蒋家沟泥石流入汇时小江悬移质输沙特征分析

以2009年8月4日蒋家沟的一场泥石流入汇小江后泥沙观测资料为基础,分析了蒋家沟泥石流入汇小江后的泥沙输移特征。泥石流为小江直接提供了大量的悬移质泥沙,导致入汇时小江输移的泥沙量剧增,输沙率达到了平时的5倍以上;部分堆积于入汇口的泥石流固体物质也在泥石流结束后受小江水流冲刷再次起动,使小江悬移质输沙率在泥石流结束后呈平稳下降,与蒋家沟呈幂曲线下降形成明显的区别。由于泥石流输入的泥沙中细颗粒更容易被小江水流输移,因此尽管入汇的泥石流泥沙中粗颗粒含量较高,但在小江泥沙中含量增加的却是较细的粉沙、黏土颗粒,小江悬移质的中值粒径与含沙量、输沙率和流量的关系曲线都呈上凸形。     

长江上游小江流域降水趋势与泥石流侵蚀输沙量分析

运用Mann—Kendall（M—K）非参数检验法分析降水趋势,研究了1950s～1990s长江上游小江流域降水变化特征。结果表明：1990S长江上游小江流域年降水变化以显著增加为主要特点,M—K检验表现为显著增加趋势（95％的置信度）。该特点与小江流域蒋家沟泥石流在90年代出现的侵蚀输沙量的大量增加有相当紧密的关系。1990S比1965-1989年期间平均每年泥石流要多侵蚀输沙91万m^3。     

长江上游小江流域降水趋势与泥石流侵蚀输沙量分析

运用Mann-Kendall(M-K)非参数检验法分析降水趋势,研究了1950 s~1990 s长江上游小江流域降水变化特征。结果表明:1990 s长江上游小江流域年降水变化以显著增加为主要特点,M-K检验表现为显著增加趋势(95%的置信度)。该特点与小江流域蒋家沟泥石流在90年代出现的侵蚀输沙量的大量增加有相当紧密的关系。1990 s比1965~1989年期间平均每年泥石流要多侵蚀输沙91万m3。     

延河流域极端暴雨下侵蚀产沙特征野外观测分析

针对黄土高原目前侵蚀环境明显改善条件下能否经受得住极端暴雨事件的考验及可能出现的问题,该文依据在延河6个典型小流域的植被调查及土壤侵蚀监测结果,分析了2013年极端暴雨条件下延河流域不同尺度的侵蚀产沙特征。结果表明,天然乔木(辽东栎和三角槭)植被的平均侵蚀强度1 000 t/km~2,自然灌木植被在1 118.1~1 161.2 t/km~2之间,演替中后期的草本植被在1 245.2~1 827.8 t/km~2之间,而演替中前期的草本植被在3 087.6~4 408.4 t/km~2之间;人工灌木林(2 119.7~2 183.9 t/km~2)比人工乔木林(2 625.7~5 149.6 t/km~2)具有较强的减蚀能力。坡面良好的植被覆盖能有效抵御暴雨侵蚀,小流域坡面平均侵蚀强度基本2 500 t/km~2;但滑坡侵蚀占主导地位,占各小流域侵蚀总量的49.0%~88.5%,特别是距暴雨中心较近流域的南部2个小流域的滑坡侵蚀可达7 290.3和7 424.9 t/km~2左右。不同小流域内有6.4%~18.3%的侵蚀量淤积在沟道里;延河甘谷驿以上不同河段的淤积量为13.2~145.2万t,平均占总侵蚀产沙量的15%。延河甘谷驿控制区的侵蚀产沙强度变化在2 326.7~7 774.4 t/km~2之间,其中强度为5 000~8 000 t/km~2的面积占59.3%。因此,加强沟间地径流蓄排措施,减轻坡面径流下沟对沟坡重力侵蚀的影响,是土壤侵蚀研究与防治中值得重视的问题。     

雨季不同时段蒋家沟泥石流侵蚀产沙特征的分析

根据雨季不同时段,降雨入渗后的土壤含水状况观测以及泉水季节性变化,详细分析了蒋家沟1987-2001年雨季不同时段的167场泥石流侵蚀产沙的特点。结果表明:在雨季中期(7-8月),无论是泥石流暴发频率、产沙量还是规模都是最高值,分别占总样本的70.65%和占总产沙量的78.88%。雨季初期(5-6月)和雨季后期(9-10月)的泥石流,分别占总产沙量的16.16%和4.97%。雨季初期5月的雨沙比(R/s,mm/万m3)高达82.26,6月为3.49;而雨季中期的7月R/s仅为1.32,8月为1.67。这一研究可提高雨季不同时段泥石流降水警戒值确定的精度。     

