堰塞坝溃决过程中孔隙水压力变化规律

为研究堰塞坝坝体内部孔隙水压力对坝体的溃决发展过程的影响,本文通过水槽模型试验,在分析堰塞坝溃决过程的基础上,研究了堰塞坝溃决过程中孔隙水压力的变化过程。研究成果表明：①根据溃口演化特征,可将堰塞坝的溃决过程分为三个阶段：坡面侵蚀阶段（Ⅰ）、溯源陡坎侵蚀阶段（Ⅱ）、粗化再平衡阶段（Ⅲ）,其中,阶段Ⅱ发展最为剧烈;②堰塞坝溃决过程中各测点孔隙水压力的变化过程均呈现先增后减的变化趋势,并存在明显的滞后现象;左右两侧的孔隙水压力呈“左小右大”的变化趋势,二者差值随溃口发展速率的加快而增加;上游孔隙水压力较下游明显增大,敏感程度也更高;蓄水期孔压可采用饱和非稳定二维渗流微分方程进行求解,整体变化趋势与实际值相符合,孔压增长速率呈先缓后陡趋势,最大孔压差绝对值为0.09kPa。     

堰塞坝漫顶溃决过程与机理试验研究

为了分析堰塞坝的溃决过程与机理,进行了堰塞坝漫顶溃决试验.结合堰塞坝的溃口扩展和溃决流量过程,将漫顶溃决过程分为最初的缓慢侵蚀阶段和之后的快速侵蚀阶段.在这个过程中,溃口在纵向上的扩展以陡坎侵蚀的方式推进,而横向上的扩展由土体坍滑失稳引起.坝体漫顶破坏属于冲刷破坏.通过分析陡坎后退过程、冲刷过程及其机理,认为冲刷过程包...     

干密度及细颗粒含量对滑坡坝溃决影响的试验研究

为研究坝体物质组成对滑坡堰塞坝溃决过程的影响,本文针对不同干密度、细颗粒含量,配制8组不同的坝体材料,开展人工堰塞坝的水槽模型试验,分析模型试验中不同坝体材料的浸润线发展过程、纵向侵蚀过程及溃决破坏特征。结果表明：(1)堰塞坝浸润线发展速率随着干密度减小而增大,随着细颗粒含量减小而增大。(2)干密度较小的坝体其溃决历时明显小于干密度较大的坝体,并且干密度较小的坝体其侵蚀速度明显大于干密度较大的坝体;细颗粒含量较大的坝体侵蚀速度慢,溃决达到稳定时的时间更长。(3)随着干密度减小,堰塞坝抗侵蚀能力减弱,易形成冲沟,冲沟两侧壁越早形成悬空面,溃口处易失稳坍塌,溃决持续时间越短;细颗粒含量越大,砂土堰塞坝面抗侵蚀能力越弱,越易形成冲沟,溃口处易多次失稳坍塌,溃决持续时间越长。研究成果不仅深化对堰塞坝灾害的认识,还为进一步揭示外界诱发因素与堰塞坝的内在响应机制提供依据。     

渗透变形导致冰湖溃决机理的初步分析——以印达普错为例

目前对冰湖溃决机理的研究主要集中在冰崩、冰滑坡导致等几个方面，但在某些冰湖溃决过程中，渗透变形作用是主导因素。文章初步分析了渗透变形作用导致冰湖溃决的机制，并且以印达普错为例，通过对终碛垄颗粒分析以及利用基于GEO—SLOPE的SEEP／W分析模块对终碛垄堤坝进行分析，提出并且验证了渗透变形作用在某些冰湖溃决机制中的主导作用。     

堰塞坝漫顶溃决过程数值模拟

根据堰塞坝坝体材料的宽级配特性,建立描述堰塞坝漫顶溃决溃口发展规律与流量过程的数值模型。该模型引入与水流方向垂直的附加作用力来考虑粗颗粒对细颗粒的阻拦和遮蔽作用以及细颗粒对粗颗粒的包围和填实作用。基于不同土体陡水槽冲蚀试验结果,针对宽级配堰塞坝材料在高强度水流侵蚀条件下的冲蚀特性,建议采用能反映坝体材料颗粒级配、密实度、强度、坝体坡度、水流速度及摩阻流速对冲蚀量影响的土体冲蚀公式。利用该数值模型对唐家山堰塞坝溃决案例进行计算分析,所得溃坝洪水流量过程与实测结果接近,验证了该模型和计算方法的合理性,表明该模型能准确反映水库库容和上游补给水流量对堰塞坝漫顶溃决发展过程的影响。     

