Analysis of service performance characteristics of debris flow check dams: A case study in Wudu District, Longnan City, Gansu Province
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摘要: 拦挡坝是泥石流防治工程中最重要的措施之一，其防灾减灾能力在服役期间随着泥石流多次冲出逐渐降低，需开展拦挡坝服役性能特征分析。以甘肃省陇南市武都区泥石流拦挡坝为研究对象，对区内15条沟、55座拦挡坝服役性能进行了现场调查，从有效性和安全性两方面遴选了库容淤积比、坝肩边坡稳定程度、排水孔堵塞程度、坝体损毁度、坝基损毁度、坝肩损毁度、安全性等 7个评价因子，采用层次分析法和模糊综合评价法建立了拦挡坝单坝服役性和拦挡坝单沟综合服役性的评价模型，将服役性能等级划分为优、良、中等、差等4个等级。评价结果表明：拦挡坝单坝服役性等级“差”占34.5%；拦挡坝单沟综合服役性等级“差”占33.3%，评价结果与现场考察相符。研究成果为拦挡坝服役效果及服役寿命预测提供了可借鉴的依据。Abstract: Check dams play a pivotal role in debris flow prevention and control engineering. However, their disaster prevention and mitigation capacity gradually decrease over service time due to repeated debris flow impacts. The study was carried out in 15 ditches and 55 check dams within Wudu District, Longnan City, Gansu Province. Seven key evaluation factors were selected for effectiveness and safety: reservoir siltation ratio, slope stability, drainage hole blockage, dam body damage, dam foundation damage, dam shoulder damage, and safety. The evaluation model of the serviceability of the indivusual dam and the comprehensive serviceability of the single trench of the barrage was established by using hierarchical analysis and fuzzy comprehensive evaluation method, and the serviceability was divided into four grades: excellent, good, medium and poor. The evaluation results show that the serviceability rating of individual dams is predominately "poor", accounting for 34.5%. Similarly, the collective serviceability rating of single trench dams for debris flow is predominately "poor", at 33.3%. The results of the evaluation are consistent with the fieldwork observations, providing a valuable reference for predicting the service performance and service life of barrage dams.
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0. 引 言
广东省是我国地质灾害多发省份之一，地质灾害类型以滑坡、崩塌和泥石流为主，具有点多、分布广、规模较小、危害性大等特点。降雨是诱发广东省地质灾害的主要因素。 2004年起，广东省就开展了汛期地质灾害气象风险预警工作，并取得了较好的防灾减灾效果。受地质灾害基础调查精度和气象数据共享程度等多因素影响，目前广东省地质灾害气象风险预警工作只开展到地市级，预警精度为乡镇。随着广东乡镇（街道）1∶1万地质灾害调查工作的实施，开展了以斜坡为单元的地质灾害风险调查评价，并控制性地布设测绘、钻探和岩土样测试等勘查测绘工作，划定风险区，构建了行政村风险管控网格。大量翔实的调查、勘查测绘数据进一步揭示斜坡类地质灾害的成灾机理，证实了广东省暴雨型滑坡主要发生在斜坡的浅表层这一显著特点，为以斜坡为单元构建预警模型开展地质灾害气象风险预警奠定了基础，同时精准的预警又是实施以风险斜坡为单元的行政村级风险管控的前提条件。因此，聚焦斜坡浅表层开展强降雨作用下坡面尺度的斜坡失稳动力预警模型研究，具有重要的理论和实践意义。
按照基于降雨因素的地质灾害区域预警理论，可将区域地质灾害气象风险预警为隐式统计预警、显式统计预警和动力预警三种类型[1 − 3]。隐式统计预警是把除降雨以外的其他地质环境因素的作用隐含在降雨中, 重点利用降雨参数建立模型的预警方法。显式统计预警是通过把地质环境因素变化与激发因素相迭，建立相互耦合判据模型的预警方法。隐式统计预警和隐式统计预警主要是运用数理统计分析的方法建模。动力预警是一种针对地质体因降雨影响自身发生动力变化过程构建数学物理判据方程的预警方法, 本质上是一种解析预警方法。三种预警模型与工作区地质灾害基础调查评价工作精度、灾害机理研究程度密切相关，是针对不同程度地质灾害调查研究成果转化应用发展的体现。目前在区域地质灾害气象风险预警中使用比较广泛的预警方法主要以显式统计预警为主，而动力学预警由于斜坡失稳条件、降雨对滑坡作用机理的复杂性，以及模型参数的不确定性，仍处于研究阶段[4]。本研究在广东省1∶5万地质灾害风险调查、乡镇（街道）1∶1万地质灾害风险调查评价、前期地质灾害气象风险预警等一系列工作成果的基础上，以风险管控斜坡为单元进行概化分类及几何模型建立，进一步构建降雨量为因、斜坡稳定性为果的动力预警模型，分析不同降雨变量条件下斜坡的稳定系数，实现坡面尺度级斜坡失稳风险预警，探索适应以斜坡单元预警为主要方式的县级地质灾害气象风险预警技术。
1. 广东省地质灾害特点
据统计，2003—2022年20年间广东省共发生各类突发性斜坡类地质灾害5597起，死亡 759 人（含失踪），受伤200 人，直接经济损失约30.4亿元。灾害类型主要以崩塌、滑坡、泥石流为主，具有点多面广、危害严重、灾害规模以中小型为主、群发性强等特点[5]。灾害主要集中分布在粤东、粤西和粤北等广大中低山区、丘陵区以及人类工程活动强烈的珠三角局部地区[3]，地质灾害空间分布上有明显的地域性；与不同地区地层岩性、地质构造、地形地貌、残坡积层岩土体类型以及人类工程活动等因素关系密切；同时地质灾害的发生时间具有明显的季节性，据有明确发生时间的4773处地质灾害统计，其中有4456处发生在4—9月的汛期雨季，占93%，特别是5月、6月“龙舟水”和8月台风强降雨期间，10月至次年3月发生地质灾害的频率较小。强降雨引发的地质灾害与月均降雨量呈明显正相关关系，当月均降雨量大于100 mm时，地质灾害发生数量呈明显增多[6]（图1）；地质灾害相对强降雨滞后时间短或与强降雨同步发生，具有群发性；群发性地质灾害主要以发育于第四系全新统残坡积层的浅层小型破坏为主，发育厚度范围为1～3 m，一般情况下崩滑体厚度均小于5 m，主要发生于坡度为35°～45°，坡高为30～60 m的凸形自然边坡。
