Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Селевые потоки и методы их расчета (на примере бассейна реки Сяоцзян)

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Селевые потоки и методы их расчета (на примере бассейна реки Сяоцзян)"

иистерство науки, высшей школы и технической политики Р5 ССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ЩЦРОМЕТЕС РОЛОГИЧЕСКИЙ ИШШТуТ

На правах рукописи

лю чжзнпин ,

ЕЛЕВЫЕ ПОТОКИ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА (НА.-ПРИМЕРЕ БАССЕЙНА РЕКИ СЯОЦЗНН)

пе-иальность: II.30.07 - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1993

Я'

?

Работа выполнена в .Российском государственном

гидрометеорологическом институте '

Научный руководитель доктор географических наук,

профессор Н.Б.Барышников

Консультант доктор технических наук, ,

профессор Ю.Б.Виноградов

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор И.8.Карасей 1

кандидат географических наук,-доцент А.М.Догановский

Ведущая организация: МГУ им. М.В.Ломоносова, кафедра гидрологии

суши

Защита состоится "2 5"" февраля 1993 г. в 15 час.30 мин. на заседэяии Специализированного Ученого Совета К.С\3.19.01 при Российском государственном гидрометеорологическом институте по адресу: 195196, г.Санкт-Петербург, Малоохтинский пр., 98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного гидрометеорологического института.

Отзывы в 2-х экземплярах, с подписью, заверенной печатью, просим отправлять в РГТШ по указанно^ адресу.

Автореферат разослан \Х(НВ&рЛ? .

Ученый секретарь Специализированного Совета

3 !

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность 'исследования:

В настоящее время особенно в Китае происходит процесс интенсивного освоения горных территорий, что вызывает увеличение природных стихийно-разрушительных процессов, к которым относятс и селевые потоки, приносящие огромный ущерб народноцу хозяйству Селевые явления распространены почти во всех горных и предгорны районах, а также в некоторых холмистых и овражно-балочных район равнинных территорий. Горная местность занимает около 60 % тер^ тории Китая, где проживает более 25 % населения. В Китае сели у сят тысячи жизней людей и ущерб от них измеряется сотнями милли нов юаней. Так с 1975 по 1984 год в 18-ти провинциях от селей п гибло более 2 тыс.человек,'44000 га полей были завалены селевым выносами, 60 тыс. домов, многие мосты и промышленные предприяти бвли разрушены,,а перерыв в движении поездов в сумме составил 4164 часа. Это привело к необходимости выделения правительством Китая больших средств на борьбу с селевой опасностью. Однако, в ряде случаев пративоселевые сооружения оказались малоэффективны и даже иногда усугубляли последствия прохождения селей, так как были построены без достаточного научного обоснования. Разработи научно обоснованных методов защиты от седей промышленных предпр яг«й, рудников, сельскохозяйственных территорий и других объект - одна из острейших проблем дальнейшего освоения горных районов Китая.

Бассейн р.Сяоцзян является одним из самых селеактивных раР онов земного шара. В настоящее время там интенсивно проектируют ся и строятся различные противоседевыв гидротехнические сооружс ния. Сложившаяся в бассейне этой реки обстановка настоятельно

требует разработки теории формирования и движеьия селей.

Цель работы:

Целью и задачей настоял; го исследования является изучение на примере одного из самых селеойасных бассейнов Китая .1 м..ра вообще закономерностей формирования и движения селевых потоков высокой плотности. Одновременно рассмотрены различные подходы к разработке моделей селей, выполнено и- эмпирическо и концептуальное обоснование. Автор старался применять более общие подходы, чтобы расчетные схемы могли быть использованы и за пределами бассейна р.Сяоцзян. В данной работе в основном использован опыт изучения селевых явлений, полученный как в Китае, так и в России^и положено начало циклу исследований селевых потоков на территории Китая. В центре исследований стоят два главных вопроса:

1) использование подходящей модели формировани. селей( с оценкой ее параметров) для расчета их объемов и максимальных расходов;'

2) то же самое для расчета скоростей движения селевых потоков высокой плотности при заданных морфометрических параметрах русла

и свойствах селевой массы.

