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邢永强1郑钊2赵鸿燕1曹希强1张洪波1
(1.河南省国土资源科学研究院,郑州 450016;2.天津大学建筑工程学院,天津 300072)
《中国水土保持》,文章编号:1000-0941-(2008)-07-0043-03
摘要 以小秦岭金矿区内泥石流灾害问题为研究对象划分评价单元、选取评价指标,选用灰色系统理论作为评价方法对矿区内的主要泥石流沟进行了危险性评价,结果表明:大西峪、文峪西峪、枣香峪、大湖峪西峪、苍珠峪、杨砦峪属于泥石流高发区,小湖峪、白花峪、枪马峪、朱家峪属于泥石流中发区,剩余的泥石流沟为泥石流低发区。针对泥石流危害现状,提出了防治建议。
关键词 泥石流 灰色系统 危险性综合评价 小秦岭金矿区
小秦岭地区位于秦岭东段,是我国主要的黄金产地之一,也是地质环境破坏较为严重的地区之一。自20世纪80年代以来,小秦岭地区开展了大规模的采矿活动,在当地留下了大量的废弃矿渣和尾矿,至2001年,累计堆存废渣1 万t、尾矿1 万t。采矿不仅使山(岩)体受到破坏,增加了不稳定隐患,而且产生的大量废渣就近散乱地堆放在坑口的沟谷及斜坡地带,使原本就狭窄的排水沟道被挤占,影响了该地区的自然排洪,同时又为泥石流灾害的形成带来了重大的隐患(河南省国土资源科学研究院等,2004)。目前,该地区已发生多起泥石流灾害,如:1994年7月11日大西峪发生泥石流,造成52人死亡,矿区全部停产,经济损失巨大;1996年8月大西峪、文峪发生泥石流,冲毁矿区公路13km、通讯线路3km,房屋、设备多有损坏,直接经济损失达690万元,间接经济损失达663万元。
1 泥石流成因分析
泥石流是山区特有的一种突发性的自然灾害,常发生在山区小流域内,是一种饱含大量泥沙石块和巨砾的固液两相流体,呈黏性层流或稀性紊流等运动状态。一般来讲,泥石流受地质、地貌、水文、气象、土壤、植被等自然因素和人为因素的综合影响,是山区地质环境和生态环境恶化的产物(成都山地灾害与环境研究所,2000)。
(1)地形地貌条件。小秦岭地区山脊高程多在1 000m以上,谷峰高差多在500m以上,沟壑平均密度为3km/km2,沟坡坡度多大于25°,整体地形具有南北低中间高、西高东低的特征,沟谷深切,呈V字形,具有谷窄坡陡的地形险要特点,极有利于降雨径流的迅速汇集,这就为泥石流的发生提供了有利的地形条件(河南省国土资源科学研究院,2006)。
(2)气象与水文条件。小秦岭地区地处暖温带半干旱大陆性季风气候区,年均降水量,降水多集中在7~9月,占全年降水量的,且多为暴雨,最大24 h降雨量,1 h最大降雨量,10min最大降雨量(1960年7月22日)。由于小秦岭地区山势陡峻、岩石裸露,对雨水的入渗、截流、调节少,地表径流强度大,因此极易引发山洪、泥石流等地质灾害。
(3)岩土体条件与人类活动的影响。小秦岭地区岩土体工程地质条件相对简单,以松散的碎石土和坚硬—较坚硬的变质岩两大岩类为主,区内采矿活动强烈,加上对废弃矿渣没有采取任何防护措施,而是将其随意堆放在山谷、洼地内,这就为泥石流的形成提供了重要的固体物质来源,是使区内易发生泥石流灾害的主要原因之一(张天义等,2003)。松散的碎石土主要由废弃矿渣、洪积卵砾石组成,废矿渣天然休止角多为28°~35°。由于矿区地形险要,大量的采矿口和采矿设备布设在沟底,采矿工人也居住在沟底,沟底不仅是人类采矿活动的主要场所、矿渣堆放的场地,同时又是洪水下泄的通道(邢永强等,2006),因此在洪水作用下,这些散乱堆放的废矿渣就极易形成泥石流,直接威胁到采矿工人的生命安全和采矿企业的财产与生产安全。
2 泥石流危险性评价
评价方法综述
