冰崩涌浪作用下的冰湖溃决过程试验研究

冰崩涌浪是导致冰湖溃决的一个主要的诱发因素之一。本文通过水槽模型试验，研究了在冰崩涌浪作用下，不同颗粒级配、坝高、下游坝坡坡度时冰碛坝的溃决过程，主要结论如下：（1）冰碛坝存在漫顶溃决、坝坡失稳、管涌破坏三种溃决模式；（2）根据冰崩涌浪的对坝体的侵蚀效应，结合溃口的纵向演化过程，将冰碛坝的溃决过程划分为涌浪侵蚀阶段（阶段Ⅰ）、库区小扰动溢流侵蚀阶段（阶段Ⅱ）；（3）涌浪过坝后的强水动力条件增加了坝体的侵蚀率，当溃口贯通后，涌浪已基本消散，溃决过程转为为正常的溢流溃决，并且涌浪向坝体提供了高频瞬时荷载，削减了坝体稳定性；（4）从动力学的角度提出了冰碛坝临界溃决条件的判定方法；（5）冰湖溃决洪峰流量与坝高和下游坝坡呈现正相关，与坝体中值粒径（D50）呈现负相关关系。     

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。     

基于新样本的滑坡坝溃决洪峰流量预测模型修正与对比

受极端天气（强降雨）及高烈度地震的影响，高山峡谷区常发生滑坡堵江事件，形成具有明显“多漫顶，短寿命”特征的堰塞坝。堰塞坝溃决后，将形成具有强大破坏力的溃决洪水。溃决洪峰流量作为一个重要的水力参数，直接决定了下游灾害的影响程度。本文广泛收集了来自全球具有完整资料记载的67例滑坡坝溃决案例，扩充了已有的滑坡坝数据库，增加了数据样本区间，进而基于新数据库对已有滑坡坝溃决洪峰流量的参数预测模型进行了修正，并采用均方根误差(RMSE)和相关系数(R2)两个度量指标对比分析了各模型的预测效果，最后采用2018年在西藏江达县与四川省白玉县交界处发生的两次（10月10日和11月3日各一次）白格滑坡堰塞坝溃决事件对修正后的模型进行应用并对比。结果表明，修正模型的整体计算效果较修正前均有不同程度的提升，适用范围更广，但大部分模型因选取指标单一，未全面考虑水土耦合作用下复杂溃坝问题中的关键影响因子；经对比，Costa (1985)坝高Hd单参数模型（修正后RMSE和R2分别为61231.95 m3/s、0.0746）的计算自效果较差，建议优先选用Peng M模型（修正后RMSE和R2分别为6070.52 m3/s、0.9909）进行滑坡坝的溃决洪峰流量计算，其它模型可作为参考使用；该结论与白格堰塞湖溃决案例应用对比结果一致。研究成果可为滑坡坝的防灾减灾和应急抢险提供重要的理论依据。