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为了探索泥石流容重在不同时空条件下的动态演化特征及其影响机制，基于蒋家沟1995年以来的泥石流观测数据和汶川震区2008年以来的调查资料，研究了典型泥石流灾害的水土耦合过程和容重动态变化的互馈作用，对比分析了常用的容重计算方法在汶川震区泥石流计算中的差异性，并从计算公式和灾害特征两方面探索误差产生的原因。结果表明:容重随泥石流孕灾条件的时空演化而动态变化；在时间尺度上，物源活动性与容重呈正相关，物源赋存状态从极度活跃演化至高度活跃时，容重将下降10.0%～27.8%；泥石流峰值流量与容重成幂函数关系，容重随着流量增大而增大，但具有明显的上限值；在空间尺度上，容重与沟床纵比降变化趋势一致，随着侵蚀作用而增大，淤积作用而减小；常用的6种泥石流容重计算方法在龙门山区的应用结果偏差幅度为10%～30%，仅使用某种计算方法确定容重参数将导致一定误差。文章最后利用物质组成计算容重的方法，基于冲淤总量和颗粒参数建立了不同沟道段泥石流容重经验计算公式，并在雍家沟泥石流进行应用，结果显示该方法针对具有完整序列观测资料的泥石流沟，具有较好的适用性。 相似文献
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徐茵 《水文地质工程地质》2014,(2):129-133
我国西南地区泥石流频发、多发,造成巨大的损失,如此数量众多的泥石流沟要逐一调查清楚非常困难。文中提出泥石流的初步分类理念,采用主沟平均比降、流域形态参数、形成区山区坡度、流域切割密度、主沟弯曲系数、植被覆盖率这6个影响因子,采用模糊C均值聚类法(FCM)对乌东德库区的541条泥石流进行了分类研究。为验证分类方法的正确定,对现场的27条泥石流沟进行了现场调查。结果发现,基于FCM得到的泥石流分类与泥石流的危险度或敏感度存在较好的对应关系,可体现泥石流沟的实际发育状态。 相似文献
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《水文地质工程地质》2014,(2)
我国西南地区泥石流频发、多发,造成巨大的损失,如此数量众多的泥石流沟要逐一调查清楚非常困难。文中提出泥石流的初步分类理念,采用主沟平均比降、流域形态参数、形成区山区坡度、流域切割密度、主沟弯曲系数、植被覆盖率这6个影响因子,采用模糊C均值聚类法(FCM)对乌东德库区的541条泥石流进行了分类研究。为验证分类方法的正确定,对现场的27条泥石流沟进行了现场调查。结果发现,基于FCM得到的泥石流分类与泥石流的危险度或敏感度存在较好的对应关系,可体现泥石流沟的实际发育状态。 相似文献
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开展了密度为1 400～2 200 kg/m3的泥石流浆体、浆体与大颗粒混合流体的冲击力试验,获取了流速为2.8～4.9 m/s条件下31组冲击力试验数据。采用小波分析方法有效地去除了冲击力数据中的噪声信号,依据离散傅里叶变换（FFT）为基础的频谱分析结果,将低频泥石流浆体冲击和高频大颗粒冲击的临界频率值界定为2 Hz,实现了浆体和大颗粒冲击信号的分离。目前水动力学公式中待定系数α缺乏统一的确定方法,以不同地区157组泥石流观测和试验数据为基础,建立了待定系数?与流体Fr数的幂函数关系,形成可表征不同流态,且弱化尺度效应的浆体动压力计算公式。与泥石流浆体平滑信号相比,大颗粒冲击压力具有一定随机性。泥石流大颗粒冲击次数与频率随大颗粒的质量比增加而增大,其质量比从0.05增至0.21时,冲击总次数从1 305次增至2 838次,冲击频率从82次/s增至195次/s,且龙头段大颗粒的冲击频率高于后续泥石流体。测得大颗粒的压力约为60 kPa,是相同密度和流速下浆体动压力的3倍。随着大颗粒比例的增加,上部1#和2#传感器测得大颗粒冲击频率增加量明显高于下部3#～6#。说明随着流体中大颗粒比例上升,颗粒物质多集中于泥石流上部或表层运动,也佐证了泥石流运动中大颗粒多集中在龙头顶部的认识。对大颗粒和浆体冲击规律的分析可为固液两相流运动机制研究和防治工程设计以及承灾体易损性定量评估提供合理参数。 相似文献
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容重是描述泥石流性质的重要基础参数。本文基于泥石流运动过程的时空特征,厘定了最大容重、峰值容重和平均容重3个容重特征值。以蒋家沟1987年以来的泥石流观测数据为分析对象,分析了3个容重特征值在数值上的分布规律和影响因素。结果显示：①最大容重与峰值容重的关系式具有较好的相关性,最大容重与平均容重的关系式具有实际计算适宜性;②最大容重和峰值流量均与泥石流峰值流量呈正相关,与泥石流冲出规模关系不明显。在现有泥石流容重计算方法基础上,进一步界定了泥石流容重取样、计算和校验方法,构建了泥石流灾害特征值计算中容重独立取值原则,即峰值流量、流速、冲压力等计算建议选取最大容重,而一次冲出固体物质总量、堵河危险性和危险区范围等计算建议选取平均容重。研究结果可为泥石流灾害防治提供参考。 相似文献
