非勻質(zhì)泥石流運動特征與峰值流量關(guān)系研究*

王高峰 田運濤 高幼龍 樂琪浪 楊 強 李瑞冬 葉振南 鄧 兵 郭 寧 孫秀娟

(①中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，保定 071051，中國)(②自然資源部三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警野外科學(xué)觀測基地，重慶 404100，中國)(③甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，蘭州 730050，中國)

0 引 言

泥石流是山區(qū)廣泛發(fā)生的自然災(zāi)害，尤其在我國西部山區(qū)泥石流災(zāi)害極為嚴(yán)重，典型的2010年8月7日舟曲三眼峪特大泥石流災(zāi)害、汶川震區(qū)多次強降雨群發(fā)性泥石流災(zāi)害及2018年10月17日西藏雅魯藏布江色東普溝堵江事件。為防災(zāi)減災(zāi)，開展非勻質(zhì)泥石流運動特征模型研究，分析其與泥石流流量的關(guān)系具有十分重要的現(xiàn)實意義。

泥位和流速作為泥石流三大運動要素(泥位、流速、沖擊力)的一部分，對泥石流防治工程規(guī)劃設(shè)計、監(jiān)測預(yù)警預(yù)報和災(zāi)害評估尤為關(guān)鍵，隨著泥石流監(jiān)測預(yù)警手段的智能化、集成化，對可監(jiān)測的泥石流能直接獲取其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如我國科研人員通過觀測分別獲取了隴南白龍江流域泥灣溝、火燒溝等和小江流域蔣家溝泥石流泥位深度和流速的原始資料。當(dāng)泥石流運動特征值超過一定值后，泥石流爆發(fā)過程無法監(jiān)測，其特征值只能靠一些公式來計算獲取。例如，可通過流體模型FLO-2D得出不同規(guī)模的泥石流流速(王高峰等，2019)；采用測量野外溝道泥痕數(shù)據(jù)推算泥石流流速(Crosta et al.，2001)；在建立科學(xué)分界粒徑模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了我國非勻質(zhì)泥石流流速計算公式(舒安平等，2012)。長期以來，我國無論在泥石流防災(zāi)減災(zāi)工程設(shè)計還是理論研究方面，泥石流流速都是基于均勻條件下的曼寧公式來確定，并在此基礎(chǔ)上建立了許多泥石流流速計算模式(表1)，得到較好的應(yīng)用效果。……