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泥石流切割密度

发布时间:2021-07-11 12:31:55

1、泥石流危险性评价里面 流域切割密度怎么计算?

很简单。
用流域形状总长度知除以流域面积,得出结果,单位是道km/km2
数据说来,比如流域面积5.2km2,流回域形状为长条形,主沟长5.5km,那么他的流域切割密度就不大,为1.06km/km2。

希望能帮到你答。

2、谁知道泥石的密度怎么算?

伏列什曼(S.M.Flecheman)通过试验研究,把每立方米流体中固体物质含量100~150公斤作为界限值,小于此值者为一般山地洪流,大于此值者为泥石流;他把泥石流体密度1.5吨/米3和粘度2.5~3.5泊作为界限值,用以区别稀性泥石流(水石流)和粘性泥石流;按照一定的颗粒粒径及雷诺数作为界限值,又分出层流和紊流。加戈希泽(M.S.Gagocheze)把固体物质重量占20~ 30%的流体算作紊流型泥石流,80~ 90%的为结构型泥石流。维诺格拉多夫(Y.B.Vinogradov)提出的泥石流界限 值为:①有效粒级小于砂粒级(粒径1毫 米)者为泥质泥石流,大于者为泥石质泥石流;②结合水含量为主,粒径<0.01毫米的颗粒物质含量占0.025以上者为结构型(粘性)泥石流,反之则为紊流型(稀性)泥石流。

3、工程区重点泥石流危险性评价

泥石流危险性评价是目前国内外灾害科学研究的热点之一,也是灾害预测预报和防灾减灾工作中的重要内容。对工程区泥石流进行危险性分析和评价具有重要的科学价值和现实意义。

一、工程区泥石流危险度分析

泥石流危险度是指遭受到泥石流损害的可能性大小,它是由泥石流危险因子综合判定的,危险因子有主次之分。根据刘希林《泥石流风险评价》 一书中提出的最新的单沟泥石流危险度评价模型和转换函数法对工程区泥石流沟进行危险度评价,选取的评价因子及其数值分别是泥石流规模(m)、发生频率(f)、流域面积(s1)、主沟长度(s2)、流域相对高差(s3)、流域切割密度(s6)和不稳定沟床比例(s9)。其转换函数和转换值见表4-3。

表4-3 泥石流危险度评价因子和转换函数及其转换值

泥石流危险度采用刘希林《泥石流危险性评价》 和《泥石流风险评价》 中推荐的最新公式进行定量计算:

南水北调西线工程地质灾害研究

根据实地考察和读图分析得到工程区泥石流的评价因子,将各变量转换函数赋值代入式(4-2),计算得出各泥石流危险度(表4-4);按照危险度5级划分标准:极低危险(0<H单≤0.2),低度危险(0.2 <H单≤0.4),中度危险(0.4 <H单≤0.6),高度危险(0.6<H单≤0.8),极高危险(0.8<H单≤1),对工程区泥石流危险度进行分级(表4-4)。

表4-4 工程区泥石流危险度及其分级表

二、泥石流危险度分布特征

从工程区泥石流沟危险度计算结果来看,工程区泥石流沟从极低危险到高度危险均有分布。对工程区泥石流危险度统计分析表明(表4-5;图4-1),86条(83.5%)泥石流沟危险度属于低度危险和中度危险范围,属于高度危险的泥石流沟有4条;杜柯河、达曲和色曲流域泥石流数目多,危险程度高,其中杜柯河流域的阿碰林旦牧场沟和果然沟泥石流危险度更高,应引起高度重视。

表4-5 工程区泥石流危险度统计表 单位:条

图4-1 工程区泥石流危险度分级统计图

4、泥石流沟谷的切割深度和纵坡降怎么求?