泥石流滩地土地生产潜力评价——以云南小江流域蒋家沟为例

小江流域泥石流滩地水源充足、热量丰富,气候生产潜力(47641kghm-2)较高。本文应用加权指数和法确定了不同类型泥石流滩地(荒滩地、改良滩地和非改良滩地)土壤有效系数f(s)分别为0.405、0.684和0.594;根据生产力阶乘公式计算其气候—土壤生产潜力分别为19295kghm-2、32586kghm-2和28299kghm-2。通过实地调查验证,本文对泥石流滩地生产潜力的估算与现实生产力水平基本吻合,证明本文提出的泥石流滩地土壤有效系数切实可行。     

湟水流域输沙特征分析

湟水青海省境内面积 15 3 4 2km2 ,是黄河中上游地区主要产沙区之一 ,年输入黄河泥沙 2 0 40万t。流域径流主要产生于 6～ 9月 ,占年径流总量的 5 3 % ;下游地区面积占流域总面积的 41 2 % ,年径流量占流域年径流总量的 42 4%。上游地区面积占全流域面积的 5 8 8% ,年输沙量仅占全流域年输沙量的 2 1 6% ;下游地区年输沙量 160 0万t,占流域年输沙总量的 78 4%。流域内灾害性天气频繁 ,水热配置不利于植物生长 ,大面积植被退化 ,人类经济活动频繁等 ,是导致下游地区水土流失严重的主要原因     

西南山区泥石流沟流域形态统计分析——以云南小江流域为例

泥石流沟谷因泥石流类型和发育阶段不同而具有多种形态,对其进行研究具有十分重要的理论和实际意义。通过对小江流域32条灾害性泥石流沟的流域面积、主沟长、平均沟床比降、流域平均宽度进行统计分析,得出了几点结论,为泥石流危险度评价和防治工作提供了参考。     

前期降雨对泥石流形成的贡献——以蒋家沟泥石流形成为例

 根据蒋家沟实测降雨资料,结合泥石流观测,分析泥石流形成的降雨组成和前期降雨对泥石流形成的影响。发现雨季不同时期土体含水量差异较大,而且在不同时期激发泥石流的短历时雨强也不同。通过实测确定出该流域前期降雨量的衰减系数为0.78。在此基础上应用主因素分析法对26场泥石流的降雨资料进行分析,发现前期降雨在影响泥石流的各项降雨指标中贡献超过80％。提出了有待进一步研究的问题。     

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...     

震后极端降雨下流域产沙及物质运移规律模拟——以四川省洪溪河流域为例

汶川地震引发的滑坡产生了大量松散物质,在极端降雨事件驱动下进入下游河道,导致河床淤升,河道变宽,给沿河道地势较低的居民区形成了新的洪涝风险。基于四川洪溪河流域2013年极端降雨数据,从无强降雨事件情景开始逐渐加大降雨强度及频次生成6个不同降雨情景。运用凯撒二维水动力地表景观演变模型(CAESAR-lisflood)模拟不同降雨情景下流域产沙以及物质运移规律及其空间分布格局。结果表明:随着降雨强度的增加,流域出口产沙量以及流域总产沙量都呈非线性的增加趋势,且累积产沙量在极端降雨事件发生前后有明显的突变现象;各个降雨情景下侵蚀堆积的严重程度以及影响范围差异明显;震后流域遭到破坏的植被对流域的物质运移规律及空间分布格局有较大的影响,在较少滑坡、泥石流灾害的上游地区和滑坡、泥石流灾害严重的中下游地区水土流失程度差异明显。     

泥石流预报中前期降水量与始发日降水量的权重关系——以云南省蒋家沟为例

利用云南省蒋家沟1995-1997年43场泥石流数据和降水资料,详细分析了泥石流暴发的前期降水与始发日降水的权重关系.研究发现,前期降水和始发日降水是泥石流启动的主要因素.依据它们之间不同的权重关系,将蒋家沟泥石流分为前期降水型、强降水型和特殊型3种形式.不同权重降水下的泥石流输沙与降水量之间均呈现出较好的相关性.从泥石流出现的规模和数量看,前期降水型泥石流是该地区的主要类型.     