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地震或强降雨诱发滑坡,滑坡体碰撞解体形成碎屑物质堆积在沟道内,在后期降雨作用下形成泥石流,这是泥石流形成的一种方式,可称为滑坡碎屑堆积体泥石流。笔者分析了影响碎屑堆积体泥石流起动的特征参数,通过实验研究了碎屑堆积体泥石流形成的过程,分析了堆积体表面坡度、黏粒质量分数、中值粒径（d50）以及不均匀系数（Cu）对泥石流形成的影响。结果表明：碎屑堆积体表面坡度对形成泥石流所需单宽流量无明显影响;黏粒质量分数在不大于5%时仅影响碎屑堆积体侵蚀,对碎屑堆积体揭底所需单宽流量无明显影响;影响碎屑堆积体形成泥石流所需单宽流量的因素主要为中值粒径和不均匀系数--随堆积体中值粒径、不均匀系数的增大而增大。通过实验数据拟合得出了中值粒径和不均匀系数与泥石流形成和揭底所需单宽流量的公式;由于公式中只考虑了影响碎屑堆积体形成泥石流的两个主要因素（d50和Cu）,因此对比水文计算结果偏小,但整体趋势基本一致。在实际应用到这类泥石流沟时,可通过修正进行预测。 相似文献
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藏东南部泥石流堵河试验研究 总被引：4，自引：0，他引：4
通过模型试验对泥石流入汇主河后堵塞坝形成过程以及堵塞坝体溃决后主河河床形态特征进行了研究。实验历时3个月,共13组试验。在支主沟交汇角为90°的情况下,通过改变支沟泥石流容重、支主沟的流量比和动量比,建立了泥石流堵河的判别公式,当r>1 001.16时容易发生堵河现象,并对培龙沟两次泥石流堵河事件进行了判定;定义了主河的束窄率S与主河流速变异系数Fv,并发现了主河的束窄率与支主沟动量比之间存在线性关系;主河稳定后的平均宽度与流速变异系数之间存在幂的关系。该实验能够较好地模拟泥石流堵塞坝形成的过程,结果比较合理,并为泥石流灾害的防治提供了相应的理论基础。 相似文献
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川藏铁路某车站位于藏东南冻错曲沟谷内,处于泥石流集中暴发区。采用现场调查、遥感解译等方法对影响车站的泥石流群孕灾环境和发育特征进行了深入研究。结果表明:该区以发育包括10条暴雨型泥石流与2条冰湖溃决泥石流在内的泥石流群为特征,地形地貌、水源动力和物源对泥石流群的发育起主要控制性作用。泥石流沟的流域形态完整系数集中在0.15～0.55之间,多为长条形与栎叶形,沟床的纵比降整体偏大,有利于泥石流的水源汇聚和发生。而泥石流流域内的沟道岸坡坡度多为20°～40°,相对有利于泥石流物源的补给。对该泥石流群中的12条泥石流沟进行动力学参数计算,分析其运动特征和发展趋势,认为该泥石流群的堆积扇普遍比较明显且未修建防治工程,在极端暴雨条件下,再次暴发较大规模泥石流的可能性大。最后评价了单沟暴发及冻错曲两岸对冲暴发场景下泥石流群对线路的潜在工程影响并给出了防治对策,建议线路在穿越泥石流沟部位布设排导槽或停淤堤进行束流归流,并对桥墩做好迎水面防块石撞击措施。研究结果对川藏铁路泥石流防治工程规划设计具有一定指导意义,也可为山区交通干线的合理选线提供科学依据。 相似文献
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容重是描述泥石流性质的重要基础参数.本文基于泥石流运动过程的时空特征,厘定了最大容重、峰值容重和平均容重3个容重特征值.以蒋家沟1987年以来的泥石流观测数据为分析对象,分析了3个容重特征值在数值上的分布规律和影响因素.结果显示:①最大容重与峰值容重的关系式具有较好的相关性,最大容重与平均容重的关系式具有实际计算适宜性... 相似文献
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针对经典泥石流危险度评价中以灰色关联度作为次要危险因子筛选依据的不足,采用复相关系数作为泥石流次要危险因子筛选的依据,从而建立了泥石流危险度评价的主要危险因子与次要危险因子组合的多因子体系。在此基础上,针对次要危险与主要危险因子之间存在显著相关性,同时为了体现次要危险因子对泥石流危险度的贡献作用,采用独立信息数据波动赋权法计算泥石流次要危险因子的权重,建立了泥石流危险度评价的计算公式。以此计算东川市12条泥石流沟的危险度评价结果,计算结果比经典方法更符合次要因子的补充地位,从而证明了该方法的合理性。 相似文献
