林文 周偉 李婧 楊莉 唐澤

摘要：泥石流是中國(guó)西南山區(qū)頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害之一，具有突發(fā)性、流速快以及破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)，往往造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估是防災(zāi)減災(zāi)管理和防治環(huán)節(jié)中的有效措施之一，用于合理量化泥石流運(yùn)動(dòng)堆積線路沿程泥石流災(zāi)害危險(xiǎn)性的空間分布特征。以四川省都江堰市龍池鎮(zhèn)麻柳溝為研究對(duì)象，選取坡度、平面曲率和上坡匯水面積作為溝谷型泥石流啟動(dòng)區(qū)識(shí)別因子，基于Flow-R模型識(shí)別出的泥石流啟動(dòng)點(diǎn)，耦合FLO-2D模型模擬麻柳溝泥石流運(yùn)動(dòng)堆積過(guò)程，將泥石流堆積深度、運(yùn)動(dòng)速度和暴發(fā)頻率相結(jié)合分析泥石流的危險(xiǎn)性，并采用混淆矩陣對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了精度評(píng)估。結(jié)果表明：基于Flow-R和FLO-2D耦合模型的麻柳溝泥石流的運(yùn)動(dòng)堆積模擬結(jié)果與實(shí)際情況吻合度較高。模擬泥石流堆積區(qū)面積2.19萬(wàn)m2，堆積體積4.92萬(wàn)m3，泥石流危險(xiǎn)性由溝道中心向兩側(cè)逐漸降低，高危險(xiǎn)區(qū)占比42.3%，中危險(xiǎn)區(qū)占比23.1%，低危險(xiǎn)區(qū)占比34.6%。麻柳溝形成區(qū)、流通區(qū)溝道中散落堆積物體積大約為30萬(wàn)m3，麻柳溝泥石流仍處于高度活躍階段，危險(xiǎn)性較高，今后在降雨和水動(dòng)力充分的條件下大量松散物質(zhì)可能將被重新激活，一旦發(fā)生泥石流將有可能造成重大地質(zhì)災(zāi)害。

關(guān) 鍵 詞：泥石流; 危險(xiǎn)性評(píng)價(jià); 泥石流啟動(dòng)點(diǎn); Flow-R; FLO-2D; 都江堰市

中圖法分類號(hào)： P642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.023

0 引 言

泥石流是中國(guó)西南山區(qū)頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害之一，具有突發(fā)性、流速快以及破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)，往往會(huì)造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)是災(zāi)害學(xué)重點(diǎn)研究的課題之一。泥石流活動(dòng)規(guī)模是泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)[1]，它取決于控制流量觸發(fā)的運(yùn)動(dòng)特征、泥石流沿程侵蝕和泥石流峰值流量等因素。FLO-2D是一種被廣泛用于模擬洪水的軟件，近年來(lái)也被用來(lái)模擬溝谷型泥石流的運(yùn)動(dòng)和堆積，便于對(duì)溝谷型泥石流進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。阮德修等[2]將FLO-2D與3DMine進(jìn)行耦合，模擬了尾礦庫(kù)潰壩時(shí)的泥石流流動(dòng)過(guò)程，并預(yù)測(cè)了尾礦庫(kù)潰壩和半潰壩情況下的致災(zāi)程度。Chang等[3]通過(guò)實(shí)地調(diào)查，分析了汶川地震災(zāi)區(qū)泥石流的形成條件，運(yùn)用FLO-2D模型，模擬了泥石流運(yùn)動(dòng)及其危害范圍。張建石[4]通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，得出震后多年間的物源演變規(guī)律及特征，并利用FLO-2D模型模擬在不同降水頻率下肖家溝泥石流的沖出特征。Nocentini[5]將FLO-2D模型與DAN-W模型進(jìn)行耦合，預(yù)測(cè)了研究區(qū)潛在泥石流的危險(xiǎn)性。黃靖玲等[6]將HEC-HMS模型與FLO-2D模型耦合，對(duì)馬貴河流域進(jìn)行了危險(xiǎn)性評(píng)估。如果要獲得較好的FLO-2D模型模擬效果，關(guān)鍵在于能找出相對(duì)準(zhǔn)確的泥石流啟動(dòng)點(diǎn)。這就需要結(jié)合實(shí)地情況和專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，還應(yīng)考慮到一定的客觀因素。為了解決泥石流啟動(dòng)點(diǎn)識(shí)別的問(wèn)題，本文引入了一種識(shí)別溝谷型泥石流啟動(dòng)點(diǎn)的軟件Flow-R。該軟件是一種基于GIS的重力災(zāi)害評(píng)價(jià)模型，可高效快速識(shí)別溝谷型泥石流啟動(dòng)點(diǎn)[7]。

