西藏聂拉木县嘉龙湖冰湖溃决型泥石流危险性评价
发布时间：2021-04-04 06:41
冰湖溃决型泥石流是高原山区特殊的地质灾害,以西藏聂拉木县嘉龙湖为例,建立了一套冰湖溃决型泥石流危险性评价方法 .以喜马拉雅山区1970—2015年气温波动频次和聂拉木冰湖溃决历史事件预测了未来10年嘉龙湖溃决的时间概率.利用遥感影像识别嘉龙湖上方不稳定冰体的范围和规模,采用美国土木工程师协会推荐公式和修正的三峡库区涌浪计算方法分析了冰川滑坡产生的涌浪规模,从涌浪波压力和越顶水流推力两方面预测了冰碛坝发生失稳的可能性.采用FLO-2D模拟冰湖溃决泥石流的运动过程,以最大流速和泥深表达了嘉龙湖溃决泥石流的危险程度.评价结果表明:2002年嘉龙湖溃决事件与当年气温偏高有关,未来嘉龙湖发生溃决概率高;冰川滑坡激起涌浪能够翻越坝顶,并引起坝体快速侵蚀而溃决;冰湖溃决泥石流对聂拉木县城河道两侧54栋建筑造成威胁.评价方法实现了冰湖溃决型泥石流危险性的定量分析,评价结果对聂拉木县城泥石流防灾具有现实意义.
【文章来源】：地球科学. 2020,45(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
嘉龙湖遥感影像及现场照片
根据实测冰碛坝几何参数，建立坝体稳定性计算模型.从嘉龙湖冰碛坝历史溃口形态看，按照直线型滑动面计算坝体稳定性较为合理，坝体容重和摩擦系数在天然状态取19 k N/m3和28°，饱和状态取20 k N/m3和25°，假设溃口在背水侧沟床部位剪出，采用刚体极限平衡法计算四级潜在滑动面（S1～S4）的稳定性系数（图5），计算结果见表4.坝后坡度为15°，施加于坝体的涌浪波压力使滑动面处的下滑力和抗滑力同步增加，稳定性系数仅有小幅下降，处于稳定状态.冰碛坝留存的U型溃决口与冰湖泄水的侵蚀作用有关，当涌浪或爬坡浪经过泄水口时，水深和水力梯度增加，水流推动力Pp超过冰碛漂砾临界推力（卵石为48 Pa，碎石为56 Pa，本文冰碛漂砾取100 Pa）引起冰碛坝快速侵蚀.根据《水力学》水流推力计算公式：
泥石流危险性常通过流速（Vd）、流深（Hd）和泥石流的冲击力等表达，如Jakob et al.(2012）提出的泥石流强度指数IDF(IDF=Vd2Hd）.基于奥地利政府泥石流强度划分方案（Fiebiger,1997），统计FLO-2D模拟泥石流流经范围内各点的最大流深和最大流速，按照表6的危险性等级划分标准对嘉龙湖溃决后形成的泥石流进行危险性区划（图7).危险性评价结果表明，嘉龙湖至聂拉木县城沿线受泥石流影响，高危险区占3.84 km2，中等危险区占0.24 km2，低危险区占0.26 km2.嘉龙湖溃决泥石流爆发1.1 h后，泥石流到达聂拉木县城，泥石流对临近河道两侧的建筑物造成危害，其中有45栋位于高危险区，6栋位于中等危险区，3栋位于低危险区.
【参考文献】：
期刊论文
[1]西藏冰湖溃决灾害事件极端气候特征[J]. 贾洋,崔鹏. 气候变化研究进展. 2020(04)
[2]我国西藏地区冰湖溃决灾害综述[J]. 刘建康,张佳佳,高波,李元灵,李梦宇,吾金多吉,周路旭. 冰川冻土. 2019(06)
[3]西藏喜马拉雅山脉中段冰湖变化与溃决特征分析——以桑旺错和什磨错为例[J]. 李林,边巴次仁,赵炜,洛桑朗杰,达平,扎西欧珠. 冰川冻土. 2019(05)
[4]Potentially dangerous glacial lakes across the Tibetan Plateau revealed using a large-scale automated assessment approach[J]. Simon Keith Allen,Guoqing Zhang,Weicai Wang,TANDong Yao,Tobias Bolch. Science Bulletin. 2019(07)
[5]基于Fluent数值模拟的冰湖涌浪分析——以西藏聂拉木县嘉龙错为例[J]. 阿如汉,涂杰楠,刘红岩,童立强,郭兆成. 冰川冻土. 2018(04)
[6]以气温和降雨量为指标的冰湖溃决预警方法[J]. 刘晶晶,马春,苏鹏程. 南水北调与水利科技. 2018(06)
[7]喜马拉雅山地区冰川湖溃决灾害隐患遥感调查及影响因素分析[J]. 刘春玲,童立强,祁生文,张世殊,郑博文. 国土资源遥感. 2016(03)
[8]西藏喜马拉雅山地区冰湖溃决的预测模型及其应用研究[J]. 汪宙峰,张廷山,王成武. 冰川冻土. 2016(02)
[9]基于第二次冰川编目的中国冰川现状[J]. 刘时银,姚晓军,郭万钦,许君利,上官冬辉,魏俊锋,鲍伟佳,吴立宗. 地理学报. 2015(01)
