金沙江白鹤滩水电站大寨沟泥石流发育特征及防治措施研究

摘要

在建的白鹤滩水电站位于云南巧家县与四川宁南县交界处的金沙江白鹤滩峡谷内，该区地质灾害（尤其是泥石流灾害）非常发育，对电站的建设与未来的安全运行将构成重大威胁。大寨沟泥石流流域位于坝址区右岸，沟口距离坝轴线约160m，一旦爆发泥石流将会产生重大的灾害，泥石流严重威胁着水电站建设施工和枢纽建筑的安全，因此，系统地对大寨沟泥石流灾害发育特征、危险性及发展趋势进行研究，提出合理的防治措施，具有重要的工程实际意义和理论意义。
　　本文在对大寨沟流域工程地质条件分析的基础上，系统的阐述了大寨沟泥石流的发育条件和发育特征。结合现场调查资料，采用了不同的方法计算泥石流的动力学特征参数，在此基础上对泥石流的危险性进行评价，并对泥石流现状条件下的堵江进行分析及泥石流发展趋势预测，最后提出泥石流防治措施。取得的主要认识和结果如下:
　　(1)大寨沟流域地势北东高、南西低，流域面积28.73km2，平面形态呈桃叶形，相对高差2307.00m。沟谷总体呈“V”字形，主沟长11.2km，沟床平均纵比降205‰，为一条沟谷暴雨型低频率泥石流沟。
　　(2)大寨沟流域可分为清水区、形成流通区、堆积区。其中清水区分布于大寨沟上游，呈“漏斗状”地形，占总流域面积的20.1％，沟道平均比降253‰;形成流通区面积较大，占总流域面积的79.4％，沟道平均纵坡降174‰，沟道狭窄而深，泥石流活动以冲刷为主;堆积区位于沟口，紧邻金沙江，泥石流冲出的固体物质大部分直接进入金沙江，堆积扇不明显。
　　(3)大寨沟流域内松散物源丰富，物源总量为438×104m3，其中可参与泥石流的动储量达60.14×104m3。物源类型可分为崩滑类物源、坡面侵蚀物源和沟床堆积物源，其中主要为堆积体物源占35％，其次沟道堆积体物源占28％，崩滑物源占24％，坡面侵蚀类物源所占比例较少占13％。
　　(4)大寨沟泥石流容重为容重为1.930t/m3，为过渡性泥石流。计算得到百年一遇的情况下，泥石流峰值流量达827m3/s，一次固体物质冲出量为16×104m3;沟口附近泥石流整体冲击力为65.1～168.1kPa;大寨沟泥石流危险度为0.51属于中度危险，综合分析泥石流造成堵江危害可能性较小;现阶段该流域处于壮年期，存在再次暴发大型泥石流的可能。
　　(5)在上述研究基础上，结合物源分布特征、运动特征、地形条件以及水电工程布置特征，大寨沟泥石流治理主要采取“中下游拦挡固源，沟口排导”的治理思路。拟采用的工程措施包括:中游设置梯级拦砂坝;下红岩堆积体中下部设置抗滑桩，前缘堆渣压脚，以达到固源目的;沟口处开挖马脖子山形成排导槽，改变泥石流运移沟道，以保证工程安全，达到大寨沟综合治理的目的。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据和研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 泥石流形成条件研究现状

1．2．2 泥石流运动特征研究现状

1．2．3 泥石流防治研究现状

1．3 研究内容及技术路线

第2章 研究区地质环境条件

2．1 气象水文

2．1．1 气象

2．1．2 水文

2．2 区域地质条件概况

2．2．1 地形地貌

2．2．2 地层岩性

2．2．3 地质构造与新构造运动

2．2．4 水文地质特征

2．2．5 岩土体工程地质特征

2．3 大寨沟流域的基本地质条件

2．3．1 地形地貌

2．3．2 地层岩性

2．3．3 地质构造与场区地震动参数

2．3．4 水文地质

第3章 大寨沟泥石流发育特征分析

3．1 大寨沟泥石流形成条件分析

3．1．1 流域地形条件

3．1．2 泥石流物源特征

3．1．3 泥石流水源特征

3．2 泥石流沟分区特征

3．2．1 泥石流清水区特征

3．2．2 泥石流形成流通区特征

3．2．3 泥石流堆积区特征

3．3 大寨沟泥石流成灾特征分析

3．3．1 泥石流发育历史

3．3．2 泥石流危害特征

3．3．3 泥石流成灾机制分析

第4章 大寨沟泥石流运动特征分析

4．1 泥石流容重计算

4．1．1 现场实验取得泥石流容重

4．1．2 根据粘粒含量计算泥石流容重

4．1．3 不同频率泥石流的容重推算及性质判断

4．1．4 公式法计算泥石流容重

4．2 泥石流流速

4．2．1 泥石流流速计算方法

4．2．2 大寨沟沟泥石流流速

4．3 泥石流流量

4．3．1 大寨沟泥石流峰值流量

4．3．2 一次泥石流过流总量

4．4 泥石流冲击力

4．4 泥石流危险范围预测及发展趋势研究

4．4．1 大寨沟泥石流危险度评价

4．4．2 大寨沟泥石流危险度范围预测

4．5 泥石流堵江分析及发展趋势研究

4．5．1 泥石流渡江危险性分析

4．5．2 大寨沟泥石流发展趋势研究

第5章 大寨沟泥石流防治工程措施研究

5．1 泥石流防治措施研究

5．1．1 泥石流防治原则及指导思想

5．1．2 泥石流防治方法

5．1．3 大寨沟泥石流防治措施

5．2 大寨沟泥石流综合治理研究

5．2．1 防治工程设计原则

5．2．2 综合治理方案

5．2．3 防治工程措施

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果