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图 1 广东省地质灾害与月均降雨量关系图Figure 1. Relationship chart between geo-hazards and average monthly rainfall in Guangdong Province2. 坡面尺度下区域动力学预警技术研究
2.1 斜坡类地质灾害成灾机理研究
广东省群发性地质灾害主要发生在岩土体的浅表层，在残坡积层形成易破坏层。不同母岩风化后形成的岩土体的矿物成分、结构构造、物理力学性质和工程性质差异性很大。为进一步探究广东省地质灾害成灾机理，为坡面尺度下区域动力学预警技术应用提供理论和数据支撑，本研究通过典型地质灾害物理模拟试验和地质灾害数值模拟构建了不同类型坡面单元的斜坡稳定评价物理模型、数值分析模型以及连续介质动力模型，揭示了强降雨过程斜坡体水力特征、破坏模式和变形特征。
2.1.1 典型地质灾害物理模拟试验
（1）模型试验总体思路
基于典型滑坡灾害调查勘查成果资料，采用物理模拟试验研究边坡在强降雨条件下的失稳模式和变形破坏特征，分析边坡失稳机理。模型试验以实际边坡原型为研究对象，采用1∶50比例，在坡内埋置监测传感器，通过自然工况下的模拟人工强降雨试验，探究强降雨条件下广东省典型滑坡失稳破坏机理。
（2）模型试验系统组成
试验系统与设备主要由模型箱、降雨模拟系统、数据监测系统和高清摄像机四个部分组成（图2）。通过试验模型箱、模拟降雨系统的组合，并配合土压力计等传感器的数据采集系统与数字影像实时监测系统形成一套降雨诱发型滑坡模拟的试验设备；试验的传感器有土压力传感器、水分仪和孔隙水压力传感器。传感器的布置，需要保证传感器不破坏边坡模型的整体完整；在降雨试验对模型边界的处理中，模型边坡除了具有应力边界外，还具有水力边界，即将边坡的上表面视为降雨入渗边界，边坡前缘作为自由边界，边坡底部及背部可近似地看作隔水边界。
（3）模型试验及结果
试验模拟50 mm/h降雨，持续160 min后边坡完全破坏。通过进行强降雨条件下物理模型试验，获得了滑坡模型各观测点的土壤含水率、孔隙水压力、土压力的变化过程曲线，并记录了不同时间模型变形及破坏的信息（图3）。
通过滑坡模型试验水力特征变化曲线（图4）可以看到：土壤体积含水率随时间变化曲线规律为快速上升-缓慢上升-快速上升-平稳趋于饱和，从坡脚到坡顶依次达到平稳饱和；孔隙水压随时间变化规律为孔隙水压力先逐渐增加，当测点处发生失稳破坏时孔隙水压消散，产生突降；土压力随时间变化规律为前期上升或下降，在测点处破坏时，土压力值突降。
通过物理模型试验，揭示边坡在强降雨条件下坡面土体在一定深度范围内由坡脚至坡顶逐步产生主动土压破坏，塑性区向上游扩展，影响因素主要有降雨量、降雨历时、土体类别和坡体结构等因素。
2.1.2 典型地质灾害数值模拟及结果
基于以上地质灾害物理模拟研究结果，选择18处典型灾害点，结合地质灾害现场调查、工程地质测绘、勘察及土工试验成果，提取各灾害点原始坡体的坡长、坡度、岩土分层几何参数，选取相关物理力学参数，如：容重、弹性模量、泊松比、黏聚力和内摩擦角等（表1），利用Midas GTS /NX 软件分别构建二维、三维数值模型，分析降雨前后边坡体稳定系数变化情况斜坡应力云图、应变增量场变化情况（表2），对地质灾害及灾害链在暴雨下的动态演化机制进行研究，对其成灾机理进行解析，为降雨入渗的斜坡稳定性评价模型优化提供依据。研究发现，降雨前各斜坡稳定系数绝大多数在1.2以上，相对比较稳定，降雨后，各斜坡稳定系数均发生大幅下降，多数在1.0以下，处于失稳状态；暴雨条件下受降雨入渗影响，斜坡应力集中带向前扩展比较明显，应变场增量沿坡体上部增量明显，说明斜坡岩土体容易在浅表层首先造成失稳，与灾害事实相符。
表 1 天然及暴雨状态下斜坡岩土体计算参数Table 1. Calculation parameters of rock and soil mass of the slope under natural and rainstorm conditions名称 弹性模量
/MPa孔隙比 天然状态 饱水状态 γ/（kN·m−3） c/kPa ϕ/（°） γsat/（kN·m−3） c/kPa ϕ/（°） 砂质黏性土①-1 8.0 0.99 18.0 19.1 18.0 18.5 18.1 17.0 砂质黏性土①-2 8.5 0.88 18.1 20.2 19.2 18.7 19.3 18.3 砂质黏性土①-3 9.2 0.83 19.1 28.3 22.5 19.6 26.2 21.1 全风化花岗岩 50.0 0.71 21.0 38.0 35.0 21.5 − − 中风化花岗岩 100.0 0.65 22.0 50.0 45.0 22.5 − − 表 2 河源市龙川县地质灾害数值模拟（部分示例）Table 2. Numerical simulation of geo-hazards in Longchuan County, Heyuan City (some examples)灾害体特征 二/三维数值模拟 稳定系数 
1.25
（自然状态）1.01
（饱和状态）
1.22
（自然状态）0.80
（饱和状态）2.2 基于降雨入渗的斜坡稳定性评价模型优化
以上基于降雨入渗导致斜坡体失稳发生机理建立的物理模型试验和数值模型模拟结果证明以往研究认为的降雨引起的斜坡失稳大部分发生在极限入渗深度范围的浅层土质中[7 − 9]结论相吻合。因此，基于降雨入渗对斜坡单元构建以降雨为因、稳定性为果的预测评价具有可行性。本文聚焦斜坡残坡积层，以斜坡为单元，将Green-Ampt降雨入渗模型和无限边坡稳定性评价方法相结合，进行优化构建了相应的斜坡稳定性评价模型[10 − 11]。
袁畅等[12]结合广东的特点进一步分析总结认为：斜坡残坡积层在不同的降雨强度、降雨历时条件下，具有不同的湿润深度Zw，降雨入渗过程存在入渗极限深度Zw，深度与相对雨强和降雨历时具有较好的函数关系。
湿润深度：
$$ {Z}_{{\mathrm{w}}}=(0.13\eta +0.03){t}^{-0.03\eta +0.78} $$ (1) 式中：Zw——湿润锋深度/cm；
$ t $ ——降雨历时/min；$ \eta $ ——相对雨强。本文选取粤东地区花岗岩残积土边坡数值模型进行不同降雨强度条件下湿润峰入渗深度随时间的变化关系。
当
$ \eta < 10 $ 时，湿润锋深度与相对雨强以及降雨强度存在较好的函数关系。相对雨强：
$$ \eta =q/{k}_{{\mathrm{s}}} $$ (2) 式中：
$ q $ ——雨量强度/（cm·min−1）；$ {k}_{{\mathrm{s}}} $ ——饱和渗透系数/（cm·min−1）。基于湿润锋最大深度与降雨历时以及相对雨强的关系，建立基于降雨入渗斜坡稳定性系数与降雨关键参数的数学模型。公式如下：
$$ F_{\mathrm{s}}=\frac{c'+(\gamma_{\mathrm{sat}}-\gamma_{\mathrm{w}})Z_{\mathrm{w}}\cos^2\alpha\tan\varphi'}{\gamma_{\mathrm{sat}}Z_{\mathrm{w}}\sin\alpha\cos\alpha} $$ (3) 式中：
$ {c}' $ ——有效黏聚力/kPa；$ {\varphi }' $ ——有效内摩擦角/（°）；$ {\gamma }_{\text{sat}} $ ——土的饱和重度/（kN·m−3）；$ {\gamma }_{{\mathrm{w}}} $ ——水的重度/（kN·m−3）；$ \alpha $ ——边坡坡角/（°）；Zw——湿润锋深度/cm。
由以上公式可以看出斜坡稳定性系数Fs与Zw存在负相关的关系。
3. 坡面尺度下区域动力学预警技术应用初探
3.1 应用技术流程
以斜坡为单元的区域地质灾害气象风险预警的基础是对设定区域进行预警区划，按斜坡单元划分预警分析单元[6]，构建预警分析模型，同步获取降雨监测、预报数据，计算对应时空雨量下各斜坡单元的稳定性，根据稳定性动态分析结果发布预警[13 − 16]。具体方法如下：
（1）划分预警分析单元（斜坡单元）
