国内外冰碛湖溃决研究进展

末次冰期以来,气候变暖导致全球高山地区的冰川环境变化剧烈,冰碛湖稳定性降低导致溃决频率增加,成为中国、尼泊尔、俄罗斯、秘鲁等10多个国家和地区频繁发生的冰川灾害类型之一。冰碛湖溃决诱发形成的洪水和泥石流,由于规模巨大、成灾速度快和波及范围广等特点,造成下游地区的基础设施和生命财产遭受惨重损失。本文通过对国内外冰碛湖溃决事件、溃决诱因、溃决模式和溃决洪水特征4个方面研究现状和发展现状的梳理和分析,总结经验和思路,从而为冰碛湖溃决研究和评价提供借鉴和参考。     

冰碛湖溃决泥石流流量计算方法

冰碛湖溃决泥石流是高山高寒地区一种常见的灾害类型,虽爆发频率低,但造成的危害极大,该类型的泥石流防治是区域开发建设中必须要面对的问题,而流量计算又是其核心问题之一。以西藏地区近100 a以来的冰碛湖溃决实例为基础,探讨了溃口深度的计算方法;以逐渐溃决模型和配方法为基础,分析了冰碛湖溃决泥石流的容重峰值流量与洪峰演进计算方法的适用性与流程;通过案例的对比研究,探讨了计算模型参数率定与误差来源。结果表明：瞬间溃决模型高估了冰碛湖溃决泥石流的峰值流量,泥石流的预测值偏保守;而逐渐溃决模型更接近于冰碛湖溃决的物理机制,在冰川U型谷内,可不考虑泥石流的堵塞作用,泥石流的峰值流量预测值与实测值较吻合;在冰川U型谷外或近沟口段则需考虑泥石流的堵塞作用。文中提出的计算模型作为冰碛湖溃决泥石流防治工程参数设计的依据是可行的。     

冰碛湖溃决易发性的定量评价

世界范围内的冰碛湖溃决往往造成巨大经济损失和人员伤亡.通过分析不含死冰的冰碛坝溃决机理和相关影响因素,采用控制变量法,以喜马拉雅山区21个溃决冰碛湖及其周围未溃决冰碛湖为研究对象,采用6个无量纲影响因子可以合理评估喜马拉雅山区和加拿大哥伦比亚省西南地区以及美国西北部地区的冰湖溃决易发性,但喜马拉雅山区不同级别判别阈值较加拿大哥伦比亚省西南地区偏大.危险冰体坡度因子、危险冰体温度因子、冰川坡向因子、危险冰体与冰碛湖体积因子、危险冰体与冰湖的运动因子、冰碛坝坡度因子是影响不含死冰冰碛湖溃决的主要因子,由这些影响因子构成的冰碛湖溃决易发性定量评价方法,可以用于其他地区的冰碛湖溃决易发性评价.      

冰湖溃决灾害风险研究进展及其展望

系统回顾了国内外冰湖溃决灾害风险研究现状,结果显示,以往冰湖溃决灾害风险评估研究过多集中于冰湖溃决致灾诱因、特征,溃决危险性评价和溃决概率预测以及溃决洪峰流量及其演进模拟研究等自然风险方面,而承灾区经济社会系统脆弱性、暴露性和适应性风险研究却较为缺乏。因此,开展冰湖溃决灾害综合风险研究,不仅对冰湖溃决危险性评价意义重大,而且对于下游承灾区防灾减灾和预警体系建立也具有重要的理论参考价值。     

我国西藏地区冰湖溃决灾害综述

冰湖溃决是我国西藏地区典型的地质灾害类型之一,具有突发性强、规模大、破坏力强和危害范围广等特点,往往造成下游地区遭受惨重的生命财产损失。冰湖溃决成因特征是形成机制、早期识别和危险性评价等冰湖溃决研究的基础,受客观条件限制,我国西藏冰湖溃决的基础调查工作存在资料分散甚至缺失的局限性。为解决这个难题,通过资料收集、遥感解译和野外调查等技术手段,重新梳理了我国西藏地区的冰湖溃决事件及基本特征,共调查出33个冰湖37次溃决事件,其中2个为冰川阻塞湖（简称冰川湖）,划定了冰湖溃决高发地带的地理分布位置,分析出冰崩/冰滑坡、埋藏冰融化、冰川融水、强降水、泥石流和上游冰湖溃决洪水6种诱发原因,为我国西藏冰湖溃决研究提供基础调查成果和参考依据。     

藏东南冰湖溃决泥石流灾害及其发展趋势

冰湖溃决泥石流是高山冰湖溃决洪水引起的突发性泥石流,是一种自然灾害现象.西藏冰湖溃决泥石流集中分布于东南部的雅鲁藏布江、波曲及朋曲流域等.冰湖溃决泥石流常形成灾害链对藏东南社会、经济危害严重.分析了气温和降水对冰湖溃决和及其所形成的泥石流的影响,认为冰湖的溃决大部分是由于异常气候条件造成的,冷湿的气候有利于冰川的积累,当气候转为湿热和干热或气温突然升高0.6～1.2 ℃时最易引起冰湖溃决泥石流.通过对西藏地区气候变化的研究,对未来50 a藏东南冰湖溃决泥石流的发展趋势作了预测探讨.一般来讲,气温升高,冰川融水的增加有个临界点,当过了临界点后其冰川融水将会减少,冰湖溃决可能性减少,冰湖溃决泥石流也将减少.也就是说,未来西藏东南部冰湖溃决泥石流的发展趋势,将呈倒"U"字型.冰湖溃决泥石流的发生更多地依赖于突发性的降雨增多.     