四川省龍池鎮(zhèn)龍溪河流域自“5·12”地震后，流域內(nèi)松散物源量增加，地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)頻繁，大量研究表明，泥石流災(zāi)害已成為汶川地震重災(zāi)區(qū)龍池鎮(zhèn)最大的地質(zhì)安全隱患[8]。2010年8月13日，流域在強(qiáng)降水條件下暴發(fā)泥石流災(zāi)害，造成巨大損失。本文以麻柳溝為研究對(duì)象，將FLO-2D模型與Flow-R模型耦合使用，來(lái)識(shí)別泥石流大多啟動(dòng)點(diǎn)，模擬泥石流淹沒區(qū)范圍，計(jì)算泥石流運(yùn)動(dòng)的最大動(dòng)量和最大堆積深度[9];同時(shí)，結(jié)合流速、泥深與降水暴發(fā)頻率來(lái)探究麻柳溝的危險(xiǎn)性。研究成果可為麻柳溝的泥石流災(zāi)害的危險(xiǎn)分析、預(yù)警及發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

麻柳溝位于四川省都江堰市龍池鎮(zhèn)，溝口距離龍池鎮(zhèn)約0.65 km。溝口地理坐標(biāo)為103°33′20″E，31°03′55.11″N（見圖1）。麻柳溝流域面積約為0.93 km2，流域相對(duì)高差為913 m，主溝長(zhǎng)度為2.3 km，平均縱坡降401‰。巨大的相對(duì)高差對(duì)流域內(nèi)的松散堆積物而言具有足夠的勢(shì)能條件，使得該溝易形成危害極大的高動(dòng)能泥石流。

研究區(qū)地處龍門山斷裂帶。2008年5月12日汶川縣映秀鎮(zhèn)發(fā)生8.0級(jí)大地震，其主發(fā)震斷裂映秀-北川斷裂橫貫研究區(qū)，導(dǎo)致研究區(qū)內(nèi)巖層破碎嚴(yán)重，成為典型的構(gòu)造不穩(wěn)定區(qū)域。震后流域內(nèi)發(fā)生大量崩塌滑坡，為暴雨泥石流提供了充足的松散物質(zhì)來(lái)源。

研究區(qū)屬于中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，日照時(shí)間較少，降水充沛，陰雨天氣頻繁。多年平均降水量為1 134.8 mm（1987～2008年），5～9月降水量占全年降水量的80%。常年充分的降水使坡面松散堆積物直接運(yùn)移到溝道堆積，形成泥石流溝道物源。2010年8月13日龍池鎮(zhèn)發(fā)生強(qiáng)降水事件，最大1 h降水量達(dá)75.0 mm，連續(xù)3 h降水量達(dá)到150.0 mm，導(dǎo)致泥石流暴發(fā)。

2 研究方法

Flow-R模型將坡度、平面曲率、上坡匯水面積作為溝谷型泥石流啟動(dòng)點(diǎn)的識(shí)別因子，然后將其轉(zhuǎn)化為Flow-R模型能識(shí)別的ASCII文件，通過(guò)對(duì)不同的因子設(shè)置閾值，識(shí)別出研究區(qū)的啟動(dòng)點(diǎn)。

基于DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為FLO-2D能識(shí)別的ASCII文件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查進(jìn)行網(wǎng)格劃分。調(diào)查發(fā)現(xiàn)研究區(qū)泥石流溝道流動(dòng)寬度大于10 m，所以將本次數(shù)值模擬網(wǎng)格劃分為10 m的網(wǎng)格滿足本次研究的需要，對(duì)每個(gè)網(wǎng)格賦值唯一的高程值、粗糙系數(shù)等基礎(chǔ)地形因子，將Flow-R識(shí)別的啟動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)入網(wǎng)格，輸入啟動(dòng)點(diǎn)泥石流流量及流變參數(shù)，模擬麻柳溝“8·13”特大泥石流運(yùn)動(dòng)堆積過(guò)程，構(gòu)建混淆矩陣對(duì)運(yùn)動(dòng)堆積范圍進(jìn)行精度驗(yàn)證。

