滑坡涌浪诱发冰湖溃决灾害链过程分析与模拟

摘要

近年来，滑坡诱发冰湖溃决灾害链发生频率日趋增加，对下游居民及工程设施安全造成严重威胁。为定量描述滑坡诱发冰湖溃决灾害链危害，通过系统分析该灾害链的演化过程及阶段特征，将其划分为滑坡运动、涌浪传播、冰湖溃决和洪水传播4个子阶段；分别研究各子阶段演化的物理机理及关键因子，建立相应的数学模型与计算方法，如滑坡运动采用Savage–Hutter模型、涌浪及洪水传播采用浅水波方程等；通过确定各子阶段之间的衔接因子，如滑坡运动特征、涌浪传播特征、坝体溃决特征等，实现各子阶段的过程耦合与数据传递，建立滑坡—涌浪—冰湖溃决—洪水灾害链的全过程物理模型，最终完成该灾害链的过程模拟与危险分析。为验证所建立模型与计算方法的可行性，以四川省甘孜藏族自治州雅拉乡木格措冰湖潜在灾害链为案例，结合现场勘查与卫星影像数据，开展不同情境，如暴雨或上下游级联溃决等条件下灾害链的过程模拟与危险分析，且将模拟结果与经验公式计算数据进行对比。结果表明，本文所提方法可较好的完成滑坡诱发冰湖溃决灾害链过程模拟，模型模拟数据与经验公式计算数据较为吻合，且考虑暴雨或上下游级联溃决条件时，下游洪水流量呈显著增加趋势。本文研究成果提供了一种新的滑坡诱发冰湖溃决灾害链研究思路，对该灾害链的防灾减灾技术具有支撑作用。

关键词

灾害链 / 滑坡涌浪 / 冰湖溃决 / 物理模型 / 数值模拟 / 过程分析

基金资助

中国科学院STS项目（KFJ–STS–QYZD–172）;中国科学院重点部署项目（KFZD–SW–425）; 第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0904）; 国家自然科学基金青年项目（41907241）