一、地理位置中国科学院东川泥石流观测研究站[1](简称“东川站”)(Dongchuan Debris Flow Observation and Research Station,Chinese Academy of Sciences)、云南中国科学院东川泥石流观测研究站地理位置
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东川泥石流国家野外科学观测研究站位于中国著名的蒋家沟下游、大凹子的右岸,东经103°08’,北纬26°14’ ,在云南省昆明市东川区绿茂乡境内,距东川区府所在地铜都镇30km,距离昆明城区190km。
二、历史沿革东川站从1961年开始建站,在中国科学院东川泥石流观测研究站徽标
原东川矿务局、中国科学院兰州冰川冻土研究所和中国科学院成都山地灾害与环境研究所以及其他相关生产、教学和科研单位人员几十年的艰苦奋斗和努力下,于1988年成为中国科学院首批5个野外开放台站之一,1991年经国家有关部委和中国科学院的检查评议获优胜第一名,荣获中国科学院优秀台站;2000年进入国家重点野外观测站。
历史阶段[3]
(起止年)
基础阶段
(1961~1971)
巩固阶段
(1972~1977)
发展阶段
(1978~1987)
开放基地阶段
(1988~至今 )
主持单位
东川矿务局
中国科学院兰州冰川冻土研究所
中国科学院成都地理研究所(成都山地灾害与环境研究所的前身)
中国科学院东川泥石流观测研究站
参加单位
铁二院、
铁科院西南所、
中科院7个研究所(兰州冰川所、成都地理所等)
东川矿务局
北京大学等
东川矿务局等
清华大学、 北京大学、
中科院系统、水科院泥沙所、
云南地理所、日本京都大学、
美国联邦地调局等
主要观测和实验研究项目
降水、流态、流速、泥位、冲淤、样品分析等
降水、流态、流速、泥位、冲淤、样品、分析、冲击力、工程实验等
形成、运动、动力、冲淤、样品实验分析、预报和警报试验、治理试点和效益观测、小水槽实验等
泥石流发生、运动、堆积机理与过程等基础性观测实验、模型实验、预测、预报、警报、综合防治、退化环境修复、滩地开发利用等
主要仪器设备系统
自记雨量计、测流缆道、手工取样筒、经纬仪
自记雨量计、测流缆道、冲出力仪、静切力仪、粘度计、测泥位重锤、经纬仪
遥测雨量计、超声波泥位计、测速雷达、遥测数传冲击力仪、电动铅鱼式泥石流取样器、泥石流地声测定装置等
降雨监测网、超声波测深仪、大型采样缆道及控制系统、静力流变实验分析系统,地声和超声波遥测警报系统、摄像机、全站仪、GPS、冲击力仪、二向力仪、大小水槽、循环实验系统等,正研制自动观测系统等
运动要素
观测位置
红山咀
1965年移至大凹子沟口以下
大凹子沟口以下
大凹子沟口以下
大凹子沟口以上下100米
主要参加人数
6~26
15~23
15~26
25~35
三、研究方向东川站以泥石流观测和实验为基础,开展泥石流基础理论和泥石流粘性泥石流流动实验
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减灾技术研究,主要研究方向如下:
(1)研究泥石流源区土体物理、力学特征以及在水分作用下的变化过程,揭示泥石流形成机理,推动泥石流预测预报理论与技术的发展。
(2)研究泥石流动力学和静力学特征,建立泥石流运动方程,揭示泥石流运动机理和输沙特征,为泥石流工程防治技术提供理论基础和技术参数。
(3)研究泥石流堆积过程和沉积规律,为在泥石流作用下的山区河谷土地开发利用提供理论基础。
(4)研究干旱河谷生态环境退化机理及恢复、重建理论与技术。环境退化与破坏可以加剧或导致泥石流灾害,泥石流灾害又可以造成环境泥石颗粒分析实验
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的破坏与退化,二者相互作用。通过对东川泥石流流域极度退化的生态环境进行监测研究,探讨二者相互作用机制,寻找生态环境恢复重建及抑制泥石流灾害的新途径。
(5)研究植被固土稳坡机理。蒋家沟泥石流固体物质主要供给方式为滑坡和崩塌,揭示和阐明植被固土稳坡的机理,对采用科学、合理的生物工程措施,抑制滑坡、崩塌活动,限制泥石流形成与规模具有重大的理论意义和现实意义。