波曲流域冰湖及其溃决灾害链特征分析

西藏聂拉木县波曲流域内分布有大量的冰川和冰湖,通过对2000/2001年度遥感数据解译并结合野外详细调查,分析了波曲流域冰湖分布的现状、特征以及变化特征,研究发现波曲流域内冰湖无论数量和面积在海拔高度上均呈单峰型分布,其海拔为4260~5580m,主要在5000~5400m之间;冰湖数量在增加;冰湖面积的变化趋势大体表现为:终碛湖的面积呈增加的趋势,冰斗湖、槽谷湖和侵蚀湖的面积呈减小的趋势。在此基础上,分析了流域冰湖溃决及其灾害链特征,并以章藏布流域的次仁玛错为典型案例进行了灾害链特征分析。     

土石坝溃决模拟及水流计算研究进展

对土石坝溃决模拟技术的最新研究成果进行了总结和评价,在此基础上对该研究领域今后的研究工作提出了若干建议,包括:应研究提出不同坝型溃决可能性分析评价方法;针对不同坝型开展溃坝离心模型试验,揭示在不同致灾因子作用下,土石坝溃决机理和溃口发展过程;开展土石坝初始管涌形成以后发展过程的试验研究,揭示孔流转变为堰流的控制条件;针对溃坝水流的流线曲率较大、溃坝水流大多是非恒定超临界流以及筑坝材料粒径级配范围变化大等特点,开展大型溃坝水工水力学模型试验,揭示不同坝型的溃口流量过程、泥沙输移及下游河道洪水演进规律。     

岷江上游小海子坝溃决洪水危险性评价

天然堆石坝溃决洪水,严重威胁下游的安全。在 计算岷江上游小海子坝不同溃决方式下的洪水演变规律基础上,对洪水灾害进行寂初步预测和评价     

西藏地区冰崩灾害研究进展

随着全球气候的变暖,青藏高原地区冰川消融、退缩加剧,稳定性降低,增加了冰崩灾害的发生频率。西藏地区作为青藏高原的主体部分,其冰川的稳定影响着我国及周边国家的水源及生命财产安全。文章通过梳理国内外冰崩的研究现状,整理了西藏地区冰崩灾害的定义;从地形因素、构造运动和气候作用角度分析了冰崩形成机制;归纳分析了冰崩—冰湖溃决—泥石流链式灾害、冰崩—堵溃—泥石流链式灾害、冰崩—直接型泥石流（山洪）灾害3种类型冰崩灾害链的特征;阐述了目前冰崩灾害监测预警的手段及特点,认为多种监测方式联合是冰崩灾害监测的发展趋势,展望了冰崩灾害的研究体系,以期能为后续的研究工作提供思路。     

西藏年楚河冰川终碛湖溃决条件及洪水估算

利用遥感卫片和航片资料查清了西藏年楚河上游冰川终碛湖的数量、大小和分布，并对其中最大的３个冰湖进行了分析，确认其中的白湖为一典型危险冰湖，只要有合适的气候条件就可能发生溃决。通过冰湖实地考察，验证了室内分析成果，补充收集计算所需的资料，采用美国天气局的ＢＲＥＡＣＨ模型和计算机程序，估算了白湖的溃决洪水。     

冰湖溃决洪水的二维水动力学数值模拟

为分析冰湖溃决洪水过程,建立了一个二维非恒定流数值模型,可以定量的开展冰湖溃决洪水预测.数值模型的基本控制方程采用二维浅水水流方程,数值方法采用可以捕捉激波的WAF TVD二阶精度格式,并用非界面追踪的方法处理干湿边界.通过理想情况下一维解析解的验证和二维复杂地形情况的数值试验,证明数值模型具有较好的精度和可靠性,并且可以适应复杂地形.将数值模型应用于一个典型的冰湖溃决事件,定量地预估了该冰湖溃决洪水过程,结果表明:水流流速很高,床面剪切应力很大,可能诱发活跃的泥沙运动,形成泥石流灾害.     