我国对泥石流危险性评价的研究目前已取得了一定的进展,最早的相关研究见于1986年谭炳炎的泥石流严重程度的综合评判(谭炳炎等,1991),其研究主要是从定性角度对泥石流的危险性作出判别,之后由其完成的泥石流沟的判别方法和数量化综合评判成果在铁路部门得到推广和应用(谭炳炎等,1991)。此后,随着各种数学理论的成熟,许多研究者开始注重运用不确定性数学方法来解决泥石流危险性评价问题,一批研究成果先后涌现出来,其中最具代表性的是模糊数学、灰色系统理论等理论方法的应用(谢又予等,1991;苏经宇等,1993),从而使泥石流危险性评价研究有了新的进展并逐渐趋于成熟。
评价方法选择
本研究采用灰色系统理论(邓聚龙,1987)中的灰色关联分析法来评价小秦岭金矿区主要泥石流沟的危险程度。
3 灰色系统理论评价方法
灰色系统理论评价的优点
灰色关联分析法是一种复杂系统的综合评价方法,它是依据监测资料与评价标准序列间的几何相似性与关联度,来度量监测资料中多个序列相对于某一级别质量序列的关联性,其特点是:①评价的对象可以是一个多层结构的动态系统;②评价标准的级别可以用连续函数表达,也可以采用在标准区间内做更细致的分级;③方法简单、可操作性强,易与现行的其他方法对比。目前,该方法在泥石流沟危险性评价方面尚无应用实例。
灰色系统理论的评价过程
进行无量纲化处理
实际问题中的不同因子往往具有不同的量纲,而在比较时要求量纲相同,因此首先需对各种数据进行无量纲化处理。假定一个因子的序列为xi,有多种方法可对变量进行无量纲化处理,其中常用的方法是对序列的原始数据做初值变换,即
环境·生态·水文·岩土:理论探讨与应用实践
求参考序列与比较序列的绝对差
设参考序列和比较序列分别为Xi和Xj,在k点,两个因子之差的绝对值Δij(k)为
Δij(k)=xi(k)-xj(k)(k=0,1,…,n)
计算两个因子的最大和最小绝对差
两个因子的最大和最小绝对差的计算式为
环境·生态·水文·岩土:理论探讨与应用实践
其中
环境·生态·水文·岩土:理论探讨与应用实践
计算关联系数
定义序列Xj(k)与Xi(k)在k点的关联系数为
环境·生态·水文·岩土:理论探讨与应用实践
式中:ξ为分辨系数,其取值只影响关联度系数的大小,并不影响关联序列,一般取值为。
关联度计算
关联系数只表示各时刻数据间的关联程度,由于它过于分散不便于比较,因此用其平均值来表示比较序列Xj对参考序列Xi的关联度,即
环境·生态·水文·岩土:理论探讨与应用实践
4 小秦岭金矿区泥石流沟危险性综合评价
2006年9月,我们对小秦岭金矿区的泥石流发育情况进行了调查。本研究主要选择研究区内的大西峪、文峪西峪、枣香峪、大湖峪西峪、小湖峪、苍珠峪、白花峪、枪马峪、杨砦峪、朱家峪10条受人类活动影响强烈的泥石流沟来开展评价工作。
评价因子选择及评价标准确定
矿山泥石流灾害危险性评价指标的选择,依赖于泥石流灾害形成与发展的基本条件和可能发生控制与诱发的因素。根据上文对小秦岭金矿区泥石流灾害的成因分析,选取地面坡度、泥石流沟汇水面积、矿渣堆积量、年降水量、有无工程保护措施5个因子构建评价指标体系。
对于所选取的评价因子,将泥石流危险性评价划分为高发区、中发区、低发区3个级别,各级别的分级标准值如表1所示。
表1 泥石流沟危险性评价因子分级标准
根据表1各评价因子分级标准,通过无量纲化处理后,构建灰色关联分析方法的参考序列Xi。对于定性指标如有无工程保护措施,则直接采用0~(差)、~(中)、~(较好)作为分级标准。
泥石流危险性评价结果及分析
根据选取的各评价因子,通过实地调查、遥感影像查询等收集待评价泥石流沟的数据资料,将评价因子的实测数据进行无量纲化处理后,构成灰色关联分析方法的比较序列Xj,再分别计算出比较序列Xj与参考序列Xi的关联度,由此评价各泥石流沟的危险性级别。本研究采用VB语言编制相应的计算程序,结合各泥石流评价指标的量值开展泥石流沟危险性评价,其评价结果如表2所示。
