深增大;(2) 随泥石流容重的增大,排泄其所需纵坡将增加;泥石流最小不淤纵坡除与容重有关外,还与固体物质粒径大小、细颗粒含量等有密切关系.     

黄土坡面细沟水流阻力的试验研究

水流阻力是重要的水力学参数之一,阐明细沟水流阻力系数变化特征对于认识细沟水流水力学性质及细沟侵蚀动力学过程机理具有重要意义。采用具有定流量人工放水的组合小区模拟降雨试验方法,对黄土坡面细沟侵蚀过程中的水流阻力进行了试验研究。结果表明:(1)细沟水流阻力系数随径流历时的变化,在不同雨强条件下不断增加,增大趋势总体一致,产流15min后增速出现差异,可用指数方程很好地描述。(2)细沟水流阻力系数随径流历时的变化,在不同坡度条件下也不断增大,变化过程总体一致,产流15min后增速也出现差异,可用指数方程很好地描述,不同坡度下阻力系数差异较不同雨强下稍大。(3)细沟水流平均阻力系数随雨强增大而减小,可用对数方程进行描述;随坡度增大而增大,但增幅很小,可用指数方程描述;随雨强与坡度的变化可用二元指数方程描述。     

泥石流排导槽最小不淤纵坡初步试验研究

纵坡是泥石流排导槽设计重要参数之一。通过试验研究,对2组粒径级配,8种不同容重的泥石流在排导槽内运动最小纵坡进行研究,结果表明：（1）粒径小于0.05mm的泥流可以在很小排导坡度下流动;同一容重、级配的泥石流,随排导槽纵坡减小,槽内运动速度逐渐减缓,泥深增大;（2）随泥流容重的增大,排泄其所需纵坡将增加;泥石流量最小不淤纵坡除与容重有关外,还与固体物质粒径大小、细颗粒含量等有密切关系。