中國科學院東川泥石流觀測研究站
位於雲南昆明的研究機構
中國科學院東川泥石流觀測研究站(簡稱“東川站”)(Dongchuan Debris Flow Observation and Research Station,Chinese Academy of Sciences)、雲南東川泥石流國家野外科學觀測研究站位於中國著名的蔣家溝下游、大凹子的右岸,在雲南省昆明市東川區綠茂鄉境內。東川站以泥石流觀測和實驗為基礎,開展泥石流基礎理論和泥石流減災技術研究。是國內外泥石流研究與防治的重要基地。
中國科學院東川泥石流觀測研究站(簡稱東川站)位於我國著名的蔣家溝下游、大凹子的右岸,東經103º08’,北緯26º14’ ,在雲南省昆明市東川區綠茂鄉境內,距東川區府所在地銅都鎮30km,距離昆明城區190km。
簡稱東川站從1961年開始建站,在原東川礦務局、中國科學院蘭州冰川凍土研究所和中國科學院成都山地災害與環境研究所以及其他相關生產、教學和科研單位人員幾十年的艱苦奮鬥和努力下,於1988年成為中國科學院首批5個野外開放台站之一, 1991年經國家有關部委和中國科學院的檢查評議獲優勝第一名,榮獲中國科學院優秀台站;2000年進入國家重點野外觀測站。隸屬中國科學院·水利部成都山地災害與環境研究所。
東川站以泥石流觀測和實驗為基礎,開展泥石流基礎理論和泥石流減災技術研究,主要研究方向如下:
(1)研究泥石流源區土體物理、力學特徵以及在水分作用下的變化過程,揭示泥石流形成機理,推動泥石流預測預報理論與技術的發展。
(2)研究泥石流動力學和靜力學特徵,建立泥石流運動方程,揭示泥石流運動機理和輸沙特徵,為泥石流工程防治技術提供理論基礎和技術參數。
(3)研究泥石流堆積過程和沉積規律,為在泥石流作用下的山區河谷土地開發利用提供理論基礎。
(4)研究乾旱河谷生態環境退化機理及恢復、重建理論與技術。環境退化與破壞可以加劇或導致泥石流災害,泥石流災害又可以造成環境的破壞與退化,二者相互作用。通過對東川泥石流流域極度退化的生態環境進行監測研究,探討二者相互作用機制,尋找生態環境恢復重建及抑制泥石流災害的新途徑。
(5)研究植被固土穩坡機理。蔣家溝泥石流固體物質主要供給方式為滑坡和崩塌,揭示和闡明植被固土穩坡的機理,對採用科學、合理的生物工程措施,抑制滑坡、崩塌活動,限制泥石流形成與規模具有重大的理論意義和現實意義。
根據東川站的主要研究方向,東川站開展如下內容的觀測:
(1)泥石流形成觀測
1)降水觀測
2)土壤含水量觀測
3)土壤水勢觀測
4)土壤孔隙水壓力觀測
5)攝像監測
(2)泥石流運動觀測
1)泥石流常規運動觀測
2)泥石流表面流場的觀測
3)泥石流過程和泛濫範圍觀測
(3)泥石流堆積、侵蝕和溝道演變觀測
(4)泥石流靜力學觀測和實驗
1)泥石流取樣觀測
2)泥石流樣品分析實驗
(5)泥石流衝擊力觀測和實驗
(6)徑流場觀測
(7)小江水文觀測
東川站擁有半自動化泥石流野外觀測研究系統與設備、多功能泥石流野外實驗場,以觀測和實驗為主要手段,開展各類泥石流發生、運動、堆積機理與過程等基礎性研究和泥石流發生預測預報、警報系統、綜合防治等應用基礎及應用研究。是國內外泥石流研究與防治的重要基地。
東川站十分重視人才培養,擁有碩士點、博士點和博士后流動站,現已培養碩士生35多人,在讀碩士生12人,已培養博士生11人,在讀博士生和博士后14人,同時還將青年職工送往國內外著名高校攻讀博士學位或進修,用以提高東川站科研隊伍的整體素質。
通過長期的觀測實驗研究,東川站在泥石流觀測實驗方法與技術,基礎資料積累,泥石流發生、流動、堆積機理研究,預警報技術開發與應用,減災工程實踐,退化生態環境改良修復以及荒灘土地利用等方面取得了一系列重要的創新性成果,部分達到國際先進或領先水平。比如同步測到了泥石流浪速、泥位、衝擊力、地聲和沖淤的變化過程;提出了緩坡泥石流和陡坡泥石流的發達過程模型;較全面地探討了泥石流的侵蝕、搬運與干堆積過程;較深入地分析了泥石流的流態和流變特徵;建立了泥石流流速、流量、衝擊力計算公式;提出 了顆粒散體重力流模型;探討了泥石流起動機理和起動模型;較系統地提出了泥石流規模預測的理論與方法;率先建立了暴雨泥石流預報模式,其準確率達85%,預報提前時間達20多分鐘;開發成功準確率達90%的泥石流地聲報警和超聲波泥位報警系統,並應用於長江上游地區;對30餘條泥石流溝實施綜合治理成功;探索出了泥石流防治工程可行性評估的模型實驗系統技術與方法,為某泥石流防治工程節約投資達24%。多項成果獲得省、部級科技進步獎,出版專著近20部,發表論文300餘篇,主辦和協辦國內、國際學術會議18次,“雲南東川泥石流的形成發展、運動規律及綜合治理研究”等17項成果獲國家、中科院和省部委等嘉獎。
東川站的科研工作,為泥石流學科和山地災害學科的創立與發展做出了不可替代的突出貢獻,取得了良好的減災、經濟和生態效益,並為國家減災與生態環境建設宏觀決策提供了重要的科學依據。