斜坡单元是斜坡类地质灾害孕育、发生的最基本单元[17 − 18]。广东省1∶10000乡镇（街道）地质灾害风险调查评价基于斜坡单元开展，主要以承灾体作为斜坡单元划分的控制性因素，综合考岩土体特征、致灾因素、地层岩性、已发地质灾害隐患、变形特征等因素合理圈定，上限划到分水岭，下限将可能的承灾体圈划进去，单个斜坡单元面积控制在0.1～0.3 km2。主要通过DEM提取地表形态信息，借助GIS软件通过正向DEM提取出分水线，反向DEM提取出汇水线，将分水线和汇水线融合成一个闭合区域，期间要经过填洼、水流方向提取等众多步骤，再通过人机交互完善斜坡单元（图5）。
（2）预警分析单元参数赋值
斜坡单元岩土特性与水文地质特征基本一致，以坡面为单位基于地面调查多渠道提取各斜坡的相关地质环境调查信息或采用GIS技术叠加专题图层挖掘相关地质环境因子，对每个斜坡单元进行地质环境因子赋值（图6）。
（3）斜坡数值建模与预警分析
构建降雨量-斜坡稳定系数动力预警模型，基于调查、勘察及土工试验数据等，对研究区的各斜坡单元完成参数设置（图7），同步接入研究区降雨实测、预报数据，以不同的降雨性质如降雨强度、降雨持续时间、前期降雨等数据为变量计算出每个斜坡单元的稳定系数。
稳定系数分析结果按（0，1.05）、[1.05，1.1）、[1.1，1.2）、[1.2，1.4）区间分段划分为红、橙、黄、蓝4个等级，通过对研究区每个坡面单元的稳定系数的集合和前期易损性评价结果，从而实现对某一降雨过程诱发群发性地质灾害的时空分布及风险等级进行预报预警（图8）。
3.2 应用实例及效果——以龙川县贝岭镇流域为例
本次研究选取近年群发性地质灾害比较突出的广东河源龙川县贝岭镇流域，开展以斜坡为单元的地质灾害动力预警。河源市龙川县贝岭小流域面积为15.29 km2，属中低山地地形，地势北高南低，沟谷两侧山势陡峭、尖峰状、花岗岩呈平缓山顶，“V”型谷居多，地形切割强烈，相对高差500～700 m，地形坡度40°～45°基岩风化强烈，残积层厚10～25 m。2019年6月10日夜间至13日，受“龙舟水”影响，贝岭镇普降暴雨，导致山洪暴发、地质灾害群发，发生72起地质灾害，造成数人死亡以及重大经济损失。
导入龙川贝岭镇小流域的DEM等数据，系统将15.29 km2划分为259个坡面分析单元，并自动批量量测出各坡面单元坡度（α）、坡高（H）、体积（V）等几何物理参数（图9）。
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图 9 坡面尺度的斜坡分析单元的划分及几何参数提取Figure 9. Division of slope units and extraction of geometric parameters of the slopes基于小流域浅表层岩土体力学参数（表1），以2019年6月10日夜间至13日期间持续降雨过程期间的实测、预报降雨以及持续降雨时间为变量（持续降雨时长75 h，最大小时雨量48.4 mm，单日最大雨量153.5 mm，累计雨量达到了275.2 mm），计算湿润锋深度Zw，通过基于降雨入渗的斜坡稳定性评价模型批量自动计算各斜坡单元的稳定系数，按红、橙、黄、蓝4个等级显示。分析结果显示，此轮降雨共有22个斜坡单元达到红色预警，10个斜坡单元为橙色预警，38个斜坡单元为黄色预警（图10），黄色及以上斜坡单元与群发性地质灾害实际发生位置比较吻合。
4. 结 论
（1）本文选择典型历史地质灾害，通过物理模型试验，揭示了边坡在暴雨条件下坡面土体在一定深度范围内的含水率、应力及破坏特征，影响因素主要有降雨量、降雨历时、土体类别和坡体结构等因素。
（2）本文通过典型地质灾害数值模拟，揭示了强降雨过程斜坡体应力云图、应变增量场、斜坡稳定系数等变化情况，结果表明受降雨入渗影响，斜坡应力集中带向前扩展比较明显，应变场增量沿坡体上部增量明显，斜坡岩土体容易在浅表层首先造成失稳。
（3）基于降雨入渗导致斜坡体失稳发生机理建立的物理模型试验和数值模型模拟结果，聚焦斜坡残坡积层，将Green-Ampt降雨入渗模型和无限边坡稳定性评价方法相结合，进行优化构建了动力学斜坡稳定性评价模型。
（4）探索了斜坡失稳动力预警模型对广东省暴雨型浅层滑坡灾害气象风险预警的可行性，包括按斜坡单元划分预警分析单元，构建降雨量-斜坡稳定系数动力预警模型，以不同时空雨量为变量动态计算对应时空各斜坡单元的稳定系数，基于稳定性的动态变化实时发布预警等应用流程，并结合龙川县贝岭镇流域应用实例验证了其可行性，可为广东省开展以斜坡单元预警为主要方式的县级地质灾害气象风险预警提供支撑。
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图 6 马槽沟拦挡坝服役性评价结果
Figure 6. Results of the serviceability evaluation for check dams in Macao gully
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图 7 武都区单沟综合服役性评价结果
Figure 7. Comprehensive service evaluation results of single gully in Wudu District
表 1 拦挡坝典型损毁特征
Table 1 Typical damage characteristics of check dams
坝体编号 拦挡坝损毁特征 燕儿沟2号 该坝位于燕儿流通区，坝体淤埋，库容已淤满，右坝肩岩土体松散，排水孔完全堵塞，右坝肩出现裂缝 马槽沟12号 该坝位于马槽沟支沟交汇处，库容已淤满，右坝肩堆积大量松散物，排水孔完全堵塞，右坝肩出现轻度裂缝，坝基裸露 马槽沟8号 该坝位于马槽沟流通区，左坝肩冲毁严重，库容未淤满，沟道切割严重，两侧岩土体松散，坝体出现明显松弛，坝基裸露 寨子沟1号 该坝位于寨子沟沟口处，毗邻建筑物，库容已淤满，右坝肩堆积物松散，排水孔完全堵塞，右坝肩冲毁严重 
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表 2 拦挡坝服役性能评价因子等级及赋值
Table 2 Check dam service performance evaluation factor rating and assignment
评价因子 V1 V2 V3 V4 安
全
性坝体损毁度u1 无 轻度 中度 重度 坝基损毁度u2 无 轻度 中度 重度 坝肩损毁度u3 无 轻度 中度 重度 有
效
性安全性u4 — — — — 淤积库容比u5/% <20 20～<50 50～<80 ≥80 坝肩边坡失稳程度u6 无 轻度 中度 重度 排水孔堵塞程度u7 无 轻度 中度 重度
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表 3 评价值的取值依据及定量化取值
Table 3 The basis and quantitative values for evaluation values
评价值 取值依据 定量化取值 无 坝肩边坡稳定；排水孔未堵塞；坝基、坝体、坝基均未出现损、整体结构完好 0～<10 轻度 坝肩边坡出现裂痕；排水孔堵塞程度10%～20%；坝基完好，坝体表面脱落，坝肩局部产生裂缝 10～<20 中度 坝肩边坡局部岩土体松动；排水孔堵塞程度20%～40%；坝基处有积水、出现脱落，坝体张裂、掉块、局部损毁，坝肩掉块、残缺 20～<40 重度 坝肩边坡失稳、出现滑坡；排水孔堵塞；坝基出露、悬空，坝体倾倒，坝肩冲毁 ≥40
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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 significance
标度 含义 1 两个因子相比较，两者具有相同的重要性 3 两个因子进行比较，前者比后者略微重要 5 两个因子进行比较，前者比后者较为重要 7 两个因子进行比较，前者比后者非常重要 9 两个因子进行比较，前者比后者极其重要 注：2，4，6，8为上述两相邻判断的中间值，aij表示因素ai与因素aj的重要性之比，aij与aji之间的关系表示为aij=1/aji。