危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)建模是將耦合模型結(jié)果獲取的淹沒區(qū)流速、泥深和降水頻率相結(jié)合，將泥石流溝劃分為高危險(xiǎn)區(qū)、中危險(xiǎn)區(qū)和低危險(xiǎn)區(qū)。工作流程如圖2所示。

2.1 泥石流啟動(dòng)點(diǎn)識(shí)別

坡度（地形條件）、松散物源可用性（物源條件）、輸水量（水源條件）是影響泥石流形成的關(guān)鍵因素，當(dāng)這些關(guān)鍵因素滿足一定條件時(shí)即可誘發(fā)泥石流[10]。Flow-R模型考慮了泥石流形成的三大影響因素，通過(guò)設(shè)置各個(gè)因子泥石流啟動(dòng)識(shí)別閾值（詳見3.1節(jié)），將同時(shí)滿足閾值的柵格單元?jiǎng)澐譃椤皢?dòng)區(qū)”，將至少有一次不滿足閾值的柵格單元?jiǎng)澐譃椤安皇菃?dòng)區(qū)”。

2.2 泥石流運(yùn)動(dòng)流通堆積模擬

FLO-2D模型用于模擬泥石流的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和跳動(dòng)特征[11]。模型以網(wǎng)格為單元計(jì)算泥石流流動(dòng)，在軟件劃分出大小相同的規(guī)則網(wǎng)格后，將高程、粗糙系數(shù)等數(shù)值賦予給各網(wǎng)格。二維流動(dòng)是通過(guò)運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)值積分和流體體積守恒來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即網(wǎng)格中固體物質(zhì)和水的比值不斷變化，而總體積變化，且在模擬過(guò)程中，當(dāng)?shù)蜐舛攘黧w進(jìn)入網(wǎng)格遇到已停淤的高濃度流體時(shí)，匯流處流體發(fā)生混合并繼續(xù)流動(dòng)，控制方程如下。

（1） 連續(xù)方程。

ht+（uh）x+（vh）y=l（1）

式中：l表示水力坡降;h表示泥深;v表示泥石流在y方向的速度;u表示泥石流在x方向的速度。

（2） 運(yùn)動(dòng)方程。

Sfx=Scx-hx-VxgVxx-VygVyy-1gVxt（2）

Sfy=Scy-hy-VygVyy-VygVyx-1gVyt（3）

式中：Sfx和Sfy分別表示x、y方向的摩擦坡降;Scx和Scy分別表示x、y方向的底床坡降。

（3） 流變方程。

τ=τc+τmc+τt+τv+τd（4）

式中：τc表示黏性屈服應(yīng)力;τv表示黏性剪應(yīng)力;τmc表示摩爾-庫(kù)倫剪應(yīng)力;τt表示紊流剪應(yīng)力;τd表示擴(kuò)散剪應(yīng)力。

2.3 泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

對(duì)單溝泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，根據(jù)唐川等的研究，結(jié)合泥石流運(yùn)動(dòng)速度和泥石流深度對(duì)泥石流強(qiáng)度進(jìn)行劃分[12]（見表1）。在此基礎(chǔ)上，Chang等[3]以泥石流強(qiáng)度與暴發(fā)頻率相結(jié)合的方式進(jìn)行泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，將研究區(qū)危險(xiǎn)性分為高、中、低3個(gè)等級(jí)（見圖3）。本文將耦合模型模擬結(jié)果結(jié)合泥石流運(yùn)動(dòng)深度、速度以及降水頻率，對(duì)研究區(qū)的泥石流危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 結(jié)果分析

3.1 泥石流啟動(dòng)點(diǎn)識(shí)別

（1） 坡度。

坡度是泥石流形成的主要因素。大多數(shù)地區(qū)發(fā)生泥石流的地形坡度大于15°[6]，Ortigao等[13]認(rèn)為，泥石流啟動(dòng)時(shí)的地形坡度介于20°～25°之間。麻柳溝坡度主要分布在20°～50°，占整個(gè)流域的86.41%。結(jié)合麻柳溝地形坡度特征，將泥石流啟動(dòng)的地形坡度閾值定為20°。

