关键词： 泥石流   卡口   水槽试验   堵塞效应   地质灾害防灾减灾  

摘要： 泥石流在流经卡口段沟道时常出现暂时堵塞现象,并伴随着流量放大效应。文章通过典型卡口段泥石流野外调查和室内水槽试验,研究卡口段泥石流堵塞效应的影响因素与成因机制。研究显示:卡口段泥石流堵塞效应引起的流量放大或因松散固体物源堆积而产生的流量衰减,均与卡口部位的几何条件、泥石流流体、沟域特征、是否存在附加松散物源有关。单纯卡口的存在多为泥石流流量衰减的正面因素,而是否有松散物源的加入则是卡口段泥石流的堵塞效应发生的关键因素。此研究对认识泥石流在微地貌突变动、堆积规律,完善泥石流防治技术规程方面都具有重要的理论意义和应用前景。

关键词： 哈达沟   中频泥石流   危险性   堵溃  

摘要： 中频泥石流具有较大危险性和暴发周期较长的特点,人类活动会诱发其发生并加剧其成灾严重程度,当沟道不能满足泄流输水能力时将发生堵溃,危及两岸甚至是主河河道安全。由于目前中频泥石流危险性分析的缺乏,因此以云南省哈达沟中频泥石流为例,探讨其特征和再次发生泥石流及导致沟道堵溃的危险性,并提出防治建议。结果显示:泥石流重度1.62 t/m^(3),泥石流沟口流速4.794 m/s,基于暴发频率10%情况下的沟口峰值流量为54.43 m^(3)/s以及一次冲出总量为11072.03 m^(3);在下游沟道处修建有涵洞,其过流量为16.5 m^(3)/s,小于20 a一遇泥石流流量,一旦发生大型泥石流,则有堵溃危险。研究发现哈达沟中频泥石流危险度为高度危险,堵溃历史判断其再次发生沟道堵溃并有泥石流堵塞腊普河的可能性。

关键词： 泥石流   成灾机理   堵溃效应   灾害链   发展趋势  

摘要： 2020年6月17日丹巴县梅龙沟爆发了一次大规模泥石流,一次性冲出固体物质42.7×10^(4)m^(3),形成泥石流-堰塞坝-溃决洪水-滑坡灾害链,造成5100余户2.12万余人被迫转移,直接经济损失达8亿元。根据现场调查、无人机航拍以及遥感解译,分析梅龙沟泥石流的成因及致灾机理,阐述了“物源成因”、“降雨激发”和“地形促进”对泥石流形成产生的影响。结果表明:(1)梅龙沟泥石流是在前期累计降雨和短时强降雨共同作用下形成;(2)梅龙沟泥石流源头为大石堡沟,起动模式为“沟岸垮塌-泥石流”;(3)泥石流沟内持续的物源补给以及东风棚子、梅龙村、大邑村三处大型滑坡产生的级联堵溃效应,致使泥石流流量不断放大,最终导致大量固体物质冲出沟口;(4)沟口形成的堰塞坝-溃决洪水-阿娘寨滑坡灾害链进一步增强了泥石流的致灾能力;(5)现阶段梅龙沟内物源丰富,临界启动降雨阈值降低,极易在雨季发生大规模泥石流,建议及时采取综合防治措施。