冰湖溃决模式对下游洪水过程的影响

作为西藏地区冰川灾害之一的冰湖溃决洪水,具有范围广、持续时间长、危害大并经常伴随有泥石流等特点。以西藏年楚河流域的典型危险性冰湖——黄湖及其下游区域为研究对象,经过实地调查,获得了相关的水文气象特性和地形、地貌等特征信息。基于数字高程模型(DEM)的地形数据和矩形网格,采用二维溃坝洪水演进数值模型,进行了模型的率定和不同溃决模式下的洪水演进模拟。结果表明:上游近溃口河道,不同溃决模式对洪峰流量、洪水最大水深和洪水最大流速影响较大;中下游河道,不同溃决模式对其影响相对较小。上游近溃口河道,小溃口工况的洪峰流量大于大溃口工况的洪峰流量,逐渐溃决工况的洪峰流量小于瞬时溃决工况的洪峰流量;中下游河道,小溃口逐渐溃坝的洪峰流量最大。一旦洪水发生,最大淹没面积约为88.30km2,溃决洪水到达江孜的时间约为33h,江孜处的洪峰流量约为1 777m3/s,大于江孜地区暴雨洪水万年一遇洪峰流量1 000m3/s。根据预测结果做好预警工作,能一定程度上减小灾害损失。     

基于RAMMS的冰湖溃决型泥石流演进模拟及危害性

冰湖溃决型泥石流作为目前西藏境内最主要的地质灾害之一,对下游工程的建设与运营造成潜在威胁。以西藏洛隆县冻错曲冰湖为例,基于现场调查、遥感解译、特征值计算和数值模拟方法,对冻错曲冰湖泥石流孕灾条件、动力学特征及溃决演进过程进行研究,分析其对下游工程建设的影响。采用无量纲堵塞指数(dimensionless blockage index, DBI)方法对冻错曲冰湖堰塞体稳定性进行评价,结果表明该堰塞体位于非稳定区与稳定区之间,存在发生溃决的风险。基于三维动态模拟软件RAMMS的Voellmy-Salm单相流模型,模拟分析了冻错曲冰湖泥石流在2种溃决模式下的演进过程。模拟结果显示：冻错曲冰湖泥石流溃决演进过程可归纳为初始溃决、加速运动、减速运动、沟口停淤4个阶段;2种溃决模式下冰湖溃决影响范围都经过拟建工程位置,潜在威胁区泥石流平均深度分别为4.87 m和8.26 m;在瞬时全部溃决场景下,冰湖溃决泥石流在拟建工程处最大流速为5.74 m/s,最大流量为2 843.38 m³/s。研究成果有助于评价冰湖溃决型泥石流的危害性,并为工程防治设计提供参考。     

堰塞坝溃口及洪峰参数模型评估与优化

由滑坡等失稳地质体快速堆积并堵塞河道形成的堰塞坝溃决后会对下游人民生命财产安全造成极大威胁。建立快速准确的溃决参数预测模型，是制定有效防灾减灾措施的必要条件。本文收集了75例包含坝高、库容、溃口峰值流量、坝体冲蚀系数等参数的堰塞坝案例，基于均方根误差、回归相关系数、百分比偏差三个指标对具有代表性的土石坝和堰塞坝参数模型进行评估。通过回归分析建立新的堰塞坝溃口深度预测模型及溃口峰值流量预测模型，将新建模型与现有模型对比，在实际案例中验证了模型的适用性。研究结果表明：现有模型中单参数、双参数及土石坝模型对于堰塞坝溃决参数预测效果不佳，考虑坝体易蚀性的参数模型具有较高准确性，本文所建新模型预测效果有所提升，使用范围更广，预测结果可为堰塞坝的防灾减灾措施提供参考。     

胶结土坝漫顶溃坝模型试验研究

通过开展大尺度胶结土坝溃坝模型试验,对胶结土坝在洪水漫顶作用下的流速分布、坝体侵蚀的变化过程进行了分析,以验证胶结土坝漫顶不溃的可能性。试验结果表明:模型填筑胶结土28d无侧限抗压强度达到4MPa以上;胶结土坝在最大坝顶水头为55cm、下游坡比1∶2、最大流速达5.6m/s条件下,漫顶冲刷44h未发生溃决破坏;漫顶冲刷后下游坝坡最大侵蚀深度为10cm,平均侵蚀深度仅为1.07cm;胶结土坝可有效防止洪水漫顶冲刷引发的溃决破坏。     

新疆冰湖溃决灾害风险评价与预警研究

受全球气候变暖及人类活动的影响,冰湖溃决灾害已成为当前新疆地区经济可持续发展中的突出问题之一。利用1977(MSS)～2015年Landsat影像、2015年的Google Earth高精度影像和DEM等数据解译获取新疆冰湖的时空分布信息,并选取导致冰湖溃决的主要影响因子,运用MATLAB和SPSS等软件,利用西北地区已有冰湖数据作为训练样本拟合评价方程,建立了新疆冰湖溃决风险评价模型和基于BP神经网络算法的预警模型。结果表明:(1)1977年以来新疆三大山系中冰湖的数量和面积不断增加,冰湖数量上增加了62.0%,冰湖面积增长率为0.98 km~2·a~(-1),但增长率呈现逐年减小的趋势;(2)对分布在新疆范围内的17个典型冰湖溃决风险评价的结果显示:有5个冰湖为高危风险、5个冰湖为中等风险、7个冰湖为低等风险,新疆大约29%的冰湖需要进行实时监测。     