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表 5 方案层的权重
Table 5 Weights at the scheme level
评价因子 u1 u2 u3 权重 u1 1 1 4 0.444 u2 1 1 4 0.444 u3 1/4 1/4 1 0.112
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表 6 准则层的权重
Table 6 Weight at the criterion level
评价因子 u4 u5 u6 u7 权重 u4 1 3 4 5 0.538 u5 1/3 1 2 3 0.230 u6 1/4 1/2 1 4 0.163 u7 1/5 1/3 1/4 1 0.069
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表 7 马槽沟拦挡坝的评价因子实际取值
Table 7 Actual values of evaluation factors for check dams in Macao gully
评价因子 拦挡坝编号 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 u1 25 22 24 2 85 80 80 10 15 10 85 15 u2 15 30 35 5 90 75 80 20 24 10 80 18 u3 18 35 30 0 90 40 40 10 15 5 80 10 u5 90 96 95 25 96 95 95 95 95 95 96 96 u6 30 16 15 5 18 20 22 25 25 24 18 20 u7 90 95 95 8 10 80 80 90 90 90 85 90
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表 8 马槽沟拦挡坝服役性评价结果
Table 8 Results of the serviceability evaluation for check dams in Macao gully
编号 OB 结果 编号 OB 结果 编号 OB 结果 12 （0，0.167，0.426，0.440） 差 8 （0，0.102，0.130，0.768） 差 4 （0，0.150，0.463，0.388） 中等 11 （0，0.065，0.447，0.488） 差 7 （0，0，0.163，0.837） 差 3 （0.03，0.51，0.13，0.332） 良 10 （0，0.082，0.362，0.556） 差 6 （0，0，0.147，0.853） 差 2 （0，0.033，0.310，0.658） 差 9 （0.668，0.332，0，0） 优 5 （0，0.299，0.361，0.340） 中等 1 （0，0.227，0.474，0.299） 中等
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表 9 重要系数取值依据及定量化取值
Table 9 Basis and quantitative values of important coefficients
重要性评价因子 取值依据 定量化取值 拦挡坝地理位置 物源区 0～<0.3 流通区 0.3～<0.7 沟口处 0.7～1 拦挡坝设计库容 坝高<5 m 0～<0.3 坝高5～15 m 0.3～<0.7 坝高>15 m 0.7～1 防治重要性 密度低 0～<0.3 密度中 0.3～<0.7 密度高 0.7～1
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表 10 马槽沟重要系数取值及均值
Table 10 The value and mean of the important coefficient of Macao gully
评价因子编号 地理位置 设计库容 防治重要性 ${\bar {\boldsymbol{C}}} $ 12 0.3 0.5 0.3 0.37 11 0.3 0.35 0.3 0.32 10 0.4 0.35 0.4 0.38 9 0.5 0.7 0.6 0.60 8 0.6 0.6 0.6 0.60 7 0.7 0.72 0.6 0.67 6 0.7 0.53 0.7 0.64 5 0.75 0.58 0.8 0.71 4 0.8 0.64 0.8 0.75 3 0.9 0.63 1 0.84 2 1 0.57 1 0.86 1 1 0.42 1 0.81
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表 11 武都区拦挡坝单沟综合服役性评价结果
Table 11 Comprehensive service evaluation results of single gully check dam in Wudu District
沟名 D 结果 沟名 D 结果 沟名 D 结果 马槽沟 （0.426，1.340，2.083，3.079） 差 佛堂沟 （0365，0.81，0.927，2.118） 差 桔柑沟 （0.047，0.0.471，0.433，0.352） 良 马家沟 （1.313，0.686，0，0） 优 百草
坝沟（0，0.393，0.374，0.533 差 东江
水沟（1.612，0.611，0.156，0.421） 优 柏水沟 （0.544，0.708，0.386，0.212） 良 清水沟 （0，0，0.218，0.342） 差 郭家沟 （0.680，0.039，0，0） 优 大山沟 （0.985，1.188，0.421，0.672） 良 寨子沟 （0，0.023，0.357，1.191） 差 汉坪沟 （0.677，0.285，0.177，0） 优 甘家沟 （0.990，0.476，0.406，0.638） 优 燕儿沟 （0.404，0.301，0.694，0.602） 中等 小山沟 （1.092，0，0.248，0.689） 优
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表 12 泥石流沟道综合服役性评价结果
Table 12 Comprehensive service evaluation results of debris flow gully
评价等级 泥石流沟道 占比/% 优 马家沟、郭家沟、汉坪沟、东江水沟、小山沟、甘家沟 40 良 柏水沟、桔柑沟、大山沟 20 中等 燕儿沟 6.7 差 马槽沟、佛堂沟、百草坝沟、清水沟、寨子沟 33.3
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[1] 中国国家统计局. 2021中国统计年鉴[M]. 北京:中国统计出版社,2022. [National Bureau of Statistics of China. 2021 China statistical yearbook[M]. Beijing:China Statistical Publishing House,2022. (in Chinese) National Bureau of Statistics of China. 2021 China statistical yearbook[M]. Beijing: China Statistical Publishing House, 2022. （in Chinese）