四、观测内容根据东川站的主要研究方向,东川站开展如下内数字式自记雨量计
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容的观测:
(1)泥石流形成观测
1)降水观测
2)土壤含水量观测
3)土壤水势观测
4)土壤孔隙水压力观测
5)摄像监测
(2)泥石流运动观测
1)泥石流常规运动观测
2)泥石流表面流场的观测
3)泥石流过程和泛滥泥石流动态监测摄像系统
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范围观测
(3)泥石流堆积、侵蚀和沟道演变观测
(4)泥石流静力学观测和实验
1)泥石流取样观测
2)泥石流样品分析实验
(5)泥石流冲击力观测和实验
(6)径流场观测
(7)小江水文观测
五、观测实验设备东川站拥有半自动化泥石流野外观测研究系统与设备、多功能泥石泥石流运动力学实验装置
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流野外实验场,以观测和实验为主要手段,开展各类泥石流发生、运动、堆积机理与过程等基础性研究和泥石流发生预测预报、警报系统、综合防治等应用基础及应用研究。是国内外泥石流研究与防治的重要基地。
六、国际合作东川站与美国、日本、俄罗斯、英国、瑞士、奥地利、委内瑞美国学者参观实验室
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拉、秘鲁、新西兰等美洲、欧洲、亚洲、澳洲的十多个国家有合作交流关系,每年都有国外专家学者来站进行研究和交流。
七、研究生培养东川站十分重视人才培养,拥有硕士点、博士点和博士后执行站基金课题
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流动站,截止2009年,已培养硕士生35多人,在读硕士生12人,已培养博士生11人,在读博士生和博士后14人,同时还将青年职工送往国内外著名高校攻读博士学位或进修,用以提高东川站科研队伍的整体素质。
八、成果与贡献通过长期的观测实验研究,东川站在泥石流观测实验方法与技术,基础资料积累,泥石流发生、流动、堆积机理研究,预警报技术开发与应用,减灾工程实践,退化生态环境改良修复以及荒滩土地利用等方面取东川站后山生物防治前
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得了一系列重要的创新性成果,部分达到国际先进或领先水平。比如同步测到了泥石流浪速、泥位、冲击力、地声和冲淤的变化过程;提出了缓坡泥石流和陡坡泥石流的发达过程模型;较全面地探讨了泥石流的侵蚀、搬运与干堆积过程;较深入地分析了泥石流的流态和流变特征;建立了泥泥石流徘导槽
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石流流速、流量、冲击力计算公式;提出 了颗粒散体重力流模型;探讨了泥石流起动机理和起动模型;较系统地提出了泥石流规模预测的理论与方法;率先建立了暴雨泥石流预报模式,其准确率达85%,预报提前时间达20东川站后山生物防治后
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多分钟;开发成功准确率达90%的泥石流地声报警和超声波泥位报警系统,并应用于长江上游地区;对30余条泥石流沟实施综合治理成功;探索出了泥石流防治工程可行性评估的模型实验系统技术与方法,为某泥石流防治工程节约投资达24%。多项成果获得省、部级科技进步奖,出版专著近20部,发表论文300余篇,主办和协办国内、国际学术会议18次,“云南东川泥石流的形成发展、运动规律及综合治理研究”等17项成果获国家、中科院和省部委等嘉奖。
东川站的科研工作,为泥石流学科和山地灾害学科的创立与发展做出了不可替代的突出贡献,取得了良好的减灾、经济和生态效益,并为国家减灾与生态环境建设宏观决策提供了重要的科学依据。