1990—2020年那曲地区冰湖变化研究

基于Landsat遥感影像,采用目视解译的方法提取了青藏高原内部那曲地区冰湖和冰川1990、2000、2010及2020年4期边界数据,并分析近30年来该地区冰湖变化的特征与原因．结果表明:那曲地区现有冰湖255个,总面积（27.829±4.62） km2,冰湖主要集中在东南部,其次是西南部;1990—2020年,研究区新增冰湖72个,面积增长6.14 km2;冰湖扩张趋势明显,具体表现为低海拔地区（≤4 700 m）原有冰湖快速扩张,较高海拔地区（>5 100~5 700 m）新增冰湖集中出现;气温与降水是冰湖变化的关键因素,由于降水与气温分布及变化存在时空差异,冰湖变化呈现“南快北慢,逐期加快”的特征;冰湖与冰川的位置关系也会影响冰湖变化,离冰川位置越近,对冰湖发育越有利,同时与冰湖接触的冰川退缩速率相较于其余冰川有更大的退缩速率,但冰川与冰湖面积变化速率并无明显相关性．      

Late Pleistocene glaciation of the Changbai Mountains in northeastern China

The Changbai Mountains （2749 m a.s.l.） in northeastern China are one of the typical mountain regions with glaciation since late Pleistocene as evidenced by well-preserved erosive and accumulative landforms at elevations above 2000 m a.s.l, formed by glaciers around the crater lake, Tianchi Lake. Cirque glaciers developed on both the inner and outer sides of the volcanic cone. Well-preserved cirques, glacial trough valleys, glacial threholds, polished surfaces of the glacial erratics and the moraine ridges indicate that several glaciation processes took place during the last glacial period in this region. Resuits of optically stimulated luminescence （OSL） dating on the moraine sediments, and the K/Ar, thermal ionization mass spectrometry （TIMS）, electronic spinning resonance （ESR） dating on the volcanic rocks suggest two periods of glacier advances. One is named the Black Wind Mouth glacier advance taking place on the west and north slopes of the volcanic cone at an elevation of 2000-2100 m a.s.l., which is dated to about 20 ka, being the result of the Last Glacial Maximum （LGM）. The other is named the Meteorological Station glacier advance at the elevation of 2400-2600 m a.s.l., dated to 11 ka during the late glacial period, and is tentatively correlated to the Younger Dryas stage. The scope of the former glacier advance is larger than that of the latter. Regional comparisons showed that the glacial sequences in the Changbai Mountains are similar to other glaciated areas in eastern Asia during the later part of the last glacial cycle.     

西藏普兰地区第四纪以来冰锯作用研究

为了验证西藏普兰地区冰川作用对地形演化的影响, 选取纳木那尼峰、喜马拉雅山和冈底斯山3个区域, 利用数字高程模型(DEM)数据和遥感影像, 对现代冰川与末次冰盛期(LGM)古冰川平衡线高度(ELA)、冰川作用区坡度与高程的关系以及冰川分布的高程频谱进行计算和分析。结果显示, 研究区内冰川剥蚀作用显著、坡度降低最明显的地带位于LGM古冰川平衡线附近, 并在一定程度上限制山脉的高度。根据冰川地貌特征参数和前人研究结果, 认为气候是影响冰锯作用的主要因素。冰期时, 研究区内西风急流南移, 风速增强, 降水量增多, 为冰川发育创造良好条件, 冰锯作用也增强。对于构造抬升强烈的山脉(如纳木那尼峰), 虽然冰锯作用得到加强, 但是构造抬升增加的山脉高度不会完全被冰锯作用抵消。     

喜马拉雅山亚东?康马段现代冰川平衡线高度、分布特征及影响因素

利用《中国第二次冰川编目》的数据和卫星图, 结合野外地貌观测, 探讨喜马拉雅山亚东?康马段的冰川平衡线高度(ELA)、分布特征及影响因素。结果表明, 研究区现代冰川平均ELA 为5717 m, 库拉岗日地区稍高, 为5840~5957 m, 白马林岗日地区较低, 为5333~5373 m, 反映气候与地形大势对冰川ELA的控制。此外, 山脉的走向、坡向、冰川地形坡度以及冰川表面冰碛覆盖、雪崩等对冰川ELA有不同程度的影响。     

Discovery of Quaternary glacial evidence of Snow Mountain in Taiwan, China

There are glacial remains of three different periods on the main peak of Snow Mountain in Taiwan province, including cirque lake, crosswall, polished surface, striation, moraine etc. These three different periods were called, respectively, Shanzhuang ((44.25 ±3.72) kaBP), Shuiyuan ((18.26 ±1.52) kaBP), and Xueshan glacial stages (the late period of last glaciation). It is characterized by the earlier glacier broad in scale.     

土坝渗流曲线溢出点性质的初步探讨

土坝立面二维渗流的浸润曲线在溢出点处与坝下游坡面相切.由渗流的单宽流量和溢出点高度公式,给出了满足相切关系的导出方程.通过对导出方程的分析,说明单宽流量及溢出点高度公式存在不足.