沿海地区地质环境问题论文提纲

论文题目：台风暴雨型泥石流灾害风险研究

摘要：台风暴雨型泥石流指由台风暴雨所直接诱发的泥石流,是一种特殊的雨源型泥石流,主要分布于我国东南沿海的台风暴雨影响区域。由于这类泥石流与一般的泥石流相比具有低频与群发等特殊活动特性,导致其在台风暴雨期间常集聚爆发并造成人员财产的损失,是浙东南山区主要的地质灾害类型。温州位于浙江省东南沿海地区,是台风气象灾害频发地区。由于台风暴雨的诱发作用,近三十年来,温州地区累计暴发泥石流258处。尤其是在强台风登陆或过境的情况下,容易发生群发性泥石流灾害,近三十年来已暴发单次10处以上的群发性泥石流事件4次。由于台风暴雨型泥石流已造成了深重灾害,加之研究程度不足,导致现有风险评判方法无法满足台风暴雨型泥石流防治工作的需求,因而迫切需要对该类泥石流的特征、启动机制与风险评价方法开展专项研究,为该类泥石流的防治提供科学依据。本文在介绍研究区社会经济状况、地质环境背景及台风暴雨特征的基础上,对台风暴雨型泥石流特征及启动机制进行了深入分析,从不同层面（区域和单沟）上对该类泥石流的危险度、易损度和风险进行研究,最后针对该类泥石流暴发的特征规律提出预警预报程序。本文的主要研究工作和成果如下:（1）台风暴雨型泥石流具有特殊的时空分布规律和发育特征空间分布上,温州中北部内陆的中、低山区泥石流密度显著高于南部及沿海的丘陵区。岩性上,以凝灰质碎屑岩为主的岩组（Hs）分布最广泛,也是泥石流分布数量最多的岩组,以花岗岩为主的酸性岩岩组（Qg）则是区内泥石流分布密度最大的岩组。时间分布上,该类泥石流暴发时间极不均匀。近三十年来的五个台风严重影响年份所暴发的泥石流数即占总数的65.1%。月际分布上,主要集中在8、9月,这两个月暴发的泥石流占统计数的85.3%。单日暴发10处以上的有4天,这4天所发生的泥石流约占统计数的65.0%。总体上,研究区泥石流均属低频或极低频,但在超大短历时雨强的激发下,会形成群发性泥石流,且其启动暴发时间集中在1h雨强最大时段。不同地形坡度与1h雨强存在不同的响应关系。（2）提出台风暴雨型泥石流启动机制采用二维极限平衡分析模型从斜坡稳定性角度分析台风暴雨型泥石流启动过程,认为在台风影响前期斜坡处于地下水渗流状态,随着降水不断入渗坡体,土体基质吸力逐渐减少,有效应力下降。起关键作用的是出现超大短历时雨强,斜坡出现显著地表径流,地表径流的切向拖拽力增加了斜坡的下滑力,导致其加速失稳破坏。上述泥石流启动机制较好地解决了传统的泥石流启动理论难以解释台风暴雨型泥石流同步暴发现象的问题,同时也解释了该类型泥石流绝大部分由微型沟或负地形斜坡启动,而正地形斜坡鲜有泥石流启动的现象。（3）基于信息熵模型构建台风暴雨型泥石流风险区划模型首先,基于信息熵模型构建了台风暴雨型泥石流危险区划模型,选取了台风过程最大降雨量均值和台风过境次数代表台风影响因素。通过区域泥石流危险度评价研究,温州山区泥石流危险度集中在危险度小与危险度大之间,这与台风形成和发展的随机性及台风暴雨型泥石流的发育分布规律有关。其次,根据刘希林等提出的评价模型进行改进,构建了台风暴雨型泥石流易损度区划模型,首次将土地利用均匀度指数与土地利用破碎度指数纳入评价模型。温州山区社会经济发展水平较高,人类工程活跃,相应的泥石流易损度也较高,研究区泥石流区域易损度都在中等及以上。最后,采用国际地质科学联合会提出的方法,用危险度和易损度之积来计算泥石流风险。经计算,温州山区泥石流风险总体处于中等偏低水平。（4）基于组合因子构建单沟泥石流风险评价模型首先,构建了基于组合因子的台风暴雨型泥石流危险度评价模型,基于信息熵理论获得了各组合因子的权重值。将评价模型应用于所选的14处典型台风暴雨型泥石流,评价结果符合区域上泥石流沟谷为中、小型低频泥石流的实际,并且评价为危险度高的沟谷具备区域上最易形成泥石流的地质地貌条件。其次,采用结合财产指标与人口指标的模型评价单沟泥石流易损度。采用高分辨率遥感影像解译结合统计年鉴获得易损度评价相关指标。选取乐清市龙西乡仙人坦村泥石流沟（WZ001）作为评价对象,经计算为极高易损度沟谷。经综合评价,该沟泥石流风险中等。（5）提出基于数值模拟的单沟泥石流风险区划方法采用FLO-2D软件,开展基于数值模拟的单沟泥石流风险区划。以50a一遇和100a一遇作为模拟工况,分别由数值模拟获取不同工况下的流速与流深,将二者耦合计算得到单沟泥石流危险区划。基于遥感影像图对泥石流危险区进行承灾体解译及分类,根据各类承灾体实际经济价值和造价等易损性因素,对承灾体经济价值进行评估,结合地理信息系统计算分析,开展单沟泥石流易损度区划。最后将二者耦合计算,得到单沟风险区划。结果显示,随着台风降雨量增加,泥石流风险随之增加。（6）基于“由天预报地”提出台风暴雨型泥石流预警预报程序时间预警预报方面,在具备一定前期雨量的基础上,短历时雨强（1h雨强）大于60mm/h时即须发出泥石流预警。空间预警预报方面,根据调查研究程度的不同分别开展初步判别和精细判别。在初步判别阶段,采用麦尔登比率（R值）作为泥石流危险性指标。精细判别阶段,基于组合因子的泥石流危险度评价模型开展泥石流危险度评价。经验证,两阶段评判结果基本一致,也符合实际。结合时间和空间预警预报,提出了基于台风实时雨情的台风暴雨型泥石流预警预报程序。

