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坡面泥石流形成机制研究

曾凡伟  
【摘要】:本文基于重庆市北碚区地处川东平行岭谷,山地灾害尤其是坡面泥石流灾害在特大暴雨时广泛发育,给本区造成严重的经济损失的现状,为了有效的减少和预防坡面泥石流灾害给本区经济造成的损失,构建和谐社会,打造良好的人居环境,以促进社会的可持续发展。本文以2003年“7.19”特大暴雨事件为例,在大量实地调查的基础上,在室内做了大量的实验工作,取得了数万个各类数据,运用定性和定量相结合的方法,综合运用SPSS、EXCEL、MAPINFOR等工具和软件,为全面分析和研究北碚区坡面泥石流的发生和运动机制打下了良好的基础。为本区的防灾减灾工作创造了条件,填补了我国对坡面泥石流进行定量话研究的空白,为重庆市乃至西南地区坡面泥石流的定量化研究提供参考。 全文分为以下六个部分: 第一部分为坡面泥石流简介、国内外坡面泥石流研究的历史及现状、国内外研究坡面泥石流的主要方法。 第二部分为本论文的选题背景和思路、研究坡面泥石流的意义、本论文研究内容和研究方法。 第三部分为研究区概况,主要包括本区自然状况、社会经济状况以及本区坡面泥石流的分布状况。 第四部分为坡面泥石流形成的基本条件分析。在野外调查的基础上,对碎屑物、地质构造、岩性、风化作用进行了研究;结合1:5000的地形图,对地形地貌特征进行了深入研究,如平均坡度、沟谷纵比降、坡长、流域面积、流域形态要素、流域切割度等;在典型的坡面泥石流取土样的基础上,在室内实验1中,主要运用了甲种比重计法,同时结合最新仪器粒度分析仪对用甲种比重计法所得的结果进行矫正,从而进行坡(残)积层的粒度分析,同时运用相同的方法对微团聚体进行了分析;运用环刀法求土壤容重;利用氯化钡—硫酸法求阳离子代换量;利用SPSS对分散率和团聚度进行曲线拟合;运用土壤含水量速测法和高温烘干法分别进行了含水量和吸湿水的分析。运用SPSS分别对地貌因子如平均坡度、沟谷纵比降、坡长、流域面积、流域形态要素和坡(残)积物的粒度组成、微团聚体组成、土体容重、含水量、吸湿水、阳离子代换量进行了相关的矩阵分析。 第五部分是坡面泥石流发生的动力机制及其量化研究。在室内实验2的基础上,主要做了土体抗剪强度实验,求出了粘滞系数C值和内摩檫角θ的大小;探讨了剪切应力组成;对坡面泥石流运动的能量及其大小进行了有益的探索并试图使其量化:主要包括对雨滴能量、坡面散流能量、径流能量、启动能量及泥石流运动的总能量的量化;运用多元回归的方法对坡面泥石流运动的总能量和坡面泥石流形成的基本条件进行了创新性的分析,得出了有较高应用价值的定量化公式。 第六部分为结语与展望。


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