[2] 石振明, 张公鼎, 彭铭, 等. 考虑河床坡度和泄流槽横断面影响的堰塞坝溃决过程试验研究[J]. 水文地质工程地质,2022,49(5):73 − 81. [SHI Zhenming, ZHANG Gongding, PENG Ming, et al. An experimental study of the breaching process of landslide dams with different bed slopes and drainage channel cross-sections[J]. Hydrogeology & Engineering Geology,2022,49(5):73 − 81. (in Chinese with English abstract) SHI Zhenming, ZHANG Gongding, PENG Ming, et al . An experimental study of the breaching process of landslide dams with different bed slopes and drainage channel cross-sections［J］. Hydrogeology & Engineering Geology,2022 ,49 （5 ）:73 −81 . （in Chinese with English abstract）[3] 刘兴荣, 魏新平, 陈豫津, 等. 基于增量加载法的泥石流拦挡坝抗冲击力数值模拟——以甘肃舟曲三眼峪沟泥石流拦挡坝为例[J]. 中国地质灾害与防治学报,2021,32(2):78 − 83. [LIU Xingrong, WEI Xinping, CHEN Yujin, et al. Numerical simulation of impact resistance of debris flow dam: a case study of the debris flow dam in Sanyanyu Gully, Zhouqu County, Gansu Province[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2021,32(2):78 − 83. (in Chinese with English abstract) LIU Xingrong, WEI Xinping, CHEN Yujin, et al . Numerical simulation of impact resistance of debris flow dam: a case study of the debris flow dam in Sanyanyu Gully, Zhouqu County, Gansu Province［J］. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2021 ,32 （2 ）:78 −83 . （in Chinese with English abstract）[4] 张宪政, 铁永波, 宁志杰, 等. 四川汶川县板子沟“6·26”特大型泥石流成因特征与活动性研究[J]. 水文地质工程地质,2023,50(5):134 − 145. [ZHANG Xianzheng, TIE Yongbo, NING Zhijie, et al. Characteristics and activity analysis of the catastrophic “6·26” debris flow in the Banzi Catchment, Wenchuan County of Sichuan Province[J]. Hydrogeology & Engineering Geology,2023,50(5):134 − 145.(in Chinese with English abstract) ZHANG Xianzheng, TIE Yongbo, NING Zhijie, et al . Characteristics and activity analysis of the catastrophic “6·26” debris flow in the Banzi Catchment, Wenchuan County of Sichuan Province［J］. Hydrogeology & Engineering Geology,2023 ,50 （5 ）:134 −145 .（in Chinese with English abstract）[5] 侯圣山, 曹鹏, 陈亮, 等. 基于数值模拟的耳阳河流域泥石流灾害危险性评价[J]. 水文地质工程地质,2021,48(2):143 − 151. [HOU Shengshan, CAO Peng, CHEN Liang, et al. Debris flow hazard assessment of the Eryang River watershed based on numerical simulation[J]. Hydrogeology & Engineering Geology,2021,48(2):143 − 151. (in Chinese with English abstract) HOU Shengshan, CAO Peng, CHEN Liang, et al . Debris flow hazard assessment of the Eryang River watershed based on numerical simulation［J］. Hydrogeology & Engineering Geology,2021 ,48 （2 ）:143 −151 . （in Chinese with English abstract）[6] 王峰, 杨帆, 江忠荣, 等. 基于沟域单元的康定市泥石流易发性评价[J]. 中国地质灾害与防治学报,2023,34(3):145 − 156. [WANG Feng, YANG Fan, JIANG Zhongrong, et al. Susceptibility assessment of debris flow based on watershed units in Kangding City, Sichuan Province[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2023,34(3):145 − 156.(in Chinese with English abstract) WANG Feng, YANG Fan, JIANG Zhongrong, et al . Susceptibility assessment of debris flow based on watershed units in Kangding City, Sichuan Province［J］. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2023 ,34 （3 ）:145 −156 .（in Chinese with English abstract）[7] 严琦, 张琪. 贵州省黔东南州降雨型泥石流风险评估[J]. 气象与减灾研究,2023,46(2):141 − 148. [YAN Qi, ZHANG Qi. Risk assessment of rainfall induced debris flow in Qiandongnan prefecture of Guizhou Province[J]. Meteorology and Disaster Reduction Research,2023,46(2):141 − 148.(in Chinese with English abstract) YAN Qi, ZHANG Qi . Risk assessment of rainfall induced debris flow in Qiandongnan prefecture of Guizhou Province［J］. Meteorology and Disaster Reduction Research,2023 ,46 （2 ）:141 −148 .（in Chinese with English abstract）[8] 王天健, 胡桂胜, 陈宁生, 等. 泥石流单双边防护堤防治效果对比——以曾达沟为例[J]. 