為深入認(rèn)識(shí)不同工況下泥石流災(zāi)害的堆積特征及潛在危害,采用FLO-2D模型對(duì)白龍江流域泥灣溝在有無治理情景不同降雨頻率條件下泥石流堆積特征及危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行模型分析。結(jié)果顯示在有工程治理情景下,泥灣溝危險(xiǎn)區(qū)面積相對(duì)無工程時(shí)減少29.71%～52.06%;無工程治理情景下1%、2%、5%等3種降雨重現(xiàn)期工況的沖出固體物質(zhì)量是有工程治理同等條件下的1.55～2.99倍。結(jié)合構(gòu)建的泥石流一次最大沖出量模型對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行誤差分析,結(jié)果顯示在有無工程治理情景下泥石流最大堆積厚度及沖出固體物質(zhì)總量相對(duì)誤差分別在0.74%～28.48%、2.03%～14.97%范圍內(nèi),模擬效果較好,可為今后白龍江流域降雨型泥石流工程防治提供技術(shù)參考。 

【文章來源】：山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,39(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

顆粒分布曲線

流域內(nèi)主要出露地層為志留系、第四系。以伊家殿溝斷層為界，下盤以志留系（S2+3bl1）千枚巖、炭質(zhì)千枚巖、板巖為主，占總面積的65%，大部分巖石風(fēng)化成5～10cm的塊石、片石以至粉末，多為泥石流細(xì)顆粒組成物質(zhì)。上盤為志留系（S2+3bl2）泥砂質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r，巖質(zhì)堅(jiān)硬，占總面積的25%，是泥石流粗顆粒物質(zhì)的主要來源。第四系主要為沖洪積層、殘坡積層、崩坡積層等。受主溝切割影響，流域內(nèi)強(qiáng)烈沖蝕溝谷非常發(fā)育，共有大小強(qiáng)烈沖蝕溝達(dá)100余條，總長(zhǎng)43.36km，平均溝壑密度3.76km/km2。由于溝內(nèi)水流長(zhǎng)期強(qiáng)烈側(cè)蝕及下切侵蝕作用加上陡坡地形條件，導(dǎo)致溝道兩岸崩滑、坍塌等不良地質(zhì)災(zāi)害體極為發(fā)育。泥灣溝泥石流的松散固體補(bǔ)給物質(zhì)由各種重力侵蝕、坡面侵蝕匯集、溝道侵蝕堆積、工程棄渣堆積作用混合而成的（圖1）。根據(jù)上述泥石流補(bǔ)給物質(zhì)成分，結(jié)合野外調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)合遙感解譯分析，泥灣溝松散固體物質(zhì)總量為4 564.72萬m3，其中崩滑堆積體物源4 402.62萬m3、溝道物質(zhì)130.80萬m3、坡面物質(zhì)15.69萬m3、人工棄渣15.61萬m3。泥灣溝泥石流補(bǔ)給物質(zhì)規(guī)模和地形條件均比較充足。因此，泥灣溝泥石流的形成主要取決于降雨動(dòng)力條件。據(jù)收集資料顯示，研究區(qū)連續(xù)1日最大降雨量90.5mm,1h最大降雨量40.0mm,10min最大降雨量16.2mm，與泥灣溝泥石流發(fā)生關(guān)系最為密切的為10min降雨的雨強(qiáng)。據(jù)研究，甘肅24h、1h、10min可能發(fā)生泥石流的雨量界限值分別30、15、6mm，按照此標(biāo)準(zhǔn)泥灣溝具備發(fā)生泥石流對(duì)雨量的基本要求。

為檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果的準(zhǔn)確性，選取泥灣溝泥石流溝在50年一遇降雨條件（即1984年“8.3”泥灣溝泥石流災(zāi)害）模擬計(jì)算結(jié)果為例，采用精度系數(shù)Ia驗(yàn)證其合理性。Ia的區(qū)間位于0～1,Ia越接近1，表明該模擬結(jié)果越準(zhǔn)確。通過模擬結(jié)果可得泥灣溝泥石流模擬面積Am為0.693km2，泥石流實(shí)際堆積面積Ar為0.787km2，實(shí)際與模擬的重疊面積Ao為0.563km2。根據(jù)公式（7）可得模擬精度系數(shù)Ia為76.24%，滿足模擬精度要求。從圖3、圖4得出有無工程措施2種情景下不同頻率重現(xiàn)周期的泥石流流體數(shù)值模擬情況，可知泥石流的堆積區(qū)范圍、最大堆積厚度整體上隨頻率周期的變大而增加。為了驗(yàn)證在泥灣溝有工程治理?xiàng)l件下數(shù)值模擬中加入減災(zāi)工程的效果，檢驗(yàn)本次采用FLO-2D流體模型方法在單溝尺度運(yùn)用的可行性，作者以白龍江流域內(nèi)降雨頻率為10年一遇的24條溝谷型泥石流歷史活動(dòng)規(guī)模為典型實(shí)例，結(jié)合野外調(diào)查利用Matalb多元非線性統(tǒng)計(jì)方法建立了泥石流一次最大沖出量預(yù)測(cè)模型。最后結(jié)合舟曲三眼峪溝“8.8”特大暴雨型泥石流災(zāi)害特征進(jìn)行驗(yàn)證分析（表5），對(duì)以往預(yù)測(cè)模型優(yōu)化完善構(gòu)建了不同規(guī)模降雨頻率下的泥石流活動(dòng)規(guī)模定量表達(dá)式：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]白龍江流域舟曲縣城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)[J]. 王高峰,葉振南,李剛,田運(yùn)濤,鄧兵,郭寧,陳宗良.  災(zāi)害學(xué). 2019(03)
[2]四川汶川縣佛堂壩溝“7·10”泥石流調(diào)查研究[J]. 曹晨,余斌,馬二龍,劉雙.  泥沙研究. 2019(01)
[3]P-Ⅲ型曲線參數(shù)估計(jì)方法研究綜述[J]. 雷冠軍,王文川,殷峻暹,張麗麗.  人民黃河. 2017(10)
[4]基于FLO-2D的潰決型泥石流模擬研究[J]. 楊濤,唐川,方群生,王毅.  泥沙研究. 2017(04)
[5]甘肅省南部單溝泥石流災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 舒和平,孫爽,馬金珠,劉東飛,張鵬.  山地學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]燒房溝滑坡型泥石流工程治理及效果分析[J]. 卜祥航,唐川,屈永平,常鳴,程霄.  工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2016(02)
[7]基于FLO-2D數(shù)值模擬的泥石流流動(dòng)與堆積影響因素研究[J]. 梁鴻熙,尚敏,徐鑫.  工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]泥石流溝谷坊壩群治理效應(yīng)——以地震極重災(zāi)區(qū)北川縣化石板溝為例[J]. 周海波,陳寧生,盧陽,李兵.  山地學(xué)報(bào). 2012(03)
[9]Prediction of Debris-flow Danger Area by Combining Hydrological and Inundation Simulation Methods[J]. CUI Peng1,2,HU Kaiheng1,2,ZHUANG Jianqi1,3,YANG Yu1,2,ZHANG Jianqiang1,3 1 Key Laboratory of Mountain Hazards and Earth Surface Process,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610041,China 2 Institute of Mountain Hazards and Environment,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610041,China 3 Graduate School of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China.  Journal of Mountain Science. 2011(01)
[10]甘肅舟曲2010年8月8日特大山洪泥石流災(zāi)害的基本特征及成因[J]. 劉傳正,苗天寶,陳紅旗,董抗甲,黎志恒,李海軍.  地質(zhì)通報(bào). 2011(01)



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