甘肅省科學院揭示黃土泥石流轉化特性

在城市化快速發展的浪潮中，蘭州市為拓展城市空間，對南北兩側的山體實施了平山造地工程。然而，這一工程在溝道內和坡體邊緣堆積的大量擾動黃土堆填體，成為誘發泥石流災害的潛在風險。近日，甘肅省科學院地質自然災害防治研究所劉興榮研究員團隊在此領域取得重要研究成果，為黃土區小流域開發建設和地質災害防治提供了新的理論支持。相關論文發表于《農業工程學報》。

經過長期的野外調查和室內模擬試驗，科研人員深入探究了降雨沖刷過程中不同坡度土坡內部土水參數的變化規律。研究發現，在降雨沖刷作用下，黃土堆填邊坡的含水率飽和速率隨著坡度的增大而加快，邊坡基質吸力響應速率先增后減，且在40°范圍內響應速率最快。這意味著，在這一坡度范圍內，坡面防護和坡腳排水處理需特別加強，以防止泥石流災害的發生。

此外，研究還揭示了堆填黃土邊坡侵蝕破壞的機理，即水力-重力復合侵蝕過程。坡度越大，越容易達到臨界破裂角，溝坡重力侵蝕現象越普遍，從而增加了滑坡、泥石流等地質災害的風險。特別是在極端降雨條件下，黃土邊坡的臨界坡度約為41°，此時侵蝕產沙量最大，需引起高度重視。

這一研究成果不僅為黃土區小流域開發建設和工程堆積體的科學處置提供了指導，還為水土流失預防和泥石流物質轉化提供了新的研究思路。通過深入理解黃土在降雨沖刷下的動態響應和侵蝕機制，有助于制定更為有效的地質災害防治措施，保障城市空間的安全拓展。

未來，研究團隊將繼續深入探索黃土區城市開發建設活動可能引發的滑坡、泥石流等災害及其防治技術措施，為黃河流域生態保護和高質量發展國家戰略的實施提供科技支撐。