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Variational Laws of Debris Flow Impact Force on the Check Dam Surface Based on Orthogonal Experiment Design 总被引：2，自引：0，他引：2
Debris flow impact force is an important factor for controlling structural damage, and it is the key factor for engineering design and risk assessment. Variation laws of debris flow impact force play an important role in preventing check dam impact damage and providing technology, data and support for check dam construction. Many influencing factors exist in debris flow impact force with different influencing magnitudes. The three main factors, i.e. the debris flow bulk density, the drainage channel slope and the upstream surface gradient of the check dam, were selected to be analyzed. The purpose of the study was to analyze the influencing degree of the three factors. Three levels were set for each factor and nine text schemes were established based on the theory of orthogonal experimental design. What is more, the related miniaturized flume experiment was carried out to measure impact force of debris flow. Finally, taking the impact force mean values of key point as the evaluation index, the flume experiment results were analyzed in detail by extreme difference analysis and variance analysis. Research results indicate: among the three factors, the drainage channel slope has the most significant influence, the upstream surface gradient of the check dam is in the second place and the debris flow slurry density is the third. The form of impact force mean with the maximum value: the drainage channel slope is 15°, the debris flow bulk density is 18.1 kN/m3 and the upstream surface gradient of the check dam is 1:0. 相似文献
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沟床冲刷深度是泥石流灾害防治工程设计最重要的参数之一,但到目前为止,关于黏性泥石流沟床冲刷的研究较少,沟床冲刷深度还没有权威可信的计算方法,是泥石流防治工程设计急需解决的技术问题。详细分析了黏性泥石流及可能冲刷沟床运动过程中受力情况,推导出黏性泥石流沟床最大冲刷深度计算公式。公式表明黏性泥石流沟床冲刷深度随泥石流泥深、泥石流重度和沟床纵比降及沟床堆积土体黏性的增大而增大,随沟床堆积土体内摩擦角的增大而减小。与现有计算方法相比,公式基于严格理论推导,计算结果更为精确,可用于计算已发生泥石流地区的不同频率的泥石流的冲刷深度,并举例说明了计算公式的实用价值,其结果为泥石流防治工程设计提供技术支撑。 相似文献
