气候变化灾害风险防范:现状、挑战与科学问题 被引量：2

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作者 崔鹏 王岩 +6 位作者 张国涛 张正涛 雷雨 王昊 王姣 郝建盛 朱宏 《气候变化研究进展》 北大核心 2025年第4期449-460,共12页

气候变化对自然灾害的影响日益加剧,灾害活动出现新特点和新趋势,灾害风险急剧增加,防灾减灾面临新的挑战。文中从气候驱动因子跨圈层致灾特征、灾害活动的海-陆时空联动特性等角度分析了气候驱动下自然灾害的发生机制与活动特征,阐述... 气候变化对自然灾害的影响日益加剧,灾害活动出现新特点和新趋势,灾害风险急剧增加,防灾减灾面临新的挑战。文中从气候驱动因子跨圈层致灾特征、灾害活动的海-陆时空联动特性等角度分析了气候驱动下自然灾害的发生机制与活动特征,阐述了气候变化灾害风险出现的新常态与新挑战,探讨了自然灾害风险管理的成效与局限。面对灾害风险的新态势与新挑战,为了加强灾害风险防范的科技支撑能力,提出了5个关键科学问题:气候变化对圈层过程的影响及致灾机制、极端天气驱动的巨灾预测与风险演化、巨灾对社会经济系统影响机制与风险评估、基于人工智能的自适应灾害风险动态防控体系、适应气候变化的韧性社会建设理论。 展开更多

关键词 气候变化 自然灾害 风险防范 灾害演化 气候适应

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灌木根系形态对土体强度影响的大型直剪试验研究 被引量：2

2

作者 陈婧逸 陈晓清 +2 位作者 宋东日 吕明 蒋豪 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第8期120-127,163,共9页

根系形态显著影响根土复合体强度,然而现有研究局限于草本根系根土复合体和室内常规直剪试验。为探究多年生灌木根系形态及空间分布对固土效果的影响,采用大型直剪试验装置(直径400 mm),对原状根土复合体进行了剪切试验。试验中测量了... 根系形态显著影响根土复合体强度,然而现有研究局限于草本根系根土复合体和室内常规直剪试验。为探究多年生灌木根系形态及空间分布对固土效果的影响,采用大型直剪试验装置(直径400 mm),对原状根土复合体进行了剪切试验。试验中测量了根系形态参数(根面积比RAR、根长密度、根体积密度和根表面积密度)、根土复合体抗剪强度和剪胀特性,探讨了根系沿深度的分布特征、根土复合体剪胀性以及根系形态参数与根土复合体抗剪强度的相关关系。结果表明,根系加剧了根土复合体的剪胀;在4个根系形态参数中,剪切带上的RAR和根表面积密度与根系对剪切强度的贡献之间相关性较好;Wu模型能反映根系固土的本质,却存在强度被高估或低估的问题。研究成果有助于推动植物根系在固土领域的应用。 展开更多

关键词 灌木根系形态 根土复合体 抗剪强度 剪胀 大型直剪

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基于量纲分析的泥石流堰塞坝高度特征研究

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作者 俞昀晗 陈华勇 +2 位作者 阮合春 江耀 李霄 《人民长江》 北大核心 2024年第11期175-184,共10页

泥石流堵河堰塞坝高度直接决定了堰塞湖库容与溃决洪水流量,是影响上、下游受灾程度的关键因素。将影响泥石流堵河的主要参数组合成为4个无量纲因子(体积浓度因子、体积因子、黏粒含量因子、流速比),并通过室内水槽实验研究了无量纲因... 泥石流堵河堰塞坝高度直接决定了堰塞湖库容与溃决洪水流量,是影响上、下游受灾程度的关键因素。将影响泥石流堵河的主要参数组合成为4个无量纲因子(体积浓度因子、体积因子、黏粒含量因子、流速比),并通过室内水槽实验研究了无量纲因子作用下高容重泥石流完全堵河形式及堰塞坝高度特征,还构建了直角交汇情况下堰塞坝沟口高度和堵河高度的预测模型。结果表明:(1)根据主支流量比Q、流速比U的乘积可进一步将泥石流完全堵河模式划分为顶冲对岸式(Q×U≤0.045)和连续推进式(Q×U>0.045)两种形式。(2)对泥石流堰塞坝高度的分析表明,泥石流沟口高度与体积浓度因子、体积因子呈正比,与流速比呈反比;泥石流堵河高度与体积因子呈正比,与体积浓度因子、流速比呈反比,而在黏粒含量因子影响下,泥石流沟口高度和堵河高度均呈现先增后减趋势。(3)构建的模型预测精度良好,实际案例与模型对比相结合的方法验证结果显示,预测模型具有一定适用性。研究成果可为泥石流堵河的防灾减灾工作提供参考。 展开更多

