泾河流域高含沙水流的尺度效应研究

基于泾河流域1965—2014年5—9月的逐日降雨量、逐日径流量和逐日含沙量数据,选取日含沙量≥100kg/m3作为高含沙水流,分析了泾河高含沙水流的空间特征及其变化,并参考降雨量探讨变化成因。结果表明,研究期内泾河流域的高含沙水流变化可以分为3个阶段:1965—1978年为多发期,1979—1990年为略微减少期,2006—2014年为显著减少期。将泾河流域分为南北两个分支,高含沙水流具有明显的尺度效应,北支的产沙模数随流域面积增加而减少,产流模数随流域面积增加而增加,南支的产沙模数随流域面积增加而增加,产流模数也随流域面积增加而增加。南北两个分支的产流模数和产沙模数在3个阶段经历了相似的变化,先是1979—1990年略微减少,之后在2006—2014年显著减少,使最初的复杂尺度效应转变为后期简单的线性尺度效应。分析结果说明泾河流域内部各区域在水土保持措施长期实施下高含沙水流均得到有效控制。     

高含沙水流泥沙分布特性与测验改进建议

天然河流挟带的泥沙直接影响到河流的发展变化，并给人类开发利用水资源带来了许多问题。为了解决泥沙问题，达到兴利除害的目的，首先必须掌握足够的泥沙资料，了解其主要来源，并研究其运行规律。本文分析了河流泥沙的来源，以汾河上游宁化水文站的多年测验资料为例，论述了高含沙水流泥沙的分布特性，并对河流泥沙的测验工作提出了改进建议。     

黄土高原的高含沙水流侵蚀研究

高含沙水流是黄土高源地区普遍存在的自然现象,在一定意义上,它是侵蚀的产物,但它一旦形成之后,便作为一种强大的侵蚀和搬运营力,在侵蚀过程中发挥了重要作用,进入高含沙水流范围之后,能耗减小,挟沙能车增大,因而具有较强的侵蚀搬运能力,使坡面侵蚀发育迅速地由片状侵蚀,细沟侵蚀发育到冲沟阶段,高含沙水流搬运与重力侵蚀之间存在的很强的耦合关系,这是黄土高原高强度侵蚀产沙过程形成的重要因素,黄河中游若干支流的泥沙输移比很高,接近于1,这一特征也可以较用高含水流的作用来解释,由于高含沙流具有特殊的侵值产沙特征,为此建议将高含水流侵蚀产沙作为一种特殊的侵蚀产沙类型。     

陡坡细沟含沙水流剥蚀率的试验研究及其计算方法

细沟剥蚀土粒随着细沟股流中含沙量的增加而减少，这一概念已在一些侵蚀模型（如WEPP）中得到应用。用黄土高原一种典型的粉壤土，在5种坡度（5°，10°，15°，20°，25°），3种流量（2，4，8 L/min）条件下进行了细沟侵蚀模拟试验，试验沟长0.5～8 m。通过405次试验，确定了不同坡度、入流量条件下，侵蚀产沙量与细沟长度的定量函数关系。在假定细沟径流和土壤侵蚀沿细沟的行为相同条件下，提出了一种计算含沙水剥蚀率的方法，并进一步表达了细沟剥蚀率随含沙量以及沟长变化的函数关系。实验结果在15°，20°，25°时表现出很好的显著性。     

高含沙水流对管道穿越工程的影响

1999年7月14日靖边至西安的天然气管线在陕西省富县洛河穿越处断裂,引起了省政府和社会的关注.为总结经验,通过实地踏勘,结合以往的研究,从水流泥沙条件及设计方面就该事故发生原因进行了分析.结果表明造成事故的主要原因除管线埋设位置不利外还有对高含沙水流特性认识不足,对高含沙洪水冲刷规律认识不足,致使设计配重和设计埋深不够.建议在管道穿越多沙河流时,一定要按高含沙水流特点进行设计埋深的研究计算.     

滴头流道内部含沙水流流动特征的试验研究

滴头流道中水流的运动状况是影响滴头水力性能的主要因素,而水源中悬浮颗粒(沙粒)的存在对于水流有着不可忽略的反作用.该文研究了浑水(含沙水流)在迷宫滴头流道内流动过程,分别选用清水和含沙浓度为40、80、160 mg/L,的浑水,通过滴头在不同压力下流量变化,分析了流道内部含沙水流流动特征及沙粒对滴头水力性能的影响.试验结果表明:同一工作压力下,沙粒的制紊效应使得滴头流量随悬浮颗粒浓度的加大先上升后下降;滴头的流态指数随悬浮颗粒浓度的提高略呈下降趋势;在该试验条件下,流道内层流向湍流过渡早于常规流动,工作压力在45 kPa时流道内水流已处于湍流状态.     

