Geoscience ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (04): 1013-1022.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.086
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NIE Qiong1(), NIE Zhibao2, CHEN Jian3(
), DING Shijun2, WU Saier3, LI Duo3, GE Runze3, CHEN Ruichen3
Received:
2022-10-01
Revised:
2022-11-07
Online:
2023-08-10
Published:
2023-09-02
CLC Number:
NIE Qiong, NIE Zhibao, CHEN Jian, DING Shijun, WU Saier, LI Duo, GE Runze, CHEN Ruichen. Development Characteristics and Risk Assessment of the Damogou Debris Flow in Mentougou District, Beijing[J]. Geoscience, 2023, 37(04): 1013-1022.
地表条件 | n值 | 地表条件 | n值 |
---|---|---|---|
极为茂密草地 | 0.17~0.80 | 耕地 | 0.008~0.012 |
茂密草地 | 0.17~0.48 | 无农作物的休耕地 | 0.008~0.012 |
灌木或牧草地 | 0.30~0.40 | 传统耕地 | 0.06~0.22 |
一般草地 | 0.20~0.40 | 已修整农地 | 0.06~0.16 |
覆盖较差的粗糙地 | 0.20~0.30 | 梯田 | 0.30~0.50 |
矮草原 | 0.10~0.20 | 无耕作且无上期农作物 | 0.04~0.10 |
稀疏植被地 | 0.05~0.13 | 无耕作、上期农作物存有 | (20%~40%) 0.07~0.17 |
无植被覆盖 | 0.09~0.34 | 无耕作、上期农作物存有 | (60%~100%) 0.07~0.47 |
20%植被覆盖 | 0.05~0.25 |
Table 1 Reference information on the Manning coefficient (n) range
地表条件 | n值 | 地表条件 | n值 |
---|---|---|---|
极为茂密草地 | 0.17~0.80 | 耕地 | 0.008~0.012 |
茂密草地 | 0.17~0.48 | 无农作物的休耕地 | 0.008~0.012 |
灌木或牧草地 | 0.30~0.40 | 传统耕地 | 0.06~0.22 |
一般草地 | 0.20~0.40 | 已修整农地 | 0.06~0.16 |
覆盖较差的粗糙地 | 0.20~0.30 | 梯田 | 0.30~0.50 |
矮草原 | 0.10~0.20 | 无耕作且无上期农作物 | 0.04~0.10 |
稀疏植被地 | 0.05~0.13 | 无耕作、上期农作物存有 | (20%~40%) 0.07~0.17 |
无植被覆盖 | 0.09~0.34 | 无耕作、上期农作物存有 | (60%~100%) 0.07~0.47 |
20%植被覆盖 | 0.05~0.25 |
地面条件 | K值范围 | 地面条件 | K值范围 |
---|---|---|---|
混凝土/沥青 | 24~108 | 稀疏植被 | 1000~4000 |
裸露砂土 | 30~120 | 矮草原 | 3000~10000 |
级配土 | 90~400 | 早熟禾属植物草地 | 7000~50000 |
被侵蚀的黏性土 | 100~500 |
Table 2 Reference information on the range of laminar flow arrest coefficient
地面条件 | K值范围 | 地面条件 | K值范围 |
---|---|---|---|
混凝土/沥青 | 24~108 | 稀疏植被 | 1000~4000 |
裸露砂土 | 30~120 | 矮草原 | 3000~10000 |
级配土 | 90~400 | 早熟禾属植物草地 | 7000~50000 |
被侵蚀的黏性土 | 100~500 |
总物源储量V(万m3) | 动储量W(万m3) |
---|---|
V<50 | W=0.15V |
50<V<100 | W=0.3V |
100<V<200 | W=0.37V |
V>200 | W=0.4V |
Table 3 Relationship between total source reserve and dynamic reserve
总物源储量V(万m3) | 动储量W(万m3) |
---|---|
V<50 | W=0.15V |
50<V<100 | W=0.3V |
100<V<200 | W=0.37V |
V>200 | W=0.4V |
