地质灾害事件回顾(11):兰州黄土区溃坝事件

2015年1月28日,上午11:00左右,兰州推土山山区的止水坝溃坝引发了快速的黄土泥流。 泥石流造成的损失超过180万美元,造成四人死亡。 约100,000立方米的淤泥冲入黄河。 对这一事件的研究可以为减少中国黄土高原类似项目的地质灾害提供参考框架。


地理位置

溃坝事件位于甘肃省石川镇,距兰州市东北约25公里。 该地区的现代气候为温带和半干旱,年平均降水量为310毫米。 雨季是六月至九月,占年度总降雨量的60-70%。 该区域是一个陡峭而狭窄的沟壑,由新生土,古生代和元古代的沉积物组成,包括黄土,片岩和侵入性火成岩。 沟渠的海拔在海拔1490至1670 m之间。 根据现场数据和形态分析,该地区的黄土形成厚度在2至20米之间。 下方是第一个止回坝后面的存储区域中的花岗岩基岩。 开挖区有较厚的黄土沉积物,片岩基岩暴露于沟渠下游,有薄薄的黄土沉积物。

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地理位置与3D影像图

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地层岩性与剖面图

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研究区类似大坝分布图

现场调查

建设项目于2013年4月在启动。 它的目标是将沟壑冲刷掉的土壤填满沟壑。 随着推土机工作的进行,越来越多的土壤和水进入沟壑,增加了土壤的水分含量。 在沟渠中建了两个止水坝,用于在填充区中储存土壤和水。 但是,止水坝区域很容易被过多的土壤和水填满。 1号止水坝坝体中的水分迅速增加,在坝体上造成裂缝和管道,并认为坝体不稳定。 最终,在2015年1月28日上午11:00左右,1号止水坝失败,随后黄土迅速淤积。 目前,在四川建设项目的其他地区,仍然有五个止水坝。

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大坝加高加固工程现场照片

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大坝溃坝前照片

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大坝侵蚀与变形图

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溃坝现场图

数值模拟

溃坝是由与该地区使用水枪冲击堆集体和相对应的地下水流综合作用的结构。 由于基岩的不可渗透性和缺乏排水,增加的地下水影响了灌区,使止水坝坝体的土壤湿度大大增加, 这导致地下水停滞,并因此导致高孔隙水压力。

在某些条件下,用于大坝建设的土壤强度也不能满足稳定性要求。 对研究区域的黄土样品进行的实验室测试表明,它们的可塑性指数值极低,是影响大坝稳定性的不利条件。 黄土材料应谨慎用于坝体。

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基于VS2DI软件的大坝含水量与水头位置数值模拟分析

参考文献

[1] Fanyu Zhang, Binbin Yan,Xiaoming Feng, et al. A rapid loess mudflow triggered by the check dam failure in a bulldoze mountain area, Lanzhou, China. Landslides;DOI 10.1007/s10346-019-01219-2


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