关键词：泥石流;台风;暴雨;启动机制;危险度;易损度;风险

学科专业：地质工程

作者简历

摘要

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第一章 绪论

1.1 选题依据和研究意义

1.1.1 选题来源

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内外泥石流研究概况

1.2.2 泥石流危险性研究现状

1.2.3 泥石流易损性研究现状

1.2.4 泥石流风险研究现状

1.2.5 泥石流风险研究发展趋势

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 拟解决的关键问题

1.3.4 主要研究方法

1.3.5 技术路线

1.4 主要创新点

第二章 研究区概况

2.1 研究区范围

2.2 社会经济发展概况

2.3 地质环境背景

2.3.1 地形地貌

2.3.2 地层岩性

2.3.3 地质构造与区域稳定性

2.3.4 工程地质特征

2.3.5 水文地质特征

2.4 台风暴雨特征

2.4.1 气候特征

2.4.2 台风类型及特征

2.4.3 台风暴雨特征

第三章 台风暴雨型泥石流特征与启动机制

3.1 台风暴雨型泥石流空间分布特征

3.1.1 地域分布特征

3.1.2 岩性分布特征

3.2 台风暴雨型泥石流时间分布特征

3.2.1 年际分布规律

3.2.2 月际分布规律

3.2.3 泥石流暴发日期

3.3 台风暴雨型泥石流发育特征

3.3.1 台风暴雨型泥石流暴发频率低

3.3.2 超大短历时雨强导致泥石流集群式暴发

3.3.3 泥石流启动与短历时雨强的统计关系

3.4 台风暴雨型泥石流启动机制

3.4.1 传统泥石流启动机制理论

3.4.2 台风暴雨型泥石流启动过程

3.4.3 台风暴雨型泥石流启动模型

3.4.4 台风暴雨型泥石流启动机制

3.4.5 台风暴雨型泥石流启动效率

3.5 2004年“云娜”台风期间群发性泥石流案例

3.5.1 2004年“云娜”台风暴雨特征

3.5.2 群发性泥石流特征

3.5.3 代表性泥石流之一——乐清市龙西乡仙人坦村西沟泥石流

3.5.4 代表性泥石流之二——永嘉县鹤盛乡炉山村泥石流

3.6 本章小结

第四章 台风暴雨型泥石流风险区划

4.1 台风暴雨型泥石流风险区划方法

4.1.1 区划单元划分

4.1.2 泥石流风险区划模型

4.1.3 风险分级标准

4.2 泥石流危险度区划方法

4.2.1 危险度评价指标

4.2.2 危险度区划模型

4.2.3 危险度分级标准

4.3 泥石流易损度区划方法

4.3.1 易损度评价指标

4.3.2 易损度区划模型

4.3.3 易损度分级标准

4.4 温州山区台风暴雨型泥石流风险区划

4.4.1 温州山区泥石流危险度区划

4.4.2 温州山区泥石流易损度区划

4.4.3 温州山区泥石流风险区划

4.5 本章小结

第五章 台风暴雨型泥石流单沟风险

5.1 基于组合因子的台风暴雨型泥石流单沟危险度

5.1.1 单沟危险度评价模型

5.1.2 单沟危险度评价模型的应用

5.2 台风暴雨型泥石流单沟易损度

5.2.1 单沟易损度评价模型

5.2.2 单沟易损度评价模型的应用

5.3 台风暴雨型泥石流单沟风险

5.4 基于数值模拟的台风暴雨型泥石流单沟风险区划

5.4.1 泥石流数值模拟控制方程

5.4.2 泥石流数值模拟工况与参数

5.4.3 泥石流危险度数值模拟

5.4.4 单沟泥石流易损度分区遥感解译

5.4.5 单沟泥石流风险区划

5.5 台风暴雨型泥石流预警预报程序

5.5.1 泥石流预警预报总体思路

5.5.2 泥石流危险度分阶段判别

5.5.3 泥石流预警预报程序

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献