Научная новизна

Впервые для специфических условий бассейна р.Сяоцзян исполь- • эован и развит подход российских селевиков, критически рассмотрены материалы наблюдений, составлена карта селевых очагов, предложены эмпирические и концептуальные формулы для расчета характеристик селей.

Практическая значимость

Проведенное исследование должно послужить основой для развития

исследований селевых потоков в бассейне р.Ояоцзян и Китае вообще. Предложенные расчетные схемы уже сейчас могут быть использованы при проеигироз&нии г.рогивоселевых сооружений и мероприятий.

Апробация, работи

Результаты проделанных неелчдо.чаний доложены и получили одобрение:

- в институте стихийных бедствий в горных районах ( г.Чэиду, 1991 г.);

- в лаборатории чрезвычайных гидрологических явлений Государственного гидрологического института ( г.Санкт-Петербург, 1992г.);

- на кайедре гмдрештрии Российского государственного гидрометеорологического мьститута ( г .Санкт-Петербург, 1991 и 19Э2 гг.).

Структура и объчм работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключении, 15 таблиц и 20 рисунков (всего 142 стр.), списка литературы ( 110 наименований) и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Бо введении обс-ловЕНа актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи работы, научная новизна получен- ' ных результатов и приведено краткое описание развития проблемы изучения селевых потоков.

В первой главе выполнен краткий анализ саморегулирующейся системы "бассейн-речной потск-русло" и оцзнэна рель селевых потоков в ней, как одного из ограничивавших и дестабилизирующих рабв-

ту системы факторов.

.

Гторя глава посвящена анализу условий формирования селевых

потоков в бассейне реки Сяоцзян.

Структурные особенности района характеризуются наличием крупного рас л ома, представляпцего собой рыхлы!' пол-;. В кем происходят сильные землзтрнсекия и находятся все селеопасные баесеП'Ш.

Климат носиг яуссо!Шый характер. Характерной его особенностью ягллется высотная поясности. Бахдейшям фактором, способствующим формирование сел ой в бассойне р.Слоцзян являются ливневые осадкк большой интенсивности, ныпадчвтше в основном во влажный седой года, который является и наиболее- селеоласшч. ,

Из-за значительного влияния селевых потеков гидрологические характеристики р.Сяоцзян резко отличыогея от других горных рек, в бассейнах котернх сели отсутствуют.

В третьей главе приведены результаты исследований селеопас-пых сча"ов и анализа дгншх о прогоедок селеьих потоках;

8 настоящее время при; т го целить сел? вые очаги на селевые врезы, селение рнтви-м и очаги рассредоточе.пюго селесбразерчння. Не основе яолеэн'х работ пс исследование условий езлефермкрования и следов ссшеднкх селей, дешифрирования аэрофотоскнмков определе-нн осковуые се.леопасьнб очаги га территории рассматриваемого бассейна. Впервые составлена нарта распространения селевых очягев а бассейне р.Сяоцзян. Выявлено, что болыплнотзо их в данном районе относится к типу очагов рассредоточенного селообразсвашл. Площадь отдельного счага, как правило, незначительна, но их количество велико. Общее количество селевых бассейнов в отом районе составляет 10?.

По морфологическому строении, процессам сформирования и свойствам сэлезых потоков и>: бассейны модно разделить на три основные группа.

7 |

К первой - относятся грязевые и грязекаменные бассейны. В них, как правило! формируются грязевые и грязекаменные селевые потоки высокой плотности (плотность обычно изменяется в дипазоне 1800-2300 кг/м3), причем сели возникают с большими частотами и обладают огромной разрушительной силой. В этих бассейнах формирование селей тесно связано с развитием сдвиговых и зрозионно-сдщ-говых селевых процессов.

Вторая группа селевых бассейнов называется наносоводными, так как в них проходят только наносоводные сели. К ней относится 26 селевых бассейнов.

Третья группа - грязе-каменно-наносоводные селевые бассейны. Возникновение грязекаменных селей в этих бассейнах, как правило, редкое явление, их повторяемость обычно составляет один раз в 10-20 и более лет. Критическое значение ливней, необходимое для образования в них селей, значительно больше, чем в бассейнах первой группы.