关键词 高容重泥石流 无量纲参数 堰塞坝高度 堵河模式 直角交汇

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透过型泥石流拦砂坝库内自清淤作用及效果评估 被引量：1

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作者 黄迪文 游勇 孙昊 《人民长江》 北大核心 2025年第3期48-54,共7页

自清淤作用是透过型泥石流拦砂坝的一个重要特性,这一复杂过程受到库内泥石流堆积物、坝体开口和降雨强度的共同影响。选取四川省境内154座透过型拦砂坝为考察对象,通过现场调查和无人机航测等工作分析了自清淤作用的表现特征和作用效... 自清淤作用是透过型泥石流拦砂坝的一个重要特性,这一复杂过程受到库内泥石流堆积物、坝体开口和降雨强度的共同影响。选取四川省境内154座透过型拦砂坝为考察对象,通过现场调查和无人机航测等工作分析了自清淤作用的表现特征和作用效果。研究结果表明:区域内的梁式格栅坝、缝隙坝和窗口坝的数量分别为22,30座和102座,处于低闭塞率运行状态的坝比例最高,约41.6%;自清淤作用可减缓库内堆积纵坡,同时还会导致泥石流堆积体的表面粗化和沟槽侵蚀;通过构建自清淤效果等级识别矩阵将库内自清淤作用效果共分为了无、轻微、中等、强烈、极强烈5个等级,依次为21,44,61,26座和2座;影响自清淤作用的关键因素是回淤纵坡、降雨强度和相对开度,它们与自清淤作用强度均呈明显的正相关性。 展开更多

关键词 泥石流 透过型拦砂坝 自清淤 效果评估 现场调查 无人机航测 四川省

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基于地貌因素的高原巨型泥石流堆积扇特征分析

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作者 伏航 柳金峰 +3 位作者 苗高建 王超 陈兴长 孙昊 《人民长江》 北大核心 2025年第7期114-122,共9页

西昆仑山区地形差异显著,形成了众多形态完整、规模宏大的泥石流堆积扇。为定量描述并分析巨型泥石流堆积扇特征,以西昆仑山区G219沿线泥石流流域为研究对象,通过野外踏勘与统计分析,界定并阐释了巨型泥石流堆积扇范畴及其基本特征,分... 西昆仑山区地形差异显著,形成了众多形态完整、规模宏大的泥石流堆积扇。为定量描述并分析巨型泥石流堆积扇特征,以西昆仑山区G219沿线泥石流流域为研究对象,通过野外踏勘与统计分析,界定并阐释了巨型泥石流堆积扇范畴及其基本特征,分析了地貌因素对不同类型巨型泥石流堆积扇形成过程的影响,并采用Massflow数值模型反演了巨型堆积扇的堆积过程。结果表明:研究区24%的泥石流流域存在不同类型(横向型、均衡型、纵向型)的巨型堆积扇,其形成年代久远且容重较低;均衡型堆积扇受地貌因素影响逐渐演化为横向型或纵向型堆积扇;横向型堆积扇形成的主控因素为平均坡度与出山口宽度,其泥深与流速横向扩张明显;纵向型堆积扇形成的主控因素为堆积区长度,其泥深与流速纵向分布明显。研究成果可为高原地区巨型泥石流堆积扇的研究与防治提供参考。 展开更多

关键词 巨型泥石流堆积扇 地貌因素 堆积特征 数值模拟 西昆仑山区 高原地区

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多组复合指纹示踪法判别泥沙来源的不确定性分析

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作者 牛百成 吴作丽 +3 位作者 陈琼 周强 方海燕 柳本立 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第3期23-32,共10页

