德昌县角半沟泥石流特征及监测预警模型研究

摘要

角半沟在过去24年间发生了6次不同规模的泥石流，给当地人民带来了巨大的财产损失，在角半沟进行泥石流的监测预警非常有必要。依托典型沟谷型泥石流远程监测预警项目，通过野外地质调查及室内试验分析，探明了角半沟的地质环境概况，研究了角半沟泥石流的发育特征，设计了针对性监测预警方案，并研究了其监测预警模型。
　　本研究主要内容包括：⑴角半沟流域面积大，西高东低，由西向东沟道由窄变宽，沟道两侧山体由多变少，沟道斜坡的坡度也由陡峭变为平缓。沟谷切割深度变化较大，沟道蜿蜒曲折，水流湍急，跌水较发育，两侧山体浑厚且坡度陡峭，左岸坡度总体比右岸陡。支沟众多，各支沟发育特征相差较大。⑵通过对角半沟物源区、流通区和堆积区总体特征的调查分析，推测角半沟发育一大型古滑坡，流域内物源静储量约5111.33万m3，动储量约1026.1万m3，沟道物源具有特有的启动-流通-堆积现象。另外，调查认为角半沟在地质历史时期曾发生过多次泥石流活动，且泥石流往往表现出多次峰值流量及阵流的特点。⑶1992年角半沟泥石流沟道中可见泥深最大达5m，泥面宽最大约100m，泥石流一直到达沟口与安宁河相遇。随后相继发生5次泥石流，规模为小型到中型，角半沟泥石流正由旺盛期向衰退期发展。⑷结合角半沟的发育特征，监测选用全面研究型的1号方案和经济适用型的2号方案进行对比，基于经济性和长久性的要求，最终确定2号方案为最终监测方案。⑸基于小时降雨强度I和总有效累计雨量Rt提出了降雨启动指标RTI，借助逻辑斯回归分析方法建立了角半沟泥石流爆发的降雨预警模型，提出了角半沟泥石流爆发的降雨预警阈值。⑹通过泥位预警、次声波预警和视频预警的研究和验证校正，提出了各自预警模型的阈值及预警等级划分。⑺结合近年来发生的6次泥石流的降雨数据进行验证，效果较好。⑻基于最高预警级别和专家评判的方式将降雨、泥位、次声和视频等多种监测预警方式相结合进行联合预警。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 泥石流特征研究现状

1．2．2 泥石流预警模型研究现状

1．3 主要研究内容、研究思路及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究思路与技术路线

第2章 角半沟泥石流地质环境概况

2．1 地形地貌

2．2 地层岩性

2．3 地质构造

2．3．1 断层

2．3．2 褶皱

2．4 新构造运动与地震

2．4．1 新构造运动

2．4．2 地震

2．5 气象水文

2．5．1 气象

2．5．2 水文

2．6 人类活动

第3章 角半沟泥石流特征研究

3．1 泥石流沟谷特征

3．1．1 主沟特征

3．1．2 鲁达尔沟特征

3．1．3 花椒沟特征

3．2 泥石流形成区特征

3．2．1 清水区特征

3．2．2 物源特征

3．3 泥石流流通区特征

3．4 泥石流堆积区特征

3．5 角半沟泥石流发育历史特征研究

3．5．1 1992年泥石流发育特征

3．5．2 角半沟泥石流发生历史及特征

3．7 泥石流特征值计算

3．7．1 泥石流容重

3．7．2 泥石流流量

3．7．3 泥石流流速

3．7．4 一次过流总量

3．7．5 一次泥石流固体冲出量

3．8 本章小结

第4章 角半沟泥石流监测方案设计

4．1 1号方案(以物源区为主)

4．1．1 监测目的

4．1．2 监测手段选择

4．1．3 方案展布

4．2 2号方案(经济适用型)

4．2．1 监测目的

4．2．2 监测仪器的选择

4．2．3 方案展布

4．3 方案对比分析

4．4 方案确定及仪器安装调试

4．4．1 方案确定

4．4．2 仪器安装调试

4．5 本章小结

第5章 角半沟泥石流预警模型研究

5．1 预警指标选取

5．2 主预警(降雨预警)模型研究

5．2．1 降雨事件的划分标准

5．2．2 降雨预警模型参数选取

5．2．3 降雨预警模型的建立

5．2．4 降雨预警模型的验证

5．3 辅助预警模型研究

5．3．1 泥位预警模型研究

5．3．2 次声预警模型研究

5．3．3 视频监测预警研究

5．4 角半沟泥石流联合预警研究

5．5 本章小结

结论与建议

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的学术成果