Экспериментальный бассейн Цзянцзягоу с находящейся в нем селевой стшщюй,относящийся к первой группе, является одним из самых селеактивных бассейнов в рассматриваемом районе. С 1980 г. до настоящего времени ежегодно в селеопасный се он ( с мая по октябрь) на станции Цзянцзягоу проводится наблюдения и исследовав ния, включающие изучение большинства характеристик селевых потоков и параметров, определяющих условия селеформирования, движения селевых потоков, механических свойств селевой массы, прогноза селей и т.д. В верховьях бассейна Цзянцзягоу создано 7 пунктов для наблюдения за скоростями размыва и движением сдвигающих грунте^, 5 метеорологических пунктов для измерения осадков и 3 пункта для измерения уровней подземных вод.

Четвертая глава посвящена моделям формирования селевых потоков. Важнейшими селеформирующими факторами являются уйлон потенциального селевого массива (ПСМ), гранулометрический состав ПСМ и расход водного потока на входе в очаги. При превышении ими критических значении развиваемся селевой процесс. 1

Одной из важных характеристик является угол наклона ПСМ.

■ Различают два их критических значения. Первое - (X 4 определяется

■ из условия динамического равновесия рнхлообломочной породы, находящейся под воздействием потока грунтовой воды, т.е. в условиях затопления. Второе - (Хз определяется из условия статического равновесия ПСМ при полном ее обводнении.

Под понятием критического понимается расход воды при взаимодействии водного потока и рыхлообломочной породы, обеспечивающий сдвиг практически всех элементов ПСМ, включая наиболее крупные валуны и глыбы. Исключение может иметь место лишь для отдельных индивидуальных объектов, которые, оставаясь на месте, не могут изменить общую картину массового сдвига верхнего слоя ПСМ.

В настоящее время принято делить селевые процессы на транспортный, с-розионно-сдвигошй и сдвиговый. По мнению I).Б.Виноградова, возможность развития того или иного типа селевого процесса определяется продольным уклоном ПСМ. Для каждой конкретной порода имеют место граничные или критические уклоны, вше или ниже кото-, рых развивается один из трех типов селевых процессов. При угле наклона возможен только транспортный селевой процесс. При

превышении критического расхода рыхлообломочная порода, залегающая под углом наклона (X (У^ • приобретает возможность, самостоятельного массового лавинного движения и, перемещаясь с водой, пе- 1 ремешивается и в результате формирует селевуо массу высокой плотности. восможен сдвиговый селевой процесс. На основе

» ■

данных лабораторных экспериментов Атуюки Дайдо считает, что при < 13° грязекаменный поток сформироваться не может.

По сравнению с двумя другими транспортный селевой процесс изучен довольно детально (В.К.Виноградов, И.В.Егиазаров и др.).

Концептуальные модели эроэионно-сдвигового селевого процесса разработаны О.Б.Виноградовым и Т.Танахаши, позднее модель эро-зионно-едвиговогс селевого процесса с распределеными параметрами рассмотрена такие в ряде работ (Т.Л.Киренской, Б.С.Степанова, Т.С.СтапановоЙ и др.).

Дня рассматриваемого района в большинстве случаев возникновение селевых потоков связано со сдвиговым селевым процессом, который изучен недостаточно детально.

Возможность возникновения сдвигового процесса определяется в первую очередь наличием ПСЫ. Подготовка процесса селеформирова-ния происходит в течение различного времени, зависящего от интенсивности накопления, а также от водного и температурного режима. В межселевой период, изменяющийся от нескольких суток до нескольких десятилетий, под влиянием различных факторов в слое ПСМ, названном деятельным, происходит изменение гранулометрического состава (обогащение мелкоземистой составляющей), его вертикальное перераспределение (крупные фракции витесняются вверх, мелкие перемещаются вниз). В процессе накопления и урансормации ПСЫ происходит и перераспределение влияния сил сцепления и трения и, как результат, формирование "контактного слоя", резко изменяющего физико-механические и водно-физические свойства ПСМ. Возникновение сдвигового процесса может произойти в результате выпадения осадков или при длительном фильтрационном обводнении ИСК.

