G314線奧布段泥石流危險性評價及預(yù)測研究.pdf

1、中巴公路是連接中國和巴基斯坦的唯一陸路通道，在國家戰(zhàn)略布局上具有重要地位。G314線奧依塔克—布倫口段作為中巴公路的重要組成部分，地處塔里木盆地西緣，西昆侖山腹地之中，自然地理環(huán)境極其惡劣，自中巴公路建成通車后，多年來，該段公路一直飽受泥石流災(zāi)害的影響。在國家重點(diǎn)推進(jìn)“一帶一路”戰(zhàn)略的影響下，對該段公路的通行提出了更高的要求，治理泥石流災(zāi)害迫在眉睫。
　　為了給G314線奧布段泥石流災(zāi)害治理和公路改擴(kuò)建選線提供合理的科學(xué)依據(jù)，本課

2、題組于2015年5月至9月及2016年9月至10月先后兩次進(jìn)入研究區(qū)，進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。本文根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，收集大量資料，重點(diǎn)對研究區(qū)公路泥石流災(zāi)害類型及治理現(xiàn)狀、成災(zāi)環(huán)境及時空分布規(guī)律、危險性評價及危險范圍預(yù)測、重點(diǎn)溝谷泥石流成因機(jī)制及動力特征參數(shù)進(jìn)行研究，主要有以下結(jié)論:
　　(1)通過現(xiàn)場調(diào)查和公路養(yǎng)護(hù)資料分析，得出G314線奧布段公路遭受泥石流災(zāi)害的主要類型有淤埋、撞擊、掏蝕和水毀，其中淤埋和水毀是最主要的兩種類型。防治工程

3、主要有橋梁、隧道、涵洞、擋墻、攔渣網(wǎng)、導(dǎo)流墻、排導(dǎo)槽和過水路面等，其中高架橋和隧道防治效果顯著，其他防治措施效果不理想。
　　(2)分析了泥石流成災(zāi)環(huán)境的各個因素，并揭示了不同區(qū)段、不同類型的泥石流成災(zāi)的關(guān)鍵性控制因子，即K1548-K1587段受降雨控制，K1597-K1619段受冰川融水控制，K1587-K1597段受降雨和冰川融雪的綜合影響。
　　(3)通過對往年泥石流災(zāi)害統(tǒng)計分析研究，揭示了泥石流時空分布規(guī)律。在時間

4、上，泥石流的活動規(guī)律體現(xiàn)在日時段的夜發(fā)性、月時段的集中性和年時段的周期性，即泥石流集中在5-9月份16:00-24:00爆發(fā)，小規(guī)模泥石流1-2年為一個爆發(fā)周期，中型規(guī)模泥石流周期為3-5年，大規(guī)模泥石流周期5-10年。在空間上，泥石流溝谷密度、類型、危害程度在不同區(qū)段有所差異;坡向不同，泥石流分布不同，陽坡泥石流比陰坡更為發(fā)育。根據(jù)區(qū)域環(huán)境變化分析，得出未來3-5年內(nèi)泥石流災(zāi)害會有所加重，之后趨于穩(wěn)定。
　　(4)在現(xiàn)場調(diào)查的基

5、礎(chǔ)上，從泥石流成災(zāi)背景出發(fā)，結(jié)合前人研究成果，構(gòu)建了泥石流危險性評價指標(biāo)體系，并分別建立基于灰色聚類評估理論和集對聯(lián)系隸屬度理論的危險性評價模型，對區(qū)域內(nèi)27條重點(diǎn)溝谷進(jìn)行危險性評價，計算結(jié)果表明:灰色聚類模型評價結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果的符合率為88.9％，其余11.1％均比現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果偏小一個危險等級;聯(lián)系隸屬度模型評價結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果的一致率為92.6％，其余7.4％均比現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果偏大一個等級;對比結(jié)果說明了從準(zhǔn)確率和風(fēng)險防范的角度

6、考慮，集對聯(lián)系隸屬度危險性評價模型更為合理，更適宜區(qū)域內(nèi)泥石流危險性評價。在理論模型評價的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)地調(diào)查情況，制作了G314線奧布段泥石流危險性區(qū)劃圖。
　　(5)基于MATLAB軟件編程，建立了危險范圍參數(shù)（最大堆積長度、最大堆積寬度）與預(yù)測因子（爆發(fā)規(guī)模、流域面積、流域相對高差、主溝長度）之間的多元非線性回歸方程，得到區(qū)域內(nèi)泥石流危險范圍預(yù)測模型。應(yīng)用結(jié)果表明:其預(yù)測值相對誤差在15％以內(nèi)，滿足初步預(yù)測精度的要求，且誤差

7、具有客觀性和合理性。預(yù)測模型可以對研究區(qū)或與其地質(zhì)背景相似的其他地區(qū)的泥石流危險范圍進(jìn)行初步預(yù)測。
　　(6)重點(diǎn)研究了K1558+800、K1561+952、K1564+520三條泥石流溝的成因機(jī)制及動力特征參數(shù)分布，可以為防治工程的尺寸設(shè)計和承載力設(shè)計參數(shù)選取提供重要的科學(xué)依據(jù)，同時對路基路面的材料選擇、強(qiáng)度設(shè)計以及橋墩、涵洞的強(qiáng)度設(shè)計具有重要的參考意義。
　　本文的研究成果對研究區(qū)內(nèi)泥石流災(zāi)害治理、防治工程設(shè)計及路線改