防灾减灾学报,2022,38(1):1 − 8. [WANG Tianjian, HU Guisheng, CHEN Ningsheng, et al. Comparison of prevention and control effect of single and double border embankment of debris flow: a case study of zengda gully[J]. Journal of Disaster Prevention and Reduction,2022,38(1):1 − 8. (in Chinese with English abstract) WANG Tianjian, HU Guisheng, CHEN Ningsheng, et al . Comparison of prevention and control effect of single and double border embankment of debris flow: a case study of zengda gully［J］. Journal of Disaster Prevention and Reduction,2022 ,38 （1 ）:1 −8 . （in Chinese with English abstract）[9] 张文涛. 泥石流防治岩土-生态工程综合治理效果分析与评价[D]. 成都: 中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所), 2021. [ZHANG Wentao. Analysis and evaluation of comprehensive control effect of geotechnical-ecological engineering for debris flow prevention and control[D].Chengdu: Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences, 2021. (in Chinese with English abstract) ZHANG Wentao. Analysis and evaluation of comprehensive control effect of geotechnical-ecological engineering for debris flow prevention and control［D］.Chengdu: Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences, 2021. （in Chinese with English abstract）
[10] 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) 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）[11] TAKAYAMA S,FUJIMOTO M,SATOFUKA Y. Amplification of flood discharge caused by the cascading failure of landslide dams[J]. International Journal of Sediment Research,2021,36(3):430 − 438. DOI: 10.1016/j.ijsrc.2020.10.007
[12] LYU Xiaobo,YOU Yong,WANG Zhuang,et al. Characteristics of gully bed scour and siltation between check dams[J]. Journal of Mountain Science,2023,20(1):49 − 64. DOI: 10.1007/s11629-022-7474-7
[13] 陈晓清,游勇,崔鹏,等. 汶川地震区特大泥石流工程防治新技术探索[J]. 四川大学学报(工程科学版),2013,45(1):14 − 22. [CHEN Xiaoqing,YOU Yong,CUI Peng,et al. New control methods for large debris flows in Wenchuan earthquake area[J]. Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition),2013,45(1):14 − 22. (in Chinese with English abstract) CHEN Xiaoqing, YOU Yong, CUI Peng, et al . New control methods for large debris flows in Wenchuan earthquake area［J］. Journal of Sichuan University （Engineering Science Edition）,2013 ,45 （1 ）:14 −22 . （in Chinese with English abstract）[14] ZEMA D A,BOMBINO G,DENISI P,et al. Evaluating the effects of check dams on channel geometry,bed sediment size and riparian vegetation in Mediterranean Mountain torrents[J]. Science of the Total Environment,2018,642:327 − 340. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.06.035
[15] ZHENG Hongchao,SHI Zhenming,SHEN Danyi,et al. Recent advances in stability and failure mechanisms of landslide dams[J]. Frontiers in Earth Science,2021,9:659935. DOI: 10.3389/feart.2021.659935
[16] 杨春阳. 武都区典型泥石流活动机理与启动判据研究[D]. 北京:中国地质大学(北京),2020. [YANG Chunyang. Study on the activity mechanism and initiation criterion of typical gully debris flow in Wudu District[D]. Beijing:China University of Geosciences,2020. (in Chinese with English abstract) YANG Chunyang. Study on the activity mechanism and initiation criterion of typical gully debris flow in Wudu District[D]. Beijing: China University of Geosciences, 2020. （in Chinese with English abstract）