表2 泥石流沟危险性评价结果
由表2可知,在评价的10条泥石流沟中,大西峪、文峪西峪、枣香峪、大湖峪西峪、苍珠峪、杨砦峪属于泥石流高发区,小湖峪、白花峪、枪马峪、朱家峪属于泥石流中发区。本研究虽未对矿区所有泥石流沟都进行危险性评价,但根据相关资料和实际调查结果,可把矿区内剩余的泥石流沟都定为泥石流低发区。根据对小秦岭金矿区的实地调查以及河南省国土资源科学研究院已开展的相关研究工作,可知本评价结果基本符合当地的实际情况,能够较准确地反映出小秦岭金矿区的泥石流灾害发育情况。
5 泥石流防治建议
泥石流的防治包括预防和治理两个方面,其中用工程措施防治见效快,其技术也较为成熟,实践中许多工程措施在防治中都发挥了重要的作用。结合小秦岭金矿区的实际情况,对泥石流灾害采取预防为主,辅以重度危险区治理的原则。
(1)在小秦岭金矿区开展泥石流的监测和预警预报工作。在泥石流高发区建立泥石流监测站,在中发区设泥石流监测点,利用RS,GPS,GIS和CS(卫星通讯)技术,结合当地气象、水文等实时动态信息,借鉴国内外泥石流预警预报技术,构建小秦岭金矿区地质灾害监测网络预警体系。
(2)在泥石流危险性分区的基础上,对危险区内的故县镇、阳平镇、朱阳镇等村庄住宅和重要设施进行规划,规划中要将泥石流防治纳入山区建设总体规划中,以最大限度地减少因城镇、工矿、交通等建设项目布局失当而造成不必要的灾害损失。
(3)搞好枣香峪、大湖峪西峪、小湖峪、白花峪、枪马峪、杨砦峪、朱家峪等泥石流沟的水土保持,建立起完善的流域水土流失的综合防治体系,最大限度地降低泥石流暴发几率。
(4)雨季派专人巡视,若发现沟床中正常流水突然断流或洪水突然增大并夹有较多的柴草、树木,沟谷深处变得昏暗并伴有轰鸣声或轻微的振动感,则说明沟谷上游已发生泥石流,此时应迅速发出警报并组织群众撤离危险地段。
(5)加强泥石流防治知识的普及,强化广大干部群众的防灾意识,建设良好的生态环境,提高山区综合防灾减灾能力。
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Causes Analysis and Risk Comprehensive and Countermeasure Evaluation of Xiaoqinling Hill Goldfield Debris Flow
Xing Yong-qiang1Zheng Zhao2Zhao Hong-yan1Cao Xi-qiang1Zhang Hong-bo1
( Land and Resources Research Institute,Zhengzhou 450016; of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072)
Abstract:Debris flow in Xiaoqin hill gold mining area was focused on and gray system theory was employed to evaluate according to selected index through evaluation a risk analysis on debris flow channel inside the mining area was made,which shows that Daxi valley,Wenxi valley,Zaoxiang valley,Dahu valley,Cangzhu valley,Yangzhai valley are high risk areas and Xiaohu valley,Baihua valley,Qiangma valley,Zhujia valley are mid-risk areas.