基于侵蚀力学机制的流域土壤侵蚀模型研究—以长江三峡库区王家桥流域为例

根据王家桥流域观测资料及人工降雨实验成果,从侵蚀力学机制出发,严格区分了坡面侵蚀与流域侵蚀两个不同的概念,建立了坡面侵蚀模数和流域侵蚀模数。计算结果表明,流域内坡面侵蚀只占流域侵蚀模数的7.1%～11.7%,流域侵蚀物质主要来源于沟蚀、部分重力侵蚀。因此在王家桥流域如何开展水保工作是一个值得深思的问题。     

流域侵蚀控制度的概念与计算方法——以王茂沟流域为例

文章将流域最小可能土壤侵蚀模数与实际土壤侵蚀模数的比值定义为流域侵蚀控制度,并以王茂沟流域为例说明计算方法。结果表明：王茂沟流域水土保持措施容量下的流域最小可能土壤侵蚀模数为2573t／（km^2·a）;使用王茂沟流域2004年土地利用图,计算得出王茂沟流域实际土壤侵蚀模数为7413t／（km^2·a）,王茂沟流域侵蚀控制度为0．35,造成王茂沟流域2004年流域侵蚀控制度较低的原因是王茂沟流域还存在一定数量的坡耕地以及林地面积较少。建议将流域停饨榨制摩作为评价流域水土保持现状的指标。     

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。     

基于GIS的典型岩溶流域土地利用变化分析——以云南省小江流域为例

在GIS支持下,利用云南小江流域两期土地利用图形数据叠加分析,得到土地利用变化图和土地利用转移矩阵。结果发现,1982—2003年全流域610.12km2的土地利用面积发生变化,占流域总面积的59%。土地利用的类型主要是由未利用地向耕地和林地以及林地向耕地的转化,流域综合土地利用变化动态度达2.95%。土地利用空间格局的基本构型由以大斑块为主体,散布型斑块镶嵌其中转变为以中等斑块为主体,散布型斑块镶嵌其中的构型;区域土地利用的斑块数由1014个增加到1889个,平均斑块面积由1.02km2/个减少到0.55km2/个;流域土地利用空间格局指数中多样性指数增长4.14%,均匀度指数增长4.14%,破碎度指数增长84.6%,优势度指数降低1.6%;未利用地、林地的分离度分别增加114.58%和69.64%,而耕地的分离度减少45.86%;流域耕地、建设用地重心向东北方向偏移,而未利用地、林地重心向南东、南西方向偏移。引入社会、经济数据分析,人口增长、经济发展是流域耕地增加进而导致系列土地利用变化的主要人文驱动力,而生态环境保护等宏观政策是流域林地变化的主要驱动力。     

基于GIS的泥石流发生域危险性评价——以大寨沟流域为例

以大寨沟流域为例,在GIS技术支持下,通过计算机对空间数据获取、处理和分析,建立了该流域的泥石流发生域危险性评价基本数据库。再通过合理选取评价指标、建立指标权重体系、计算综合评价值等一系列程序,建立了泥石流发生域危险性评价的数字环境模型,绘制了大寨沟流域泥石流发生域危险性等级评价图。在GIS技术支持下,实现了大寨沟流域泥石流发生域的危险程度评价,为白鹤滩水电站的顺利建设打下了基础。     

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。     

长江上游紫色丘陵区土壤侵蚀与泥沙输移比研究——以涪江流域为例

 通过涪江流域水文站控制区域的地貌与土地利用类型的综合分析,以不同土地利用类型地块作为侵蚀量计算单元,计算每个流域发生侵蚀的地块（即旱坡地、陡坡旱地、有林地、疏林地、草地、灌木地和裸地）侵蚀量,得到全流域年均侵蚀量为2 460万t/a,年均侵蚀模数为813.9 t/（km2.a）,上游山地区侵蚀模数>1 000 t/（km2.a）,紫色丘陵区侵蚀模数50～0800t/（km2.a）;流域平均泥沙输移比为0.83,上游泥沙输移比>0.90,中下游丘陵区泥沙输移比在0.30～0.80之间,而在流域上中游山地丘陵衔接的冲洪积扇区的年均泥沙沉积量约144万t/a;流域泥沙输移比与流域面积不存在固定的线性关系,其根本原因在于流域面积是度量衡单位,而不是影响因素。