藏东地区泥石流研究方法浅析

(西藏大学工学院 西藏 拉萨 850000)

引言

青藏高原地区幅员辽阔，约占我国国土面积的四分之一，在板块运动和季风气候的双重作用下，产生了极具特色的高原环境。区域内地质条件复杂多样，气候多变，雨水的时空分布特征明显。西藏地区复杂的地质与气候环境，导致该地区自然灾害频发，根据2009年西藏地区的地质灾害调查与区划结果发现，不同县、市、区的地质灾害隐患点总数一共7973处，其中泥石流4269处，超过地质灾害隐患总数的一半[1]。根据西藏自治区国土资源厅2014年地质灾害灾情的公示，全区共发生地质灾害102起，其中泥石流62起，占灾害总数60.8%。

一、藏东泥石流概况

藏东地区泥石流由于高原环境的特殊性有其独特的特点，藏东高原区气候主要为大陆性气候与高原海洋性气候，年温差最大达50多摄氏度，年降雨量在430mm到1100mm之间，降雨集中在6到9月份。藏东泥石流类型主要为冰川型、暴雨型、冰川—暴雨型等，其中冰川型又分为冰雪融水型、冰湖溃决型、冰崩雪崩型，由于藏东地区山区高山深谷纵横，泥石流有高山远程启动的特点。其中冰湖溃决泥石流是由于高原冰湖溃决引发洪水进而形成泥石流，冰湖溃决的诱因有许多，例如冰雪融水、降雨、地震、雪崩冰崩等。藏东地区由于风化、地质运动的影响，破碎的岩体、风化的砂石等都会为泥石流提供物源。

二、研究情况概述

泥石流因为其复杂性，许多学者从不同角度对泥石流进行了研究。有学者通过对大量泥石流的数据统计分析，推导出了泥石流流速、冲击力等参数的推导公式。还有人从能量耗散角度出发，在泥石流的运输过程中，由于土的剪切力、粘阻力、紊动阻力、物源等因素使泥石流流体能量消耗，从能量角度研究泥石流的减灾措施[6]。随着科技的进步，卫星遥感技术也在泥石流的形成、流域等方面获得了广泛应用。在泥石流的研究中，物理模型实验与数值模拟研究运用较多。

三、模拟实验

西藏地区由于深山峡谷众多，地形险峻，地质条件复杂，对泥石流的监控研究难度较大，很难对每个泥石流区域设置监控点。在我国的泥石流研究中，除了少数专家学者采用了野外原型试验外，大部分学者采用了室内物理模拟试验与数值模拟的方法对泥石流的形成、启动、破坏模式等方面进行了研究。

(一)室内模拟实验

室内物理模拟试验主要分为两种，一种是采用水流冲刷方式的模拟实验，采用直斜式沟槽模拟泥石流沟床，供水箱提供水源模拟水流冲刷下泥石流的形成。另一种是采用人工降雨方法的模拟实验，相对与前一种方法，运用人工降雨的方法模拟自然降雨条件下泥石流的形成。在水流冲刷实验研究泥石流启动的实验中，大部分研究采用的清水，但考虑到实际水流冲刷中含有大量泥土或砂石，应该对水流进行含泥沙化的处理后再进行冲刷实验。而人工降雨实验中研究降雨条件滑坡转化为泥石流的研究比较多，考虑到泥石流的形成条件比较复杂，往往需要考虑到物源补给、流域流向泥石流沟演化等方面。

(二)数值模拟实验

考虑到室内模拟实验有众多局限性，无法对研究区地形、泥石流流域、物源补给等方面进行模拟。随着国内流体力学的发展，流体的数值模拟方法在许多领域有着应用和发展，由于泥石流的特殊性，有学者将数值模拟的方法用于了泥石流的研究中。通过数值模拟软件可以对研究区的实际地形、物源补给区、流固耦合等进行模拟，对泥石流的流速、流向、冲击力等方面进行研究。

四、总结

藏东地区由于其独特的高原环境，发育了例如冰碛湖泥石流、冰川泥石流等有特色的泥石流，由于该地区山区海拔较高，个别泥石流会有启动距离较远，影响范围较大的特点。从泥石流的研究现状来看，数值模拟的方法在泥石流的防护研究中效果较好，可以通过数值模拟软件对藏东地区泥石流的运动与其物源补给相结合，模拟泥石流的流速、流向与冲击力，分析泥石流排导工程或防护工程的有效性。