（2） 平面曲率。

麻柳溝泥石流是典型的溝谷型泥石流，泥石流的物源一般分布在曲率為凹形的區(qū)域。平面曲率表示地形的凹凸變化，可用于識(shí)別泥石流溝道等負(fù)地形，間接體現(xiàn)泥石流的物源?，F(xiàn)有研究表明，泥石流啟動(dòng)時(shí)的平面曲率閾值大多在-0.5/100 m-1到-2/100 m-1之間[14]。Delmonaco等[15]在平面曲率為-1/100 m-1的凹地形中識(shí)別出泥石流物源。麻柳溝負(fù)地形平面曲率統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，該溝平面曲率大于-3/100 m-1的比例達(dá)到84%。本文將研究區(qū)平面曲率閾值定為-3/100 m-1。

（3） 匯水面積。

上坡匯水面積，即匯流累積量，表示DEM中流經(jīng)每個(gè)柵格的流水累積量，旨在識(shí)別研究區(qū)內(nèi)任何活躍的河流、溝渠或暗流。Park等通過(guò)觀測(cè)實(shí)際發(fā)生的泥石流物源，構(gòu)建了泥石流源區(qū)坡度與匯水面積的閾值預(yù)測(cè)模型[16]。該模型如下：

θ=15e32.34A-160.85（5）

式中：A表示匯水面積，θ表示坡度。參考公式，通過(guò)設(shè)定100，500 m2和1 000 m2匯水面積閾值提取水系，結(jié)果表明1 000 m2閾值最符合實(shí)際情況。對(duì)麻柳溝流域進(jìn)行了匯水面積統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示，該溝78%的匯水面積在0～1 000 m2范圍內(nèi)，因此，將研究區(qū)匯水面積率閾值定為1 000 m2。

由圖5啟動(dòng)點(diǎn)模擬結(jié)果可知：麻柳溝泥石流啟動(dòng)區(qū)主要分布在溝道及溝道兩側(cè)，啟動(dòng)點(diǎn)坡度分布在20°～45°之間，其中，超過(guò)一半的啟動(dòng)點(diǎn)分布于30°～40°之間，啟動(dòng)點(diǎn)高程主要分布在1 100～1 300 m。溝頂細(xì)小匯水溝道為泥石流提供了豐富的水源，促使下部溝道沉積物轉(zhuǎn)化為泥石流。

3.2 泥石流運(yùn)動(dòng)流通堆積模擬

參考水文地質(zhì)手冊(cè)，結(jié)合實(shí)地考察，泥石流啟動(dòng)點(diǎn)主要分布在楊家溝和磯子溝。采用雨洪法分別計(jì)算了楊家溝和磯子溝處啟動(dòng)點(diǎn)的洪峰流量。泥石流在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中挾帶有大量的松散物質(zhì)，參考FLO-2D使用手冊(cè)[11]，泥石流中水和沉積物總混合物的體積可以通過(guò)將水體積乘以放大系數(shù)（BF）來(lái)確定。放大系數(shù) BF 與泥石流的體積濃度密切相關(guān)[10]，采用野外配漿實(shí)驗(yàn)獲取體積濃度為0.58，計(jì)算出麻柳溝啟動(dòng)點(diǎn)流量。對(duì)洪峰流量采用簡(jiǎn)單概化的五邊形方法來(lái)求取泥石流峰值流量過(guò)程線[17]。

泥石流的屈服強(qiáng)度τy及黏滯參數(shù)η與堆積范圍相關(guān)[18]。τy、n和η可由下式計(jì)算：

n=0.33C-0.15VeCv-0.15lnh（6）

η=α1eβ1Cv（7）

τy=α2eβ2Cv（8）

式中：α1、α2、β1和β2為經(jīng)驗(yàn)系數(shù);Cv為泥石流體積濃度;h為泥深;n為曼寧系數(shù)。曼寧系數(shù)常被用來(lái)確定水和泥石流固體物質(zhì)之間的接觸關(guān)系。