指纹法凭借其简便和直接等优点,已成为泥沙来源研究的主流判别方法之一。然而,在其实际应用中对判别结果的不确定性来源及量化分析仍存在不足,尤其是在风水交互侵蚀区,相关研究尚属空白。笔者选取西北干旱区党河水库流域作为典型案例,... 指纹法凭借其简便和直接等优点,已成为泥沙来源研究的主流判别方法之一。然而,在其实际应用中对判别结果的不确定性来源及量化分析仍存在不足,尤其是在风水交互侵蚀区,相关研究尚属空白。笔者选取西北干旱区党河水库流域作为典型案例,依托高斯一阶近似方程,对多组复合指纹法判别泥沙来源所涉及的不确定性展开评估。结果表明:多组复合指纹法用于泥沙来源判别时,其结果不确定性主要源自沉积区(汇),占总不确定性比例>48.0%,这或许是沉积区整合了所有物源区的地球化学特性及其时空变异特性所导致。从各物源区来看,上游山区居首,达29.4%;戈壁次之,为18.5%;沙丘最小,仅3.1%,这可能与样品数量和样品代表性密切相关。在运用多组复合指纹法判别泥沙来源时,沉积.区对判别结果的不确定性最显著。后续研究中应适当增加采样数量,以便精准反映各产沙区地球化学特征。此外,合理选择适宜的粒径范围是指纹法识别泥沙来源的关键。 展开更多

关键词 物源判别 多组复合指纹示踪法 不确定性 干旱区

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基于相对变形方法的桩后土拱模型试验研究 被引量：2

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作者 钟卫 张帅 贺拿 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期315-326,共12页

为分析桩后土拱在滑动过程中的动态演化过程,设计了一种新型的土体相对变形监测系统,开展了物理模型试验和滑体强度参数分析试验,基于试验监测数据,引入了两个无量纲参数表征滑体相对变形程度和不均匀变形程度。试验结果表明:(1)基于桩... 为分析桩后土拱在滑动过程中的动态演化过程,设计了一种新型的土体相对变形监测系统,开展了物理模型试验和滑体强度参数分析试验,基于试验监测数据,引入了两个无量纲参数表征滑体相对变形程度和不均匀变形程度。试验结果表明:(1)基于桩后土拱变形与传递侧向力曲线特征,土拱演化可分为弹性形成阶段、塑性发展阶段和破坏阶段3个阶段。在破坏阶段观察到显著的三维破坏特征,在水平面上,土拱表现出成层的拱圈挤出破坏;在竖直面上,表现出中下部的滑体土率先开裂并塌落,然后在顶部出现悬链形状的裂缝。(2)随相对变形变化,桩后滑体强度参数在滑动过程中是处于一个动态的强化过程,就强化程度而言,黏聚力较内摩擦角更敏感。(3)前期相对靠后的滑体的相对变形程度与参数强化程度分别高于相对靠前的滑体和桩间滑体,因此,桩周滑体裂缝在向后发展过程中逐渐向桩间中心线发生偏转,在裂缝贯通后形成稳定支撑的拱形结构。 展开更多

关键词 土拱效应 相对变形 物理模型试验 动态机制

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风化残积砂土相对密实度及含水率对抗剪强度的影响

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作者 方迎潮 张垚 +3 位作者 葛华 孔志岗 蒋毅 赵飞 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期100-108,共9页

