• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      隴南市武都區(qū)滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈形成機理及防治措施研究

      2022-09-29 07:41:50張金霞劉興榮張國信吳慶安黃金燕
      水利規(guī)劃與設計 2022年10期
      關鍵詞:武都泥石流滑坡

      時 巖,張金霞,劉興榮,張國信,吳慶安,黃金燕

      (1.甘肅農(nóng)業(yè)大學水利水電工程學院,甘肅 蘭州 730010;2.甘肅省科學院地質(zhì)自然災害防治研究所,甘肅 蘭州 730010)

      甘肅省隴南市武都區(qū)地質(zhì)災害種類繁多[1],滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈現(xiàn)象較為普遍,其危害程度高[2],長期以來對武都區(qū)造成較大破壞,也給武都區(qū)泥石流防治帶來較大挑戰(zhàn),因此,對其進行專門研究十分必要。

      滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈[3]首先是滑坡體進入溝床,成為泥石流物源體,進而引發(fā)或加劇泥石流災害鏈。崔鵬[4]等人在大量的水槽實驗的基礎上,提出泥石流的形成是一個穩(wěn)定固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)的過程[5];陳曉清等[6]、胡明鑒等[7]和李永益[8]等,利用實地考察和人工降水實驗,對降雨條件下滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流的啟動機理進行了解釋。胡明鑒[9]等通過實驗,確定了滑坡與泥石流在特定條件下的相互依存關系;Okura[10]根據(jù)連續(xù)變化的槽型試驗結果,將滑坡的流態(tài)化劃分為:上游崩塌導致的砂層壓實,飽和土段的超孔壓強及快速剪切作用;林宗耀[11]等人發(fā)現(xiàn),在土壤中的孔隙含水率達到一定程度后,土壤將出現(xiàn)飽和崩塌,進而引起泥石流;吳和秋[12]通過環(huán)剪實驗發(fā)現(xiàn),滑坡的變形僅在土壤達到臨界含水率時發(fā)生。陳自生[13]認為,由于滑體在滑行時,有雨水的參與,才會形成漿液從而產(chǎn)生造漿的過程;美國學者Fleming[14]等對美國加洲馬林縣的泥石流進行了分析,結果顯示,由于土體的收縮引起了土體的變形,發(fā)生位移變化導致滑坡形成泥石流。

      綜上所述,雖然國內(nèi)外很多學者對滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流做了深入的研究,但相關研究較分散,未對滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流進行系統(tǒng)總結,尤其是未從災害鏈的視角對其進行整體研究。因此,本文選擇武都區(qū)滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈為研究對象,從滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈角度進行分析,為武都區(qū)防災減災提供理論依據(jù)和方法。

      1 研究區(qū)概況

      甘肅省武都區(qū)坐落在東南秦嶺山區(qū),與西和縣、康縣、文縣等相連。地理坐標為東經(jīng)104°34′25″—105°38′28″,北緯32°47′48″—33°42′25″。武都區(qū)是典型的侵蝕-剝蝕構造型山區(qū),整體地勢起伏大,呈西北高、東南低。區(qū)內(nèi)出露的地層以志留系、古近系、第四系為主,巖性以千枚巖、泥巖為主。土壤以褐土、新積土、水稻土、棕壤等為主。區(qū)內(nèi)年平均溫度在15℃左右,年平均雨量為487.2mm,主要集中在5—9月,降雨量占全年75%~85%。24h最大降水量為90.5mm,1h最大降水量40mm,10min最大降水量16.2mm。森林面積達1733km2,占全區(qū)總面積的37%。

      2 形成機理及過程分析

      2.1 形成機理分析

      李樹德[15]提出臨界起動力分析法,他認為土體靜力學平衡失效是影響土的變形最主要原因。如圖1所示,由于其本身的自重(G)作用,正應力(R)在坡面上產(chǎn)生且方向垂直于坡面,并在坡面上形成一個沿坡面向下的力,也稱為下滑起動力S=Gsinα(α為坡體的坡角)。

      圖1 坡面土體受力分解圖

      由圖1知,在土體和坡面之間會出現(xiàn)抗滑動摩擦力,即抗滑動剪切強度,人們將其稱為臨界起動力S0=RtgU+C(式中U為土體內(nèi)摩擦角,C為內(nèi)聚力)。