對(duì)麻柳溝進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，溝道內(nèi)植被稀疏，而且固體堆積物平均厚度在10 cm以上。曼寧系數(shù)可以間接表現(xiàn)流體的流變特征，根據(jù)公式（6）計(jì)算出的麻柳溝曼寧系數(shù)為0.12。層流阻滯系數(shù)K、α和β均為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般通過(guò)查閱 FLO-2D 使用手冊(cè)或進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)獲取。本次研究，根據(jù)前人對(duì)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的取值[19]以及FLO-2D使用手冊(cè)[11]中的參數(shù)值列表，獲得了麻柳溝FLO-2D模擬的主要參數(shù)（見表3）。

麻柳溝數(shù)值模擬結(jié)果如圖6所示。由圖6（a）可知：溝口的堆積面積為2.19×104 m2，占總流域面積的2.3%，最大堆積厚度為4.5 m，平均堆積深度為2.25 m，沖出總量為4.92×104 m3。研究區(qū)最大堆積深度達(dá)5.90 m，最小堆積深度為0.04 m，溝道中心泥深最大，向溝道兩側(cè)泥深減少，溝道中和堆積扇前段泥深較大，速度較快，溝道兩側(cè)和堆積扇翼端堆積深度較小，運(yùn)動(dòng)速度較慢。

利用混淆矩陣對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，并采用準(zhǔn)確率（A）和敏感度（S）指標(biāo)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，準(zhǔn)確率和敏感度越高，表明模擬結(jié)果越好[20]。

A=TP+TNN（9）

S=TPTP+FN（10）

式中：TP為實(shí)際淹沒區(qū)與模擬淹沒區(qū)均覆蓋的柵格數(shù);TN為實(shí)際淹沒區(qū)與模擬淹沒區(qū)均未覆蓋的柵格數(shù);FN為實(shí)際淹沒區(qū)覆蓋而模擬淹沒區(qū)未覆蓋的柵格數(shù);N為研究區(qū)柵格總數(shù)。根據(jù)麻柳溝2011年4月26日谷歌影像提取麻柳溝泥石流淹沒區(qū)范圍（見圖6（b）），根據(jù)公式（9）和公式（10）計(jì)算出的模擬結(jié)果準(zhǔn)確率為91.0%，敏感度為72.3%。表明耦合模型應(yīng)用于麻柳溝泥石流的運(yùn)動(dòng)堆積模擬的結(jié)果與實(shí)際情況吻合度較高。

3.3 泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

模擬還原了麻柳溝“8·13”泥石流運(yùn)動(dòng)堆積過(guò)程。由麻柳溝泥石流危險(xiǎn)性分區(qū)圖（見圖7）可知：高危險(xiǎn)區(qū)主要分布在溝道中心，面積約為58 300 m2，占危險(xiǎn)區(qū)總面積的42.3%。由溝道中心向兩側(cè)泥石流危險(xiǎn)性逐漸降低，中危險(xiǎn)區(qū)面積為31 200 m2，占總面積的23.1%;低危險(xiǎn)區(qū)面積為45 400 m2，占總面積的34.6%。高危險(xiǎn)區(qū)域分布范圍較大，低危險(xiǎn)和中危險(xiǎn)分布范圍相對(duì)較小。溝道兩側(cè)和堆積扇翼端主要為低危險(xiǎn)區(qū)域;泥石流形成區(qū)和堆積區(qū)邊緣主要為中危險(xiǎn)區(qū);高危險(xiǎn)區(qū)則主要集中在溝道中和堆積扇前段。在形成區(qū)和流通區(qū)的松散堆積體總量約30萬(wàn)m3，在極端降水天氣下極易發(fā)生次生泥石流災(zāi)害，應(yīng)該加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)工作和泥石流風(fēng)險(xiǎn)管理工作。

4 結(jié) 論

本文以麻柳溝為研究對(duì)象，基于Flow-R模型識(shí)別泥石流啟動(dòng)點(diǎn)后耦合FLO-2D模型，用以模擬泥石流運(yùn)動(dòng);采用速度、泥石流堆積深度和降水暴發(fā)頻率相結(jié)合的方法，對(duì)單溝泥石流危險(xiǎn)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，可以得出如下結(jié)論。