Key words:debris flow;gray system theory;risk comprehensive evaluation;Xiaoqinling hill gold field
地理教学论文参考文献
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河南理工大学学报属于普通期刊,目前还不是核心期刊。
河南正式期刊入选国内各类核心期刊情况一、 社科期刊部分序号 期刊名称 主办单位 主管单位 统一刊号 地 址 邮编 电 话 社科核心 中文核心 CSSCI社会期刊(中文核心2011年版9种)1 中州学刊 省社科院 省社科院 CN41-1006/C 郑州市文化路50号中州学刊杂志社 450002 00、04、08 04、08、11 08C2 史学月刊 河南大学、省历史学会 河南大学 CN41-1016/K 开封市明伦街85号河南大学东一斋 475001 00、04、08 04、08、11 08C3 华夏考古 省文物考古研究所、河南省文物考古学会 省文物考古研究所 CN41-1014/K 郑州市陇海路北三街9号 450000 00、04、08 04、08、11 08C4 河南社会科学 省社科联 省社科联 CN41-1213/C 郑州市丰产路23号 450002 00、08 04、08、11 08E5 档案管理 省档案局 省档案局 CN41-1216/G2 郑州市金水路17号(省委北院) 450003 0371-6590230104、08、116 领导科学 省社科联 省社科联 CN41-1024/C 郑州市丰产路23号 450002 0371-6393420904、08、117 金融理论与实践 中国人民银行郑州中心支行、省金融学会 中国人民银行郑州中心支行 CN41-1078/F 郑州市丰产路55号 450002 0371-6579919804、08、118 中原文物 河南博物院 河南博物院 CN41-1012/K 郑州市农业路8号河南博物院 450002 00、08 04、08、119 学习论坛 中共河南省委党校 中共河南省委党校 CN41-1023 郑州市文化路44号 450002 0371-635655101110 新闻爱好者 河南日报社 河南日报社 CN41-1025/G2 郑州市农业路28号 450003 0371-6579613404、0811 企业活力 省社科院 省社科院 CN41-1020/F 郑州市文化路44号附1号 450002 0371-6356551004大学学报(中文核心2011年版7种)1 河南师范大学学报(哲社版) 河南师大 河南师大 CN41-1011/C 新乡市建设东路46号 453007 00、08 04、08、11 08C2 郑州大学学报(哲社版) 郑州大学 郑州大学 CN41-1027/C 郑州市高新技术开发区科学大道100号 450001 00、04 04、08、11 08C3 经济经纬 河南财经政法大学 河南省教育厅 CN41-1421/F 郑州市文化路80号 450002 00 04、08、11 08C4 解放军外国语学院学报 解放军外国语学院 解放军总参某部政治部 CN 41-1164/H 河南洛阳036信箱60号 471003 00 04、08、11 08C5 河南大学学报(哲社版) 河南大学 河南大学 CN41-1028/C 开封市明伦街85号河南大学校内6号楼 475001 00、04、08 04、08、11 08E6 河南金融管理干部学院学报 河南金融管理干部学院 河南省教育厅 CN41-1289/F 郑州市郑花路29号 450011 04 08、11 08E7 河南省政法管理干部学院学报(改名为河南财经政法大学学报) 河南财经政法大学 河南省教育厅 41-1291/D 郑州市文化路80号 450002 0371-6385144811 10E8 信阳师院学报(哲社版) 信阳师院 信阳师院 CN41-1030/C 信阳市长安路237号信阳师范学院 464000 009 商丘师院学报 商丘师范学院 河南省教育厅 CN41-1303/Z 商丘市平原路55号商丘师院 476000 00二、 自然科学期刊部分序号 期刊名称 主办单位 统一刊号 地 址 邮编 电 话 科技核心 中文核心 CSCD社会期刊(中文核心2011年版19种)1 电波科学学报 中国电子学会 CN41-1185/TN 新乡市荣校路34号信息产业部第22所138信箱 453003 08 04、08、11 08C2 