[10]三峡水库库岸滑坡涌浪物理模型试验[J]. 殷坤龙,刘艺梁,汪洋,姜治兵. 地球科学(中国地质大学学报). 2012(05)
博士论文
[1]水库滑坡涌浪灾害水波动力学分析方法研究[D]. 黄波林.中国地质大学 2014
[2]水库库岸滑坡速度及其涌浪灾害研究[D]. 汪洋.中国地质大学 2005
本文编号：3117920
【文章来源】：地球科学. 2020,45(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
嘉龙湖遥感影像及现场照片
根据实测冰碛坝几何参数，建立坝体稳定性计算模型.从嘉龙湖冰碛坝历史溃口形态看，按照直线型滑动面计算坝体稳定性较为合理，坝体容重和摩擦系数在天然状态取19 k N/m3和28°，饱和状态取20 k N/m3和25°，假设溃口在背水侧沟床部位剪出，采用刚体极限平衡法计算四级潜在滑动面（S1～S4）的稳定性系数（图5），计算结果见表4.坝后坡度为15°，施加于坝体的涌浪波压力使滑动面处的下滑力和抗滑力同步增加，稳定性系数仅有小幅下降，处于稳定状态.冰碛坝留存的U型溃决口与冰湖泄水的侵蚀作用有关，当涌浪或爬坡浪经过泄水口时，水深和水力梯度增加，水流推动力Pp超过冰碛漂砾临界推力（卵石为48 Pa，碎石为56 Pa，本文冰碛漂砾取100 Pa）引起冰碛坝快速侵蚀.根据《水力学》水流推力计算公式：
泥石流危险性常通过流速（Vd）、流深（Hd）和泥石流的冲击力等表达，如Jakob et al.(2012）提出的泥石流强度指数IDF(IDF=Vd2Hd）.基于奥地利政府泥石流强度划分方案（Fiebiger,1997），统计FLO-2D模拟泥石流流经范围内各点的最大流深和最大流速，按照表6的危险性等级划分标准对嘉龙湖溃决后形成的泥石流进行危险性区划（图7).危险性评价结果表明，嘉龙湖至聂拉木县城沿线受泥石流影响，高危险区占3.84 km2，中等危险区占0.24 km2，低危险区占0.26 km2.嘉龙湖溃决泥石流爆发1.1 h后，泥石流到达聂拉木县城，泥石流对临近河道两侧的建筑物造成危害，其中有45栋位于高危险区，6栋位于中等危险区，3栋位于低危险区.
【参考文献】：
期刊论文
[1]西藏冰湖溃决灾害事件极端气候特征[J]. 贾洋,崔鹏. 气候变化研究进展. 2020(04)
[2]我国西藏地区冰湖溃决灾害综述[J]. 刘建康,张佳佳,高波,李元灵,李梦宇,吾金多吉,周路旭. 冰川冻土. 2019(06)
[3]西藏喜马拉雅山脉中段冰湖变化与溃决特征分析——以桑旺错和什磨错为例[J]. 李林,边巴次仁,赵炜,洛桑朗杰,达平,扎西欧珠. 冰川冻土. 2019(05)
[4]Potentially dangerous glacial lakes across the Tibetan Plateau revealed using a large-scale automated assessment approach[J]. Simon Keith Allen,Guoqing Zhang,Weicai Wang,TANDong Yao,Tobias Bolch. Science Bulletin. 2019(07)
[5]基于Fluent数值模拟的冰湖涌浪分析——以西藏聂拉木县嘉龙错为例[J]. 阿如汉,涂杰楠,刘红岩,童立强,郭兆成. 冰川冻土. 2018(04)
[6]以气温和降雨量为指标的冰湖溃决预警方法[J]. 刘晶晶,马春,苏鹏程. 南水北调与水利科技. 2018(06)
[7]喜马拉雅山地区冰川湖溃决灾害隐患遥感调查及影响因素分析[J]. 刘春玲,童立强,祁生文,张世殊,郑博文. 国土资源遥感. 2016(03)
[8]西藏喜马拉雅山地区冰湖溃决的预测模型及其应用研究[J]. 汪宙峰,张廷山,王成武. 冰川冻土. 2016(02)
[9]基于第二次冰川编目的中国冰川现状[J]. 刘时银,姚晓军,郭万钦,许君利,上官冬辉,魏俊锋,鲍伟佳,吴立宗. 地理学报. 2015(01)
[10]三峡水库库岸滑坡涌浪物理模型试验[J]. 殷坤龙,刘艺梁,汪洋,姜治兵. 地球科学(中国地质大学学报). 2012(05)
博士论文
[1]水库滑坡涌浪灾害水波动力学分析方法研究[D]. 黄波林.中国地质大学 2014
[2]水库库岸滑坡速度及其涌浪灾害研究[D]. 汪洋.中国地质大学 2005
本文编号：3117920
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