降雨频 率(%) | 汇水面 积(km2) | 径流 系数 | 降雨强度 (mm/h) | 清水流量 (m3/s) | 泥石流峰值 流量(m3/s) |
---|---|---|---|---|---|
10 | 1.566 | 0.35 | 49 | 17.68 | 41.30 |
5 | 1.566 | 0.35 | 58 | 22.39 | 51.72 |
2 | 1.566 | 0.35 | 68 | 27.68 | 63.93 |
1 | 1.566 | 0.35 | 80 | 34.37 | 79.40 |
Table 4 Water collection spot flow chart under each grade of rainfall frequency in Damogou Gully
降雨频 率(%) | 汇水面 积(km2) | 径流 系数 | 降雨强度 (mm/h) | 清水流量 (m3/s) | 泥石流峰值 流量(m3/s) |
---|---|---|---|---|---|
10 | 1.566 | 0.35 | 49 | 17.68 | 41.30 |
5 | 1.566 | 0.35 | 58 | 22.39 | 51.72 |
2 | 1.566 | 0.35 | 68 | 27.68 | 63.93 |
1 | 1.566 | 0.35 | 80 | 34.37 | 79.40 |
降雨频率 /% | 最大堆积 深度(m) | 影响范围 (m2) | 堆积方量 (m3) | 平均堆积 深度(m) |
---|---|---|---|---|
10 | 10.82 | 113500 | 289080.225 | 2.546962 |
5 | 14.21 | 116225 | 315447.450 | 2.714110 |
2 | 16.25 | 119375 | 347857.725 | 2.913991 |
1 | 17.20 | 124825 | 386111.300 | 3.093221 |
Table 5 Statistics of simulation results
降雨频率 /% | 最大堆积 深度(m) | 影响范围 (m2) | 堆积方量 (m3) | 平均堆积 深度(m) |
---|---|---|---|---|
10 | 10.82 | 113500 | 289080.225 | 2.546962 |
5 | 14.21 | 116225 | 315447.450 | 2.714110 |
2 | 16.25 | 119375 | 347857.725 | 2.913991 |
1 | 17.20 | 124825 | 386111.300 | 3.093221 |
危险分级 | 最大泥深(m) | 逻辑关系 | 最大泥深×最大流速(m2/s) |
---|---|---|---|
高 | OR | ||
中 | AND | ||
低 | AND |
Table 6 Basis for debris flow risk determination
危险分级 | 最大泥深(m) | 逻辑关系 | 最大泥深×最大流速(m2/s) |
---|---|---|---|
高 | OR | ||
中 | AND | ||
低 | AND |
危险性分区 | 特点 |
---|---|
高危险区 | 泥石流破坏性极强,可以破坏建筑,建筑内外均存在危险 |
中危险区 | 房屋建筑受到一定程度破坏,但室内属于安全区,室外属于危险区 |
低危险区 | 泥石流强度较低,对人和物都不会造成较大损害 |
Table 7 Characteristics of each hazard zone
危险性分区 | 特点 |
---|---|
高危险区 | 泥石流破坏性极强,可以破坏建筑,建筑内外均存在危险 |
中危险区 | 房屋建筑受到一定程度破坏,但室内属于安全区,室外属于危险区 |
低危险区 | 泥石流强度较低,对人和物都不会造成较大损害 |
降雨频率(%) | 危险性分区 | 面积(m2) | 比例(%) |
---|---|---|---|
10 | 低危险区 | 64725 | 57.03 |
中危险区 | 33900 | 29.87 | |
高危险区 | 14875 | 13.11 | |
5 | 低危险区 | 63000 | 54.21 |
中危险区 | 35550 | 30.59 | |
高危险区 | 17675 | 15.21 | |
2 | 低危险区 | 60950 | 51.06 |
中危险区 | 37150 | 31.12 | |
高危险区 | 21275 | 17.82 | |
1 | 低危险区 | 60900 | 48.79 |
中危险区 | 39000 | 31.24 | |
高危险区 | 24925 | 19.97 |
Table 8 Risk zoning result
降雨频率(%) | 危险性分区 | 面积(m2) | 比例(%) |
---|---|---|---|
10 | 低危险区 | 64725 | 57.03 |
中危险区 | 33900 | 29.87 | |
高危险区 | 14875 | 13.11 | |