机械强度 郑州机械研究所、中国机械工程学会 CN41-1134/TH 郑州市嵩山南路81号 450052 08 04、08、11 08C3 棉花学报 中国农学会 CN41-1163/S 安阳市开发区黄河大道西段 455000 08 04、08、11 08C4 眼科研究 省眼科研究所 CN41-1095/R 郑州市纬五路7号 450003 08 04、08、11 08E5 果树学报 中国农业科学院郑州果树研究所 CN41-1308/S 郑州市航海东路南郑州果树研究所 450009 08 04、08、11 08E6 机械传动 郑州机械研究所、中国机械通用零部件工业协会齿轮专业协会 CN41-1129/TH 郑州市嵩山南路81号 450052 08 04、08、11 08E7 灌溉排水学报 中国农业科学院农田灌溉研究所、中国水利学会 CN41-1337/S 新乡市建设路173号 453003 08 04、08、11 08E8 烟草科技 中国烟草总公司郑州烟草研究院 CN41-1137/TS 郑州市高新技术产业开发区枫杨街2号 450001 08 04、08、119 矿山机械 洛阳矿山机械工程设计研究院 CN41-1138/TD 洛阳市涧西区重庆路 471039 08 04、08、1110 轴承 洛阳轴承研究所 CN41-1148/TH 洛阳市吉林路 471039 08 04、08、1111 电光与控制 洛阳电光设备研究所 CN41-1227/TN 洛阳市凯旋西路25号 471009 08 04、08、1112 河南农业科学 省农业科学院 CN41-1092/S 郑州市农业路1号 450002 08 04、08、1113 电力系统保护与控制 许昌继电器研究所 CN41-1401/TM 许昌市许继大道1706号 461000 08 04、08、1114 测绘科学技术学报 信息工程大学测绘学院 CN 41-1385/P 郑州市陇海中路66号 450052 0371-6353506804、08、1115 人民黄河 水利部黄河水利委员会 CN41-1128/TV 郑州市金水路11号 450003 0371-6602240904、08、1116 地域研究与开发 省科学院地理研究所 CN41-1085/P 郑州市陇海中路64号 450052 人文核心 04、08、11 CSSCI17 眼科新进展 新乡医学院 CN41-1105/R 新乡市金穗大道东新乡医学院 453003 08 08、1118 耐火材料 中钢集团洛阳耐火材料研究所 CN41-1136/TF 洛阳市涧西区西苑路43号 471039 08 08、1119 南水北调与水利科技 省水利厅 CN41-1387/TV 郑州市纬五路11号省水利厅 450003 08 11 08E20 金刚石与模料模具工程 郑州模料模具磨削研究所 CN41-1243/TG 郑州市华山路121号 450013 08 04、0821 中国棉花 中国农科院棉花研究所 CN41-1140/S 安阳市开发区黄河大道西段 455000 08 04、0822 中国水土保持 水利部黄河水利委员会 CN41-1144/TV 郑州市金水路11号 450003 08 04、0823 断块油气田 中原石油勘探局 CN41-1219/TE 濮阳市中原路157号 457001 0393-48248570824 眼外伤职业眼病杂志 郑州大学 CN41-1181/R 郑州大学一附院内 450052 08 0425 拖拉机与农用运输车 洛阳拖拉机研究所有限公司 CN41-1222/TH 洛阳市涧西区西苑路39号 471039 0379-626901080426 实用儿科临床杂志 新乡医学院 CN41-1106/R 新乡市金穗大道东新乡医学院 453003 0373-38314560427 数学季刊(英文) 河南大学 CN41-1102/OI 开封市明伦街85号河南大学 475001 0371-388169604 08E28 炼油技术与工程 中国石化集团洛阳石化工程公司 CN41-1139/TE 洛阳市七里河063信箱洛阳石化工程公司 471003 08 0429 矿产保护与利用 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 CN41-1122/TD 郑州市陇海西路328号 450006 0830 中国瓜菜 中国农业科学院郑州果树研究所 CN41-1374/S 郑州市航海东路南中国农科院果树研究所 450009 0831 化学研究 河南大学 