运动和堆积均在一条比较完百整的沟谷度中进行,其固体物质来源主要来自于沟谷中的松散堆积物以及其问两侧支沟,形成区海答拔一般在1200~1400m之间,其平面形态大致呈版桃叶形、近花瓶形。你懂了吗,不懂的话还权hi我

5、泥石流基本特征值的确定

泥石流的基本特值主要是指泥石流的密度、流速、流量、泥位及方量。它们是预报泥石流规模类型的重要参数,也是设计泥石流防治措施的不可缺少的资料。

(一)泥石流密度的确定

对于黏性泥石流,可在现场选择淤积下来的堆积物典型剖面,确定其土石成分,测出单位体积土石所占的体积百分数分别乘以土石单位密度相加即得。

(二)泥石流流速的确定

泥石流流速的确定是个极为复杂的问题,很难进行现场测试。目前我国有不少适用于不同地区、不同类型的泥石流流域和泥石流性质的经验公式。

1.黏性泥石流流速

1973年,中科院通过对蒋家沟泥石流的运动要素的分析,首次用量纲分析法推导出黏性泥石流的流速公式。后经铁道部陈光曦等改进,得到黏性泥石流的流速(VC)公式:

环境地质学

式中:I为泥石流的纵坡降(‰);K为黏性泥石流流速系数(见表4-1);H为泥深(m)。

表4-1 性泥石流流速系数取值

2.稀性泥石流流速

我国铁道部第一设计院推荐的计算公式为:

环境地质学

式中:Vd为泥石流断面的平均流速(m/s);Rd为泥石流流体的水力半径(m);I为泥石流泥面纵坡降(‰);α为阻力系数,α=(φρs+1)1/2,其中φ为修正系数,φ=(ρd-1)/(ρs-ρd),ρd为泥石流密度,ρs为泥石流中的固体物质的密度(t/m3)。

(三)泥石流流量的确定

确定泥石流流量的最好办法是在泥石流沟谷的适当深度上设置观测断面直接进行测量,但由于观测难度大,所以一般用已计算出的流速乘以过流断面,即

QC=VC·F

式中:QC为泥石流流量;VC为泥石流流速;F为泥石流过流断面。

另一种方法是用流域可能产生的最大洪水流量,乘以修正系数,即

QC=α·QB

式中:QB为流域最大洪水流量;α为泥石流修正系数,α=(1+φ)KD,φ=(rd-1)/(rs-rd),rd为泥石流容重,rs为泥石流中固体容重(t/m3),KD为堵塞系数(堵塞轻微的为小于1.5,中等堵塞的为1.5~2.5,严重堵塞的大于2.5)。

(四)泥石流泥位的确定

泥位既可反映泥石流的流速和流量,又可反映泥石流的规律和危险度,显然在沟床纵坡一定的情况下,泥位愈深,流速、流量愈大,造成的冲击力也愈大,一旦达到或超过危险泥位时,就会酿成灾害。

泥位标高可通过现场泥痕调查获得,调查时需确认是当次暴发的泥石流沟。

(五)泥石流方量的确定

泥石流方量的确定方法有两种,一种是用泥石流过程直接确定,另一种根据泥石流过境痕迹,以测定整个泥石流堆积区堆积方量,并把堆积区测定的结果与形成区的测定结果进行对比。

6、泥石流危险度区划

地质灾害危险度区划,国内外已有许多成功的范例。这些成果的科学基础,即认为地质灾害的区域分异,都是孕灾环境和致灾因子综合作用的结果。地质灾害危险区划的方法,实际上是多因子综合分区方法,即选用多个环境背景和灾害特征因子,采用一定的逻辑和数学规则,构成一个综合指数,以此指数作为危险度分区的依据,在此基础上进行危险度分级。分区成果,通常以行政区域、网格区域和流域单元为表现形式,尤其以前两种形式为常见。

地质灾害危险度区划的这一基本思路和技术路线,体现了定性与定量相结合、在定性基础上定量的特点,是地学研究中用得较多的一套方法。这套方法的关键技术问题是如何合理地选择与地质灾害危险性相关的因子,选择多少个因子才是合理可行的,如何确定主要因子和次要因子,又如何客观地确定各因子的权重。以上问题,对不同的地质灾害类型可有不同的处理方式。因此,就某种地质灾害的危险度区划而言,只能说有某种代表性方法,而没有一成不变的方法。

在探讨地质灾害危险度区划方法时,采用不同的定量化数学方法来构成一个危险度分区的综合指数,近年来是许多青年学者追逐的热点。主要有,神经网络法、投影寻踪法、信息熵法、关联度分析法、模糊数学法、可拓法、粗糙集法、层次分析法、正反负矩阵权重分析法,各种数理统计方法层出不穷。近期的许多方法,虽在因子赋权和综合指数的表达上有所翻新,但多疏于考虑一个基础性问题,即如何针对某种地质灾害,合理地选择相应的区划因子并合理量化,这往往是决定区划成功的关键所在。