（1） 麻柳溝泥石流啟動(dòng)區(qū)絕大部分布在溝道及溝道兩側(cè)，啟動(dòng)點(diǎn)坡度分布在20°～45°之間，其中超過(guò)一半的啟動(dòng)點(diǎn)分布于30°～40°之間，高程主要分布在1 100～1 300 m范圍內(nèi)。

（2） 模擬泥石流堆積區(qū)面積為2.19萬(wàn)m2，堆積體積為4.92萬(wàn)m3。計(jì)算形成區(qū)、流通區(qū)溝道中散落堆積物體積大約為30萬(wàn)m3，耦合模型應(yīng)用于麻柳溝模擬的準(zhǔn)確率為91.0%，敏感度為72.3%，模擬精度較高，可以為土地資源規(guī)劃、災(zāi)害防治設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

（3） 麻柳溝高危險(xiǎn)區(qū)分布范圍較大，占危險(xiǎn)區(qū)面積的42.3%，溝道中心危險(xiǎn)性較高，沿溝道中心向兩側(cè)危險(xiǎn)性降低，高危險(xiǎn)區(qū)主要集中在溝道中和堆積扇前沿，低危險(xiǎn)區(qū)主要分布于溝道兩側(cè)和堆積扇翼端，泥石流上溝段和堆積區(qū)邊緣主要為中危險(xiǎn)區(qū)。

綜上所述，基于Flow-R和FLO-2D耦合模型將泥石流源區(qū)和泥石流運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，可以得出泥石流運(yùn)動(dòng)堆積線路沿程災(zāi)害危險(xiǎn)性空間分布特征。根據(jù)危險(xiǎn)分布特征圖可知，麻柳溝泥石流仍處于高度活躍狀態(tài)，今后在降水和水動(dòng)力充分的條件下，大量的松散物質(zhì)可能被重新激活，一旦發(fā)生泥石流將可造成重大的地質(zhì)災(zāi)害。本文研究成果可為泥石流災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警提供建設(shè)性考慮。本文研究未考慮物源量、巖性等其他因子對(duì)泥石流啟動(dòng)點(diǎn)識(shí)別的影響，以及未考慮泥石流在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中側(cè)蝕和下蝕的影響，使得數(shù)值模擬的結(jié)果稍顯偏小，且較為保守，在今后的研究中需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

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（編輯：趙秋云）

Gully debris flow hazard assessment based on Flow-R and FLO-2D coupling models

LIN Wen，ZHOU Wei，LI Jing，YANG Li，TANG Ze

（State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）

Abstract：

Debris flow is one of the frequent geological disasters in southwest? mountainous areas of China.It is characterized by sudden occurrence，fast velocity and strong destructive force，which often causes huge casualties and economic losses.Risk assessment of geological hazards is one of the effective measures in disaster prevention and mitigation management and prevention，which can reasonably quantify the spatial distribution characteristics of debris flow hazard along the debris flow movement and accumulation route.Taking Maliu gully in Longchi Town，Dujiangyan City，Sichuan Province as the research object，slope，plane curvature and upslope catchment area were selected as the identification factors for the initiation area of gully debris flow.Based on the starting point of debris flow identified by Flow-R model，the FLO-2D model was coupled to simulate the movement and accumulation process of debris flow in Maliu gully.The debris flow hazard can be determined by combination of accumulation depth，velocity and outbreak frequency of debris flow.In addition，the accuracy of the simulation results was assessed by confusion matrix.The results showed that the simulation results of Maliu gully debris flow by Flow-R and FLO-2D coupling models was in good agreement with the actual conditions.The simulated debris flow accumulation area is 2.19×104m2，and the accumulation volume is 4.92×104m3.The debris flow risk gradually decreases from the center of the channel to both sides.High risk area accounts for 42.3%，medium risk area accounts for 23.1%，and low risk area accounts for 34.6%.In formation area and circulation area of Maliu gully，the volume of scattered accumulation materials in the channel is about 300000 m3.The Maliu gully debris flow is still in a highly active stage with high risk.In the future，under the condition of sufficient rainfall and hydrodynamic force，a large quantity of loose materials may be reactivated，which may cause major geological disasters once it occurs.

Key words：

debris flow;hazard assessment;starting point of debris flow;Flow-R;FLO-2D;Dujiangyan City