【摘要】：青海省是我國(guó)受地質(zhì)災(zāi)害影響較為嚴(yán)重的省份之一,其中泥石流災(zāi)害尤甚,在眾多不同類(lèi)型泥石流災(zāi)害當(dāng)中發(fā)育著一種極為特殊的泥石流,與普通泥石流災(zāi)害最大的區(qū)別在于組成此類(lèi)泥石流的物源和潛在物源全為砂礫石土,可稱(chēng)為砂礫石類(lèi)泥石流,其主要發(fā)育在青海省廣泛分布的第四系中下更系統(tǒng)弱膠結(jié)砂礫石地層中。受其物源特殊性質(zhì)的影響,泥石流在發(fā)育特征和成因機(jī)制等方面有著較為鮮明的特點(diǎn),而當(dāng)前鮮有系統(tǒng)的針對(duì)此類(lèi)泥石流災(zāi)害的研究。論文以青海省某鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)黃河左岸中下更新統(tǒng)砂礫石地層內(nèi)發(fā)育的3條砂礫石類(lèi)泥石流溝為研究對(duì)象,在查明三條泥石流發(fā)育背景的基礎(chǔ)上,通過(guò)詳細(xì)的實(shí)地調(diào)查,分析砂礫石類(lèi)泥石流形成的地形條件、物源條件、水源條件,總結(jié)此類(lèi)泥石流的流域特征、沖淤特征、堆積物特征、動(dòng)力學(xué)等特征,研究此類(lèi)泥石流不同儲(chǔ)存方式物源的起動(dòng)機(jī)制;針對(duì)2016年8月份泥石流發(fā)生時(shí)1#溝和3#溝影響了前方公路、植被、農(nóng)田等基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)際情況,基于FLO-2D模擬軟件,研究其運(yùn)動(dòng)與堆積過(guò)程,并以此預(yù)測(cè)不同降雨頻率下泥石流堆積范圍,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法定量分析泥石流溝的危險(xiǎn)性,最后提出防治措施建議。得到的主要認(rèn)識(shí)如下:(1)查明研究區(qū)孕育砂礫石類(lèi)泥石流的地層為第四系泥鈣質(zhì)弱膠結(jié)砂礫石層,地層具有礫石含量高,透水性較強(qiáng),干燥時(shí)堅(jiān)硬,抗風(fēng)化能力弱,遇水易軟化,并在其表面產(chǎn)生小規(guī)模崩解等特性。(2)以研究區(qū)發(fā)育的三條砂礫石類(lèi)泥石流為例,總結(jié)分析砂礫石類(lèi)泥石流的地形條件、物源條件與水源條件。結(jié)果表明,雖砂礫石類(lèi)泥石流溝谷寬緩(縱比降多在100‰~150‰,溝床寬度多在25m~35m)溝谷形態(tài)以“U”型谷為主,但強(qiáng)烈切割的流域地貌有利于物源的產(chǎn)生,兩岸眾多支溝后緣發(fā)育的“漏斗狀”地形有利于降雨的匯集;物源全部由砂礫石層經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)形成的松散砂礫石土組成,儲(chǔ)量豐富,溝床堆積物源約占物源總量的3/4,且穩(wěn)定性差,動(dòng)儲(chǔ)量約占40%;誘發(fā)降雨呈現(xiàn)集中、短歷時(shí)、強(qiáng)度大的特征。(3)分析了砂礫石類(lèi)泥石流的分區(qū)、沖淤、堆積物、動(dòng)力學(xué)等發(fā)育特征。結(jié)果表砂礫石類(lèi)泥石流形成區(qū)和流通區(qū)合為一體,同時(shí)起著產(chǎn)源、泥石流運(yùn)動(dòng)和流域匯水的作用;主溝和支溝分布大量松散物源,淤積特征明顯,局部溝床堆積體表面下切嚴(yán)重形成溝槽,表明溝床堆積體有再次起動(dòng)的可能,溝腦溯源侵蝕嚴(yán)重,是流域呈“長(zhǎng)葉型”主要原因;堆積體呈多期次分布,其中較大規(guī)模的泥石流覆蓋在老堆積體上,而較小規(guī)模水石流或洪流累次沖刷老堆積體形成溝槽。堆積物和流域砂礫石地層顆粒和粒徑組成相似,通過(guò)顆分、比重實(shí)驗(yàn)計(jì)算3條溝泥石流容重均在1.5 t/m~3左右,屬于稀性泥石流;計(jì)算了發(fā)生在2016年8月的一次泥石流各條溝的流速分別為1.29m/s,1.39 m/s,1.41m/s,流量分別為7.04 m~3/s,1.66 m~3/s,7.47 m~3/s,沖擊力分別為3.63 kPa,3.92 kPa,4.13 kPa,確定了此次暴發(fā)規(guī)模為20年一遇。(4)研究砂礫石類(lèi)泥石流起動(dòng)及形成機(jī)制。其中前期降雨使砂礫石土物源含水量增大,力學(xué)性質(zhì)降低,短歷時(shí)強(qiáng)降雨下坡面物源迅速飽和破壞堆積于支溝溝床,最終流域匯水形成的洪流對(duì)支溝及主溝溝床堆積體物源沖刷、揭底,含沙量不斷增大,泥石流形成。以高橋保堆積體起動(dòng)模型為基礎(chǔ),結(jié)合水力學(xué)與滲流力學(xué)理論,分析了溝床物源破壞起動(dòng)的力學(xué)機(jī)制,指出其溝床物源是在地下徑流的滲透力和地表徑流的拖拽力作用下破壞,得到堆積體起動(dòng)所需地表徑流平均流速的理論值。(5)對(duì)研究區(qū)存在威脅對(duì)象的1#和3#泥石流進(jìn)行危險(xiǎn)范圍預(yù)測(cè)和危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)。運(yùn)用Flo2d數(shù)值模擬軟件,計(jì)算泥石流溝不同降雨頻率下的運(yùn)動(dòng)與堆積過(guò)程,結(jié)果表明砂礫石類(lèi)泥石流總體呈現(xiàn)出流動(dòng)速度小、堆積范圍廣、堆積深度小的特點(diǎn),確定了100年,50年,20年和10年一遇降雨條件下的泥石流堆積范圍,將模擬結(jié)果和實(shí)際結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證模擬結(jié)果合理;依據(jù)砂礫石類(lèi)泥石流發(fā)育特征和形成機(jī)制,選取流域面積、主溝比降、主溝長(zhǎng)度等9個(gè)影響因子為泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ),運(yùn)用模糊層次數(shù)學(xué)法(AHP-FUZZY)進(jìn)行危險(xiǎn)度評(píng)價(jià),結(jié)果顯示兩條溝均為中度危險(xiǎn),和劉希林評(píng)價(jià)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果一致。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

研究區(qū)交通位置圖
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：P642.23

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2652062