中国地质环境监测院
中国地质灾害防治工程行业协会
主办

泥石流防治工程损毁度评价

张文涛, 柳金峰, 游勇, 孙昊, 杨华铨, 芦明. 泥石流防治工程损毁度评价——以汶川地区为例[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2022, 33(4): 77-83. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202104015
引用本文: 张文涛, 柳金峰, 游勇, 孙昊, 杨华铨, 芦明. 泥石流防治工程损毁度评价——以汶川地区为例[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2022, 33(4): 77-83. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202104015
ZHANG Wentao, LIU Jinfeng, YOU Yong, SUN Hao, YANG Huaquan, LU Ming. Damage evaluation of control works against debris flow: A case study in Wenchuan area[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2022, 33(4): 77-83. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202104015
Citation: ZHANG Wentao, LIU Jinfeng, YOU Yong, SUN Hao, YANG Huaquan, LU Ming. Damage evaluation of control works against debris flow: A case study in Wenchuan area[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2022, 33(4): 77-83. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202104015

泥石流防治工程损毁度评价

  • 基金项目: 四川省应用基础研究项目(2019YJ0005);国家重点研发计划课题(2020YFD1100701);国家基金委面上项目(41772343)
详细信息
    作者简介: 张文涛(1995-),男,湖北大冶人,硕士研究生,主要从事山地灾害实验与防治工程研究。E-mail: zwt@imde.ac.cn
    通讯作者: 柳金峰(1979-),男,安徽泾县人,博士,研究员,主要从事山地灾害实验与防治工程研究。E-mail: liujf@imde.ac.cn
  • 中图分类号: P642.23

Damage evaluation of control works against debris flow: A case study in Wenchuan area

More Information
  • 泥石流岩土防治工程被广泛应用于泥石流灾害的治理,而工程的损毁程度会对工程的功能性产生一定的影响,并影响效益的持续发挥。文章以汶川为研究区域,选取18条泥石流沟的岩土防治工程作为研究对象,结合现场考察,对防治工程的损毁程度进行评价。评价指标体系总体上分为拦挡工程因子和排导工程因子2项,细化二级评价指标包括坝基损毁度、坝肩损毁度、坝体损毁度、基础冲刷度、结构冲击度、斜坡推力度等6项。运用模糊综合评价方法构建判断矩阵和隶属度函数,将损毁度等级划分为优、良、中、差四个等级。评价结果显示,除板子沟和登溪沟的防治工程损毁等级为差和中以外,其余泥石流沟内防治工程损毁等级均为良或优,且评价结果与现场考察一致。

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  • 图 1  研究区域防治工程布置图

    Figure 1. 

    图 2  工程损毁度评价指标图

    Figure 2. 

    图 3  坝基被流水侵蚀严重

    Figure 3. 

    图 4  坝肩及坝体完整度较高

    Figure 4. 

    图 5  槽底发生严重损毁

    Figure 5. 

    图 6  侧墙被块石破坏严重

    Figure 6. 

    图 7  七盘沟内拦挡工程和排导工程

    Figure 7. 

    表 1  研究区泥石流沟参数统计

    Table 1.  Parameter statistics of debris flow gully in study area

    沟道编号沟名流域面积/km2主沟长度/km相对高差/m沟床坡降/‰拦砂坝有无排导槽
    GD01七盘沟52.9815.2134012021
    GD02板子沟53.9115.3339552571
    GD03登溪沟43.7213.7336052631
    GD04苏村沟9.554.4322535093
    GD05簇头沟21.418.5328003281
    GD06桃关沟50.8612.5229062322
    GD07彻底关沟16.613.5123764321
    GD08银杏坪沟7.024.4619524383
    GD09红椿沟5.463.6212853563
    GD10幸福沟33.4010.4825042397
    GD11银厂沟8.075.7626004511
    GD12牛圈沟10.125.3618382822
    GD13麻溪沟13.907.618772663
    GD14谷基沟28.979.9123542383
    GD15刘家沟7.935.7413922433
    GD16牛塘沟23.547.1715442154
    GD17椒木沟11.995.4117723282
    GD18磨子沟7.134.3316083715
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    表 2  拦挡工程损毁主控因素分类表

    Table 2.  Classification of main control factors for check dams

    损毁主控
    因素
    表现特征损毁度定量化取值
    坝基
    损毁
    坝基或护坦、副坝等受到泥石流、
    洪水的侵蚀、冲刷作用,导致坝基出露、
    悬空,使坝基发生倾倒变形等情况
    重度损毁0~0.3
    中度损毁0.3~0.7
    轻度损毁0.7~1
    坝肩
    损毁
    坝肩斜坡坡脚处受洪水、
    泥石流等的侵蚀、掏空作用,
    使坝肩岩土体发生破坏
    重度损毁0~0.3
    中度损毁0.3~0.7
    轻度损毁0.7~1
    坝体
    损毁
    拦挡坝坝体受泥石流块体的
    冲击作用,导致坝体张裂、掉块、
    局部损伤等破坏
    重度损毁0~0.3
    中度损毁0.3~0.7
    轻度损毁0.7~1
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    表 3  排导工程损毁主控因素分类表

