柞水县金米泥石流形成演化与防治研究

发布时间：2020-05-09 19:04

【摘要】：近年来,人类对山区地质环境的扰动不断加剧,加之极端天气的作用,导致泥石流灾害频繁发生,严重威胁着人民的生命财产安全,制约了山区经济建设发展。因此,研究泥石流的形成机理,对泥石流灾害进行合理的演化预测并找到行之有效的防治措施,继而建立一套山区泥石流灾害形成演化与防治研究的方法体系,已势在必行。本文以柞水县金米泥石流为研究对象,通过现场勘察与工程地质调绘,查明了金米泥石流的分区特征、物源特征,对泥石流的重度、流速、流量、冲击力等物理力学参数进行了分析计算。从地形条件、地质条件、水动力条件三方面分析了泥石流的成因,基于环剪试验探讨了泥石流的形成机理。采用模比系数分析法推测了泥石流暴发的周期规律,探讨了泥石流流域的稳定性及演化趋势,对泥石流的危险范围和风险值做出了预测。在此基础上,给出了金米泥石流的防治工程建议。研究取得的主要进展如下:(1)金米泥石流分区特征明显,计算泥石流新增固体物源储量时,按侵蚀模量预测了坡面侵蚀产生的物源,同时考虑了侧蚀沟道产生的动态物源量;采用综合分类的方法,将金米泥石流的类型概述为:自然条件下形成的、由暴雨激发的、现代高频水力型、稀性混合类沟谷泥石流。(2)利用胡凯衡的经验关系式计算得出了金米泥石流启动的临界土体含水量为0.354,利用费俊翔的经验公式计算得到了金米泥石流启动的临界坡度为13.9°;认为2012年贾家沟发生的泥石流为滑坡型泥石流,将其转化的过程分为滑体启动阶段、转化阶段、泥石流阶段;通过环剪试验发现滑体滑动剪切过程中由于颗粒的分层破碎作用导致剪切面处会聚集粒径较小的粉质黏土,并产生液化,这将促进滑体向沟道下游滑动并解体形成泥石流。(3)根据金米泥石流的特征,将其在一个周期内发展演化分为孕育期、发展-旺盛期、衰退期三个时期;认为泥石流与降雨具有相似的准周期,利用模比差积曲线法得到了金米泥石流长周期为17~24年,短周期为4~9年;通过作图拟合得到了贾家沟和猪家沟的纵剖面形态指数,认为贾家沟目前处于泥石流旺盛阶段,猪家沟处于泥石流发展阶段。(4)基于刘希林的预测模型预测了泥石流的危险范围,结合经济风险和生命风险两方面因素预测金米泥石流综合风险值为797.54万元。在以上研究的基础上,建议金米泥石流的防治方案为“两道拦挡坝+一道谷坊坝+排导渠+挡墙+清淤”。确定了各分项工程的设计参数,并进行了防治工程的稳定性验算。本文的研究成果可为山区泥石流灾害的形成机理研究、发展演化预测提供研究思路,并为泥石流的防治提供理论依据。
【图文】：

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图 1-1 柞水县地质灾害危险程度图本研究在对金米泥石流野外勘察和工程地质调绘的基础上，分析了该泥石流的特征，探索了泥石流的形成机理及演化规律，结合金米泥石流的具体特点针对性出了防治方案，研究结果不仅可以为金米泥石流的防治提供依据，更重要的是将为一个典型案例进行详细剖析，总结出研究山区泥石流灾害形成演化与防治的方系，为山区泥石流灾害的形成机理研究、发展演化预测提供研究思路，并为泥石防治提供理论依据。.2 国内外研究现状.2.1 泥石流研究现状泥石流现象虽然早就存在，但其作为一个独立的研究对象的时间并不长久。19，Blackwelder 博士发表了一篇名为《半干旱山区泥石流的地质作用》的文章，是录的关于泥石流最早的研究论文[5]。前苏联学者在二十世纪六十年代曾关注过杜

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第二章研究区地质环境条件第二章研究区地质环境条件2.1 地理位置及交通金米泥石流地处柞水县小岭镇，行政区划属陕西省商洛市，距省会西安约 110km柞水县与长安、蓝田、山阳、宁陕等县接壤，县内有 S302 和 S307 两条省道，可经S307 省道至小岭镇，但路况较差。随着 2018 年 12 月水阳高速的正式通车，小岭镇的交通条件有了大幅度的改善。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P642.23

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