[17] 魏万鸿,刘兴荣,宿星,等. 陇南地区泥石流拦挡坝回淤比降影响因素及计算方法[J]. 兰州大学学报(自然科学版),2022,58(6):744 − 748. [WEI Wanhong,LIU Xingrong,SU Xing,et al. Study on the influencing factors and calculation method of siltation behind the debris flow dam in Longnan area[J]. Journal of Lanzhou University (Natural Sciences),2022,58(6):744 − 748. (in Chinese with English abstract) WEI Wanhong, LIU Xingrong, SU Xing, et al . Study on the influencing factors and calculation method of siltation behind the debris flow dam in Longnan area［J］. Journal of Lanzhou University （Natural Sciences）,2022 ,58 （6 ）:744 −748 . （in Chinese with English abstract）[18] 舒和平,齐识,宁娜,等. 甘肃省南部武都区泥石流灾害风险评价研究[J]. 自然灾害学报,2016,25(6):34 − 41. [SHU Heping,QI Shi,NING Na,et al. Risk assessment of debris flow disaster:A case study of Wudu District in the south of Gansu Province,China[J]. Journal of Natural Disasters,2016,25(6):34 − 41. (in Chinese with English abstract) SHU Heping, QI Shi, NING Na, et al . Risk assessment of debris flow disaster: A case study of Wudu District in the south of Gansu Province, China［J］. Journal of Natural Disasters,2016 ,25 （6 ）:34 −41 . （in Chinese with English abstract）[19] 王俊豪,金华丽,倪天翔,等. 基于层次分析法的模糊综合评判模型在康乐县泥石流沟危险性评价中的应用[J]. 中国地质灾害与防治学报,2017,28(3):52 − 57. [WANG Junhao,JIN Huali,NI Tianxiang,et al. The application of fuzzy comprehensive evaluation model based on analytic hierarchy process in risk assessment of debris flow gully in Kangle County[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2017,28(3):52 − 57. (in Chinese with English abstract) WANG Junhao, JIN Huali, NI Tianxiang, et al . The application of fuzzy comprehensive evaluation model based on analytic hierarchy process in risk assessment of debris flow gully in Kangle County［J］. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2017 ,28 （3 ）:52 −57 . （in Chinese with English abstract）[20] 沈简,饶军,傅旭东. 基于模糊综合评价法的泥石流风险评价[J]. 灾害学,2016,31(2):171 − 175. [SHEN Jian,RAO Jun,FU Xudong. Assessment on debris flow risk based on fuzzy comprehensive evaluation method[J]. Journal of Catastrophology,2016,31(2):171 − 175. (in Chinese with English abstract) DOI: 10.3969/j.issn.1000-811X.2016.02.033 SHEN Jian, RAO Jun, FU Xudong . Assessment on debris flow risk based on fuzzy comprehensive evaluation method［J］. Journal of Catastrophology,2016 ,31 （2 ）:171 −175 . （in Chinese with English abstract） DOI: 10.3969/j.issn.1000-811X.2016.02.033[21] 李晓婷,刘文龙. 模糊综合评判法在甘肃陇南武都区石门乡泥石流危险性评价中的应用[J]. 中国地质灾害与防治学报,2020,31(4):71 − 76. [LI Xiaoting,LIU Wenlong. Application of fuzzy comprehensive evaluation method to debris flow risk evaluation in Shimen Township in Wudu District of Longnan City,Gansu Province[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2020,31(4):71 − 76. (in Chinese with English abstract) LI Xiaoting, LIU Wenlong . Application of fuzzy comprehensive evaluation method to debris flow risk evaluation in Shimen Township in Wudu District of Longnan City, Gansu Province［J］. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2020 ,31 （4 ）:71 −76 . （in Chinese with English abstract）[22] 张文涛,柳金峰,游勇,等. 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. [ZHANG Wentao,LIU Jinfeng,YOU Yong,et al. 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. (in Chinese with English abstract) ZHANG Wentao, LIU Jinfeng, YOU Yong, et al . 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 . （in Chinese with English abstract）[23] 地质灾害分类分级(试行):DZ0238—2004[S]. 北京:中国标准出版社,2005. [Classification and Grading of Geological Hazards (Trial):DZ0238—2004[S]. Beijing:China Standards Publishing House,2005. (in Chinese) Classification and Grading of Geological Hazards （Trial）: DZ0238—2004［S］. Beijing: China Standards Publishing House, 2005. （in Chinese）
[24] LIANG B,WU LB. Application of fuzzy comprehensive evaluation method in tunnel construction disasters [C]. Proceedings of 2008 National Symposium on Tunnel Monitoring Measurement and Anti-Analysis,2008:14-21.
