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成都山地所在泥石流堆積動力演化過程研究中取得進展

2019-06-28 成都山地災害與環境研究所
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  堆積是泥石流動力演化過程的最后階段,也是研判泥石流這種災害性地貌現象危害程度的重要指標。其中,泥石流堆積形態對于危險區劃分、防治工程設計和山區溝谷扇形地的綜合開發利用起著決定性作用。然而由于泥石流復雜的顆粒物質和液體兩相介質組成,當前人們對泥石流堆積動力演化過程仍不完全清楚,缺乏精細化的泥石流堆積動力地貌研究。近期,中國科學院成都山地災害與環境研究所研究員周公旦團隊綜合考慮了影響泥石流堆積動力過程的內部和外部因素,開展了系統性實驗研究,取得了階段性進展。

  該研究團隊從泥石流組成的內部因子(固相顆粒級配和液相含水量)著手,兼顧分析泥石流溝谷的地形(坡度)等外部條件,以堆積長寬比、堆積面積、堆積厚度和堆積體積等指標,定量化分析泥石流的堆積形態。

  研究表明泥石流堆積扇的長寬比、面積和體積均與初始含水量呈正相關關系,最大堆積厚度則與含水量呈負相關關系;泥石流細顆粒含量的增加可以降低泥石流運動距離(高含水量如W28.5%時除外);平緩的坡度變化可以促進更大的泥石流運動距離。進一步研究發現,泥石流堆積過程與顆粒分選現象密切相關,高含水量的稀性泥石流堆積地貌大多呈現明顯的顆粒分選現象;高固相體積分數的粘性泥石流則難以產生明顯的顆粒分選,而是呈現粗細顆粒混合均質化的堆積地貌。初步推斷固相體積分數Cs=0.52是泥石流顆粒分選的界限值。

  該研究得到國家自然科學基金(1167231841731283)、中科院青年創新促進會項目、中科院“中國西部之光”項目(Y6R2220220)等的資助,相關研究成果發表在國際學術期刊Landslides上。

  論文鏈接

 

泥石流堆積過程中流態變化情況(a)Bagnold數;(b)Savage數;(c) Friction數 

 

泥石流含水量W=40.0%時的采樣位置(a)和特征粒徑d50(b) 

打印 責任編輯:葉瑞優

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