下载文档原格式
附录H（资料性附录）泥石流流体容重和颗粒分析试验方法H.1泥石流流体容重（Yc）的测定H. 1. 1现场调查试验法条件许可时，可在泥石流爆发时，或泥石流爆发后的有效时间内（一般为6h）,在需要测试的沟段取泥石流流体3组以上并测量其质量和体积；如超过有效时限，可现场请当地曾亲眼看见过该沟泥石流爆发的老居民，在需要测试的沟段，选取有代表性的堆积物搅拌成暴发时的泥石流流体状态，进行样品鉴定，然后分别测出样品的质量和体积，按下式求出泥石流流体容重。
Z订C式中：Y L泥石流流体容重，单位为吨每立方米（t/m3）；Wc—样品的质量，单位为克（g）；样品的体积，单位为立方厘米（cm3）oH. 1.2流体形态调查法调查曾目睹过泥石流的知情人，并让他们感官描述泥石流浆体的特征，按表H. 1确定泥石流的流体容重。
表II. 1泥石流流体稠度特征表在使用上述方法时应慎重，泥石流流体密度应根据调查分析和试验结果作综合研究后确定。
G. 2颗粒级配分析G. 2.1现场筛分试验法在沟域内泥石流堆积区和物源堆积物分布区，选择有代表性的断面试验点，清除外表杂质层后，开挖ImX Im,深0. 5m~l. 0m的取样坑，取出其全部土、砂、石，从中挑出粒径大于200nini的石块单个分别称重，其余按粒径分筛为N 150nini〜200nini, >100mm~150 mm, > 50 mm~100 mm, N20 mm~50 mm, 20 m及以下假设干级，每级分组称重，计算分组质量与总质量之比，绘制颗粒级配曲线，求算颗粒级配特征值。
现场筛分试验后，对粒径小于20mm 的颗粒，取样送实验室进行进一步室内筛析试验，送样质量不小于1kg。
经数据处理后，获取泥石流堆积物或物源堆积物的粗粒和细粒的全级配颗粒组成特征值。
I. 3. 1.4原铁道部第一勘察设计院推荐的西北地区经验公式匕=旦乩2/3兽（1.26）a 式中各参数含义同式（1.24）。
泥石流堆积物的粒度分布及其分形结构
倪化勇;刘希林
【期刊名称】《沉积与特提斯地质》
【年(卷),期】2008(28)3
【摘要】泥石流堆积物主要由砾石、砂砾、粉粒和粘粒组成,组成泥石流堆积物的颗粒级配变幅很大,从直径大于数十米的巨砾到肉眼难以看见的几微米的胶体微粒均有分布,大小颗粒粒径之比可达106～107.泥石流堆积物颗粒具有明显的自相似性和无标度区间.本文以小江流域多处泥石流堆积物为研究对象,采用图解法全面分析了泥石流堆积物的粒度组成特征,根据分形理论计算了泥石流堆积物颗粒的分维值,对泥石流堆积物的分形特征进行探讨,并与泥石流堆积物粒度特征相联系,发现分维很好的反映了泥石流堆积物颗粒组成及其粒度分布特征.将泥石流堆积物颗粒分维与泥石流的粘性、形成年代等性质相联系,以找出它们彼此之间的关系.
【总页数】6页(P35-40)
【作者】倪化勇;刘希林
【作者单位】成都地质矿产研究所,四川,成都,610082;中国科学院,成都山地灾害与环境研究所,四川,成都,610041;中国科学院,成都山地灾害与环境研究所,四川,成都,610041
【正文语种】中文
【中图分类】P694;X43
【相关文献】
1.泥石流固体堆积物粒度分布特征研究 [J], 徐新川;陈剑平;单博
2.泥石流堆积物粒度分布特征影响因素分析及分形维数预测 [J], 董佳祺;王清;张旭东;陈剑平;单博;肖广平
3.泥石流堆积物的粒度特征及分形结构：以金沙江上游干热河谷区瓦卡泥石流沟为例 [J], 陈剑;陈松;慎乃齐;刘丽娜;崔之久
4.泥石流堆积区粒度分布及分形结构特征 [J], 王运兴; 周自强
5.泥石流堆积物的分形结构特征 [J], 易顺民
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
北京双紧梢沟泥石流堆积物的特征及演变
北京双紧梢沟泥石流堆积物的特征及演变规律主要有以下几个方面：
一、物理特征
1、堆积物粒度：北京双紧梢沟泥石流堆积物以细砂为主，粒径介于0.063mm~2.0mm 之间，细砂和粗砂比值较大；
2、堆积物结构：北京双紧梢沟泥石流堆积物以砂岩为主，含有少量砂砾岩，砂岩结构细腻，砂砾岩结构粗糙；
3、堆积物密度：北京双紧梢沟泥石流堆积物的密度介于2.7g/cm3~2.9g/cm3之间，较大；
4、堆积物含水量：北京双紧梢沟泥石流堆积物的含水量介于7.0%~9.0%之间，较高；
二、演变规律
1、沉积量变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的沉积量在洪水期间有明显的增加趋势，在干旱期间有明显的减少趋势；
2、粒度组成变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的粒度组成在洪水期间有明显的变细趋势，在干旱期间有明显的变粗趋势；
3、堆积物结构变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的结构在洪水期间有明显的变细趋势，在干旱期间有明显的变粗趋势；
4、堆积物密度变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的密度在洪水期间有明显的增加趋势，在干旱期间有明显的减少趋势；
5、堆积物含水量变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的含水量在洪水期间有明显的增加趋势，在干旱期间有明显的减少趋势。
《北京山区泥石流的单沟预报》篇一一、引言北京山区地势复杂，地形起伏大，气候多变，是泥石流等自然灾害的高发区。
近年来，随着城市化进程的加快和气候变化的加剧，北京山区泥石流灾害频发，给当地居民的生命财产安全带来了严重威胁。
因此，开展北京山区泥石流的单沟预报研究，对于减少灾害损失、保障人民生命财产安全具有重要意义。