估算细沟含沙水流剥蚀率的改进方法

为了得到更接近实际的细沟侵蚀模拟数据,改进了前人研究细沟含沙水流剥蚀率的方法。选取黄土高原的典型土壤(安塞黄绵土),采用12 m长土槽在5个坡度(5°,10°,15°,20°,25°)和3个流量(2、4、8 L/min)条件下进行细沟侵蚀过程模拟试验。估算各水力工况下沿细沟含沙水流剥蚀率,探究含沙量,沟长,坡度及流量对于剥蚀率的影响并验证该试验方法的准确性。结果表明:剥蚀率随含沙量的增加呈线性递减,在陡坡(15°,20°,25°)上,随细沟长度的递增呈指数下降,该变化规律在陡坡和大流量下更为显著;并与前人数据进行对比分析,相关系数为0.917,说明与前人结果吻合度高,验证了该研究试验方法的准确性。研究结果将为更好地描述黄土细沟侵蚀过程及土壤侵蚀预测预报提供参考依据。     

雅砻江支流某泥石流沟特征及其工程效应研究

雅砻江支流上某拟建水电站,库区主要工程地质问题为库尾右岸某大型泥石流沟,其于200年曾爆发百年一遇泥石流,堵塞江水5min左右,在阐述该泥石流沟发育历史的基础上,详细分析其汇水-物源区、流通区和堆积区特征,最后通过计算估测该泥石流沟动力学特征,并对其工程效应做出评价.     

敦煌阳关西土沟流域高含沙洪水河道入渗特征分析

为明确无控制性工程地区的洪水入渗过程,提高洪灾防治能力和洪水资源化利用程度。选取敦煌阳关西土沟流域下游高含沙洪水河道,通过野外试验和实验室样品测定,测算了该河道下游上段到下段河床断面不同压力水头下的导水率,拟合得到饱和入渗速率,并通过实验室测样得到不同深度的饱和入渗速率,分析河床断面不同位置和不同深度土层的饱和入渗速率的变化规律。结果表明:饱和入渗速率:上段(0.003 1 cm/s)中段(0.002 9 cm/s)下段(0.002 6 cm/s);0—120 cm不同深度的饱和入渗速率上段大于中下段,中段和下段不同深度饱和入渗速率差异较小。整体上,河床两侧饱和入渗速率随深度的增加呈增大趋势,河床中心饱和入渗速率随深度增加呈减小趋势,主要是高含沙洪水流动时泥沙沿程分选沉积造成的。粗颗粒泥沙先沉积,细颗粒泥沙后沉积导致的上下段泥沙沉积层的孔隙度差异引起饱和入渗速率在河床断面和上下段以及不同深度的变化规律。由不同压力水头下测定的地表入渗速率来表征不同洪水水位下的入渗速率,经过趋势拟合发现随洪水水位升高,地表入渗率呈线性增长。     

田湾沟泥石流特征及其防治对策

雅砻江一级支流子耳河左岸的田湾沟泥石流威胁着下游600m子耳河河口电站拟建地面厂房。通过调查,对形成田湾沟泥石流的活动性及成因进行了研究分析,并根据该流域泥石流的特征和危害,提出了防治措施建议,为电站的安全运营提供保障。     

北京双紧梢沟泥石流堆积物的特征及演变

北京山区具备泥石流形成与发生条件,泥石流灾害的发生较为频繁。在收集当地泥石流发生历史资料的基础上,详细调查了西白莲峪双紧梢沟的自然地理状况和泥石流堆积物的特点。采用野外量测和填图的方法调查双紧梢沟泥石流的地貌特征;现场选取一定数量的砾石进行abc长度和倾向调查,测定双紧梢沟泥石流堆积物的结构特征;选定泥石流典型区域,进行挖圆探坑,取出全部颗粒并带回实验室,进行粒度分析;同时,对双紧梢梢沟泥石流堆积扇的发育和演变过程进行分析。粒度分析结果表明双紧梢沟泥石流堆积物砾石平均粒径为0.256m,磨圆度为2～6。90%以上砾石直径为0.220～0.410m,最大砾石直径为0.409m,堆积物主要有砾石和一些粗骨性碎屑物质组成,砾石排列无明显特征,分选差。由粒度分析可知,该区泥石流堆积扇的形成受到水石流形成过程的影响,水石流形成堆积扇,之后可能发生粘性泥石流。由其频率曲线为一多峰曲线。该曲线说明泥石流发生时,其砾石的搬运方式由推移、跳跃、悬浮三大部分组成。双紧梢沟泥石流堆积扇的演变过程和特征明显受到双紧梢沟和西白莲峪主沟水流的影响。该研究结果对今后进一步探讨北京山区泥石流形成机理和运动过程以及为泥石流防治制定有效措施提供参考。     