[25] YUAN Jintao. Fuzzy comprehensive evaluation for risk assessment on debris flow[J]. Safety and Environmental Engineering,2010,17(3):14 − 16.
[26] 尚慧,王明轩,罗东海,等. 基于函数赋值模型与模糊综合评判法的单沟泥石流危险性评价[J]. 中国地质灾害与防治学报,2019,30(1):61 − 69. [SHANG Hui,WANG Mingxuan,LUO Donghai,et al. Single gully debris flow hazard assessment based on function assignment model and fuzzy comprehensive evaluation method[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2019,30(1):61 − 69. (in Chinese with English abstract) DOI: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2019.01.07 SHANG Hui, WANG Mingxuan, LUO Donghai, et al . Single gully debris flow hazard assessment based on function assignment model and fuzzy comprehensive evaluation method［J］. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2019 ,30 （1 ）:61 −69 . （in Chinese with English abstract） DOI: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2019.01.07[27] 王文沛, 殷跃平, 胡卸文, 等. 碎屑流冲击下桩梁组合结构拦挡效果及受力特征研究[J]. 地质力学学报,2022,28(6):1081 − 1089. [WANG Wenpei, YIN Yueping, HU Xiewen, et al. Study on retaining effect and mechanical characteristics of pile-beam composite structure under debris flow impact[J]. Journal of Geomechanics,2022,28(6):1081 − 1089. (in Chinese with English abstract) WANG Wenpei, YIN Yueping, HU Xiewen, et al . Study on retaining effect and mechanical characteristics of pile-beam composite structure under debris flow impact［J］. Journal of Geomechanics,2022 ,28 （6 ）:1081 −1089 . （in Chinese with English abstract） -
期刊类型引用(12)
1. 王深禾，王世杰. 白鹤滩库区水位波动对滑坡形变的影响. 地球物理学进展. 2025(01): 94-105 . 
百度学术
2. 李志国，徐涛，刘永杰，赵立春，徐勇超，杨天鸿，郑小斌. 露天矿边坡稳定性的层次分析-模糊综合评价耦合分析. 中国地质灾害与防治学报. 2024(01): 116-123 . 本站查看
3. 岳磊，刘昌义，丛晓明，唐彬元，付江涛，邢光延，雷浩川，赵吉美，吕伟涛，胡夏嵩. 基于InSAR技术的夏藏滩滑坡区地表变形监测与分析. 水文地质工程地质. 2024(03): 158-170 . 百度学术
4. 陈跨越，王保云. 联合时序InSAR技术和CS-Elman神经网络的板子沟地表形变监测与预测模型性能的评估. 地球物理学进展. 2024(03): 1003-1016 . 百度学术
5. 李昊，李叶繁，魏长婧，王磊杰，康利军，姜川. 基于SBAS-InSAR技术的登封市潜在地质灾害识别研究. 河南科学. 2024(08): 1170-1178 . 百度学术
6. 张攀，李为乐，陆会燕，周胜森，李维敏，许善淼. 基于SBAS-InSAR的库区活动滑坡变形特征与库水位变化响应关系：以四川省黑水县毛尔盖水电站为例. 科学技术与工程. 2024(28): 11991-12002 . 百度学术
7. 洪文玉，喜文飞，钱堂慧，郭峻杞，靳婷婷. SBAS-In SAR下小湾水库-澜沧江段库岸滑坡空间分布统计. 测绘科学. 2024(10): 59-68 . 百度学术
8. 武彬彬，罗超鹏，余波，刘沛源. 基于FLOW-3D的滑坡运动过程模拟研究. 甘肃水利水电技术. 2023(03): 17-20 . 百度学术
9. 戴可人，吴明堂，卓冠晨，居安华，温柠玲，冯文凯，许强. 西南山区大型水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测研究进展. 地球科学与环境学报. 2023(03): 559-577 . 百度学术
10. 崔华丽，谯鹏志，王佃明. 库水位变动情况下库岸边坡稳定性研究——以白鹤滩水电站石圪垴滑坡为例. 钻探工程. 2023(05): 36-42 . 百度学术
11. 何清，魏路，肖永红. 基于SBAS-InSAR技术的安徽亳州市地面沉降时空分布特征与影响因素分析. 中国地质灾害与防治学报. 2023(05): 81-90 . 本站查看
12. 孙鹏. 基于Stacking-InSAR和SBAS-InSAR地面沉降监测方法研究——以新疆阿勒泰地区为例. 经纬天地. 2023(06): 58-64 . 百度学术
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