基于溃决机理的堰塞湖溃决快速风险评估方法研究

摘要

堰塞湖发生后极易形成溃决灾害链，亟需构建基于有限数据包的溃决快速定量风险评估方法。通过快速获取堰塞湖影响区域的三维地理信息，构建溃决-致灾的快速定量评估模型。基于堰塞湖坝体颗粒级配组成，实现精细化、简单化的稳定性快速评价；基于冲蚀特性和崩塌过程溃决机理，实现溃口流量变化过程分析与洪水演进过程模拟（1 h内）;基于极限学习机网络模型建立风险人口与生命损失的函数，实现了生命损失评估预警，明晰了溃决-致灾的灾害链效应。将其应用于唐家山堰塞湖实例发现：研究方法能够较好地预警溃决灾害链；开挖引流槽可降低堰塞湖的溃口峰值流量、最大流速、溃口宽度和溃决库容，但无法防止溃决发生；若不开挖引流槽，溃决库容将达到3.14×10～8 m³,溃口峰值流量达到9 343.35 m³/s,溃口顶宽增大到151.6 m,开挖引流槽可使溃口峰值流量减少12.6%,溃决库容减少36.5%,降低了堰塞湖的溃决风险；当提前预警时间超过2 h后，及时疏散下游淹没范围内的居民可使生命损失率降低为0。研究方法可实现堰塞湖应急处置时的快速定量风险评估，并为其应急处置决策提供技术支撑。

关键词

堰塞湖 / 稳定性 / 溃决过程 / 生命损失 / 风险评估 / 唐家山