基于数值模拟的强降雨诱发低频泥石流特征分析和危险性评价——以秦岭鸡窝子山洪泥石流为例

摘要

[目的]研究发育在秦岭山区的低频泥石流的特征及成因机制，为该地区此类低频泥石流的防灾减灾工作提供科学参考。[方法]以2023年“8·11”鸡窝子山洪泥石流为研究对象，通过野外调查、数值模拟等手段，采用实际降水频率，开展此次山洪泥石流形成过程反演，并进行危险性评价。[结果]（1）强降雨快速汇集形成洪流，导致上游沟道松散物质被揭底侵蚀，形成“消防水管”效应，暴发山洪泥石流，并借助陡峭地形对全流域沟道进行侵蚀，大量堆积物和巨大冲击力在下游扩散开来形成堆积扇，并堵塞河道。（2）在实际降雨频率下模拟得出，泥石流全流域淤积深度在0.04～5.63 m,最大流速7.43 m/s,堆积扇面积1.91×10～4 m²,一次性冲出量为78 271 m³。（3）基于流速、泥深和危害范围，给出了高、中、低3个危险区域，堆积扇西侧区域地势较高，为低危险区，占堆积扇面积约10%,中间区域和堆积边缘至公路区域为中危险区，该类面积占62%,堆积扇东南和西南区域为高危险区，该类面积占28%。[结论] 2023年“8·11”鸡窝子山洪泥石流是一次典型由极端短时强降雨诱发的低频山洪泥石流灾害，FLO-2D模型可有效模拟泥石流的运动和沉积过程，并确定了泥石流的危险范围。

关键词

低频泥石流 / 数值模拟 / 危险性分区 / 秦岭鸡窝子山洪泥石流

基金资助

国家自然科学基金项目”重大滑坡预测预报基础研究”(42090053),“秦岭生态地质环境系统演化与灾害风险管控”(42341101),“工程地质与地质灾害”(41922054);; 科技部重点基础研究计划项目(2020YFC1512000)