В соответствии с этой гипотезой, объем селевого потока,

сформировавшегося в результате сдвигового процесса, в первом приближении определяется объемом деятельного слоя.

Первая математическая модель данного селевого процесса разработана О.Б.Виноградовым. Исходя из условия равновесия массива рыхлообломочннх пород, залегающих на склоне, равенства одерживающих и сдвигающих сил, Виноградов находит критическое значение глубины слоя воды, стекающего в толще пород по водоупору ^ ( в долях мощности отложений 2 ).

Сдвигающее напряжение Удерживающее напряжение

- д гисг-яя^е^и-^АШ^ы+с^)

где ^ - ускорение силы тяжести; £ -пористость и 0 - объемная влажность породы в долях единицы; ^, ^Р и - плотности рыхлообломочной породы при влажности сухой породы и воды; 0( - угол наклона дна ложбины; ^- угол внутреннего трения породы; (У,- сцепление порода.

Так как ^ = Р (I - £ ) +_/>06 , то

Г 1ЛгЬхР . С

J = < Л т'У^сх-У+Ядг&пйссозсх

X в-в > 4 £ \ - сеущ у/ь^

Уравнения (I - 3 ) описывают общую модель сдвигового явления, в которой в качестве сил; препятствующих сдвигу, выступают силы трения и сцепления.

Оценка характеристик селевых потоков (в первую очередь общего збъема, максимального расхода); возникающих за счет сдвигового

селевого процесса, в настоящее время^стается нерешенной проблемой.

Необходимо отметить, что применение данной модели для исследуемого района сдергивается отсутстанем исходной информации о некоторых расчетных гараметрах.

Проведенные наблюдения в бассейне р.Сяоцзян показывают, что процесс формирования селя совпадаем с периодом выпадения атмосферных осадков (работы Чэн Тинву). Осадки, определяющие однократное возникновение селя, можно подразделить на три части: На , Ипр • Ноет- Нл ~ обозначена та часть осадков, которые выпадали с начала лизня до возникновения селя. Очевидно, что Нп непосредственно влияет на предварительную увлажненность грунта. Нпр -та часть осадков, которая выпадает во время продолжения селевой деятельности. Эта часть осадков в значительной степени определяет продолжительность и общий объем селя. Ноет - обозначает осадки, выпадающие после прекращения селя до конца доадя. Для данного селя Hot-r не имеет значения.

Результаты наблюдений также показывают, что сель формируется в тот момент, когда интенсивность ливня превышает критическое значение. По нашему мнению, для селя ливневого происхождения понятие критического значения интенсивности ливня является аналогом критического значения расхода водного потока. В зависимости от предварительной увлажненности грунта критическое значение интенсивности ливня для каждого конкретного селевого очага может изменяться. Анализируя данные наблюдений селевой станции Цзянцзягоу, получили следующие неравенства для определения условий возникновения селей

^ 5,5 - 0,048( Р<* + На) ^ 0.S / (4) Д4в <5>

где - интенсивность дождя, мм/10 мин; Рд - индекс предва-

рительного увлажнения, мм.

В соответствии с условием (4) в селевых очагах бассейна Цзянцзягоу наблюдаемся формирование селя, а при условии (5) сель может наблюдаться на конусе выноса. Проверка показала, что для бассейна Цзянцзягоу неравенства (4 - 5 ) имеют высокую эффективность.

Максимальные расходы и объемы наряду со скоростью движения являются основными расчетными параметрами селевых потонов. Флейшман отметил, что в общем виде максимальный заторно-волновой расход селевого потока в рассматриваемом створе слагается из следующих элементов:

Ос.макс + , (6)

где ^^ - максимальный расход твердой составляющей; мак-

симальный водный расход; (Зуб- дополнительный водный расход, связанный с предварительным увлажнением рыхлообломочного материала, соответствующий твердому расходу; - максимальный дополнительный (прорывной) водный расход, включенный в сель.

Непосредственное определение величин, входящих в выражение (6), практически исключено. Поэтому С.М.Флейшман предлагает методику приближенного расчета

• Ас.макс <7)

где - комплексный коэффициент селевого расхода, определяемый по таблице, составленной Флейшманом.