5 | 低危险区 | 63000 | 54.21 |
中危险区 | 35550 | 30.59 | |
高危险区 | 17675 | 15.21 | |
2 | 低危险区 | 60950 | 51.06 |
中危险区 | 37150 | 31.12 | |
高危险区 | 21275 | 17.82 | |
1 | 低危险区 | 60900 | 48.79 |
中危险区 | 39000 | 31.24 | |
高危险区 | 24925 | 19.97 |
[1] | 王高峰, 杨强, 陈宗良, 等. 白龙江流域甘家沟泥石流风险评估研究[J]. 泥沙研究, 2020, 45(4): 65-73. |
[2] | 北京市地质矿产勘查开发局, 北京市地质研究所. 北京地质灾害[M]. 北京: 中国大地出版社, 2008. |
[3] | 孙永彬, 王诜, 高丽辉, 等. 北京延庆地区南湾道豁子沟泥石流发育特征[J]. 现代地质, 2021, 35(3):753-762. |
[4] | 熊江, 唐川, 陈明. 泥石流早期识别与监测预警研究进展探讨[J]. 自然灾害学报, 2021, 30(1): 165-173. |
[5] | 白利平, 王业耀, 龚斌, 等. 基于可拓理论的泥石流灾害预警预报系统开发:以北京市为例[J]. 现代地质, 2009, 23(1):157-163. |
[6] | 龚柯, 杨涛, 夏晨皓, 等. 基于FLO-2D的泥石流危险性评价: 以四川省汶川县绵虒镇簇头沟为例[J]. 水资源与水工程学报, 2017, 28(6): 134-138. |
[7] | 陈明, 唐川, 甘伟, 等. 震区急陡沟道型泥石流特征及动力过程研究: 以汶川瓦窑沟为例[J]. 云南大学学报(自然科学版), 2018, 40(2): 272-278. |
[8] | 梁鸿熙, 尚敏, 徐鑫. 基于FLO-2D数值模拟的泥石流流动与堆积影响因素研究[J]. 工程地质学报, 2016, 24(2): 228-234. |
[9] | 张建石. 汶川县肖家沟泥石流物源演变及冲出规模研究[J]. 人民长江, 2020, 51(8): 37-43. |
[10] |
O’BRIEN J S, JULIEN P Y, FULLERTON W T. Two-dimen-sional water flood and mudflow simulation[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 1993, 119(2): 244-261.
DOI URL |
[11] |
黄勋, 唐川. 基于数值模拟的泥石流灾害定量风险评价[J]. 地球科学进展, 2016, 31(10): 1047-1055.
DOI |
[12] |
LIN J Y, YANG M D, LIN B R, et al. Risk assessment of debris flows in Songhe Stream, Taiwan[J]. Engineering Geology, 2011, 123(1/2): 100-112.
DOI URL |
[13] | 刘福臻, 张浩韦, 肖东升. 基于FLO-2D数值模拟的结底岗村公路泥石流危险性评价[J]. 科学技术与工程, 2022, 22(13): 5417-5424. |
[14] | 李宝幸, 蔡强, 宋军, 等. 基于FLO-2D的泥石流灾害风险评价: 以麦多沟泥石流为例[J]. 自然灾害学报, 2022, 31(4): 256-265. |
[15] | 杨涛, 唐川, 常鸣, 等. 基于数值模拟的小流域泥石流危险性评价研究[J]. 长江流域资源与环境, 2018, 27(1): 197-204. |
[16] | O’BRIEN. FLO-2D reference manual[R]. Arizona:FLO-2D Software, 2009. |
[17] | 丛凯, 李瑞冬, 毕远宏. 基于FLO-2D模型的泥石流治理工程效益评价[J]. 西北地质, 2019, 52(3): 209-216. |
[18] |
CASTELLI F, FRENI G, LENTINI V, et al. Modelling of a debris flow event in the Enna area for hazard assessment[J]. Procedia Engineering, 2017, 175: 287-292.
DOI URL |
[19] | 詹钱登, 余昌益, 吴云瑞. 含砂浓度对含砂水流流变参数的影响之初步研究[M]// 第一届泥石流研讨会论文集. 1997: 179-190. |
[20] | 乔建平, 黄栋, 杨宗佶, 等. 汶川地震极震区泥石流物源动储量统计方法讨论[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2012, 23(2): 1-6. |
[21] | 郭英, 刘晓晓, 申健. 金陵景区牛皋沟泥石流灾害特征[J]. 城市地质, 2017, 12(3): 50-54. |
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