大型泥石流堵河特征及预测模型研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:dzf2006
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汶川地震后,由于地震诱发的山体崩塌、滑坡数量急剧增加,四川范围内触发了更多、更具威胁的大型泥石流灾害,造成了极其严重的社会经济损失。而由大型泥石流暴发后导致的堵河现象屡见不鲜,于山体滑坡形成的堵河事件不同的是泥石流形成的堵河事件具有突然爆发性的特点,相对具有更强的威胁。泥石流堵塞甚至堵断主河所形成的的二次灾害比泥石流本身所造成的危害跟要严重的多。比如震区2010年8月13日暴发的红椿沟泥石流,2011年7月3日暴发的高家沟泥流,2013年7月10日暴发的草坡磨子沟泥石流等都对沿线公路及民居造成了重大损失。因此对开展研究区范围内大型堵河泥石流的研究预测分析迫在眉睫。由于泥石流堵河机制的复杂性,导致前人对泥石流堵河的认识及理解还不够系统完善;震后研究区内暴发的多次大型泥石流,为本文加深研究该类型泥石流提供了丰富的天然样本。论文在收集阅读大量前人研究成果、野外的详细调查及大量室内复杂运算后,得出以下分析和探索:首先,通过对研究区野外的详细调查及所收集的到相关资料的分析,对选取的23条大型堵河泥石流在空间及时间的分布进行讨论;并且基于泥石流进入河道后形态情况,将泥石流堵河类型进行分类探讨,并总结泥石流的堵河基本特征。其次,通过详细分析所选取的3条典型泥石流沟发生的堵河事件,结合前人研究结果,归纳了泥石流堵塞河流的主要影响因素;从泥石流本身角度出发,再通过统计分析研究区23条大型泥石流形成堵河现象的共同点,得出这些大型泥石流形成堵河的基本模式。再次,通过研究讨论前人对泥石流冲出量的预测模型,并结合研究区实际情况,采用相关性分析确定相对高差、物源总量及流域面积作为泥石流冲出量的预测因子,并拟合泥石流冲出量的预测模型;另外,通过对基于冲出角和扇顶角的泥石流冲出距离模型和基于物源量的泥石流冲出距离预测模型的统计计算,分析其在研究区的适用性,并采用FLO-2D的数值模拟方法,对研究区高家沟及草坡磨子沟进行模拟对比分析,进一步研究大型堵河泥石流的冲出规模情况。最后,论文从泥石流本身的固有的特性和主河特性两方面入手,选择泥石流流量、容重及沟道纵比降,以及与泥石流相对应的河水流量、容重及河床纵比降作为堵河评价因子;基于所选评价因子,并利用matlab软件采用非线性回归的数学方法对研究区大型堵河泥石流进行统计分析,建立了大型泥石流堵河预测模型,来更好地有针对性的对大型堵河泥石流可能性及堵河程度进行预测,能够为今后的泥石流后效应灾害的预测及损失评估提供参考依据。
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