      S與S0的關系,如圖2所示,并且下滑起動力S的值會受很多因素的影響,如圖3所示。首先是坡腳受長期水流沖刷,不斷被水體帶走而增大臨空面,進而增加了斜坡角度(α);其次受高處崩塌、落石等壓埋及水體入滲,致使堆積體自身重量(G)增大,進而促使下滑起動力增大。

      圖2 S與S0關系圖

      圖3 影響S與S0值的因素

      研究表明,隨著土體的含水率漸漸增大,當S值略高于S0時,底層土體呈現(xiàn)飽和狀態(tài),并出現(xiàn)了緩慢的滑移蠕動[16],而上部土體則沒有出現(xiàn)大規(guī)模的滑落或坍塌;隨著S的進一步增加,下層的滑移速率加快,使上部的土體受到干擾而產(chǎn)生滑動,從而形成蠕動擾動流;當土體達到飽和狀態(tài)時,即飽和度(DW)值接近1,土體的臨界起動力(S0)開始下降,C值繼續(xù)減小,土體出現(xiàn)坍塌;隨著含水量的增大,土壤失去了對水分的吸收,使水流加速,使其前端快速坍塌,整個土體處于擾動狀態(tài),并在水動力的作用下形成滑坡型泥石流。

      2.2 形成過程分析

      滑坡型泥石流根據(jù)其成災機理、特征及范圍,可以將其分為2大類型:坡面轉(zhuǎn)化型和滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈型。坡面轉(zhuǎn)化型主要是滑坡過程中液化,并直接轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗍?,整個泥石流化的過程與堆積物發(fā)生滑坡的位置同處在斜坡上,而滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈型主要是滑坡發(fā)生后堆積于溝槽內(nèi),待泥石流或洪水沖刷而形成泥石流[17]。前者屬于滑坡體自身的機械破壞,其實質(zhì)是滑坡體不連續(xù)的變形,該類型滑坡型泥石流兼具滑坡和泥石流雙重特性,其動力學過程十分復雜,將作為以后研究的重點,本文在此不做贅述。后者滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈這一形式是本文研究的重點,這種泥石流一般是含水率比較低的滑坡體滑入谷底,在后期洪水的沖擊下,形成了一條溝谷型泥石流,這與前者的形成位置不同,這些泥石流的規(guī)模通常很大,往往會造成河流堵塞,形成堰塞湖,從而引發(fā)次生災害。例如,金沙江白格[18]發(fā)生的2次滑坡-堰塞堵江事故,“8.6”漢源縣崩塌堵河[19]事故。

      3 滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈成因分析

      3.1 地形條件

      由于地形因素對滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流具有重要的作用,因此,已經(jīng)有不少學者對其與地形的相互關系進行分析研究[20- 23],發(fā)現(xiàn)流域面積、地勢高低、坡度、溝道長度以及溝床縱比降等是影響滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流的重要因素。

      3.2 物源條件

      地質(zhì)環(huán)境條件是滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流形成的重要因素之一。地震活動、地層巖性[24]穩(wěn)定性等是地質(zhì)環(huán)境條件的主要表現(xiàn)形式[25]。由于頻繁的地震活動,使山體的巖層結構受到嚴重的損傷,從而產(chǎn)生了諸如滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象,從而為滑坡向泥石流的轉(zhuǎn)變奠定了良好的物質(zhì)基礎。

      3.3 水源條件

      水源條件是影響滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流最重要的因素。在滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流整個過程中,水流不僅參與了泥石流的早期積累,也參與了后期的物源轉(zhuǎn)移和泥石流的遷移。有些學者認為滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流的發(fā)生與降雨時間有關,但通過深入的分析,發(fā)現(xiàn)短期的高強度降水是滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流的重要因素[26]。

      4 滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈的延伸形式

      由于災害對環(huán)境的敏感,導致了各種自然災難轉(zhuǎn)化為的災害鏈類型有很大的差異[27]。在整個災害鏈中,滑坡和泥石流是災種的主要載體,它們之間除了會產(chǎn)生連鎖反應之外,還可以延伸到其他災種,形成更復雜的連鎖反應。最普遍的3種災害鏈為:滑坡-泥石流災害鏈、滑坡-泥石流-山洪災害鏈、滑坡-泥石流-堰塞湖災害鏈。這些災害的發(fā)生都是連鎖的,如果出現(xiàn)這種情況,將會造成很大的影響,因此要做好日常的防災和減災工作。

      5 滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流的防治措施

      防治滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈的形式很多,效果較好的方式主要有:斷鏈處理、建立和完善監(jiān)測預警系統(tǒng)、采用新技術新方法。即逐漸減弱其產(chǎn)生的條件,并加以控制,從而遏制其暴發(fā),最終實現(xiàn)降低或消除其所帶來的損失。