二、泥石流基本概念及形成条件泥石流是一种山区常见的自然灾害，主要由雨水或冰雪融水引发，将山体中的泥沙、石块等物质冲刷、搬运、堆积而形成。
其形成条件主要包括地形地貌、地质构造、气候条件、植被覆盖等因素。
北京山区地势陡峭，地质构造复杂，气候多变，加之人类活动的影响，为泥石流的形成提供了有利条件。
三、单沟预报方法及原理单沟预报是指针对某一具体沟谷的泥石流灾害进行预测和预报。
其方法主要包括实地调查、数据采集、模型建立、预报分析等步骤。
首先，通过对沟谷地形地貌、地质构造、气候条件等进行实地调查和数据采集，了解沟谷的基本情况和泥石流的形成条件。
其次，建立数学模型，对沟谷的泥石流发生概率、规模、流速等进行预测分析。
最后，结合实时气象数据和沟谷实际情况，进行实时预报和预警。
四、北京山区泥石流单沟预报的实施步骤1. 实地调查：对目标沟谷进行实地调查，了解其地形地貌、地质构造、气候条件等情况，收集相关数据。
2. 数据处理：对收集到的数据进行处理和分析，建立数学模型，预测沟谷的泥石流发生概率、规模、流速等。
3. 模型验证：通过历史数据对建立的模型进行验证和修正，提高模型的预测精度和可靠性。
4. 实时监测：结合实时气象数据和沟谷实际情况，进行实时监测和预报，及时发布预警信息。
5. 应急响应：根据预报结果和实际情况，制定应急预案和措施，保障人民生命财产安全。
五、单沟预报的优势与挑战单沟预报相比传统的大区域预报具有更高的精度和可靠性。
通过针对具体沟谷的实地调查和数据采集，可以更准确地了解沟谷的基本情况和泥石流的形成条件，建立更为精确的数学模型进行预测分析。
北京市北部山区石城镇泥石流沟松散物特点及储量计算模型
北京市北部山区石城镇地处于太行山脉的南麓，地形复杂，地势险峻，属于典型的山区地区。
该地区因为长期的水土流失和人类活动带来的破坏，导致土壤质量不断恶化，细粒土的裸露程度高，地表覆盖缺乏，极易引发泥石流。
泥石流是一种含有较多散体物质的水-土混合流，具有极高的破坏性，所以对泥石流中的散体物质进行研究和储量计算非常必要。
石城镇泥石流沟松散物的特点是分布广泛，易于崩塌，在陡峭的山坡上积储大量的泥石流物质。
泥石流物质包括了砾石、泥土、沙粒、石头等多种散体物质，其中砾石和石头占了很大的比例。
这些散体物质没有经过加工处理，含有很高的杂质，包括石头、枝干、树叶等。
而且散体物质的组成样式、平均颗粒大小、颗粒分布等也存在较大差异。
总而言之，泥石流中的散体物质不具备规律性和一致性。
为了准确地计算石城镇泥石流沟的储量，提出了一种储量计算模型。
在该模型中，散体物质按照颗粒大小和密度进行分类，每一类都有设定的权重值。
通过系统采样，测算物料的平均密度，并结合泥石流中散体物质的含量浓度，计算得到每个分类中含有的泥石流物质材料总质量。
最后将每个分类得到的泥石流物质质量求和，即可得到整个泥石流沟中散体物质的储量。
此模型的精度和实用性较高。
将此模型运用于石城镇泥石流沟储量计算，示范了该模型的可行性和实用性。
第52卷第4期2021年4月㊀㊀人㊀民㊀长㊀江Yangtze㊀River㊀㊀Vol.52,No.4Apr.,2021收稿日期:2020-02-03基金项目:四川省重点研发项目(18ZDYF3431)作者简介:陈文鸿,男,博士研究生,主要从事地质灾害防治与预警方面的研究㊂E -mail :625006176@ 通讯作者:余㊀斌,男,教授,博士,主要从事泥石流灾害与防治方面的研究㊂E -mail :yubin08@㊀㊀文章编号:1001-4179(2021)04-0027-07北京山区泥石流激发降雨特征及其临界值陈文鸿1,余㊀斌1,柳清文1,孙㊀帅2,师春香2(1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059;㊀ 2.国家气象信息中心,北京100081)摘要:北京地区现有的泥石流降雨临界值多从泥石流的历史降雨数据统计而来,缺乏结合泥石流发生机理与降雨特征的分析㊂通过收集相关文献资料,对北京山区泥石流进行了分析,并根据其起动机理,采用相应的泥石流预报模型计算出了泥石流发生的降雨临界值㊂结果表明:①高强度降雨与研究区泥石流暴发有着密切关系,且绝大多数为短历时降雨㊂②当1h 激发雨量I ȡ42mm ,且前期累积降雨量B ȡ130mm 的时候,发生泥石流灾害的可能性很大;当1h 激发雨量30ɤI <42mm ,且前期累积降雨量75ɤB <130mm 的时候,发生泥石流的可能性中等;当1h 激发降雨量I <30mm ,且前期累积降雨量B <75mm 的时候,发生泥石流的可能性较低㊂③在综合降雨临界值的基础上,北京山区红色降雨预警值为R ∗ȡ600mm ㊁橙色降雨预警值为600>R ∗ȡ480mm ㊁黄色降雨预警值为480>R ∗ȡ300mm ㊁蓝色降雨预警值为R ∗<300mm ㊂研究结果可为北京山区泥石流防灾减灾提供依据㊂关㊀键㊀词:泥石流;激发雨量;临界值;累积降雨量;北京山区中图法分类号:P642.23㊀㊀㊀文献标志码:ADOI :10.16232/ki.1001-4179.2021.04.005㊀㊀泥石流是指在沟谷或者山坡上,因为降雨(暴雨㊁冰川㊁积雪融化水)或其他自然灾害引发的山体滑坡并挟带大量泥砂㊁石块等固体物质的特殊洪流[1],破坏力强,对山区人民生命财产构成严重威胁㊂分析区域泥石流的降雨特征并以此作为一个突破口,开展泥石流的预测和预报,可有效地预防和减轻灾害的发生[2-5]㊂丛威青等研究发现,当日降雨㊁前期降雨㊁前期累积降雨和降雨时长与泥石流的发生有着密切的关系[6];陈树群等[7]把降雨时数小于12h,介于12~24h 及超过24h 分别定义为短历时降雨㊁中历时降雨及长历时降雨;余斌等[8]研究证明10min 