По нашему мнению, на данном этапе изученности селей подход Флейшмана имеет практическое значение,. Однако его рекомендации по определению коэффициента являются неприемлемыми для исследуемого района.

13 ,

Исходя из условия баланса и (6>, будем полагать, что

Яс-мая^^сМ+аес^ав,

где - коэффициент селевого расхода; - коэффициент селе-носности.

Объемы селевых лотокоь для сдвигового селевого процесса можно получить с помощью следующего выражения

(9)

где У/с. ~ объем селя; - безразмерный коэффициент; Н^ -слой стокообразоюания; р - площадь водосбора.

На основе натурной информации, полученной в экспериментальном селевом бассейне Цэянцзягоу, определены параметры, входящие в (8) V (9).

Максимальные расходы вода определены по формуле Виноградова

О,

4ооо Г • Не

■а-бот^т?'** ж (ю)

где - время добегания; - продолжительность поверхностного стокообразования; = ( Н~Нс//{(И-Н«) 3 -

ОТО£ооЪра$оВаиия . На = 2со

начальные потери стокообразовашя; - коэффициент фильтрации; ЬЦ - максимальная влажность почвы в долях I, получаемая при полевых исследованиях. Для бассейна Цзянцзягоу Ц^ц равно 0,2, а - 0,18 мм/ыин; Ц - начальная влажность почвы в долях X. Условно примем, что

и - Р«/н, ,

где И^ - средняя глубина фронта впитывания (для бассейна Цэянцзягоу Н^ принято равным 30 см).

р__р

Коэффициент селеносности с0.с — ~7Г— Коэффициент определяется по выражению

Л-Тс/ц,

где - время продолжительности селя.

По данным наблюдений на селевой станции установлено, чтс с .хорошо коррелируется с максимальным расходом вода, увеличиваясь

.по мере уменьшения последнего/ На основе анализа данных по 17 се. «

лям получена эмпирическая зависимость: .

Кс ■ 23.46Г5 "

Результат л проверки модели максимального расхода селя показали, что погрешность, как правило, не превышает 20 % при ее максимальном значении - 84,7 Й.

Модель объема селя была проверена по материалам 19 независимых натурных измерений, средняя погрешность расчетов составила 47 %, при этом расчетная величина, как правило, несколько'пре- . вшает фактическую. Причины этого заключаются ч том, что в модели не учитываются распад селе вей массы и часть мессы, проход еде 1 через стэор наблюдений лосле прекращения -селевой деятельности.

Данная методика может быть успешно использована для оценки (¡?с_»"тИ селевых потоков высокой плотности ь других селегах, особенно в бассейнах первой груигы по нашей классификации, которые имеют блчэкие условия оелефер^ироааяи* с бассейном Цзянцзя-гоу. В связи с ограниченность» исходной информации необходимо при использовании модели в других сетевых бассейнах выполнять ' тщательную сценку расчетных параметров.

В пятой главе рассматривается движения седеетл потоков. >

Исходя из заксчов сохранения количества движения и массы,

» . 15

уравнения движения и неразрывности селевых потоков записываются в следующем общем виде:

§ 6>ь Т $ Ж Т ЭК- г ХтГ

+ <в)

где \/ - осредненная местная скорость по оси ; ^ ~ нормаль к оси потока; - время; Ь , Й - глубина и ширина саленного потока; I- уклон русла; 1т|> - уклон, учитывающий ».сопротивления, возникающие из-за предельного напряжения сдвига.

Наиболее характерной особенностью селевой массы является наличие предела пластичности, поэтому«обычно селевую массу описывают моделью Бингама

Тв = То +■ > (13)

где - предельное напряжение сдвига; у. —пластическая вязкость.

.Использование уравнений (II) и (12) для расчетов параметров селевых потоков в натурных условиях в настоящее время не представляется возможным из-за отсутствия исходной информации.