四川省金川县八步里沟泥石流灾害治理现状及对策

八步里沟位于金川县城郊,近百年间多次暴发泥石流,对金川县城造成严重危害。为了减轻泥石流对金川县的威胁,在各级政府和主管部门的支持下,中国科学院成都地理所(即中国科学院成都山地灾害与环境研究所)与当地政府及有关部门在80年代对八步里沟泥石流进行了综合治理。工程竣工至今其治理效果非常显著,近20年来再未发生泥石流灾害事件,有效地保护了县城逾万群众的生命财产安全。但是鉴于工程设计使用年限即将到期,加之后期缺乏妥善管理,工程的防灾减灾能力已逐步减弱。同时因工程发挥的防灾效益较好,致使当地民众的防灾减灾意识比较淡薄,一遇特大暴雨引发新的泥石流有可能引起较大灾害。因此对八步里沟进行进一步治理迫在眉睫。     

三眼峪沟泥石流灾害及其综合治理

通过对甘肃省甘南藏族自治州舟曲县城北三眼峪泥汉石流形成条件，发育机制及特制的研究，阐述了该沟泥石流灾害的严重性和治理的必要性。提出以拦挡工程为主，并结合泥石流停淤场，排导沟，防冲槛和生物措施的综合治理方案。工程建成后，年减灾和经济效益达３１４．５万元，泥石流变成一般挟沙洪水，其对县城的危害基本消除。     

炉城镇柳杨沟泥石流灾害及其形成条件探讨

康定县地处川西平原与四川盆周的过渡地带,县域内地势险峻,地形切割强烈,地层与地质构造复杂,新构造运动强烈,地震活动频繁,泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害十分发育。作者通过收集资料与现场调查,分析研究了康定县城一典型泥石流——柳杨沟泥石流的活动概况、危害、形成条件及其形成机制,并对防治对策提出了建议。     

房对沟泥石流特征及形成环境初探

通过对山西省文水县北徐村房对沟１９９０年７月１１日泥石流实验调查及访问,分析了该沟泥石流的形成环境,分析认为房对沟是一条由非泥石流构演化而成的一条典型人为泥石流沟,没有明显的物源补给区及通过区之分,是由许多坡面型泥石流汇合而成的复合型的谷泥石流,如果现在不进行治理,一旦暴雨突降,则泥石流爆发,后果不堪设想。     

四川凉山州越西县打虎沟泥石流风险评价

打虎沟泥石流位于越西县城，发育于越西县城以西，由西向东长约3km，流域面积约1．3km^2。由于汇水面积较小，固体碎屑物源储量不大，最大一次堆积量仅1万m^3，属于小型泥石流。但因其出口就在县城东边，居民密集，危害严重。运用泥石流风险评价理论，结合泥石流的危险度评价和易损度评价，综合打虎沟泥石流危险度评价（H单=0．388）和灾害的易损度评价（V单=0．98），运用自然灾害风险度模型，得出了打虎沟泥石流的风险度为0．38，为高风险泥石流沟。     

大渡河上游干桥沟泥石流发育特征与防治方法

通过野外调查与实地勘测,在查明泥石流的形成背景条件及灾害特征的基础上,分析了干桥沟暴发大规模泥石流灾害的成因,计算了泥石流运动特征参数,探索了泥石流沿沟道的演化过程及机理,提出了相应防治方法。研究结果表明:干桥沟为高频大规模泥石流,具有暴发频率高、成灾速度快、运动过程短、危害严重的特点;受沟道微地貌影响,泥石流沿沟道演化过程具有“小淤大冲、聚小成大”的特征,是形成大规模泥石流灾害的主控因素;受物源点活动趋势的控制,干桥沟常态工况下的泥石流的暴发规模和频率呈降低趋势,对沟口危害较小,但受泥石流聚小成大的演化规律影响,在极端暴雨工况下将暴发大规模以上灾害,危害县城安全。针对泥石流特征,提出“以固源、稳沟、拦挡为主,辅以消能、排导”的治理方法;同时对白呷衣滑坡变形进行监测,加强泥石流灾害的预警。     

云南蒋家沟泥石流滩地土壤肥力特性

蒋家沟泥石流滩地地势平坦，水源充足，热量丰富，是较好的土地资源。为促进滩地的开发利用，对滩地土壤肥力作了初步研究，结果表明：滩地剖面结构和土壤物理结构较差，沙石化现象严重；土壤微团聚体数量较少，粒级间比例不合理，水稻田表层土微团聚体主要集中在0．02～0．002mm，旱作表层土微团聚体主要集中在0．25～0．05mm；土壤养分除全钾极丰富外，其它养分都处于缺乏或极缺状态；在开发过程中，全氮增加显著，其它养分含量变化不大，有效钾呈下降趋势。