泥石流启动机理研究及危险性评价 ——以乃萨普沟泥石流为例

论文摘要

泥石流是发生在山区沟谷间的、含有大量固体松散碎屑的、不均物质的特殊洪流。它的爆发是由暴雨、冰雪的快速消融、火山爆发、地震和溃堤等因素引起,具有突发性、历时短暂、危害性、周期性等特点,发生时会对当地居民人身财产安全造成巨大危险,影响人民正常的生产和生活。本文研究的对象乃萨普沟泥石流位于西藏聂拉木县聂拉木镇扎西村,受2015年尼泊尔博克拉“4.25”地震的影响,沟内物源增加,沟床及沟岸物源受地震影响,稳定性降低,近年来该沟爆发了不同程度不同规模的泥石流。威胁着沟口扎西宗村74户265人,泥石流中下游流域约2500亩耕地、5000亩草地;同时,威胁G318国道约500m道路和涵洞1座,以及电力和通讯设施,可能造成的潜在经济损失约6000万元。通过对乃萨普沟泥石流研究区地质资料的收集、分析、整理,以及现场勘察,查明乃萨普沟泥石流的工程地质条件,分析降雨与地震因素对泥石流的影响。结合泥石流流域特征和流动力学特征,深入分析泥石流的形成启动机理。运用可拓学法结合灰色关联法对乃萨普沟泥石流的支沟进行了危险性评价,同时用FLO-2D软件模拟对泥石流运动特征进行模拟分析,根据强度划分和泥石流爆发周期,对泥石流的流域危险性进行评价。本文的主要结论如下:（1）乃萨普沟泥石流启动机理研究。首先查明研究区地质环境,包括乃萨普沟的工程地质条件、水文地质条件等,然后分析乃萨普沟泥石流物源区、流通区、堆积区的流域特征、动力特征,最后分析和阐述了研究区泥石流启动机理。（2）乃萨普沟泥石流危险性评价。利用可拓学法建立泥石流沟的物元,通过灰色关联法计算不同影响因素的所占权重,综合得出该沟的两条支沟都处于高度危险状态。（3）数值模拟。利用FLO-2D数值模拟软件模拟对乃萨普沟泥石流运动过程,对不同降雨频率下（10%、5%、2%、1%）乃萨普沟泥石流的冲淤情况进行数值模拟。分析乃萨普沟泥石流爆发的运动过程和特征,划分泥石流强度,通过强度和降雨周期对流域进行危险性评价,得到研究区泥石流强度和流域危险性区域图。为乃萨普沟泥石流后期的监测工作和防治工程提供理论。

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摘要

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第1章绪论

1.1 选题背景、研究目的与意义

1.1.1 选题背景

1.1.2 研究目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外泥石流研究现状

1.2.2 国内泥石流地质灾害研究历程和现状

1.2.3 泥石流地质灾害的危险性评价现状

1.2.4 泥石流地质灾害的启动机理现状

1.3 主要研究内容、研究思路与方法

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 研究思路与技术路线图

第2章研究区概述

2.1 自然地理条件

2.1.1 研究区地理位置与交通

2.1.2 气象、水文

2.1.3 社会经济状况

2.2 地质条件

2.2.1 地形地貌

2.2.2 地层岩性

2.2.3 岩土体工程地质性质

2.2.4 地质构造

2.2.5 新构造运动与地震

2.2.6 水文地质条件

2.3 人类工程活动

第3章乃萨普沟泥石流的发育条件

3.1 乃萨普沟泥石流的沟谷特征

3.2 乃萨普沟沟谷地形地貌

3.2.1 地形地貌及沟道条件

3.2.2 清水汇流区地形条件

3.2.3 形成流通区地形地貌条件

3.2.4 堆积区的地貌条件

3.2.5 物源转化关系

3.3 乃萨普沟泥石流的水源条件

3.4 小结

第4章乃萨普沟泥石流的基本特征及启动机理研究

4.1 乃萨普沟泥石流的历史灾害情况

4.2 乃萨普沟泥石流的动力特征

4.2.1 泥石流的重度

4.2.2 泥石流的流速

4.2.3 泥石流流量

4.2.4 泥石流的爬高和最大冲起高度

4.3 乃萨普沟泥石流影响因素和启动机理分析

4.3.1 乃萨普沟泥石的影响因素

4.3.2 乃萨普沟泥石流的启动机理分析

4.4 小结

第5章乃萨普沟泥石流的危险性评价

5.1 基于可拓法对于乃萨普沟泥石的危险性评价

5.1.1 可拓法基本理论介绍

5.1.2 泥石流危险性评价物元模型的建立

5.1.3 乃萨普沟泥石流评价因子和危险等级的确定

5.1.4 构建乃萨普购泥石流的经典物元和节域物元

5.1.5 乃萨普沟泥石流的关联函数值及评价因子权重

5.1.6 泥石流危险性评价结果

5.2 基于FLO-2D的乃萨普沟泥石流危险性评价

5.2.1 FLO-2D的理论基础

5.2.2 模拟流程

5.2.3 乃萨普沟泥石流模拟过程

5.2.4 乃萨普沟泥石流模拟结果

5.2.5 误差分析

5.2.6 乃萨普沟泥石流的危险性划分

5.3 小结

结论与展望

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张旭

导师: 王鹰

关键词: 泥石流,启动机理,危险性评价,数值模拟

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 西南交通大学

分类号: P642.23

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.002126

总页数: 79

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