四川5·12地震灾区滑坡堰塞坝溃决灾害风险评估

四川5·12地震造成大量山体崩塌和滑坡,在灾区河流上形成了上百个雍塞体和堰塞湖．其中比较大的有34个,这些不同规模的地震堰塞湖的稳定性和溃决风险成为最严重的地震次生灾害,对于这些堰塞坝的处理需要进行科学地评估．对四川地震堰塞湖的比较研究发现,流域面积很大（大于5000平方公里）的河流,堰塞体很难形成完全堵江的堰塞湖,不用担心堵溃风险;流域面积很小（小于300平方公里）的河流,径流量很小,相对库容较大,暂时不存在溃决风险,甚至可以保留下来加以利用;而对那些中等流域的河流．堰塞湖的相对库容较小．在连续暴雨情况下容易发生漫溢溃决,才是应该关注的重点．     

考虑颗粒组成的堰塞体溃口峰值流量快速预测模型

堰塞体的溃决洪水会给下游人民生命财产带来重大的威胁，快速、准确地预测溃口峰值流量，对科学评估堰塞体溃决致灾后果和应急响应具有重要意义.国内外学者基于堰塞体溃决案例调查资料，采用回归分析方法，提出了一系列预测堰塞体溃口峰值流量的参数模型，但已有的模型均未考虑堰塞体颗粒组成对溃口峰值流量的影响.基于国内外86座堰塞体案例的颗粒级配曲线，分析了3种不同类型堰塞体(土质型、混合型、块石型)的颗粒组分特性，并提出了堰塞体类型的定量划分指标.基于国内外已开展的模型试验结果及具有实测数据的堰塞体溃决案例，通过分析不同堰塞体类型、堰塞体形态、堰塞湖体积与溃口峰值流量之间的关系，选择堰塞体高度、宽度、溃决时的堰塞湖体积以及自定义的考虑颗粒组成的冲蚀因子等4个参数，采用多元回归分析方法，建立了堰塞体溃口峰值流量的快速预测模型.选取近年来发生的5座堰塞体溃决案例，对提出的模型进行验证，并与国内外已有的典型参数模型进行对比，计算结果表明，提出的参数模型计算溃口峰值流量的相对误差均在±20%以内，与其他模型相比具有一定的优势，验证了该模型的准确性.     

滑坡堰塞坝坝体溃决机理与溃决实验研究综述

相对于人工土石坝,天然形成的滑坡堰塞坝缺少加固、防渗及泄洪等工程措施来稳定堰塞湖水位,坝体结构不稳定、基础资料缺乏,发生的溃决现象具有突发性强、几率高、危险性大、排险处理紧迫的特点,亟需深入系统的研究.作者结合国内外堰塞坝形成及其溃决问题的研究现状,介绍了滑坡堰塞坝与人工土石坝的溃决特性、滑坡堰塞坝的溃决模式及寿命特征,以及滑坡堰塞坝溃决特性的物理模型试验研究、原型观测及大比尺现场试验研究、梯级滑坡堰塞坝溃决特性试验研究进展.最后提出了关于堰塞坝溃决机理、堰塞湖处置、溃决模式、原型及模型试验比尺效应、溃决过程原型监测预警等方面建议的研究方向.     

模糊综合评价法在堰塞湖风险评估中的应用

基于风险理论,利用模糊数学方法,建立堰塞湖风险等级评价模型.该模型考虑堰塞体物质组成、堰塞体高度、库容、已有蓄水量以及风险人口、国民经济等6项风险指标,能够直观、快速地确定单座堰塞湖的风险等级,特别是对未蓄满库的堰塞湖有较好的适用性.以徐家坝堰塞湖为例,通过构造隶属函数确定评判矩阵R,根据改进的层次分析法确定各评价指标的权重集A,再由A和R线性变换得到综合决策向量B,最后根据最大隶属度原则确定堰塞湖的风险等级.     