    Table 3.  Classification of main control factors for drainage channel

    损毁主控
    因素
    表现特征损毁度定量化取值
    基础
    冲刷
    排导槽基础受到泥石流、洪水的侵蚀、
    掏空,从而导致沟道内侵蚀严重或排导槽
    基础部分悬空、结构发生倾倒等情况
    重度损毁0~0.3
    中度损毁0.3~0.7
    轻度损毁0.7~1
    结构
    冲击
    排导槽结构受到泥石流中块石的冲击,
    发生开裂、掉块的现象,表现为排导槽墙
    体被砸坏、垮塌等,从而导致排导槽失效
    重度损毁0~0.3
    中度损毁0.3~0.7
    轻度损毁0.7~1
    斜坡
    推力
    排导槽受到其背侧斜坡的
    主动土压力作用,导致排导槽被
    推挤变形破坏而失效的情况
    重度损毁0~0.3
    中度损毁0.3~0.7
    轻度损毁0.7~1
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    表 4  判断矩阵标度及其含义

    Table 4.  The scale of judgment matrix and its meaning

    标度含义
    1表示两个因素相比,具有相同的重要性
    3表示两个因素相比,一个因素较另一个因素略微重要
    5表示两个因素相比,一个因素较另一个因素明显重要
    7表示两个因素相比,一个因素较另一个因素强烈重要
    9表示两个因素相比,一个因素较另一个因素极端重要
      注:2,4,6,8为上述两相邻判断的中间值,表示因素与因素的重要性之比,之间的关系表示为
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    表 5  平均随机一致性指标

    Table 5.  Average random consistency index

    n123456789
    RI000.520.891.121.241.361.411.46
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    表 6  七盘沟防治工程损毁度计算表

    Table 6.  Calculation on damage degree of control engineering of Qipangou gully

    工程类别损毁因素取值权重工程损毁度
    拦挡工程坝基损毁0.9010000.29710000.88
    坝肩损毁0.9510000.164
    坝体损毁1.0010000.539
    排导工程基础冲刷0.8510000.55710000.88
    结构冲击0.8510000.123
    斜坡推力1.0010000.32
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    表 7  研究区防治工程损毁度评价表

    Table 7.  Evaluation of damage degree of control engineering in study area

    沟道名称拦挡工程损毁度排导工程损毁度工程损毁度损毁等级
    七盘沟0.880.880.875
    板子沟0.130.125
    登溪沟0.290.287
    苏村沟0.620.619
    簇头沟0.530.527
    桃关沟0.800.300.628
    彻底关沟0.520.523
    银杏坪沟0.850.830.841
    红椿沟0.860.800.836
    幸福沟0.750.640.645
    银厂沟0.880.875
    牛圈沟0.880.430.726
    麻溪沟0.820.821
    谷基沟0.880.570.773
    刘家沟0.880.880.875
    牛塘沟0.880.540.765
    椒木沟0.880.370.706
    磨子沟0.880.875
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  • [1]

    唐川, 梁京涛. 汶川震区北川9·24暴雨泥石流特征研究[J]. 工程地质学报,2008,16(6):751 − 758. [TANG Chuan, LIANG Jingtao. Characteristics of debris flows in Beichuan epicenter of the Wenchuan earthquake triggered by rainstorm on September 24, 2008[J]. Journal of Engineering Geology,2008,16(6):751 − 758. (in Chinese with English abstract) doi: 10.3969/j.issn.1004-9665.2008.06.004

    [2]

    余斌, 杨永红, 苏永超, 等. 甘肃省舟曲8·7特大泥石流调查研究[J]. 工程地质学报,2010,18(4):437 − 444. [YU Bin, YANG Yonghong, SU Yongchao, et al. Research on the giant debris flow hazards in Zhouqu County, Gansu Province on August 7, 2010[J]. Journal of Engineering Geology,2010,18(4):437 − 444. (in Chinese with English abstract) doi: 10.3969/j.issn.1004-9665.2010.04.001

    [3]

    胡卸文, 韩玫, 梁敬轩, 等. 汶川震区桃关沟2013-07-10泥石流成灾机理[J]. 西南交通大学学报,2015,50(2):286 − 293. [HU Xiewen, HAN Mei, LIANG Jingxuan, et al. Hazard mechanism analysis of Taoguan giant debris flow in Wenchuan earthquake area on July 10th, 2013[J]. Journal of Southwest Jiaotong University,2015,50(2):286 − 293. (in Chinese with English abstract) doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.02.012

    [4]

    费祥俊, 舒安平. 泥石流运动机理与灾害防治[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004.

