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1.
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堰塞湖风险评估快速检测与应急抢险技术和装备研发
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蔡耀军 周招 杨兴国 魏迎奇 郑东健 彭文祥 钟启明 王衡《岩土工程学报》,2022年第44卷第7期
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中国西南高山峡谷地区极易因降雨或地震造成山体滑坡、泥石流堵塞天然河道形成堰塞湖，堰塞湖漫顶溃决极易形成超过历史最大天然洪水的溃决洪峰，严重威胁沿岸人民群众生命财产安全并破坏生态环境。鉴于当前堰塞湖风险处置技术水平尚难以满足堰塞湖高效应急处置需求，“十三五”国家重点研发计划项目“堰塞湖风险评估快速检测与应急抢险技术和装备研发”以“高效快速、科学减灾”为目标，通过3年联合攻关，在揭示堰塞湖形成及溃决机理、堰塞湖多源信息快速获取、堰塞湖险情监控预警、堰塞湖风险评估以及堰塞湖应急处置和抢险装备研发等方面取得一系列创新成果，为堰塞湖高效处置提供了理论方法和科学手段，社会和经济效益显著，具有广阔的应用前景。
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2.
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堰塞湖风险动态评估模型研究与应用——浙江遂昌县苏村堰塞湖风险评估实践
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张利荣 齐建飞《中国防汛抗旱》,2018年第4期
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浙江遂昌县苏村山体崩塌形成堰塞湖,应用堰塞湖风险静态评估模型得到的风险评估成果,难以完全满足多任务、多阶段处置需求。通过研究堰塞湖"外因→(堰塞坝?滞库洪水)→损失"的致灾机理,提出了基于堰塞湖可能灾害损失、堰塞坝与滞库洪水双致灾因子、持续时间的堰塞湖风险动态评估模型,将致溃洪水、堰塞坝、灾害损失作为堰塞湖风险评估的主因素,实现了按时间序列对堰塞湖风险度进行全面评估,其评估成果更加符合客观实际,对堰塞湖抢险处置决策更具指导意义。采用堰塞湖风险动态评估模型对苏村堰塞湖进行风险评估,其成果为该堰塞湖抢险处置决策提供了科学依据。
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3.
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Dam-break risk assessment of barrier lake based on virtual geographic environment
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Zhu Jun Hu Ya Li Yi Cao Yungang Hu Liangxi《高技术通讯》,2012年第22卷第3期
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针对现有堰塞湖溃决风险评估流程不清晰及信息化程度低的问题,基于虚拟地理环境(VGE)技术开展了堰塞湖溃决风险评估及影响分析的研究.提出了VGE体系架构,设计了堰塞湖溃决风险评估基本流程,给出了堰塞体危险性判别、溃决洪水演进模拟、堰塞湖风险等级划分等关键步骤及实现方法,并对其进行了详细阐述.建立了VGE原型系统,选择案例区域进行了溃决风险评估试验.试验结果证明,上述堰塞湖溃决风险评估方案有助于提高堰塞湖溃坝风险预测与应急处置效率.
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4.
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冰碛土滑坡—泥石流—堰塞湖灾害链发展过程机理与模拟技术研究构想（特约稿）
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杨兴国 曹志翔 邢会歌 金建立 李海波 范刚 叶飞 闫旭峰《四川大学学报(工程科学版)》,2022年第54卷第3期
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青藏高原区域滑坡-泥石流-堰塞湖灾害频繁发生，灾害损失巨大，与之相关的科学研究一直是国内外研究的热点和难点。我国在堰塞湖减灾领域已经积累了丰富的实践经验，但是冰碛土滑坡-泥石流-堰塞湖灾害演化过程非常复杂，涉及众多的物理力学机制和学科理论，复杂气象条件下冰碛土滑坡-泥石流-堰塞湖的动力形成机制、溃决冲刷及洪水演进灾害链的全过程演化分析与数值模拟方面尚需进一步研究。揭示冰碛土滑坡-泥石流-堰塞坝的链生放大机制和冰碛土堰塞湖溃决演进的动力灾变机理是实现冰碛土滑坡-泥石流-堰塞湖灾害有效防控的关键，结合国内外冰碛土滑坡-泥石流-堰塞湖形成与溃决的相关研究现状，提出了冰碛土滑坡-泥石流-堰塞湖灾害需要关注的几个重要研究方面：(1) 复杂气象条件下冰碛土力学性能演化；(2) 冰碛土滑坡-泥石流动力灾变过程与运移模型；(3) 冰碛土滑坡-泥石流-堰塞湖形成机理与仿真模拟；(4) 冰碛土堰塞坝冲刷溃决机理与流道拓展过程；(5) 下游河道水沙互馈作用机制与洪水演进模拟。并开展了大量前期探索和研究工作，初步揭示了冰碛土滑坡-泥石流运移与多期堵江机制，构建了能考虑水流侵蚀与溃口边坡间歇性崩塌的堰塞坝溃决演化模型，并探讨了冰碛土-滑坡-泥石流-堰塞坝灾害链演化过程模拟方法。研究结果为进一步弄清冰碛土滑坡-泥石流-堰塞湖灾害链过程的复杂动力学机制、构建灾害链过程的控制性理论模型、开发全过程数值模拟系统奠定了基础，以期为冰碛土滑坡-泥石流-堰塞湖灾害链的成灾机理分析提供理论依据及为非工程避险与应急处置决策提供技术支撑。
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5.