降雨强度是沟床起动型泥石流暴发的关键;王治兵[9]通过实验证明了暴雨泥石流的预报与前期降雨和激发降雨有着密切的关系;倪化勇等[10]研究表明了泥石流发生是前期降雨与短历时降雨共同作用的结果;戚国庆等[11]认为强降雨泥石流的发生可以归为两个阶段:第一个阶段与前期实际累积降雨量有关,第二个阶段与短历时降雨强度有关;涂剑等[12]研究得出区域的泥石流激发雨量条件对山洪泥石流的预测具有指导意义;乔建平根据预警分类原理,建立了实现两类灾害预警的技术方法体系[13]㊂北京山区经常暴发泥石流,2011年 7㊃24 和2012年 7㊃21 强降雨引发山洪泥石流导致密云区龙潭沟㊁房山区十渡镇受损严重,严重危害了当地人民的生命安全[12,14-16]㊂北京山区大多数泥石流的形成机理主要是在高强度降雨的作用下,大量雨水在地表形成径流,汇集到主沟并形成强大的山洪,进而掀揭沟床物质形成泥石流[17-18]㊂北京山区泥石流易发区的地质地貌是泥石流暴发因素中相对稳定的因素,当沟谷地形和松散碎屑物质条件确定后,泥石流的暴发决定于降雨量与降雨强度[2]㊂㊀㊀人㊀民㊀长㊀江2021年㊀涂剑等[12]采用平均降雨强度-降雨历时(I-D)㊁累积雨量-降雨历时(C-D)组合指标,拟合出泥石流发生的雨量激发条件:I=35.4D-0.18和C=35.4 D0.82㊂史明远[19]采用前期有效降雨总量和短期降雨总量的关系,提出降雨总量临界模型Y=670000-1.284X,并对北京南窖主沟进行了预警㊂王礼先等[20]建立了北京暴雨泥石流发生的前3,5d或15d雨量与当日激发泥石流雨量的回归模型㊂孙佳丽[21]利用泥石流的灾害频率与降雨频率分析方法计算了门头沟不同时段的泥石流临界雨量㊂余斌等[22]通过地形条件㊁地质条件㊁降雨条件之间的关系,提出了沟床起动类型泥石流预报模型P=RT0.2/G0.5㊂姚令侃等[23]利用泥石流发生频率和暴雨频率推求了泥石流发生的临界雨量㊂钟郭伦[24]等以成昆铁路为基础建立了线路泥石流预报方法,确定了泥石流预报参数,并建立了相应的数据库应用系统㊂目前,北京地区现有的泥石流降雨临界值多数从统计泥石流的历史降雨数据而来,缺乏结合泥石流发生机理与降雨特征的分析㊂本文在前人研究基础上,收集2012年北京山区 7㊃21 暴雨泥石流灾害与本次气象站点(遍布全山区)的雨量过程数据和其他时间段发生泥石流的降雨资料,并基于研究区泥石流暴发的机理,结合余斌[8]提出的综合降雨临界值方法,开展该区泥石流降雨特征条件研究,以便为该区山洪泥石流预测预报㊁监测预警提供参考㊂1㊀研究区泥石流概况及降雨特征分析1.1㊀研究区概况及气象站点分布北京山区面积为10417.5km2,占全市总面积的62%㊂经溜石港㊁了思台㊁镇边城一线为界划分为北山和西山两个大区,界线的东面与南面为平原区㊂山区沟道狭窄,河谷坡度较大,其断面多呈 V 形[2,19]㊂崩塌时有发生,沟床㊁坡面碎屑物丰富[2],物源体主要以粗颗粒为主[12]㊂统计北京 7㊃21 山区气象站点的降雨数据,并将气象站点分为两类,一类为有泥石流发生的气象站点(即气象站点附近发生泥石流灾害),另一类为无泥石流发生的气象站点(即气象站点附近未发生泥石流灾害)(见图1),还收集了其他时间段的暴发泥石流事件(15起)[12,16]与对应的气象站点(见图2)㊂1.2㊀降雨特征分析北京山区滑坡很少,泥石流物源主要以零星崩塌后固体物质进入沟道为主,这类泥石流的起动机理为沟床起动型㊂短历时强降雨是诱发沟床起动类型的沟谷泥石流的主要原因[25-27]㊂余斌提出的沟床起动型图1㊀ 7㊃21 泥石流分布Fig.1㊀ 7㊃21 debris flowdistribution图2㊀其他时间段泥石流分布Fig.2㊀Debris flow distribution at other time periods泥石流的降雨模型是从泥石流形成机理出发的统计降雨模型,在台湾㊁西南地区㊁西北地区(舟曲以及陇南等地)[22,28]都有很好的适用性,但首次在北京地区适用,还需要更多的资料验证㊁完善㊂这类泥石流的预报模型由地形因子㊁地质因子和降雨因子组成,其表达式如下[22]:T=FJ(A A)0.2=J(A L2)(A A)0.2(1)G=F0C1C2C3C4(2)R=R∗R0Cv=B+12.5IR0Cv(3)P=RT0.2/G0.5(4)式中:T为泥石流形成区地形因子;J为泥石流形成区沟床纵比降;A为泥石流形成区面积,km2;L为形成区沟道长,km;A0为单位面积,1km2;G为地质因子;F0为泥石流形成区平均坚固系数;C1,C2,C3,C4分别为构造(断裂带)㊁地震烈度㊁物理风化和化学风化修正因子;R为降雨因子;R∗为综合降雨临界值;B为泥石流暴发前前期降雨量,mm,I为泥石流激发1h降雨量, mm;R0为当地年平均降雨量,mm,北京山区的年平均降雨为640mm;C v为当地10min降雨变差系数,北京山区10min降雨变差系数的C v=0.45;P为预警值㊂82㊀第4期㊀㊀㊀陈文鸿,等:北京山区泥石流激发降雨特征及其临界值有些泥石流发生时无法获取详细的降雨数据及激发1h 降雨量,因此,可采用公式(3)中综合降雨临界值(R ∗)的最大值对应1h 降雨雨量(I )作为泥石流暴发的激发1h 降雨量,综合降雨临界值(R ∗)的最大值对应的累积降雨量作为泥石流暴发的前期降雨量(B ),无泥石流发生的气象站点对应的参数值(激发1h 降雨量(I )㊁前期累积降雨量(B )也按以上步骤获取㊂本文降雨数据主要为79个降雨站点的2012年7月20日08:00至7月22日07:00的小时降雨数据,另外还收集了其他时间段泥石流暴发的降雨资料㊂其中,前期累积降雨量(B ,mm)㊁1h 激发雨量(I ,mm)和降雨历时(D ,h)作为本次区域泥石流雨量阈值预警研究的主要降雨参数(见表1)表1㊀北京泥石流降雨参数值Tab.1㊀Beijing debris flow