Важнейшим параметром, определяющим динамику селевого потока, является скорость его движения. Поэтому для ее оценки многие , селевики, исходя из простых допущений, разработали большое количество эмпирических формул. Как правило, они основаны либо на формуле Иези, описывающей равномерное движение водного потока,с соответствующей ее корректировкой посредством введения параметров, учитывающих сопротивление движению селевого потока, обусловленное его отличием от водного , либо на формулах, определяющих

скорости движения потока в зависимости от предельных размеров транспортируемых им твердых фракций. В качестве примеров можно привести формулы М.Ф.Срибного, И.И.Херхеулидзе, С.М.Флейшмана, И.В.Егиазарова и других авторов.

Общий их недостаток, приводящий к большим погрешностям, заключается в недоучете яда факторов, определяющих движение селевых потоков высокой плотности.

Учитывая природу селевой массы и возможность получения натурных данных, можно принять следующее допущение: течение селевой смеси моделируется с помощью гомогенного вещества, плотностью

, вязкостью ^ , предельное напряжение ^ которого усреднено по некотором., элементарному объему потока.

При этом условии реологическое уравнение селевой массы имеет вид: .

где динамический угол внутреннего трения; уЗ - коэффици-

энт сопротивления перемешиванию.

Решая (14), Ю.Б.Виноградов получил следующую формулу г^я засчета средних скоростей селевых потоков: , .

- ( М/аЬ3> С К- ^ >^ - (15)

Для упрощения здесь использованы следующие обозначения:

и =

N = % Ф/З**^

^ - Т.Др*

В (14) учтены основные факторы, определяющие движение сэле-ых потоков, поэтому оно является более обоснованным и ссстеетст-

вует динамически!.' свойствам натурных селевых потоков.

Трудность использования формулы '.15) для расчетов скоростей селевых потоков заключаете." ч необходимости оценки ее параметра. Особенно сложный является определения коэффициента иопр:,-"'печиь. перемешиванию и динамического угла внутреннего трения.

В течение 1986-198? гг. на селевой -станции Цзннцзягоу было измерено 50 характеристик селевых потеков, ко г с pu-е были использованы для оценки коэффициента сопротивления перемешиванию и динамического угла внутреннего трения.

В результате расчетов на основа натурных данных параметр дли грязевых и грязекаменных потоков принят равным 0,01; а динамический угол внутреннего трения является переменкам и зависит от среднего диаметра частиц с{ • Для грязевых селей он изменяется в . диапазоне ?.,6-2,9е, а для грлоекаиешых селей, глубиной меньше I м, зависимость скорости движения от величины ^ несущественна и проявляется только при глубинах, больших I м- Величина ^ при этом пропорциональна среднему диаметру частиц и может быть описана линейной зависимостью вида:

Параметры ^уО , JJ- и q[ обычно можно измерить или опреде-

лить при анализе взятых проб. В настоящее эремя существует кножа-ство формул для расчетов JJ и • однако их нельзя рекомендовать для расчетов из-за больших погрешностей. Для оценки Y» Н£_ мз были проЕедвны лабораторные эксперименты, в ходе которых отобрано 60 проб селевых смесей. На основе их анализа были получены следующие достаточно тесные зависимости (коэффициенты их корреляции С,та~0,8£>:

H/jvl^ j "Р"1'3 < Л <- 1,5 г/смг;

% и/й\ при ^ 2,1 г/см3

В диапазоне я:е изменения плотности селевых смесей от Т.5 до 21 г/см3 характер зависимости также изменяется - большим приращениям плотности соответствует незначительное увеличение напряжений сдвига, К тому ке теснота сеязи в этом диапазоне недостаточная. Зтот вопрос требует дополнительных исследований.

В практических целях довольно часто сразу же после прохождения селей нужно оценить скорость их движения, В этом случае^, г£о , у и (I определяются по остальной остгноьяБшейся селевой массе.

Результаты проверки данной методики показывают, что погрешность р1гчстос в большинстве случаев не превышеет 20 % при ее наибольшей величине 26 Это позволяет рекомендовать данную методику для практического использования.

В то асе время на основе анализа натурных данных по 536 селям, полученным в последние 10 лзт на разных селеопасных водотоках рассматриваемого рег-и^она, была разработана эмпирическая формула для расчетов средних скоростей грязекаменных и грязевых потоков ' ^ I

V (Ш

Скорости, определенные по формуле (16), как для бассейна Цзякзкгоу, так и для бассейнов Дабайнигоу и Дадэгоу в большинстве случаев отклоняются от фактических на величину, мекьэус 25 %.