关键词： 泥石流   野外调查   模型实验   卡口   堵溃效应  

摘要： 堵溃效应在泥石流运动过程中是一种常见的现象。当泥石流流量不足以克服其阻力运动时,只有通过流量的积累以克服阻力,便产生了泥石流堵溃效应。主支沟交汇,沟道地形突变以及沟道内的崩滑堆积体均可使泥石流在局部产生堵溃效应,其宏观表现形式为沟道短暂断流与阵流现象。天然泥石流沟道为一系列弯道与顺直段,宽窄相同的地貌组合,尤其在构造活动强烈,岩性软硬相间的地质条件下,更有利于卡口这种微地貌的形成。宽窄组合的卡口地形特征,更易引发泥石流的局部堵塞与溃决现象,从而产生泥石流流量放大效应,泥石流造成的危害也更加严重。泥石流堵塞系数是表征泥石流堵溃效应的特征参数,也是泥石流防治工程勘察设计规范中配方法计算泥石流流量的关键参数。现行规范中往往以卡口的多少作为泥石流堵塞程度的判定依据,具有明显的经验性,未考虑泥石流体性质、泥石流的运动特征以及卡口微地貌形态对卡口堵溃效应和堵塞系数的影响,导致泥石流流量计算存在较大的不确定性,从而影响泥石流防治工程的效果与运行安全。本文尝试通过模型试验的方法,探索在不同卡口地形和泥石流特征条件下,泥石流发生堵溃的临界条件,分析卡口段泥石流流量的放大效应,对于完善泥石流防灾减灾技术规程,提高对泥石流运动堆积过程的认知,具有重要的理论意义和应用前景。研究的主要内容和成果如下:（1）通过野外调查研究,探讨桦头尖沟泥石流孕育的地质环境条件与形成机制,分析了不同区段泥石流的冲淤特征,并演算泥石流的基本特征参数,为泥石流卡口段堵溃效应的影响因素与成因机制研究提供实证依据。（2）通过对桦头尖沟内典型卡口的野外调查研究发现:卡口的成因类型与地质构造、地层岩性以及崩滑体密切相关;卡口的形态类型主要受到流域地质条件的限制,而且在泥石流形成和演化的不同区域,表现差异明显,总体表现为从上而下卡口的断面指数减小,束窄与展宽程度增大的趋势;纵谷构造段多出现V形和梯形卡口,U形卡口则出现于横谷段;堆积型卡口是纵向谷地内V型卡口形成的重要类型,常在后续水流或泥石流的影响下向梯形卡口演化。（3）以桦头尖沟泥石流为原型,分析卡口微地貌泥石流堵溃作用形成的主要影响因素,确定合理的试验相似比尺,提出了试验模型、模型砂的配制及卡口概化模型的制作方法,并提出标准试验流程与参数测量方法。（4）当卡口附近无附加松散物源参混时,均出现了流量衰减的现象,流量比Qpr<1,泥石流峰值流量衰减;而堆积型卡口,由于有附加堆积物的参混,泥石流体积比浓度与一次泥石流总量的增大,三次试验中,有两次出现了流量的放大作用,即流量比Qpr>1。（5）泥石流流经卡口段时,若沟道内无松散物源的补给,则会产生流量衰减过流,泥石流峰值流量出现时刻延后,洪峰过程线展平,卡口段泥石流流量比Qpr可表示为:（?）(6)泥石流流经卡口段时,表现出明显的上淤下冲的现象,并伴随着床面粗化与筛分作用。卡口段上游淤积规模、床面粗化与筛分的程度均与卡口的几何形态、泥石流质地和沟道纵坡密切相关。