parameter value降雨日期/(年-月-日)泥石流1h 雨量I /mm 累积雨量B /mm D /h 泥石流灾害(个数)数据来源2012-07-21有62.0200.74栗树港沟(2)西太平村(1)仙栖洞(1)北台(1)台港沟(1)上石堡村(1)任家台(1)王家台村(1)北京笛子亭(1)郑家台(1)大横岭(1)银水村(1)文献[12,14]有42.942.91黄塔村东(1)文献[12]有26.326.31宝地洼村村道(3)文献[12]有34.083.03宝地洼村村道(3)文献[12]有38.3108.94宝地洼村村道(3)文献[12]有18.478.24宝地洼村村道(3)文献[12]有20.855.63灵水村西(1)塔河村西(3)文献[12]有80.0144.54南窖沟(2)葫芦棚村(1)黄山店村(1)中窖村(1)南观村(1)文献[15]有74.0130.94黄塔村东(1)文献[12]有47.1127.24灵水村西(1)塔河村西(3)文献[12]有78.4178.05河东村村道(1)文献[12]有90.0220.06三福村村道(1)文献[12]有68.4212.16桑峪村东(2)文献[12]有49.1206.96灵水村西(1)文献[12]有67.5226.86灵水村西(1)文献[12]有36.8140.75灵水村西(1)文献[12]有55.0159.27密云国家站附近(3)文献[12]有34.7167.88密云国家站附近(3)文献[12]有33.5115.48蔡峪南沟(2)庄户峪水库河沟(3)前厂村(1)文献[12,14]有43.352.24蔡峪南沟(2)庄户峪水库河沟(3)前厂村(1)文献[12,14]有79.0160.16蔡峪南沟(2)庄户峪水库河沟(3)前厂村(1)文献[12,14]有85.3195.66蔡峪南沟(2)庄户峪水库河沟(3)前厂村(1)文献[12,14]有45.8141.75密云国家站附近(3)文献[12]无18.559.74无实测无18.357.94无实测无30.460.83无实测无32.032.01无实测无18.847.23无实测无23.855.43无实测无24.663.73无实测无26.268.83无实测无 6.320.74无实测无16.161.25无实测无21.448.73无实测无29.233.72无实测无37.346.62无实测无44.150.12无实测无45.187.75无实测无9.515.92无实测无10.919.62无实测无11.329.83无实测无15.732.13无实测无31.736.52无实测无34.337.02无实测92续表㊀㊀人㊀民㊀长㊀江2021年㊀降雨日期/(年-月-日)泥石流1h 雨量I /mm 累积雨量B /mm D /h 泥石流灾害(个数)数据来源无14.353.45无实测无11.811.81无实测无10.431.84无实测无11.824.73无实测无52.9123.45无实测无10.427.23无实测无18.839.23无实测无25.549.63无实测无32.343.43无实测无14.940.24无实测无10.830.54无实测无20.120.11无实测无10.925.94无实测无14.534.64无实测无23.284.96无实测无27.737.43无实测无37.046.23无实测无18.049.85无实测无9.676.313无实测无20.667.66无实测无13.557.56无实测无15.745.46无实测无13.750.86无实测无30.373.93无实测无21.221.23无实测无37.837.81无实测无19.457.61无实测无32.286.96无实测无59.166.21无实测无54.0131.23无实测无43.7112.74无实测无17.158.55无实测无17.841.85无实测无45.187.75无实测无49.5109.85无实测1950-08-04有56.5229.04门头沟(清水河)文献[29]1956-08-03有38.6449.011.6门头沟(清水河)文献[29]1976-07-23有103.8193.83半子城文献[15]1989-07-21有40.2347.67番字牌文献[15]1991-06-10有36.9186.1 3.2番字牌文献[15]2002-08-01有52.6280.14石城文献[15]2011-07-24有28.4163.35龙潭沟流域文献[15]2016-08-12有81.5173.53查子沟文献[15]1989-07-21有75.095.03密云县冯家峪镇文献[12]1991-06-10有30.050.08密云张家坟村文献[12]2011-06-23有60.060.03门头沟文献[12]2004-07-22有30.074.05密云县北庄镇文献[12]2002-06-24有50.085.04门头沟文献[12]2006-07-09有40.0125.04门头沟文献[12]2016-08-12有79.5136.08曹庄子沟文献[16]㊀㊀通过收集以上数据,统计了北京山区 7㊃21 气象站点的降雨特征(见图3~5)㊂从图3可以看出,研究区的 7㊃21 降雨历时基本小于6h(86.96%);其中,图3显示诱发泥石流的降雨历时大多数为3~6h (69.57%),都是在9h 以内(100%);从图5可以看出, 7㊃21 和其他时间段泥石流1h 激发雨量多数大于30mm (88.96%㊁78.57%),属于高强度降雨[7]㊂综上所述,北京山区泥石流主要是在短历时高强度降雨的条件下诱发的㊂3㊀第4期㊀㊀㊀陈文鸿,等:北京山区泥石流激发降雨特征及其临界值图3㊀降雨历时特征Fig.3㊀Rainfall durationcharacteristics图4㊀累积雨量特征Fig.4㊀Cumulative rainfall