      5.1 斷鏈措施

      斷鏈的主要方法有:孕源斷鏈減災法、易控災種防治斷鏈法[28]。根據(jù)災害鏈和個體災種的成因機制和觸發(fā)條件,把握住關鍵因素和關鍵環(huán)節(jié),切斷災害之間的連鎖反應,從而制定相應的防治對策。通過對國內(nèi)外有關山地災害鏈的研究,可以為滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈提供有效的控制手段。目前國內(nèi)外對滑坡[29]的治理主要是以防為主,采取削坡減重、堆載反壓、截排水工程等措施進行綜合治理[30]。

      5.2 建立和完善監(jiān)測預警體系

      滑坡、泥石流的早期識別與監(jiān)測是一種行之有效的防災、減災措施,因此,需要在經(jīng)常發(fā)生的區(qū)域內(nèi)建立監(jiān)測預警系統(tǒng)[31]。對于滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流的重點區(qū)域、環(huán)節(jié)的監(jiān)測,主要包括:水位演化、汛期洪水含沙量、重點地質(zhì)災害監(jiān)測等。各級政府、各涉災管理部門之間建立和完善監(jiān)測預警體系,對開展武都區(qū)滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈的協(xié)同防控具有重要意義。

      5.3 引用新技術、新方法

      武都區(qū)對于滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈的治理模式較為單一,傳統(tǒng)的攔擋工程僅僅是對水或固體物源的單一物質(zhì)攔截,而劉興榮[32]等人提出,可以采用新的技術、新的方法來改善原有的攔擋工程防治措施。例如,柔性防護[33]和格賓石籠[34]等攔擋和防護措施。吳紅剛[35]等人認為,格賓-柔性網(wǎng)結合不僅能迅速排水,還能攔截固體物質(zhì),二者的同時利用可以彌補其缺陷。柔性防護技術對河道的微觀變形(沖刷)具有較好的效果,而且不受地形變化的影響。

      6 結論與展望

      6.1 結論

      通過對武都區(qū)滑坡型泥石流的研究,可得出下結論:

      (1)武都區(qū)地質(zhì)災害中存在滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈,通過研究其起動機理和形成過程,得出滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈形成的3大基本條件,并探討與其他災種的鏈接關系。

      (2)對于滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈這類地質(zhì)災害的治理,以武都區(qū)為例對這類小流域的綜合治理提出相對應的治理措施,達到社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益的有機統(tǒng)一。

      6.2 展望

      通過系統(tǒng)的研究,本文探討了武都區(qū)滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈的起動機理、形成條件,并提出了防治措施。但由于滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流過程復雜,同時,滑坡轉(zhuǎn)化為泥石流災害鏈的延伸形式較多、危害較大,下一步將是我們需要研究和探索的重點方向。

      猜你喜歡
      武都泥石流滑坡
      滑坡推力隱式解與顯式解對比分析——以河北某膨脹土滑坡為例
      武都地區(qū)張家坪鈷礦地質(zhì)特征及意義
      甘肅科技(2020年21期)2020-04-13 00:33:34
      隴南市武都區(qū)無刺花椒考察報告
      泥石流
      雜文月刊(2018年21期)2019-01-05 05:55:28
      “民謠泥石流”花粥:唱出自己
      海峽姐妹(2017年6期)2017-06-24 09:37:36
      泥石流
      淺談公路滑坡治理
      北方交通(2016年12期)2017-01-15 13:52:59
      基于Fluent的滑坡入水過程數(shù)值模擬
      “監(jiān)管滑坡”比“渣土山”滑坡更可怕
      山東青年(2016年3期)2016-02-28 14:25:50
      武都區(qū)裕河金絲猴省級自然保護區(qū)厚積薄發(fā)大有可為
      隆化县| 永川市| 西青区| 广宁县| 微山县| 古蔺县| 西乌| 安义县| 武义县| 财经| 瑞丽市| 津市市| 修武县| 吉隆县| 高唐县| 文安县| 平凉市| 九江县| 南昌市| 香河县| 洛宁县| 云林县| 台北市| 石景山区| 东至县| 孟津县| 开鲁县| 浮山县| 哈巴河县| 吴桥县| 双桥区| 清水县| 尉犁县| 新乡县| 特克斯县| 灵山县| 安西县| 任丘市| 云梦县| 南安市| 富阳市|