关键词： 高位震裂山体   滑坡泥石流灾害链   致灾机理   铲刮侵蚀   堵溃效应  

摘要： 大型地震不仅可以诱发大规模的同震崩塌滑坡灾害,造成山川巨变,同时也可能导致大量的山体震裂松动,形成“震裂山体”。在降雨和地震等作用触发下,这些震裂山体极有可能失稳并转为链式地质灾害。由于其演化周期长,成灾模式复杂,目前对震裂山体分布部位的识别方法、渐进破坏机理、灾害链成灾模式和动力学致灾过程等研究尚未形成定论。因此,亟待开展强震区震裂山体成灾模式和致灾机理研究。 龙门山地区作为全球典型的极震区,其构造活跃、地貌深切、岩体破碎、降雨量充沛,为崩塌、滑坡、泥石流地质灾害的孕育提供了良好的地质条件。本文以汶川“5·12”地震强震区震裂山体为研究对象,首先通过植被退化趋势分析、多源多期遥感影像、无人机航拍和野外调查等方法系统开展了震裂山体识别解译并对其进行编目,揭示其空间分布、地形地貌和岩体破坏特征,凝练了震裂山体的三种成灾模式。并分别以绵竹小岗剑滑坡、平武象鼻嘴滑坡泥石流和汶川锄头沟泥石流为例,采用工程地质调查、无人机测绘、力学计算、块体离散元模拟和流体动力学模拟等方法,深入研究了三类震裂山体失稳成灾灾害链的动力学特征和致灾机理,阐明震裂山体内裂隙网络对其启动方式的控制作用,厘清震裂山体高位崩滑向其它灾种转化的内在机理及转化过程中的侵蚀效应和流量放大效应,揭示了震裂山体崩滑堆积体堵溃效应对泥石流的致灾能力的影响。研究结果有助于揭示震裂山体灾害链演变的动力学致灾机理,对强震区震裂山体灾害防治提供了科学依据。基于以上研究,本文获得如下研究成果: （1）基于强震区多期遥感影像计算其植被归一化指数分布图,结合植被退化趋势分析及土地覆盖类型分类建立了潜在震裂山体分布图,并通过历史遥感影像解译、无人机航拍和现场调查等交互检查方法,对识别结果进行人工校正,最终识别了124处汶川地震强震区典型震裂山体灾害点。通过对数据进行进一步挖掘,揭示了震裂山体空间分布、所在部位地形地貌和变形破坏特征,发现灾害点分布区域与地震动峰值加速度（PGA）等值线呈现高度正相关性,以同震滑坡的持续变形为主。并凝练了震裂山体三种链生灾害成灾模式:高位震裂山体高速滑坡-碎屑流、高位震裂山体崩滑-铲刮侵蚀型泥石流和高位震裂山体多点崩滑-堵溃型泥石流。 （2）以小岗剑震裂山体高位滑坡为典型案例,基于力学分析、离散裂隙网络模型和块体离散元法,揭示了考虑裂隙随机分布的高位震裂山体高速滑坡-碎屑流启动机理和动力学特征。从力学角度揭示了小岗剑滑坡在高静水压力作用下启动机制。由于滑源区坡度较陡,岩体失稳后将经历重力加速过程,之后与斜坡碰撞,破碎解体为更小的块体,从而形成大规模碎屑流。在运动过程中,滑体最远水平位移达1.81 km,总持续时间约266 s。同时,模拟揭示了震裂山体裂隙摩擦角和裂隙分布密度对滑体的启动和动力学特征的影响,节理的摩擦角越大,滑体在运动过程中摩擦耗能越大,岩块的最大运动距离越小,且形成的锥形堆积体坡角更大。节理面的密度越小,被切割的岩石块体尺寸越大,导致更多的岩块难以起动,从而降低边坡的破坏面积,缩小其堆积范围。 （3）以象鼻嘴沟滑坡泥石流为典型案例,揭示了高位震裂山体崩滑-铲刮侵蚀型泥石流的成灾机理、动力学特征及侵蚀效应。短时强降雨是象鼻嘴沟泥石流的直接诱因,震裂山体崩滑铲刮及沟道侵蚀则导致了泥石流冲出规模增大。采用流体数值模拟方法模拟了象鼻嘴沟泥石流的动力学过程,象鼻嘴沟崩滑铲刮型泥石流在启动之后约160 s到达沟口,过程最大流体深度为10.34 m,在窄陡沟道处流速最大达18.29 m/s。之后开始堆积,模拟结果与野外调查结果较为吻合。最大泥深实测值与模拟结果相差6.24～12.45%,峰值流速计算值与模拟值的差值为-11.37～7.24%,表明该模型具有较好的可靠性。在泥石流运动过程中,其对沟道物源的侵蚀作用不断加强,最大侵蚀深度达4.86 m,总侵蚀量达7.38×10～4 m3,与不考虑侵蚀相比,泥石流的总冲出量增大约2.5倍,峰值流量由61.13 m3/s增至102.93 m3/s。同时研究表明泥石流冲出量与震裂山体物源起动量具有明显的二次函数关系。 （4）以锄头沟泥石流为典型案例,揭示了高位震裂山体多点崩滑-堵溃型泥石流成灾机理动力学特征。震裂山体在宽缓型沟道两侧多点分布,震后雨季发生多点高位崩滑后堆积于沟道内,为泥石流提供了丰富的物质基础。基于数值模拟方法,通过流量和泥深变化揭示了泥石流物源向主沟及支沟的汇聚过程。锄头沟泥石流运动过程可分为四个阶段,在物源汇聚阶段,沟域内所有物源迅速向支沟汇集,整体最大速度达14.96 m/s;约2400 s时,支沟物源大部分已汇聚至主沟道;约4800 s时,支沟物源完成向主沟汇聚,此时以主沟运动为主;之后进入停积阶段,泥石流平均速度约为5～8m/s,全过程持续时间约2 h,其最大流量为414.50 m3/s。同时约