    FEI Xiangjun, SHU Anping. Movement mechanism and disaster control for debris flow[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2004. (in Chinese)

    [5]

    游勇, 陈兴长, 柳金峰. 四川绵竹清平乡文家沟“8·13”特大泥石流灾害[J]. 灾害学,2011,26(4):68 − 72. [YOU Yong, CHEN Xingzhang, LIU Jinfeng. “8·13” extra large debris flow disaster in Wenjia gully of Qingping township, Mianzhu, Sichuan Province[J]. Journal of Catastrophology,2011,26(4):68 − 72. (in Chinese with English abstract) doi: 10.3969/j.issn.1000-811X.2011.04.013

    [6]

    熊道锟, 徐世民. 泥石流拦挡坝之虞[J]. 中国地质灾害与防治学报,2010,21(4):136 − 138. [XIONG Daokun, XU Shimin. Concerns about debris dams[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2010,21(4):136 − 138. (in Chinese with English abstract) doi: 10.3969/j.issn.1003-8035.2010.04.027

    [7]

    钟卫, 陈晓清. 泥石流谷坊防治工程的可靠性分析[J]. 水利学报,2012,43(增刊 2):155 − 161. [ZHONG Wei, CHEN Xiaoqing. Reliability analysis of Check-Dam engineering control of debris flow[J]. Journal of Hydraulic Engineering,2012,43(Sup 2):155 − 161. (in Chinese with English abstract)

    [8]

    齐得旭, 闫俊, 张云卫. 泥石流拦挡坝破坏模式调查分析[J]. 资源环境与工程,2018,32(1):89 − 91. [QI Dexu, YAN Jun, ZHANG Yunwei. Investigation and analysis on failure mode of dam[J]. Resources Environment & Engineering,2018,32(1):89 − 91. (in Chinese with English abstract)

    [9]

    周文兵, 柳金峰, 袁东, 等. 白龙江中游泥石流拦砂坝防治效果分析[J]. 长江科学院院报,2019,36(9):64 − 70. [ZHOU Wenbing, LIU Jinfeng, YUAN Dong, et al. Control effect of check dams on debris flow in the midstream of Bailong river[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,2019,36(9):64 − 70. (in Chinese with English abstract) doi: 10.11988/ckyyb.20180205

    [10]

    杨东旭, 游勇, 陈晓清, 等. 泥石流排导槽磨蚀行为特征研究[J]. 灾害学,2021,36(1):48 − 53. [YANG Dongxu, YOU Yong, CHEN Xiaoqing, et al. Study on the characteristics of abrasion behavior of debris flow drainage channel[J]. Journal of Catastrophology,2021,36(1):48 − 53. (in Chinese with English abstract) doi: 10.3969/j.issn.1000-811X.2021.01.010

    [11]

    刘曙亮, 游勇, 柳金峰, 等. 泥石流排导槽槛后侵蚀实验研究[J]. 兰州大学学报(自然科学版),2016,52(3):328 − 333. [LIU Shuliang, YOU Yong, LIU Jinfeng, et al. Experimental study of the erosion after debris flow drainage cannl ribs[J]. Journal of Lanzhou University (Natural Sciences),2016,52(3):328 − 333. (in Chinese with English abstract)

    [12]

    周文兵, 柳金峰, 袁东, 等. 白龙江中游泥石流排导槽运行现状及防治建议[J]. 防灾减灾工程学报,2019,39(2):338 − 346. [ZHOU Wenbing, LIU Jinfeng, YUAN Dong, et al. The operation status and prevention suggestions on drainage channels of debris flow in the midstream of bailong river[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2019,39(2):338 − 346. (in Chinese with English abstract)

    [13]

    韩用顺, 王晶, 吴淼, 等. 汶川县震后潜在泥石流危险性评价研究[J]. 工程科学与技术,2018,50(3):158 − 168. [HAN Yongshun, WANG Jing, WU Miao, et al. Hazard assessment on potential post-earthquake debris flows in Wenchuan County[J]. Advanced Engineering Sciences,2018,50(3):158 − 168. (in Chinese with English abstract)

    [14]

    蔡红刚. 汶川震区泥石流防护工程损毁特征及破坏机制研究[D]. 成都: 成都理工大学, 2012.

    CAI Honggang. Investigation of damage features and study failure mechanism to protection engineering for debris flow in the Wenchuan earthquake region[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2012. (in Chinese with English abstract)

    [15]

    胡淑礼. 模糊数学及其应用[M]. 成都: 四川大学出版社, 1994.

    HU Shuli. Fuzzy mathematics and its application [M]. Chengdu: Sichuan University Press, 1994. (in Chinese)

    [16]

    赵玮, 姜波. 层次分析方法进展[J]. 数学的实践与认识,1992,22(3):63 − 71. [ZHAO Wei, JIANG Bo. Progress of analytic hierarchy process[J]. Mathematics in Practice and Theory,1992,22(3):63 − 71. (in Chinese)

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出版历程
收稿日期:  2021-04-11
修回日期:  2021-05-07
刊出日期:  2022-08-25

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