CN41-1083/O6 开封市明伦街85号河大校内 475001 0832 材料开发与应用 洛阳船舶材料研究所 CN41-1149/TB 洛阳市涧西区西苑路21号 471039 0833 中国卫生检验杂志 中华预防医学会 CN41-1192/R 郑州市经一路12号 450003 08大学学报(中文核心2011年版10种)1 河南大学学报(自然版) 河南大学 CN41-1100/N 开封市明伦街 475001 08 04、08、11 08E2 河南师范大学学报(自然版) 河南师范大学 CN41-1109/N 新乡市建设路 453007 08 04、08、11 08E3 河南农业大学学报 河南农大 CN41-1112/S 郑州市文化路 450002 08 04、08、11 08E4 郑州大学学报(医学版) 郑州大学 CN41-1340/R 郑州市科学大道 450001 08 04、08、115 河南工业大学学报(自然版) 河南工业大学 CN41-1378/N 郑州市嵩山路 450052 08 04、08、116 郑州大学学报(工学版) 郑州大学 CN41-1339/T 郑州市科学大道 450001 08 08、11 08E7 郑州大学学报(理学版) 郑州大学 CN41-1338/N 郑州市科学大道 450001 08 08、118 河南科技大学学报(自然版) 河南科技大学 CN41-1362/N 洛阳市涧西区西 471003 08 08、119 信阳师院学报(自然版) 信阳师范师院 CN41-1107/N 信阳市长安路 464000 08 04、1110 河南理工大学学报(自然版) 河南理工大学 CN 41-1384/N 焦作市世纪大道2001号 454003 09 1111 郑州轻工业学院学报(自然版) 郑州轻工业学院 CN41-1172/TS 郑州市东风路 450002 0812 新乡医学院学报 新乡医学院 CN41-1186/R 新乡市金穗大道 453003 08河南省期刊入选中文核心期刊数量统计类别 2004年版 2008年版 2011年版 备注社科期刊 10 9 9 2011年版新增1种,出局1种高校社科学报 5 6 7 2011年版新增1种科技期刊 24 22 19 2011年版新增1种,出局4种高校自科学报 6 8 10 2011年版新增2种总计 45 45 45 总数在全国排名第13位说明: 中文核心期刊分七编:第一编 哲学、社会学、政治、法律、军事;第二编 经济;第三编 文化、教育、历史;第四编 自然科学;第五编 医药、卫生;第六编 农业科学;第七编 工业技术。从2011年起由4年1版改为3年1版,河南期刊入选2008年版44种、2011年版44种,表中刊名黑体的为2011年(第六版)中文核心期刊,有5种期刊退出(蓝色)、5种期刊新进入(红色),与2008年数量相同。其他核心期刊中的人文核心为中国社会科学院主编的《中国人文社会科学核心期刊总览》2008年版;CSSCI为南京大学中国社会科学研究评价中心开发研制的核心库来源刊;科技核心为科技部主编的《中国科技核心期刊》,也称中国科技论文统计源期刊,每两年遴选一次;CSCD为中国科学院开发研制的中国科学引文数据库中核心库来源刊,每两年遴选一次。
这个整理起来是比较费时间的。我知道,眼科研究是中文核心期刊。医学类的可以找时间整理下。
不是08版北大核心
河南理工大学学报社会科学版更好一些,唐山师院是个地方小学校。
自然科学版09年重新进入科技核心期刊;社会科学版目前还不是。
不是核心期刊哦
《河南理工大学学报(自然科学版)》为河南理工大学主办的以矿业工程为特色的综合性学术刊物,双月刊,逢双月底出版,面向国内外公开发行,为国内外多家数据库和文摘刊物的重要收录源刊,是中国科技核心期刊,河南省一级科技期刊,在国内安全工程及矿业工程领域具有较高影响。
现在已经是中文核心了。
河南理工大学学报(自然科学版)2012年4月10日被评为中文核心期刊
这还用问,肯定是河南理工大学。河南理工大学和唐山师范学院是两个性质、层次完全不同的大学,前者是博士授权单位,后者连硕士授权都没有。两个学校所办学报的影响因子肯定不一样。
不是08版北大核心
河南理工大学学报(自然科学版)河南理工大学学报(社会科学版)这2个期刊目前都不是核心期刊!其中河南理工大学学报(自然科学版)1992-1996年曾经是北大版核心!
自然科学版09年重新进入科技核心期刊;社会科学版目前还不是。
河南理工大学学报自然科学版,不是北大核心期刊,是全国中文核心期刊。只要努力付出过,就会有收获。