关键词： 径流侵蚀   堵溃效应   黄土泥流   物源   补给机制  

摘要： 泥流是黄土地区的主要地质灾害类型之一,充足的物源是泥流形成的必要条件,黄土泥流的物源补给包括径流对沟道的侵蚀及崩滑堰塞体堵溃侵蚀两个方面。本文通过黄土沟道冲刷试验和堰塞体堵溃试验探索了黄土泥流的物源补给机制,研究成果可以为黄土泥流的形成机理研究提供一定的理论支持。最后得出以下主要结论:(1)黄土泥流物源包括侵蚀性物源和堵溃性物源两种。侵蚀性物源产生于径流侵蚀,分布区域相对较广且常态存在,既可成为泥流固体物质来源,也可在堵溃事件形成前影响沟道边坡的稳定性;堵溃性物源生成于堰塞体的解体,参与堵溃事件发生的始终,是泥流物源的主要组成,普遍超过了全部物源的3/4。(2)径流的侵蚀能力与流量和坡度都有正相关关系。侵蚀能力的变化反映在径流含沙量的波动中,径流带走沟道泥沙使沟床产生不同程度的冲沟和冲槽。径流侵蚀能力越强,沟床形态的变化程度越大,对沟道边坡稳定性的劣化效果越明显。(3)堰塞体溃决过程中,径流量和坡度越大,溃决放大效应越明显。堰塞体溃决下切过程以溯源侵蚀与表层冲刷的形式进行,溯源侵蚀到达迎水面后迅速腾空堰塞湖库容的阶段,堵溃侵蚀作用达到最大。堰塞体溃口展宽以渐进式崩塌的形式进行,崩塌体坠入溃口会被径流快速分解带走,规模较大时也会造成二次堵溃。(4)冲刷阶段的单位时间产沙量与流量和坡度都呈正相关,堵溃阶段的产沙量与流量呈正相关。受限于堰塞体的规模,堵溃产沙比与流量呈负相关关系。冲刷阶段的流量维持在稳定的水平,堵溃阶段流量与放大系数发生同步的大幅度波动,堵溃过程最大放大系数随着流量和坡度的增大,都有减小的趋势。

关键词： 线性工程   大规模泥石流   银杏坪沟   运动特征参数   堵溃点  

摘要： 通过计算分析2010年8月14日四川省都汶高速公路银杏坪沟的泥石流运动特征参数与实地调查,探讨调查中泥石流流量计算偏小的原因。研究结果表明:(1)“8·14”银杏坪沟泥石流的降雨强度为十年一遇,各支沟和主沟泥石流性质属黏性;(2)断面平均流速为6.6~14.6 m/s,一次泥石流总量最大为0.352×10^6 m^3,一次泥石流固体物质冲出量最大为0.192×10^6 m^3;(3)银杏坪沟内存在堵溃导致实测断面流量与配方法计算的峰值流量结果存在较大差异,以及其他运动参数的波动。堵溃和大颗粒物质是导致泥石流特征参数出现波动的原因,在调查中应先考虑沟道是否存在堵溃进而指导泥石流野外勘查与设计。

关键词： 黑水县   泥石流   运动特征   堵溃   扩大  

摘要： 通过计算黑水县俄瓜热十多沟泥石流运动参数,分析震后泥石流运动与堵溃特征、成因,为合理选择治理方案提供依据.计算表明,主沟流速为4.2~9.4m/s,峰值流量279.55m^3/s.该区域泥石流发生的主要成因由于泥石流流通过程中发生堵溃,堵溃之后泥石流流量急剧增加,具有迅速扩大效应.针对该沟泥石流现状,提出了合理的治理方案,并达到了预期的治理效果.

关键词： 泥石流   特征   机理  

摘要： 近年来在地震及降雨作用下,形成沟道堵塞进而导致溃决启动的泥石流较多。由于沟道堵塞后积累了大量的水及松散堆积体,该类泥石流溃决以后在放大效应下可能形成规模较大,受灾范围较广,后果较严重的泥石流。本文对沟道两侧潜在不稳定斜坡堵塞沟道形成天然坝体,到坝体溃决后启动泥石流的整个灾害链过程,提供了相应阶段的分析方法。

关键词： 伊宁县   黄土滑坡   堵溃型泥石流   成灾模式   运动特征  

摘要： 2017年4月2日凌晨,新疆伊宁县喀拉亚尕奇乡境内由于持续降雨,诱发黄土滑坡堵溃型泥石流灾害,造成直接经济损失50余万元。本文在查明滑坡堵溃型泥石流形成条件、成灾模式基础上,分析了克孜勒赛沟泥石流静力学和运动特征,得出如下结论:(1)此次滑坡堵溃型泥石流成灾模式为:持续降雨→黄土斜坡变形破坏→滑坡滑入沟道形成堰塞坝→堰塞坝溃决形成泥石流;(2) 3#、4#、5#、6#和7#滑坡堰塞坝溃决洪峰流量分别为5. 4 m3/s、10. 1 m3/s、49. 5 m3/s和30. 3 m3/s;(3)泥石流断面流速为1. 88～3. 50 m/s,断面流量为4. 51～41. 39 m3/s,泥石流堆积扇最大长度263. 1m,最大宽度212. 6 m。调查研究结论对克孜勒赛沟滑坡堵溃型泥石流的防治具有现实意义,并提出了针对性的防灾减灾建议。