characteristics2㊀泥石流灾害降雨量临界值2.1㊀激发雨量值和累积雨量的关系将每个降雨站点的1h 激发雨量(I )和前期累积雨量(B )的数据点都绘于坐标系中(见图6),画出能合理区分两类点的分界线,得到相应的临界范围㊂图5㊀1h 激发雨量特征Fig.5㊀1h excitation rainfallcharacteristics图6㊀气象站点I -B 关系Fig.6㊀I -B relationship diagram of weather station从图6得出有泥石流发生的气象站点数据中,I <30mm 占的比例为10.53%,30ɤI <42mm 占的比例为28.95%,I ȡ42mm 占的比例为60.53%;B <75mm 占的比例为18.42%,75ɤB <130mm 占的比例为21.05%,B ȡ130mm 占的比例为60.53%㊂无泥石流发生的气象站点数据I <30mm 占的比例为67.86%,30ɤI <42mm 占的比例为17.86%,I ȡ42mm 占的比例为14.29%;B <75mm 占的比例为83.93%,75ɤB <130mm 占的比例为14.29%,B ȡ130mm 占的比例为1.79%㊂从图6可以看出,两类点被4条直线划分出9个区域㊂其中,无泥石流发生气象站点的坐标点主要13㊀㊀人㊀民㊀长㊀江2021年㊀分布在I ɤ30mm 且B ɤ75mm 范围内(64.29%),有泥石流发生气象站点坐标点主要分布在I ȡ42mm,且B ȡ130mm 范围内(44.74%)㊂综上所述,可以得出,当I ɤ30mm,且B ɤ75mm 的时候,发生泥石流的可能性较低;当I ȡ42mm,且B ȡ130mm的时候,发生泥石流灾害的可能性很大㊂目前还无法详细区分其他7个区域之间泥石流暴发的可能性关系,但可以确定这7个区域暴发泥石流的可能性介于I ɤ30mm 且B ɤ75mm 范围内暴发泥石流的可能性与I ȡ42mm,且B ȡ130mm 范围内暴发泥石流的可能性之间㊂因此,当I ȡ42mm,且B ȡ130mm 时,暴发泥石流可能性高,可为北京山区泥石流的预警预报提供一定的参考㊂2.2㊀降雨综合临界值将表1中两类气象站点(有泥石流暴发的气象站点㊁无泥石流暴发的气象站点)的降雨1h 激发雨量(I )和前期累积雨量(B )分别画在直角坐标系中(见图7),采用公式(3)中的R ∗=B +12.5I 合理地分开无泥石流和有泥石流两种类型点,进而确定B 和I 的关系㊂遵循以下原则进行划分:①保证精度,使预警范围不要过大,上限与下限之比不超过2倍的关系;②最大程度分开有泥石流与无泥石流;③不漏报,少错报㊂从图7可以得出采用B 和I 的诱发沟谷型泥石流泥石流的降雨阈值㊂图7㊀诱发泥石流的B 和I Fig.7㊀B and I inducing debris flow根据提取出来的诱发前期累积雨量(B )和1h 激发雨量(I ),分析这两类降雨站点(有泥石流发生的气象站点㊁无泥石流发生的气象站点)的1h 激发雨强和累积雨量的相互关系,得出泥石流红色预警临界线,见图7中实线(R ∗=B +12.5I =600mm)㊂为了提高降雨型泥石流预报准确性,本文画出黄色预警临界线(R∗=B +12.5I =480mm)和蓝色预警临界线(R∗=B +12.5I =300mm)㊂图7中有3个指标值:C r1=300mm,C r2=480mm,C r3=600mm(分别对应的是警戒线㊁警报线和避难线)㊂其中100%的暴发泥石流降雨站点都在C r ȡ300mm 区域内,85.29%的暴发泥石流降雨站点都在C r ȡ480mm区域内,67.65%的暴发泥石流站点都在C r ȡ600mm 区域内㊂这3个指标值将图7中的直角坐标系分为4个区域:当C r <300mm 时,泥石流发生的可能性很低;当300ɤC r <480mm 时,泥石流发生的可能性较低;当480ɤC r <600mm 时,泥石流发生的可能性中等;当C r ȡ600mm 时,泥石流发生的可能性高㊂图7中有4个无泥石流发生的气象站点,显示在C r=600mm 线以上(异常点),图7中左上方的异常点和右上方(从上往下)第3个异常点都靠近密云暴雨集中区,右上方(从上往下)第一个异常点靠近门头沟暴雨集中区,这些异常点附近有很大的泥石流发生概率㊂由于收集2012年北京 7㊃21 泥石流灾害发生信息主要是通过查阅文献记载信息[12,14],有可能存在部分气象站点附近有泥石流暴发却没文献记录,需要进一步去完善㊂由于降雨因素具有区域特性,特别是区域的地形与地质特征,因此,该临界值只适合北京山区流域的沟床起动型泥石流,下一步需要结合对单个泥石流沟进行研究分析,以便更好地预警泥石流的发生㊂3㊀结论区域泥石流的预测预报是泥石流灾害防治的重中之重㊂2012年7月21日北京市山区普遍暴发了特大山洪泥石流,其中暴雨中心所在的房山区暴发多处泥石流㊂并且,导致研究区泥石流暴发的降雨历时都是在9h 以内,泥石流暴发的1h 激发雨量大多数都大于30mm,对应的前期累积降雨量大部分都大于150mm㊂短历时高强度降雨是诱发这些泥石流的关键因素㊂本文在分析北京泥石流事件的降雨特征基础上,采用综合降雨临界模型R ∗=12.5I +B 得出3个预警临界值C r1=300mm㊁C r2=480mm 和C r3=600mm,进行Ⅳ级预警,在预报程度上更具优势,可以在一定程度上提高泥石流灾害预警的准确性㊂本文的模型预警值还可以为定量地预测北京山区山洪暴发的降雨临界值提供依据㊂本文收集的泥石流灾害样本数据有限,还没有对泥石流地形因素进行结合分析,这还需要进一步深入的研究㊂北京山区沟床起动泥石流大多数在暴雨条件下发生,普及这类泥石流降雨特征的识别方法和合理预防措施,也是今后的研究课题㊂参考文献:[1]㊀孙祥杰.泥石流的形成机理与其安全防护措施[J ].黑龙江科技信息,2012(13):5.[2]㊀韦京,莲赵波,董桂芝.