元谋县位于云南省北部,县城元马镇坐落于元谋盆地之中,县城东部东山属高中山山地地貌,沟谷深切,泥石流发育。元谋县城区附近共发育8条泥石流沟,8条泥石流沟历史上曾多次发生大小不一规模的泥石流,给县城城区及周边村落带来严重危害。因此,云南省对重点城镇地质灾害进行了综合治理工程,但治理工程是否达到目的,是否对县城规划区及周边村落还存在威胁,有必要对治理工程进行效果评价,评价结果对泥石流防灾减灾及后续治理提供依据。本文在泥石流基础特征及治理工程现场调查基础上,进一步分析泥石流形成条件、发育特征、历史演化及治理工程状况,通过野外调查定性评价、治理工程减少物源量效益分析及基于FLO-2D软件的泥石流治理前后数值模拟三种方法综合评价元谋县城泥石流治理工程效果,主要取得以下成果。(1)研究区泥石流均为沟谷型泥石流,其种大箐河、那控沟为大至特大型泥石流沟,分别位于研究区两端,其余6条沟夹于两沟之间的斜坡地带,其中,除莫当沟为大型泥石流沟外,其余为中小型。大箐河主要的物源为坡面侵蚀物源和沟道堆积物。那控沟物源主要为上游崩滑物源和沟道物源。东山中间区物源主要为坡面侵蚀和崩滑物源。据沟口泥石流堆积特征显示,各泥石流沟地质历史上层多次暴发规模不一的泥石流,现沟道也具备形成大规模泥石流的条件,可以预测区内泥石流沟还有暴发大规模泥石流的可能。(2)研究区泥石流治理工程运行状况较好,定性分析治理效果为较好级别,局部存在不足,其中大箐河和禾阳沟治理有待完善。拦挡直接效益包括拦截泥沙、泄洪、控制固体物质补给量和防止沟道下切。在拦挡量方面拦沙坝起主要作用,谷坊数量较多,也起到很大作用。区内拦挡间接效益包括拦蓄泥沙、稳固沟床和边坡、削减泥石流峰值流量、降低泥石流重度、改变泥石流性质以及提高上游支沟侵蚀基准面,减小沟道侵蚀速率等。拦沙坝稳沟固坡减少物源量效益在0.472%~37.52%,谷坊坝稳沟固坡效益在0.64%~7.80%,固床坝稳沟固坡效益在0.55%~4.74%。治理后,由于植被增加,研究区侵蚀松散固体物质减少了1152.12×10~6m~3,降幅达31.82%,生物工程防治效果显著。(3)基于FLO-2D软件进行治理前20年、50年和100年一遇降雨条件下8条泥石流的数值模拟。20年一遇时,总堆积扇面积为4571619.5m~2,总冲出物质量为71.19×10~4m~3;50年一遇时,总堆积扇面积为11670633.5m~2,总冲出物质量为99.91×10~4m~3;100年一遇时,总堆积扇面积为16756888.1m~2,总冲出物质量为139.16×10~4m~3,堆积性状呈稀性泥石流的特征。(4)考虑治理工程情况下,对8条泥石流沟进行加坝的数值模拟,在三种不同降雨频率下,泥石流冲出物质总量分别相对减少58.44%,32.70%,28.27%。说明元谋县政府对元谋县城8条泥石流进行的治理工程在减灾效果上起到很大作用。(5)按照模拟泥石流堆积泥深(H)和泥深与速度相乘(VH)的方法划分泥石流强度分级图,划分泥石流危险范围图。治理后与治理前相比泥石流总危险性范围在20年,50年和100一遇降雨情况下,分别减少71.34%、45.62%和44.24%。泥石流高危险性范围在三种频率下分别减少75.16%、63.74%和61.30%。说明已实施的治理工程达到了较好的防治效果。通过野外定性评价、泥石流治理效益计算及治理前后数值模拟对比三种方法对泥石流治理工程进行评价,均表明治理工程效果明显,但是,治理后局部危险性均处于较高状态且治理工程措施不同程度上存在毁坏、废弃失效的状况,因此对元谋县城泥石流进行进一步的治理十分有必要。本论文的研究成果不仅可对元谋县城泥石流灾害预警及防治工作的理论指导与实践应用提供有力支撑,还可为山区城镇泥石流的治理效果评价方法与体系提供借鉴。