本书第一作者,在最早有关泥石流危险度区划的探讨时提出了一种推论,如果已知一个区域内每条泥石流沟的危险度,那么,该区域的泥石流危险度就是所有单沟泥石流危险度的平均值。这是一种在已知单沟泥石流危险度基础上,求算区域泥石流危险度的直接方法,再用区域泥石流危险度作为综合指数,进行泥石流危险度区划。但在当时,考虑到计算每一条泥石流沟危险度的难度,提出了用泥石流沟分布密度(灾害特性的代替因子)和环境背景因子分别作为区域泥石流危险度评价的主要因子和次要因子。采用这一间接方法,建立了区域泥石流危险度多因子综合评价模型及其计算公式,后经改进,沿用至今,已入编普通高等教育 “十五” 国家级规划教材《地貌学原理》(2005年修订本)。

“山地灾害预测及对西线南水北调一期工程安全性影响评价” 项目为检验早期的推论提供了实践的机会。在野外考察和室内工作并计算出研究区103条泥石流沟危险度基础上,以网格为评价单元,用单沟泥石流危险度面积加权平均方法,得出了南水北调西线一期工程区泥石流危险度分区成果,填补了该区这一领域的空白,这也是地质灾害危险度区划理论和方法上的一次有重要意义的新尝试。

一、区划方法

基于单沟泥石流危险度评价结果,采用网格划分基本评价单元,用单沟泥石流危险度面积加权平均法,得出每个方格的区域泥石流危险度,以此作为分区指标,对研究区内7个流域分别进行泥石流危险度区划。这种区划方法,仍然属于多因子综合评价方法,因为单沟泥石流危险度也是由7个评价因子综合评价得出的。

泥石流规模和泥石流发生频率是泥石流危险度评价的主要因子,这是在20世纪90年代初由全国近百位泥石流专家学者通过通讯方式认定的,已得到学界的认可。其他5个次要因子选取的原则和方法是:从单沟泥石流危险度评价的14个候选因子中,采用双系列关联度分析方法,将14个候选因子分别与泥石流规模和发生频率进行关联度分析,再根据每个候选因子与泥石流规模和发生频率得出的两个关联度的平均值来确定是否与主要因子关系密切,从而决定其取舍。该项研究,选取相关关系好,即平均关联度大于0.85的环境因子作为泥石流危险度评价的次要因子,由此得到式(4-2)中单沟泥石流危险度评价的5个次要因子。

权重系数确定的原则和方法是:从平均关联度最小的次要因子开始,给定其起始权数为一个基本单位10n(n可为任意整数,在此取n=0),以此基本单位为公差,依次呈等差级数向关联度增大的方向递增次要因子的权数。为突出次要因子与主要因子从量变到质变的区别,主要因子的权数以最大的次要因子的权数为基数,以2为公比,呈等比级数继续递增,两个主要因子泥石流规模和发生频率赋予相等的权重。由此得到式(4-2)中单沟泥石流危险度评价的7个因子的权重系数。

具体操作方法为,在Arcview GIS3.3平台上,将研究区以0.5km×0.5km作网格划分,得到2361个方格,叠加上103条泥石流沟的流域界限,认定每条泥石流沟内具有的泥石流危险度值相同。如果某个方格为具有某一危险度值的泥石流流域完全覆盖,那么,该方格的危险度值就是该泥石流沟的危险度值;如果未能完全覆盖,那么未覆盖部分认为是泥石流危险度值为零,再以覆盖部分所占面积百分比乘以该部分的泥石流危险度值,以此作为整个方格的泥石流危险度值;如果一个方格为两条或多条泥石流流域所覆盖,则分别以其流域面积百分比为权重,进行危险度值加权平均,得出该方格的泥石流危险度值。用计算公式表示为

