| 题名 | 沟谷型泥石流规模频率关系及其在城镇危险区评价中的应用 |
| 作者 | 高延超 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 陈宁生 |
| 关键词 | 泥石流 规模 频率 危险性 地震 |
| 其他题名 | Magnitude-frequency Relationship of Valley-type Debris Flows and Its Application in Hazard Zonation |
| 学位专业 | 岩土工程 |
| 英文摘要 | 泥石流规模与频率是泥石流预警预报与防治工程的重要参数和主要依据。受限于观测数据较少，相关研究的进展比较缓慢。中低频率的泥石流峰值流量计算，在过去的工程实践和灾害防治中主要采用暴雨泥石流同频率的配方法，但在汶川震后的极震区，由于松散物源的大量增加，泥石流的规模与频率都发生了较大变化，配方法的计算结果小于实测值。为解决这一问题，本文分析云南东川蒋家沟长期监测的泥石流观测数据，对丰富物源区的高频率泥石流进行研究。通过对蒋家沟1987-2004年间的178次泥石流事件的累积频率-规模关系进行非线性回归分析，得到y=a-b×ln(x+c)的对数函数关系。为了验证这种规律，将甘肃武都的火烧沟、柳湾沟、泥湾沟和云南大盈江的浑水沟进行了相同的分析，发现这四条沟道的规模-频率关系也符合对数函数关系。但五条沟道的a、b、c三个常数的差异较大。在物源丰富的情况下，泥石流规模更多地受控于流域特征及降雨特征。本文用流域面积和最大日降雨量这两个指标对上述三个常数采用回归分析，得出3个常数与流域面积和最大日降雨的关系式。强震区沟道内的物源在短时间内的大量聚集，导致泥石流活动剧烈，表现出高频率的特征，适用于本文分析的这种对数函数关系。随着沟道内松散物源的减少与固结，泥石流的规模与频率关系开始向着低频率的方向变化。本文作者对鲁甸地震区、芦山地震区及汶川地震区的震后松散砾石土随时间自然固结，颗粒级配、干密度、抗剪强度等指标进行野外及室内实验。总体而言，随着震后松散土体的固结，土体的颗粒级配发生变化，细颗粒流失；土体的干密度增大，孔隙比降低。土体的内摩擦角φ与粘聚力c均随固结增长，土体的抗剪强度也随之增大。随着泥石流物源减少，启动难度增加。从土体强度恢复的曲线来看，震后泥石流的活跃周期约为15-25年。为了验证这一规律，本文进一步研究了震后的成都龙门山地震区内龙溪-白沙河流域的的剥蚀数据的衰减规律，从另一个角度得出震后的泥石流活跃周期为26年。因此本文推荐在震后25年内的极震区泥石流流量计算宜采用统计公式法，25年之后采用雨洪配方法。为验证统计公式法的适用性，针对地震高发的康定城区子耳沟，分别采用了统计公式法与进行了配方法不同频率的峰值流量计算与危险区范围数值模拟。结果显示，在同等频率下，统计公式法得到的泥石流峰值流量远大于配方法；统计公式法5a一遇的峰值流量与配方法100a一遇的计算结果相近。这和汶川地震后极震区内的泥石流较一致，5-20a一遇的暴雨可能诱发100a一遇规模的泥石流。对于新构造运动强烈的重要城镇及重要工程，泥石流的工程建设及防灾减灾更推荐使用统计公式法。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 148 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24781]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地灾害与地表过程重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高延超. 沟谷型泥石流规模频率关系及其在城镇危险区评价中的应用[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018. |
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