基于模糊层次法和广义熵值法的堰塞坝病险情风险分析

堰塞坝是由地震、降雨等因素诱发的自然灾害而形成的一种坝体结构,其溃坝风险和溃坝后果严重性远高于人工土石坝.为综合评估堰塞坝病险情风险等级,选取堰塞湖规模、堰塞体物质组成、堰塞体高度、集雨面积、降雨量等5个自然属性指标和人口密度、心理恐慌度、经济密度等3个社会属性指标作为堰塞坝病险情评价体系,结合专家意见与实际数据库,通过层次分析法与熵值法对指标进行赋权,并通过组合赋权进行权重校正.对唐家山堰塞坝、红石岩堰塞坝、白格堰塞坝进行风险等级确定,突出了组合赋权的优势.     

堰塞湖风险评估研究综述

从堰塞湖的灾害链演化过程出发,基于堰塞湖风险评估概念,围绕堰塞湖危险性评价、溃决过程与洪水演进模拟和溃决损失评估等3个方面,从定性和定量的角度综述了堰塞体稳定性评价方法,对溃坝参数模型、简化数学模型、精细化数学模型以及洪水演进模型进行了对比分析,从生命损失和经济损失两个角度总结了损失计算方法,最后针对堰塞湖风险评估未来在危险性评价中的不确定性问题、溃决洪水模拟的准确性问题、溃决损失评估的定量化方法、风险定量评估体系和风险动态评估体系五个方面进行展望。     

金沙江河谷——水系演化的崩滑外动力作用研究

在进一步研究金沙江河谷——水系发育的构造——气候机理基础上,认识到:山区深切河谷中普遍存在着大型堰塞现象:在青藏高原东南边缘地区,由于新构造运动强烈和地震频发及大暴雨等,在山高谷深的金沙江河谷中导致大型滑坡、崩塌或其他形式的外动力作用等,阻塞河谷水流,形成河谷堰塞湖,在堰塞体上游河谷形成静水沉积;在一定时间与条件下,堰塞坝溃决,在其下河谷中形成更大更急水流,加速河谷下切速率与深度,导致更大地形高差;新一轮新构造运动强烈和地震及大暴雨等,导致新一轮大型滑坡、崩塌等,形成新一轮河谷堰塞湖……如此多次重复,逐步加快与促进金沙江河谷——水系向现代形态演化,从而构成了金沙江河谷——水系演化的一种外力动力作用。这一认识对进一步研究山区深切河谷——水系形成与演化、工程建设选址评估和进行灾害防治等有普遍的参考价值与意义。     

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。     

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。     

叠溪古堰塞湖与成都平原

在对四川岷江叠溪古堰塞湖已有研究的基础上,进一步讨论古堰塞湖形成与消亡过程对岷江下游和成都平原演化及古文化发展的影响。以笔者1999年在调查叠溪地震滑坡时发现的形成于30 ka B.P.(即晚更新世末次盛冰期)的巨厚湖相沉积物为基础,并将其命名为"叠溪古堰塞湖",再联系到1933年8月25日发生的7级叠溪强烈地震,其诱发的众多崩滑灾害在岷江流域范围内形成了系列堰塞湖,溃决后洪水一直冲到成都平原,造成严重的灾害这一事件。通过取样测试分析和对比相关考古资料,结果表明叠溪古堰塞湖溃决始于15 ka B.P.;根据岷江河谷上发现的6级河流阶地,说明堰塞湖是经过多次溃决逐步消亡的,可划分为溃决瀑发阶段、溃决中期阶段和消亡阶段,叠溪下游还发现有同时期形成的不同规模的古堰塞湖。岷江上游的古堰塞湖,是古人从西北进入四川盆地的重要水陆通道和文化遗址的聚集地,其溃决消亡的演化过程直接影响了岷江的堵塞与改道,成为这一时期古文化地迁徙的重要因素。