南水北调西线工程地质灾害研究

式中:H方格为每个方格的泥石流危险度;pi为每个方格内各泥石流沟所占的面积百分比;Hi为对应的每条泥石流沟的危险度;n为方格内泥石流沟的数量。

二、区划结果

区划结果为,在研究区2361个方格中,高度危险区共292个方格,总面积73km2;中度危险区共459个方格,总面积114.75km2;低度危险区共627个方格,总面积156.75km2,极低危险区共983个方格,总面积245.75km2(表4-6)。单沟泥石流危险度评价中没有极高危险的泥石流沟,因此,泥石流危险区划中也没有极高危险的区域,两者结果是一致的。需要说明的是,极低危险的方格数和总面积是没有绝对意义的。首先,每个流域所在研究区边界的确定具有较大的不确定性,因为它是由研究者主观划定的;其次,无泥石流沟分布和虽有泥石流沟分布,但其加权平均后的泥石流危险度值小于0.2,这两种情形没有加以区分,在此均作为极低危险区归为一类。这种分级归类的处理虽有所简化,但并不影响区划效果,从某种意义上讲,将无危险区并入极低危险区更具有合理性,因为在研究区内,无危险区并不具有绝对的含义。

表4-6 各流域不同泥石流危险度等级的方格数量

仍然按泥石流危险度的5级划分标准,将高度危险区(0.6~0.8)填充红色,中度危险区(0.4~0.6)填充粉红色,低度危险区(0.2~0.4)填充黄色,极低危险区(0~0.2)填充绿色,由此得到南水北调西线一期工程泥石流危险区划系列成果(图4-2~4-7)。

泥石流高度危险区内,原则上不宜兴建大型水利枢纽,防治对策上以 “防为主、治为辅” 为基本原则。如调水工程确需经过高危险区,则必须对坝址和水库库区内关键点的泥石流沟实施工程治理。泥石流中度危险区是主体,面积较广,不可能完全绕避,但应精选精建,同时配以适当的防护工程,防治对策是“防、治并重”。泥石流低度危险区是可以进行开发和建设的,但对受泥石流严重威胁的场所,应建有适当的防护工程。防治对策是“治为主、防为辅”,因为该区泥石流危险程度轻微,实施一定的土木工程和生物工程,即可基本上抑制区域内泥石流灾害的发生。极低危险区是安全建设区,基本上没有泥石流危害或泥石流危害极其轻微。

图4-2 达曲流域泥石流危险度区划图

图4-3 泥曲流域泥石流危险度区划图

图4-4 色曲流域泥石流危险度区划图

图4-5 杜柯河流域泥石流危险度区划图

图4-6 麻尔曲流域泥石流危险度区划图

图4-7 阿柯河流域及若果郎渡槽泥石流危险度区划图

研究结果表明,工程区103条泥石流沟中,没有极高危险的泥石流沟,其中高度危险的泥石流沟4条,占总数的4%;中度危险的泥石流沟42条,占总数的41%;低度危险的泥石流沟44条,占总数的43%;极低危险的泥石流沟13条,占总数的12%。

研究区内没有极高危险区,高度危险区总面积为73km2,主要集中在杜柯河流域,达曲和泥曲流域有零星分布;中度危险区总面积114.75km2,各流域均有分布,其中杜柯河和达曲流域分布较多;低度危险区是分布最广的区域,总面积156.75km2,各流域均有分布,以杜柯河流域分布略多。

泥石流极低危险区是指那些危险度值小于0.2或未发现有泥石流沟分布的区域。考察中发现,属于极低危险度的泥石流沟很少,因此,极低危险区的面积很大。但不能排除在划归为极低危险的区域内,尚有未调查到的泥石流沟。因此,极低危险区这一等级的可靠性不如其他危险区的高。

用单沟泥石流危险度值作为综合指标,以泥石流沟流域面积作为权重的加权平均方法,采用网格作为泥石流危险度区划的基本单元,能够直接获得泥石流危险度区划的结果。如果能够在前期对地质灾害达到详查的程度并计算出每条泥石流沟的危险度,那么,用本书提出的方法来进行地质灾害的危险度区划,无疑比用间接方法和替代指标得出的危险度区划成果具有更高的可靠性。

7、 泥石流

泥石流是山区特有的一种自然灾害现象。它与崩塌、滑坡有所不同,主要是外动力类型的地质灾害,它是一种由于强降雨等激发的含有大量泥砂、石块等固体物质运动的特殊洪流。它暴发性突然、历时短暂、来势凶猛、具有强大的破坏力。

