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泥石流的防治研究已有100多年的历史,在泥石流防治中产生了一系列的经济效益、生态效益和社会效益,对这些效益进行定性和定量的分析,不仅能够准确描述泥石流防治措施的作用,还可以为后期泥石流防治规划与工程实施提供参考依据和改进方向。本研究选取云南东川境内蒋家沟、深沟和阿旺流域为研究对象,结合各区(形成区、流通区和堆积区)危害特征和防治重点,探讨了针对不同保护对象、具有既突出重点又兼顾全局的区域层次性特点的效益分析方法;并通过野外调查和室内实验,以生物工程措施为重点、结合岩土工程措施,对泥石流综合防治措施效益进行了分析研究。主要取得以下研究成果:
1、建立了生物工程措施效益指标体系,并重点分析了植物群落结构效应、拦沙控沙效应、蓄水保水效应和经济效益
基于灾害防治学以及生态学原理和方法,提出了生物工程措施效益分析指标体系,并在此基础上,通过有无对比和空间代替时间的方法,分析了不同地表类型的效益差异。分析表明:(1)生物工程措施能够提高土壤含水量,土壤含水量为森林>草地>坡地,分别为37.85%,31.15%,16.72~24.78%;生物工程措施能够有效的截留雨水,涵养水源,植被较好的小流域其单位面积产流量明显较少,减少率达55%,该效益在晴天比雨天表现明显;(2)生物工程措施能够提高土壤的抗侵蚀能力,其抗侵蚀能力为灌木>草本>森林>台地,抗冲系数依次为4.55L/g、4.33L/g、1.49L/g、0.64L/g;(3)生物工程措施能够增加植被覆盖度,增加群落层次结构,提高群落生物多样性,增加森林材积量,其效益表现为森林>灌丛>草地。
2、分析了岩土工程措施效益体现,并对岩土工程与生物工程措施协同优化配置进行探索
岩土工程的防治效益主要为拦蓄泥沙、抬高侵蚀基准面、引水灌溉和拦淤造田。通过对蒋家沟长期监测得:岩土工程能够改善微地貌,沟谷形状由V型向U型发展,的侵蚀基准面抬高,由海拔1063m抬高到1079.9m,纵坡降逐渐减小的趋势;大漆树支沟谷坊共拦蓄泥沙量约2.87×104m3,梅子树沟谷坊共拦蓄泥沙1.59×104m3。生物工程措施与于岩土工程措施协同优化配置主要表现为:提升减灾功能,促进工程维护功能,增加景观功能三点。
3、结合泥石流沟谷的区域特征,建立了一套针对不同保护对象的防治效益指标体系
泥石流沟谷分为形成区、流通区和堆积区,鉴于针对于不同保护对象的泥石流防治工程中,其防治效益在形成区和流通区较为相似,差异主要体现在堆积区这一特性,以此作为参考,建立一套既突出重点又兼顾全局的区域层次性效益指标体系。
4、对泥石流综合防治效益进行评价
将泥石流综合防治的效益分为减灾效益、经济效益、生态效益和社会效益。用森林面积作为生态效益的指标,用受益人的人数作为社会效益的指标,将简化的指标等效转化为货币形式,统一单位,进行经济价值评价,并取得了较好的评价效果。