全风化花岗岩回填土的抗剪强度受其含水率与相对密实度的影响。优化回填土含水率与相对密实度来提高土体抗剪强度是实现中缅油气管道龙陵段管道作业边坡坡面侵蚀治理的手段之一。以管沟回填的全风化花岗岩回填土为研究对象,通过室内直... 全风化花岗岩回填土的抗剪强度受其含水率与相对密实度的影响。优化回填土含水率与相对密实度来提高土体抗剪强度是实现中缅油气管道龙陵段管道作业边坡坡面侵蚀治理的手段之一。以管沟回填的全风化花岗岩回填土为研究对象,通过室内直剪试验和人工降雨模型试验,研究该类土体抗剪强度参数随着含水率和干密度的变化规律以及其抗冲刷能力。结果显示:1)干密度为1.30 g/cm^(3)的土样的最佳含水率为15%,此时其黏聚力和内摩擦角分别为20.33 kPa和34.59°,当土体含水率增加至25%时,其黏聚力降低至3.63 kPa,内摩擦角减小到32.42°;2)通过击实方式将土体的相对密实度从0.06提高至0.83,土体的黏聚力和内摩擦角分别提高53%和18%,相对密实度为0.50时,对土体抗剪强度参数的改善效果最佳;3)人工模拟降雨实验结果显示,坡面侵蚀模数与土体的抗剪强度有关,尤其与内聚力呈负相关关系。综上,相同含水率条件下,提高土体的相对密实度,能有效改善土体的抗侵蚀能力。 展开更多

关键词 坡面侵蚀 全风化花岗岩回填土 抗剪强度 含水率 相对密实度

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泥石流冲击桥墩动力相互作用物理模型试验 被引量：26

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作者 王东坡 陈政 +3 位作者 何思明 陈克坚 刘发明 李明清 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期3363-3372,共10页

在我国西部山区地震、地质活跃带,泥石流灾害对位于泥石流沟道、沟口等位置处的桥墩构成重大威胁。如何量化描述泥石流冲击桥墩的动力过程,是泥石流减灾领域拟要解决的一个重要科学问题。以泥石流灾害威胁成兰铁路沿线桥墩的工程背景为... 在我国西部山区地震、地质活跃带,泥石流灾害对位于泥石流沟道、沟口等位置处的桥墩构成重大威胁。如何量化描述泥石流冲击桥墩的动力过程,是泥石流减灾领域拟要解决的一个重要科学问题。以泥石流灾害威胁成兰铁路沿线桥墩的工程背景为基础,依托大型泥石流模拟系统,进行多组室内大比例泥石流冲击桥墩物理模型试验。研究泥石流流速、流深以及流体特征参数与泥石流冲击压力的相关性。试验结果表明:冲击过程主要受到弗汝德数Fr和雷诺数Re两个无量纲数控制,稀性泥石流冲击压力主要控制参数为Fr,而对于黏性泥石流则同时有Fr和Re的影响;不论是对于峰值冲击力还是冲击功率谱,不同类型泥石流差别显著;在相同重度等条件下,稀性泥石流具有更大的冲击能量;此外,各种类型泥石流通过临界Fr线得到了本质上的区分。研究成果将为桥墩抗泥石流冲击结构设计提供技术支持及科学依据。 展开更多

关键词 泥石流 桥墩 冲击 物理模型试验

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雅江河谷防沙治沙生态工程实施年限对沙地持水性能的影响 被引量：5

10

作者 唐永发 张宝军 +3 位作者 熊东红 刘琳 唐科明 袁勇 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期55-63,共9页

为探究雅鲁藏布江(下称“雅江”)河谷阶地2种类型防沙治沙生态工程(砂生槐灌木林、杨树人工林)实施对沙地持水性能的影响,测定了该区6,12,30年生态工程样地0—30 cm土层沙地持水性能和土壤理化性质,采用模糊数学法计算了土壤质量指数,... 为探究雅鲁藏布江(下称“雅江”)河谷阶地2种类型防沙治沙生态工程(砂生槐灌木林、杨树人工林)实施对沙地持水性能的影响,测定了该区6,12,30年生态工程样地0—30 cm土层沙地持水性能和土壤理化性质,采用模糊数学法计算了土壤质量指数,分析了沙地持水性能的影响因素,并采用多元逐步回归法确定了主要影响因素。结果表明:(1)研究区0—10 cm土层砂生槐和杨树人工林土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量指标从6~30年增幅分别为5.81%~9.19%和51.47%~71.48%,杨树人工林上述持水量指标是砂生槐的1.02~1.60倍。(2)杨树人工林促进沙地0—10 cm土层机械组成、容重、孔隙度等结构变化和有机质、全氮等养分含量提高均优于砂生槐。随实施年限变化,砂生槐上述土壤指标变化整体为12年最好,杨树人工林则依次为30年>10年>6年。(3)2种生态工程0—30 cm土层土壤综合质量指数平均值随年限的增加呈增加趋势。相关分析和多元逐步回归分析结果表明,沙地持水性能与沙地机械组成、容重、孔隙度、有机质、全氮和全磷均呈极显著相关,其主要影响因素为毛管孔隙度、全氮和极细砂。综合可知,杨树人工林作为当地引进乔木种,其对沙地持水性能提升效果及持续作用均优于乡土种灌木砂生槐,能够很好地促进沙地恢复。研究结果可为认识区域沙地生态水文功能变化和生态工程建设提供数据参考。 展开更多