基于HEC-RAS及GIS的川西叠溪古滑坡堰塞湖溃决洪水重建

青藏高原东南缘岷江上游地区地质环境条件十分复杂,滑坡堵江灾害及堰塞湖溃决事件频发,重建其灾害演化过程对于地区性防灾减灾和风险控制具有重要指导意义。以川西岷江上游叠溪古滑坡堰塞湖为研究对象,首先利用高精度DEM和ArcGIS软件重建了叠溪古堰塞湖的原始规模,其原始最大湖水面积为1.1×10⁷ m²,相应的湖容量为2.9×10⁹ m³;然后采用经验公式法和HEC-RAS一维水力学模型重建叠溪古堰塞湖溃决洪水的水力学特征。计算结果表明,HEC-RAS模拟的最大溃决洪水洪峰流量为73 060 m³/s,与经验公式法计算结果(74 500~76 800 m³/s,平均值76 000 m³/s)非常接近,误差小于5%。对应的最大洪水深度和流速分别为70.1 m和16.78 m/s,模拟河段的洪水淹没范围约为6.08 km²。综合误差分析推测的溃决洪峰流量误差范围为69 000~81 000 m³/s。叠溪古滑坡堰塞湖溃决洪水在世界范围内是十分罕见的,其最直接的影响是在下游数公里范围的河谷内形成大量带状或台阶状的溃坝堆积体和巨砾石堆积“阶地”,且这种影响仍延续至今,这与前人关于高能洪水水文特征和沉积特征的研究认识高度一致,证明本研究成果是非常可靠的。此外,本研究还表明,HEC-RAS一维水力模型可用于高山峡谷地区古滑坡堰塞湖溃决洪水重建研究,可为青藏高原东南缘岷江上游古环境重建和地貌演化提供参考。     

冰川终碛湖溃决泥石流流量计算

冰川终碛湖溃决泥石流是青藏高原常见的泥石流灾害类型之一, 也是青藏高原地区泥石流防治的重点之一. 在溃决洪水研究的基础上, 结合泥石流本身的特征, 针对瞬间部分溃决的情况, 推导了冰川终碛湖溃决泥石流流量的计算方法. 具体包括冰川终碛湖溃决口泥石流洪峰流量Qdmax=kQmax和距离溃决口一定距离的河道某处泥石流洪峰的最大高度Hdmax=kHHmax. 由于计算方法中涉及泥石流的特征参数, 依据泥石流的特征, 定义了特征参数的含义, 并给出了计算方法k=1 (γd-γw)/(γs-γd), kH=k·kG, kG是与沟道形态有关的参数. 为了检验推导计算方法的合理性和精度, 选定西藏米堆沟冰川终碛湖溃决泥石流作为实例, 进行了验证. 结果表明, 推导计算方法的物理概念清晰, 计算结果与实际调查数据在趋势上吻合.     

喜马拉雅山中段波曲流域近期冰湖溃决危险性分析与评估

西藏聂拉木县波曲流域内分布有大量的冰湖,对2000/2001年度卫星遥感数据遥感解译获取了冰湖的分布及面积;对比1987年的数据发现,经过15 a流域内冰湖数量和面积均发生了巨大的变化.通过野外考察获取了重要冰湖的溢流状态、冰碛堤稳定性、冰川影响等资料,在此基础上使用直接判别法和冰湖溃决危险性指数(I_dl)进行了冰湖溃决危险性评价,所有冰湖中有9个处于高度危险状态的,3个处于较高危险的,2个处于稳定状态,其余35个处于相对稳定或趋于衰退状态.冲堆普下游、科亚普下游和主河至科亚普汇口以下为高度危险区,塔吉岭普下游、如甲普下游和章藏布下游处于较高危险,其他支沟下游及所有上游区处于冰湖溃决相对安全区.基于危险性评价结果,建议下游根据危险性大小,采取相应的应对措施以减轻冰湖溃决泥石流的危害.     

东帕米尔高原喀拉库勒湖的成因及其年代

喀拉库勒湖位于东帕米尔高原的康西瓦河流域.研究区的地质构造资料显示,断层活动形成的慕士塔格-公格尔山之间的断层谷是喀拉库勒湖形成的基础.对本区的地貌考察得知,源自慕士塔格峰东坡和公格尔山西坡的古冰流曾数次占据整个河源区,形成规模较大的山麓冰川.现存的喀拉库勒湖为一冰碛堰塞湖,其形成时间与最后一次古冰流填充河源区,阻塞慕士塔格峰西北侧自西南向东北汇入康西瓦河的阔克萨依克河水流的时间相一致.应用OSL测年技术对采自喀拉库勒湖外围冰碛丘陵中的砂质透镜体进行定年,获其年代范围为(26.8±1.3)~(41.7±4.4)ka.结合本区已有的ESR年代学资料(37.8±3.6)~(48.2±4.6)ka、邻近区域的古气候记录以及我国西部第四纪冰川演化序列综合分析可以得出,喀拉库勒湖主要形成于末次冰期中冰阶,时间上可对应于MIS3中期.     

盐构造研究进展述评

由于盐构造与油气的密切关系,盐构造研究目前已成为含油气盆地构造地质分析的重要内容.在过去的几十年中,盐构造研究已取得了很大进展,并促进了盐构造相关油气藏的勘探突破.本文在综合分析近年来有关盐构造研究文献的基础上,主要从盐构造发育地质背景、岩盐流变学性质、盐构造变形样式、盐构造平衡剖面复原、盐构造物理模拟和数值模拟、盐构...