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加权距离判别法在泥石流危险度评价中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
将加权距离判别法引用到泥石流危险度分类中,建立了泥石流危险度分类模型。该模型选用了流域面积、主沟长度、流域最大相对高差、流域切割密度、主沟床弯曲系数、人口密度、泥沙补给长度比、植被覆盖率、一次泥石流（可能）最大冲出量和泥石流发生频率10项指标为建模参数,运用熵值法对这10个指标进行赋权,用已经分类的泥石流沟作为训练样本进行学习,建立了相应的判别准则。将待判泥石流沟样本代入判别准则进行判别分类,分类结果与传统分类结果100%吻合,验证了该模型的分类性能良好。该方法可以在实际工程中进行推广。 相似文献
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多元线性回归分析在车大人沟河泥石流分区与评价中的应用 总被引：5，自引：0，他引：5
本文在概述车大人沟河流域泥石流形成的地形地貌、物源和水源等条件的基础上，采用多元线性回归分析方法，选取了物源储量、支沟完整性系数、支沟边坡坡度、支沟沟床比降、冲沟密度、侵蚀模数、不良地质现象和植被覆盖率等八个指标作为自变量，建立与泥石流活跃度间相关关系的数学表达式，计算出车大人沟河40条泥石流支沟活跃度值，从而进行分区评价。将该区泥石流活跃度划分为高、中、低易发区和不发育区，其结果与实地灾情相符，可为车大人沟河流域泥石流防治规划提供科学依据。 相似文献
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白龙江流域为泥石流等地质灾害密集分布区。2020年8月由于强降雨激发,白龙江流域武都段发生了大规模的群发性泥石流灾害,造成严重损失。文章以白龙江流域甘肃省陇南市武都段（宕昌县两河口乡—武都区桔柑镇）为研究区,通过野外实地考察,选取流域面积、流域形状系数、平均坡度、沟谷密度、物源参照值（HI）、岩性、流域中心距活动断层距离、一小时最大降雨量、植被覆盖度作为泥石流危险性评价因子。基于灾害熵理论,分别以泥石流单沟和小流域单元作为评价单元,利用ArcGIS软件,进行区域泥石流危险性评价。分析结果表明,研究区内泥石流沟大多数都属于中、高危险性。致灾因子中岩性、物源参照值（HI）、距断层距离、植被覆盖度及平均坡度的权重最大,与实际考察结果一致。且以小流域单元作为评价单元的评价结果更符合研究区的泥石流发育情况。 相似文献
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地震扰动区存在大量震裂松散坡体,在持续或者密集的降雨条件下极易转化为滑坡灾害。同时,滑坡又会给泥石流提供大量松散固体物质,增加泥石流的危险性。因此,在震区,灾害通常以"链"的形式出现,比单一灾种危害性大。为了更有效地对地质灾害危险性进行评价,笔者将滑坡、泥石流作为灾害链,综合地加以分析和研究。选择5·12汶川大地震中受灾严重的都江堰市白沙河流域的17条泥石流沟作为研究区,建立滑坡-泥石流危险性评价耦合模型,研究24 h不同降雨量条件下小流域滑坡泥石流危险性的变化。耦合模型包括了坡体稳定性评价模型,水文模型及以泥石流规模、发生频率、流域面积、主沟长度、流域高差、切割密度、不稳定斜坡比为评价因子的泥石流危险性评价统计模型。研究结果表明:随着降雨量的增大,参与泥石流活动的松散物质方量持续增加,但当24 h降雨量超过200 mm后,泥石流沟的危险度等级不再发生变化;17条泥石流沟中4条为中危险度,12条为高危险度,1条为极高危险度。这说明研究区地质灾害问题相当严峻,在多雨季节存在泥石流群发的可能性,直接威胁到居住在泥石流沟附近的人民群众生命财产安全;因此,对于有直接危害对象的高危险度及其以上的泥石流沟,应该按照高等级设防标准进行工程治理及发布预警报。同时也说明,将滑坡、泥石流作为灾害链研究具必要性和可行性。 相似文献
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以往研究表明,泥石流流速在沟道横断面上分布不均,但目前尚无理论依据,国内现行相关规范暂时建议在泥石流拦挡坝、排导槽等防治工程设计时,流速、荷载按均布考虑,这与实际的受荷情况有所差别,从而导致防治工程局部稳定性偏小,极易发生工程失效。为此,基于冲淤平衡原理、流体均质假设及沟道横断面形状的合理简化,结合雨洪修正法与形态断面法相关原理,演绎了沟道横断面任意位置流速计算公式的推导过程,并获取了泥石流流速的横向分布的非线性特征。通过四川省地震灾区理县甲司口沟泥石流防治工程的实例分析,发现横向上泥石流的中泓线流速与两侧流速相差达到300%。据此对拦砂坝进行了结构优化设计,在确保功能的前提下,提高了坝体稳定性系数约20%,节约了工程造价约5%。 相似文献