Б практических целях для расчетов рекомендуется использовать разработанную нами методику, основанную на эависжостях (14 и 15), а для ориентировочных расчетов возможно использование эмпирической зависимости (16).

ЗАКИНЕНИЕ

Проведенные исследования и анализ полученных результатов позволил сделать следующие выводы.

1. Бассейн реки Сяоцзян является одним из самых селеопасных районов в КНР. В нем сели развиваются в сложной приро;$>-ландшафт-ной обстановке, где решающее значение имё/от геолого-геоморфологи- , ческие факторы и резкая контрастность физико-географических условий. Климат также способствует развитию селей, так как частые' интенсивные ливни могут вызывать сели.

2. В последние годы резко увеличилось антропогенное воздействие, что значительно активизирует селевую деятельность на территории рассматриваемого района.

3. На основе рекогносцировочных обследований и дешифрирования аэрофотоснимков выявлено 107 селевых бассейнов в бассейне реки Сяоцзян. Основными из них и самыми активными являются селевые бассейны Дапикчжигоу, Июпинчтигоу, Доуфугоу, Тайпинцуньгоу, Цзяньшакгоу, Цзянцзягоу, Шияигоу, Лаоганьгоу, Дадэгоу, Хэшуйхэ, Дабайнигоу, Сяобайнигоу, Тотагоу и Шавяньдагоу.

4. Разработана специальная карта распространения активных селевых очагов в бассейне реки Сяоцзян.

5. На основа анализа натурных данных, полученных на селевой станции Цзянцзягоу, разработана методика расчетов объемов селей и их максимальных расходов, основанная на эмпирической зависимости. Для повышения эффективности этой методики в дальнейшем необходимо учитывать трансформацию селей при их движении по склоцу. Для чего необходимо организовать на контрольном склоне не один, а'несколько пунктов наблюдений.

Существующая методика расчетов скоростей селевых потоков высокой плотности, рекомендуемая различными авторами (Срибным,

Хсрхеулидзе, Флейшманом и др.), не учитывают ряда факторов, определяющих движение селевого потока, в частности, сопротивления перемешиванию, предельного напряжения сдвига селевых смесей и сопротивления, возникающего из-за соударения между частицами. Это приводит к большим погрешностям расчетов. В бассейне реки Сяоцзян эта проблема также еще по конца не ¡разрешена. Однако применение рекомендуемой методики позволяет значительно уменьшить погрешности расчетов. Метод Виноградова для расчета скорости селевых потоков является одним из наиболее научно-обоснованных. Однако его применение сдерживается недостатком исходной информации и трудностью оценки некоторых расчетных параметров, имеющихся в методике,

в частности, чоэффициента сопротивления перемешиванию и динамиче-

I

кого угла внутреннего трения. |

7. На основании расчетов, основанных на натурных наблюдениях за прохождением селей на станции Цзянцзягоу, коэффициент сопротивления перемешиванию получен равным 0,01 для грязевых и грязе-каменных потоков. Установлено, что для грязевых селей динамический угол внутреннего трения составляет 2,7-2,9°, а для г'ря-зекаменных селей при глубинах потока, больших I м, установлена его эмпирическая зависимость со средней крупностью частиц, имею- ' щая вид: ^ = 2,29 -1 0,55 £)| см.

6. На основе анализа 536 данных натурных измерений^получена формула для расчета средних скоростей селевых потонов высокой плотности вида; \/ = \ 0 ¡1 I

9. Исследования по проблеме селевых явлений необходимо продолжать на основе привлечения большего по объему и более высокого качества натурной информации и данных лабораторных экспериментов.

По теме диссертации опубликованы следующие статьи:

1. Лю Чжэнпин. О критическом значении возникно: зния селевых потоков //Тезисы докладов Международного симпозиума по проблем^ селевых потоков.-Чэнду,1992,с.95-96 (На английском языке).

2. Лю-Чжэнпин. К вопросу расчета скоростей селевых потоков // сб. научных трудов Чэвдуского института стихийных бедствий в горных района.;,г.Чэнду, 1993 (на китайском языке, в печати).