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题名冰碛湖溢流溃决实验研究
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作者
余斌
杨治义
彭秋建
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机构
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
四川省地质矿产勘查开发局
四川省核工业地质局
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出处
《冰川冻土》
CSCD
2024年第5期1463-1480,共18页
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基金
第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0201)
国家自然科学基金项目(41941019)资助。
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文摘
冰湖溃决洪水是一种自然灾害,常常造成重大人员伤亡和财产损失。冰崩、岩崩、滑塌等斜坡运动是最常见的冰湖溃决洪水触发因素。巨大的位移波造成冰碛堤被侵蚀下切再溃决的直观想法简单明了,但这种解释还是存在许多问题。冰碛湖为浅长湖泊,物质流产生的涌浪类型只有孤立位移波。在不考虑反射损失的情况下,一次往返反射后的位移波,其振幅不到原振幅的37%,可以翻越冰碛堤的位移波,可能只有第一次传播到冰碛堤的位移波。侵蚀通常是一个相对缓慢的过程,在单个位移波通过冰碛堤的水动力过程中,其时间尺度相对较短,要完成对冰碛堤的全部侵蚀是不够的,仅一阵涌浪造成的冰碛堤侵蚀很小,不足以溃决冰碛湖。然而,恒定的水流以溢流的方式侵蚀进而溃决,要比以波浪漫过坝顶的侵蚀方式溃决容易得多。巨大的波浪必须由大体积的冰崩或滑坡进入湖泊而产生,并导致水位大幅上升,水位升高是冰碛湖溃决的主要原因。本研究对西藏6个典型冰湖展开调查,其中3个发生过溃决。在室内进行了一系列冰碛坝溢洪道溢流引发铠甲层破坏的实验研究,当铠甲层被溢流冲走后,就会发生冰碛堤溃决。当溢洪道底床坡度小于19.6°时,起动铠甲层颗粒的模式为河流输运模式。当溢洪道底床坡度大于25.2°时,起动铠甲层颗粒的模式为底床破坏模式。当溢洪道底床坡度在19.6°~25.2°范围内时,起动模式为河流输运和底床破坏两种混合模式。在河流输运模式中,冰碛堤溃决临界水深和铠甲层粒径之比与溢洪道坡度转折点上下游的坡度差成反比。对于铠甲层的底床破坏模式,冰碛堤溃决临界水深与铠甲层粒径之比为一个固定值。本文的冰碛湖溃决临界水位模型在中国西藏和加拿大不列颠哥伦比亚省的野外资料中得到了较好的验证。
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关键词
冰碛湖
溢流道
河流输运
底床破坏
溃决
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Keywords
moraine lake
spillway
fluvial transport
bed failure
breach
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分类号
P343.6
[天文地球—水文科学]
X43
[环境科学与工程—灾害防治]
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