北京山区泥石流降雨特征分析及降雨预报23㊀第4期㊀㊀㊀陈文鸿,等:北京山区泥石流激发降雨特征及其临界值初探[J].北京地质,1995(1)12-17.[3]㊀罗承,陈延芳,付琪智,等.江油市地质灾害时空分布规律和孕灾环境研究[J].人民长江,2019,50(12)95-100.[4]㊀匡乐红.区域暴雨泥石流预测预报方法研究[D].长沙:中南大学,2006.[5]㊀TAKAHASHI T.Mechanical characteristics of debris flow[J].Journalof the Hydraulics Division,1978,104(8):1153-1169.[6]㊀丛威青,潘懋,李铁锋,等.降雨型泥石流临界雨量定量分析[J].岩石力学与工程学,2006(增1):2808-2812.[7]㊀陈树群,陈少谦,吴俊鋐.南投县神木集水区崩塌特性分析[J].中华水土保持学报,2012,43(3):214-226.[8]㊀余斌,朱渊,王涛,等.沟床起动型泥石流的10min降雨预报模型[J].水科学进展,2015,26(3):347-355.[9]㊀王治兵.激发泥石流的前期降雨分割方法研究[D].成都:成都理工大学,2015.[10]㊀倪化勇.泥石流发生雨型响应及其临界降雨条件[D].成都:成都理工大学,2016.[11]㊀戚国庆,黄润秋.泥石流成因机理的非饱和土力学理论研究[J].中国地质灾害与防治学报,2003,14(3):12-15.[12]㊀涂剑,马超,杨海龙.北京山区暴雨泥石流激发雨量条件[J].中国水土保持科学,2017(15):103-110.[13]㊀乔建平.降雨型滑坡泥石流灾害预警原理及系统结构[J].人民长江,2020,51(1):50-55.[14]㊀丁桂伶,王翊虹,冒建,等.北京市泥石流易发区降雨预警阈值研究[J].水文地质工程地质,2017,44(3):136-142.[15]㊀张熠昕,马超,杨梅龙,等.北京市密云区龙潭沟流域泥石流灾害成因与动力学特征[J].北京林业大学学报,2018,40(7):73-84.[16]㊀马超,王玉杰,王彬.北京市密云区典型泥石流侵蚀过程分析[J].中国地质灾害与防治学报,2018,29(4):10-16.[17]㊀MA C,WANG Y J,Du C,et al.Variation in initiation condition ofdebris flows in the mountain regions surrounding Beijing[J].Geo-morphology,2016(273):323.[18]㊀张嫱,马超,杨海龙,等.北京山区典型低频泥石流特征及危险性研究[J].北京林业大学学报,2015,37(12):92-99.[19]㊀史明远.北京市南窖小流域泥石流灾害预测预警研究[D].长春:吉林大学,2016.4.[20]㊀王礼先,于志民.山洪及泥石流灾害预报[M].北京:中国林业出版社,2001.[21]㊀孙佳丽.北京市门头沟区泥石流灾害分布及临界雨量研究[J].地下水,2018(4):146-148.[22]㊀余斌,朱渊,王涛,等.沟床起动型泥石流预报研究[J].工程地质学报,2014,22(3):450-455.[23]㊀姚令侃.用泥石流发生频率及暴雨频率来推求临界雨量的探讨[J].水土保持学报,1988(4):72-78[24]㊀钟郭伦,谢洪,王爱英.四川境内成昆铁路泥石流数据库应用系统[J].山地学报,1990(2):75-81.[25]㊀SHIEH L C,TSAI J Y.Variability in rainfall threshold for debris flowafter the chi-chi earthquake in central taiwan,china[J].Interna-tional Journal of Sediment Research,2009,24(2):177-188. [26]㊀吴积善,康志成,田连权,等.云南蒋家沟泥石流观测研究[M].北京:科学出版社,1990:191-221.[27]㊀谭万沛,韩庆玉.四川省泥石流预报的区域临界雨量指标研究[J].灾害学,1992,7(2):37-42.[28]㊀YU B,LI L,WU Y F,et al.A formation model for debris flows in theChenyulan river watershed,Taiwan[J].Natural Hazards,2013,68(2):745-762.[29]㊀朱德莉.北京门头沟区泥石流灾害特征及监测预警研究[D].北京:中国地质大学(北京),2018.(编辑:刘媛)引用本文:陈文鸿,余斌,柳清文,等.北京山区泥石流激发降雨特征及其临界值[J].人民长江,2021,52(4):27-33. Characteristics and threshold of rainfall triggering debris flow in Beijing mountainous area CHEN Wenhong1,YU Bin1,LIU Qingwen1,SUN Shuai2,SHI Chunxiang2(1.State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection,Chengdu University of Technology,Chengdu610059China;㊀2.National Meteorological Information Center,Beijing100081,China)Abstract:㊀At present,the current rainfall threshold of debris flow