震后強(qiáng)震區(qū)洪水啟動(dòng)溝道堆積物引發(fā)泥石流災(zāi)害的研究

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1、摘要震后強(qiáng)震區(qū)洪水啟動(dòng)溝道堆積物引發(fā)泥石流災(zāi)害研究作者簡(jiǎn)介：張惠惠，女，1984年9月生，師從成都理工大學(xué)余斌教授，2011年06月畢業(yè)于成都理工大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)，獲得工學(xué)碩士學(xué)位。摘要泥石流大致有暴雨型泥石流、冰川型泥石流、地震泥石流和人為泥石流等類型。地震泥石流在我國(guó)受到重視是在上世紀(jì)70年代。70年代我國(guó)進(jìn)入地震活躍期，泥石流也相當(dāng)活躍。2008年5月12日，四JII省汶川縣發(fā)生8級(jí)強(qiáng)烈地震，地震誘發(fā)了多處泥石流災(zāi)害，特別是2008年9月24日四川省北川縣城附近的魏家溝暴發(fā)泥石流，以及而后的2009年7月17日的泥石流災(zāi)害和

2、2010年8月13日特大泥石流災(zāi)害，都對(duì)災(zāi)區(qū)人民的生產(chǎn)生活造成了很大的影響。地震后使得泥石流的發(fā)生條件發(fā)生了巨大的變化，從固體松散物源條件，微地貌條件，水源條件等都發(fā)生了巨大的變化。根據(jù)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在汶川強(qiáng)震區(qū)所選定的研究區(qū)內(nèi)多為硬質(zhì)巖，并且滑坡崩塌量較多。泥石流形成的方式主要是由兩種形式：一種是堵潰式，即地震形成的滑坡或崩塌物質(zhì)，阻塞溝道，形成堰塞湖，后在一定的降雨條件下，潰決形成泥石流；一種即是溝道啟動(dòng)形式，溝道內(nèi)堆積了大量的固體物質(zhì)，但未形成堰塞湖，在一定的降雨激發(fā)下，形成大規(guī)模泥石流災(zāi)害，即“消防水管效應(yīng)"。本文研究的后

3、者即是溝道啟動(dòng)形式。本論文通過(guò)對(duì)四川省都江堰虹口小溝泥石流溝流域進(jìn)行了詳細(xì)的野外考察以及數(shù)據(jù)采集，研究后發(fā)型地震泥石流的形成區(qū)溝道內(nèi)的堆積區(qū)物源及溝道特征。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)從而深入研究震后強(qiáng)震區(qū)洪水啟動(dòng)溝道內(nèi)堆積物形成泥石流的啟動(dòng)機(jī)理。從而得到以下結(jié)論：(1)地震后強(qiáng)震區(qū)溝道特點(diǎn)如下：地形條件發(fā)生了很大的變化，泥石流溝道流域內(nèi)的條件也發(fā)生了，特別是物源條件，溝床條件及水源條件。地震的作用使流域內(nèi)產(chǎn)生了大量的崩塌滑坡崩塌體，大大的增加了流域內(nèi)的松散物質(zhì)儲(chǔ)量，此外，流域內(nèi)還存在大量潛在的滑坡體，在日后一定的作用條件下還容易再次活動(dòng)，進(jìn)入溝

4、道，阻塞溝道；溝床內(nèi)也堆積了大量的松散物質(zhì)，有些滑坡崩塌直接阻塞溝道，使溝床條件發(fā)生了大的變化；而由于物源和溝床條件的變化，震前相當(dāng)?shù)慕涤炅吭谡鸷蟾尤菀滓l(fā)大規(guī)模的泥石流災(zāi)害。震后這種泥石流溝泥石流的暴發(fā)具有一定隱蔽性，對(duì)人們的牛產(chǎn)生活造成的影響更大。成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文(2)通過(guò)野外調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，震后強(qiáng)震區(qū)泥石流溝道內(nèi)的松散堆積物量比較大，且具有一定的特點(diǎn)，粗化層顆粒都比較均勻，不均勻系數(shù)Cu值小于3，且磨圓度比較差，具有棱角，這種顆粒在力學(xué)上分析更加容易啟動(dòng)。(3)從實(shí)驗(yàn)中可以得出，在同一坡度下，在泥石流形成時(shí)所需要的平

5、均流速和單寬流量都是隨著中值粒徑d50的增加而增加的；而在同一級(jí)配下，即d50一致時(shí)，泥石流形成時(shí)所需要的平均流速和單寬流量都是隨著坡度的增加而減小的，這兩條結(jié)論在野外也是適用的。不均勻系數(shù)Cu值對(duì)臨界啟動(dòng)條件也有影響，級(jí)配一(d50=15mm，Cu-26)與級(jí)配二(d50=25mm，Cu=4．11)粒徑差距較大，但是肩動(dòng)公式的系數(shù)F一致，主要是因?yàn)椴痪鶆蛳禂?shù)的影響。(4)在與前人公式(何文社公式)驗(yàn)證的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)趨勢(shì)與何文社公式趨勢(shì)的一致性證明了實(shí)驗(yàn)的正確定與可行性，其結(jié)果差距也顯示了何文社公式在泥石流形成臨界條件應(yīng)用中的

6、局限性；這主要是因?yàn)椋孩賹?shí)驗(yàn)中的顆粒粒徑(由中值粒徑表示)與何文社公式推導(dǎo)中所運(yùn)用的中值粒徑有著很大的區(qū)別，實(shí)驗(yàn)的中值粒徑要大得多。②不均勻系數(shù)也是一個(gè)限制條件，實(shí)驗(yàn)中即有均勻沙又有不均勻沙，與何文社均勻沙和非均勻沙分別相比較，Cu值還是有著比較大的區(qū)別，何文社公式中所應(yīng)用的都是天然沙，而通過(guò)分析結(jié)果證明，天然均勻沙的均勻系數(shù)在3以下，天然非均勻沙的不均勻系數(shù)在6以上，不均勻系數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不能忽略，故應(yīng)該在公式中引入d50和m值得影響。(5)經(jīng)過(guò)分析得到如下形成泥石流的臨界啟動(dòng)的流速公式，引入不均勻系數(shù)和中值粒徑的影響，實(shí)驗(yàn)中所

7、用中值粒徑為15mm，25mm。公式如下：比=，(1+占)“2(／cos夕一sin∥)¨2(；)¨3JIl¨6庀110．01，個(gè)別啟動(dòng)式中B<32．20。F={10．7，少量啟動(dòng)’111．7，泥石流形成(6)通過(guò)野外回歸驗(yàn)證，可以得到白果溝和死人溝的2009年7月17日泥石流的臨界啟動(dòng)單寬流量q，白果溝的臨界啟動(dòng)單寬流量為O．52m3／s·m，相當(dāng)于10年一遇的洪水既可以啟動(dòng)形成泥石流；死人溝的臨界啟動(dòng)單寬流量為0．58m3／s·m，也相當(dāng)于10年一遇的洪水可以肩動(dòng)形成泥石流，但是白果溝的臨界啟動(dòng)流量要比死人溝的小，這也說(shuō)明了粒徑

8、在啟動(dòng)臨界條件中的影響作用關(guān)鍵詞：地震泥石流單寬流量溝道堆積物AbstractAnStudyonDebrisFlowDisasterCausedbyFlood-triggeringChannelAccumulationinPost—earthqua