一、形成的基本条件

泥石流的形成必须同时具备以下三个条件:

陡峻的便于集水、集物的地形地貌;丰富的松散物质;短时间内有大量的水源。

(1)地形地貌条件:在地形上具备山高沟深、地势陡峻、沟床纵、坡降大、流域形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区共三部分。上游形成区的地形多为三面环山、一面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵、坡降大,使泥石流能够迅猛直泻;下游堆积区地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使碎屑物堆积场所。

(2)松散物质来源条件:泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育、新构造活动强烈、地震烈度较高的地区。地表岩层破碎,滑坡、崩塌、错落等不良地质现象发育;为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;另外,岩层结构疏松软弱、易于风化、节理发育,或软硬相间成层地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程经济活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。

(3)水源条件:水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的重要激发条件和搬运介质(动力来源)。泥石流的水源有暴雨、冰雪融水和水库(池)溃决水体等形成。我市泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。

二、主要特征

(1)泥石流的分布是明显受地质地貌和降水条件的控制,一般而言,泥石流集中分布在一些沿大断裂或深大断裂发育的河流沟谷两侧,是泥石流的密度最大、活动最频繁、危害最严重的地带。在各大型构造中,具有高频率的泥石流又往往集中在板岩、片岩、片麻岩、混合花岗岩、千枚岩等变质岩系及泥岩、泥灰岩等软弱岩系和第四系堆积物地区。如本市景宁、青田、龙泉、庆元等县(市)。

(2)泥石流的分布还与大气降水、冰雪融化的显著特征密切相关。即高频率的泥石流主要分布在气候干湿季较明显、较暖湿、局部暴雨强度大、冰雪融化快的地区。

(3)泥石流主要的地貌特征是具有山区特定的冲沟、沟谷或干枯河谷,形成本市有大量的松散堆积物。上游坡降等于或大于0.25~0.05,具有广阔的盆地式汇水面积,有利于水流迅速汇集并产生强大的冲刷力;中游纵坡降0.5~0.06或更大,谷深坡陡,沟身常不对称,参差不齐,沟槽常被大量松散固体物质堵塞构成跌水;下游坡度急速变缓,有广阔缓坡形成堆积扇,堆积扇上沟槽不固定,扇体不杂乱分布垅岗状、舌状、岛状堆积物,堆积石块棱角尖锐无方向性、无明显的分选层次。

三、诱发泥石流的人为因素

由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生就是由于人类不合理的开发而造成的。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加,可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有:

(1)不合理开挖:修建铁路、公路、水渠以及其他工程建设的不合理开挖。有些泥石流就是在修建铁路、公路以及其他建筑活动时破坏了山坡表层而形成的。

(2)不合理弃土、弃渣及采石:不合理的弃土、弃渣及采石等形成的泥石流事例很多。

(3)滥伐乱垦:滥伐乱垦会使植被消失,进而山坡稳定性破坏,滑坡、崩塌等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。群众说:“山上开亩荒,山下冲个光。”

丽水市发生的泥石流均以突发性暴雨型为主,其主要分布在沟谷狭窄、坡降较大的中低山区。到目前为止,丽水市共发现有一定规模的泥石流有23处,占总数的8.5%。泥石流在丽水市虽然出现次数并不多,但造成的损失是巨大的,尤其是对农村生命财产和农业生产造成巨大的损失。如1996年8月1日,青田县黄洋乡石平川发生的泥石流,因钼矿尾砂库泄洪道被乱采滥挖的废石堵塞,造成洪水大量进入尾砂库,使尾砂坝坍塌,近百万立方米的尾砂和洪水混合在一起,形成一个大型的沟谷型泥石流,沿河道奔腾而下,将河道两侧的建筑物、农田冲毁,死亡22人;1998年景宁县毛洋乡新建洋村发生泥石流,死亡23人,受伤54人,冲毁民房14幢,36户128人无家可归,直接经济损失惨重。

8、岩石被切割了密度变不变?

如果是实心岩石,那么它的密度是不会改变的,密度=质量/体积。如果岩石中有空室或者气孔大小不均匀,那么切割前后密度会产生变化,只需要用密度公式就可以得出新的密度。

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