in Beijing are mostly collected from the historical rainfall data of debris flow,lacking the analysis that combines with the debris flow mechanism and rainfall characteristics.By searching relevant document,this paper analyzed the debris flow in the mountainous areas of Beijing and calculated the rainfall threshold triggering debris flow according to their failure mechanism and the corresponding debris flow forecasting model.The results show that:(1) heavy rainfall is closely related to debris flow in the study area,and most of them are short duration rainfall.(2)the early warning range of debris flow in the mountainous areas of Beijing is as follow:when the1h triggering rainfall is Iȡ42mm and the previous accumulated rainfall is Bȡ130mm,it is highly likely to cause debris flow;when the1h triggering rainfall is30ɤI<42mm and the previous accumulated rainfall is75ɤB<130mm,the likelihood of debris flow is moderate;when1h triggering rainfall is I< 30mm,and the previous accumulated rainfall is B<75mm,it is less likely to cause debris flow.(3)Based on the integrated rain-fall threshold R∗=12.51+B,the red alert for heavy rainfall in mountainous areas of Beijing is R∗ȡ600mm,orange alert for heavy rainfall is600>R∗ȡ480mm,yellow alert for heavy rainfall is480>R∗ȡ300mm,and blue alert for heavy rainfall is R∗<300mm in the mountainous areas of Beijing.The study can provide a basis for debris flow prevention and mitigation.Key words:㊀debris flow;triggering rainfall;threshold;cumulative rainfall;Beijing mountainous area33。
北京泥石流沟道现状调查及特征分析北京是我国北方的一个大城市，每年夏季时节，由于降水集中、地面覆盖率低等原因，泥石流灾害频繁发生，给当地居民的生命财产安全带来严重威胁。
因此，对北京泥石流沟道的现状进行调查及特征分析，对于制定防灾减灾措施具有重要意义。
首先，北京泥石流沟道的现状需要进行调查。
调查应包括泥石流沟道的数量、长度、流域面积、平均坡度等基本信息。
可以通过遥感影像解译和实地调查相结合的方式获取相关数据。
其次，对北京泥石流沟道的特征进行分析。
根据调查数据，可以综合分析泥石流沟道的几何形态、材质特征、沟床状况等方面的信息。
泥石流沟道的几何形态特征包括沟槽形状、横截面形态、纵向特征等，这些信息可以反映出泥石流沟道的输沙能力和泥石流演化特点。
北京泥石流沟道的材质特征包括沟床堆积物的颗粒组成、粒度分布、密度、含水率等。
这些特征对于判断泥石流的稠密度、流动性以及可变性等具有重要意义。
同时，还需要分析泥石流沟道的沟床状况，包括沟床类型（如冲刷沟床、沉积沟床等）、沟床质地、沟床表面形貌、沟床陡度等。
除了几何形态、材质特征和沟床状况，还需要考虑北京泥石流沟道的演化特点。
泥石流沟道的演化是一个动态过程，泥石流的频繁发生会对沟道造成剧烈的改变。
因此，分析泥石流沟道的演化特点，对于预测泥石流的危险性、评估泥石流的受灾范围具有重要意义。
最后，结合调查和分析结果，制定相应的防灾减灾措施。
根据泥石流沟道的特征，可以采取挖掘沟道、建立防洪堤坝、维护沟道清淤等方式来减轻泥石流灾害带来的影响。
综上所述，北京泥石流沟道的现状调查及特征分析，对于制定相应的防灾减灾措施具有重要意义。
通过调查和分析，可以了解北京泥石流沟道的数量、长度、特征等，为灾害防治提供科学依据。
Vol. 20 No. 2Doe. 6020第29卷第6期2020年12月自然灾害学报JOURNAL OF NATURAL DmASTERS文章编号：1207 - 4577 (2020) 06 - 0093 - 70DOI ： 17.13577/j. j/V 2020.6010坡面泥石流形态和堆积特征研究王丽娟，马超，苗绿（北京林业大学水土保持学院，北京170033）摘要:坡面泥石流是发育在陡峭沟、坡中的不稳定岩土体失稳后转化形成,具有分布广、数量多等特点。