关键词 生态工程 持水性能 理化性质 实施年限 雅江河谷

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山岭隧道超浅埋段开挖围岩变形分析 被引量：17

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作者 林锦腾 邱洪志 王永祯 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第24期9982-9987,共6页

为探究山岭隧道洞口段、山腰、沟谷等浅埋段在开挖过程中围岩的变形规律,采用了数值模拟和现场监测的手段,对超浅埋隧道在开挖条件下围岩的变形进行分析。结果表明:当隧道埋深小于2倍隧道直径时,埋深越浅隧道开挖后拱顶下沉位移越大;超... 为探究山岭隧道洞口段、山腰、沟谷等浅埋段在开挖过程中围岩的变形规律,采用了数值模拟和现场监测的手段,对超浅埋隧道在开挖条件下围岩的变形进行分析。结果表明:当隧道埋深小于2倍隧道直径时,埋深越浅隧道开挖后拱顶下沉位移越大;超浅埋隧道开挖后围岩的变形可分为三个阶段,即变形急增阶段、变形缓慢阶段和变形平稳阶段;其中,第一阶段围岩产生的变形最大,是隧道开挖过程中重点关注的一个阶段。通过对比分析发现,实际监测数据与模拟结果变化趋势基本吻合,模拟结果的累积变形值略大于实际监测结果,这是因为监测工序晚于开挖工序。因此,掌握超浅埋隧道在开挖过程中的围岩变形规律,并制定科学合理的开挖支护措施对隧道的安全十分重要。研究成果对同类工程具有指导意义。 展开更多

关键词 超浅埋隧道 围岩变形 现场监测 数值分析

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暴雨条件下灌木对边坡稳定性的影响模拟试验 被引量：4

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作者 祁玉超 兰惠娟 +6 位作者 王道杰 何松膛 方迎潮 陈文乐 赵鹏 裴曾莉 田雨 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2021年第4期61-68,共8页

[目的]研究暴雨条件下不同灌木种植模式对不同坡度边坡的固坡效应,探索灌木固坡发挥效用的临界坡度,为生态工程措施在山地灾害防治中的应用提供科学依据。[方法]通过制作灌木模型开展室内降雨试验,探究4种坡度(20°,35°,50... [目的]研究暴雨条件下不同灌木种植模式对不同坡度边坡的固坡效应,探索灌木固坡发挥效用的临界坡度,为生态工程措施在山地灾害防治中的应用提供科学依据。[方法]通过制作灌木模型开展室内降雨试验,探究4种坡度(20°,35°,50°,60°)条件下4种灌木种植模式(稀植、适中种植、密植、裸坡)对边坡稳定性的影响,并利用考虑灌木自重和根系牵引力影响下的修正公式计算边坡安全系数(F s)。[结果]①20°和35°的灌木边坡发生沟蚀破坏,与种植模式无关;裸坡、50°灌木边坡和60°稀植、密植灌木边坡发生渐进式破坏;60°适中种植灌木边坡发生整体滑移式破坏。②在20°和35°边坡上种植灌木能够在降雨过程中有效增强边坡的稳定性,减少4%~70%坍塌量;在50°和60°边坡上种植灌木不仅会降低边坡的稳定性,还会增加10%~33%的坍塌量。[结论]灌木固坡不能简单归结为有效或者无效,和坡体的坡度密切相关,因此要注意不同坡度上种植方式的选择。 展开更多

关键词 滑坡治理 生态措施 模型试验 人造根 灌木种植模式

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