基于堰塞坝负反馈与剩余能量的泥石流危险度评估

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河流下切是青藏高原边缘地质灾害频发的重要原因之一。位于高原东缘的怒江历史上下切严重,泥石流、滑坡、崩塌在怒江峡谷区密集分布。其中,泥石流灾害频繁发生、输移距离长,常给人们的生命、财产带来严重损失,为了减轻泥石流暴发所带来的危害,对泥石流危险度进行高效、符合实际的评价尤为重要。本文增加潜在物源势能,纳入堰塞坝负反馈调整,建立了基于堰塞坝负反馈与剩余能量的综合泥石流危险度评估体系。通过估算峡谷段泥沙淤积总量,评价堰塞坝群的拦沙作用及其对泥石流灾害的负反馈作用。结果表明,怒江道街坝上游流域年产沙量约为79.11×10~6 t,多年平均输沙量仅为23.10×10~6t,70.8%的产沙被堰塞坝群拦截在流域内部,仅怒江云南段堰塞库区的泥沙淤积总量即达1353.66×10~6 t。峡谷段泥沙淤积缓解了怒江干流下切的趋势。大大小小的堰塞坝群形成尼克点,消耗了大量的河流能量,反过来减弱了灾害体发生的频率和规模,起到控制河床下切,稳定河床的作用。研究提出了剩余能量的概念刻画潜在物源势能的大小。从全国大流域尺度上看,剩余能量与泥石流灾害分布具有空间对应性。从典型沟道尺度上看,纵向上,剩余能量的沿程变化与溯源侵蚀的传递相一致;横向上,地势较高位置的地形剩余能量更高,更容易失稳崩滑,维持了区域地形起伏度在一个动态平衡区间。这表明剩余能量能更好地表征泥石流潜在物源的大小,具有评估泥石流危险度的可能。在基于堰塞坝负反馈与剩余能量的综合泥石流危险度评估体系下,4条实测泥石流沟的综合危险度与堰塞坝高的一致性较好,表明本文提出的新的评估体系可以较好地表征泥石流灾害危险度。怒江峡谷段的147条泥石流沟目前的综合危险度分布在0.251与1.045之间,64%的泥石流沟基本上稳定下来,另有36%的泥石流沟仍然具有比较高的爆发泥石流的风险。
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