为了有效区分滑坡型和冲蚀型坡面泥石流，对研究区进行了野外调查和无人机拍摄，首先分 析了两种类型泥石流的形态特征和颗粒组成差异;再将地形陡峭指数和堆积区坡度、流动路径长度、 流动比结合起来进一步分析两种坡面泥石流流动特征，并对地形陡峭指数进行了修正。
结果表明： 冲蚀型坡面泥石流堆积物以粗颗粒为主，滑坡型泥石流堆积物以细颗粒为主；冲蚀型坡面泥石流堆积扇坡度要高于滑坡型泥石流，但是流动性要稍弱于滑坡型泥石流。
通过修正地形陡峭指数（R ）对 滑坡型和冲蚀型泥石流进行了有效区分，区分两种坡面泥石流的阈值为R = 4o 本研究结果有助于 深入研究坡面泥石流的地形条件以及流动性特征。
关键词:滑坡型坡面泥石流；冲蚀型坡面泥石流;形成类型；地形陡峭指数;泥石流侵蚀中图分类号:P642.23； X4； X9 文献标志码:AMorphological and depositional characteristics of slope debris flowWANG LOuvn , MA CUao , MHO Lv(School of Soil and Water Conservation , Beqin/ Forestry Univeuity , Bepin/ 170033 , China)Abstract : Slopo hedds Uow commonly oUginatos from tho mass failuros on steep terrain , which Uvs tho cUaracteUsttics of wido PistUbution and laryo quantita. In ordor ta Pis/nguish tho tyyas of lants/be-tyya and emsion-tyyg slopo hedds Uow, in this word , tho grain compon —- and mo/holopical characteUstics of tho tuo tyyas of slopo PeVUsUows wera analyzed U/ Ueld investigation and UAV method. Tho /ggeVness ntmbor , topethor with fan nratient , length of Uow path and modOity index , is used R analyoo tho modOity characteUstics of tho tuo Uows , and then 10—ifief it. Tho results show that tho emsion-tyyg slopo hefbs Uow Peposits slopo mainly consists of coarse paUiclos , whitg tho lantsliUe-tyya slopo PeVUs Uow Peposits am composef of Una paUicles. Tho Peyositional fan of emsion-tyyg PeVUs -low is steepor than that of lants/Ue-tyya ； whitg tho modiOty is s/ghtly weaber. A new index , equaling R thoproduci of luggeVness ntmbor and wido ratio , is pmposo U Pis/nguish tho Uw Uow tyyas by tho threshold of R = 9. Tho results of this word can bo helpful for furthor knowl —go atont tho Rpoy/pqa and modiOty of slopo PeVUs Uow.Key worpt : lants/de-tyya slopo PeVUs Uow; emsion-tyyg slopo V —ds Uow; formation tyya; /pg —n/s numbor ；Pefds Uow erosion泥石流既具有滑坡不具有的流动性，也具有高含沙水流不具有的结构性[一9]o按照地貌学特征,泥石流可以分为坡面型泥石流和流域型泥石流[「4]o坡面型泥石流是沟、坡中岩土体失稳后通过侵蚀运动路径上收稿日期：2020 -04 -20；修回日期：2020 -05 -19基金项目：国家自然科学基金项目（42772369）;中央高校基本科研业务费专项资金项目（202BLCB73）Supported by : National Natural Science FounnaPon of China （42742309） ； Funtamental Research Funds for the Central Universibes （ 202BLCB73 /作者简介:王丽娟11795 -）女，硕士研究生,主要从事山地灾害预警方面的研究.E-mail : 2394620737@ qq. com 通讯作者：马 超（1986-）,男，副教授，博士，主要从事山地灾害预测预报方面的研究.E-mail ： /n/uoxpmei@ 103. —m第7期王丽娟,等:坡面泥石流形态和堆积特征研究99的坡面物质转化而来的4「3］ o 一些学者结合固体物质补给形式进一步将坡面泥石流细分为溜坍型、冲蚀型 和滑坡型3种42］o 其中溜坍型和滑坡型泥石流都是高位陡坡上的岩土体失稳后转化而来的,而冲蚀型泥石 流是滑坡失稳后与地表径流一起进入到一定宽度的沟道中形成的，因而流动路径宽度变化较大。