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白格堰塞湖抢险处置应急管理与经验启示
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周兴波 周建平 杜效鹄 陈祖煜《水利学报》,2021年第52卷第10期
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基于2018年金沙江白格堰塞湖应急处置工作，全面总结了部际联合会商、央地协同联动等应急抢险工作机制，深入分析了金沙江中游梯级水库群联合调度削峰对防灾减灾所发挥的重要作用。研究表明，若无梨园水库拦蓄，将可能新增淹没面积约160 km2，必对沿江两岸造成更大的损失。据此认识到，迅速获取堰塞湖信息是抢险处置的前提，快速研判堰塞湖风险是重要支撑，精准分析溃决洪水是核心技术，协同联动工作机制是基本保证，动态抢险工程管理是科学方法，完善的高坝水库群是应对洪灾的根本手段。进而提出加强乏信息条件下堰塞湖多源信息快速获取与处理技术、乏信息条件下风险快速研判技术能力、抢险处置专用装备研发、抢险工程统筹管理和协同联动体系完善、高坝水库群开发建设和风险防控与应急调度体系建设等建议，为堰塞湖应急管理水平提升和流域综合防灾减灾提供借鉴。
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6.
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崩滑型堰塞坝危险性快速评估研究进展（特约稿）
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石振明 沈丹祎 彭铭 钟启明 蒋明子《四川大学学报(工程科学版)》,2021年第53卷第6期
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崩滑型堰塞坝是由地震、降雨、火山喷发等自然因素诱发的崩塌、滑坡堵塞河道所形成的天然土石坝，其在世界范围内广泛分布。崩滑型堰塞坝的形成与溃决具有高突发性、突溃性和强致灾性，会严重威胁所在流域的人民生命财产安全。因此，快速开展堰塞坝危险性评估，对应急抢险救灾具有重要的现实意义。目前对堰塞坝危险性快速评估的研究主要集中在成坝可能性、稳定性、寿命和溃决洪水等四个方面。本文总结了堰塞坝成坝影响因素和成坝快速判别公式，系统阐述了堰塞坝稳定性和寿命的定义、影响因素及快速评估模型，详细归纳分析了堰塞坝溃决模式、溃坝影响因素及坝址与下游河道的洪水快速预测模型。研究表明堰塞坝的形成主要受地形条件，固体物源条件和水源条件的影响；其稳定性、寿命和溃决主要受坝体几何形态，坝体材料、结构和水文特征等方面的影响。根据影响因素所建立的评估模型在一定程度上可以快速估算堰塞坝的稳定性、寿命、溃决流量等参数，但由于信息获取不便等问题，评估结果仍然存在一定的不确定性。在此基础上，本文提出了需要进一步研究的方向：(1) 考虑不同外因（地震、降雨等）条件下滑坡、崩塌启动及运移过程大型模型试验，建立考虑关键影响因素和水土物质相互作用的成坝快速判别模型；(2) 基于物探等手段开展堰塞坝坝体材料和结构参数的快速获取研究；(3) 建立考虑能量转换与耗散的溃坝程度快速评估模型，分析残余坝体致灾危险性；(4) 构建流域堰塞坝溃决洪水演进及水库调蓄减灾分析模型，指导流域水量调度及流域范围内工程建设；(5)开展堰塞坝灾害链对全流域影响的快速动态风险评估，为堰塞坝灾害预测及应急处置提供重要参考依据。
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7.
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堰塞湖信息获取与溃坝洪水预测
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黄艳 马强 吴家阳 张黎明《人民长江》,2019年第50卷第4期
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准确及时的信息获取是开展堰塞湖灾变过程预测、溃决洪水演算、风险评估和应急处置的先决条件,溃决洪水预测则是风险评估和应急处置的技术支撑。以2018年秋在金沙江白格和雅鲁藏布江米林前后发生的4次堰塞湖及其应急处置工作为背景,分析介绍了堰塞湖应急处置的现状和存在的问题,归纳总结了在管理实践中堰塞湖在信息获取、洪水预测及其风险评估等方面积累的经验和技术手段。根据这些应急处置中相关信息获取和洪水预测技术的应用效果,提出了今后应加强的技术领域,以期为今后类似突发的堰塞湖应急处置提供借鉴。
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8.
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崩滑堰塞湖的形成-孕灾-致灾机理与模拟方法
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《人民长江》,2021年第2期
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崩滑堰塞湖是山区一种常见的地质灾害,溃决后可能造成下游人民生命财产的巨大损失。围绕崩滑堰塞湖的形成-孕灾-致灾过程,对其灾害链的形成机理和模拟方法进行了分析研究。以崩滑堰塞湖的形成过程和堰塞体的颗粒分布特征为切入点,建立了堰塞体稳定性快速评价方法,总结了堰塞体的冲蚀特性和溃决过程,提出了崩滑堰塞湖溃决过程数值模拟方法。该灾害链模拟方法基于崩滑堰塞湖的形成和溃决机理,综合考虑了堰塞体的形态特征、颗粒组成、材料冲蚀特性和堰塞湖的水动力条件,可对堰塞体的稳定性、堰塞湖的溃决洪水流量过程和溃口演化规律进行分析计算,是一种科学高效的模拟方法。选择21世纪我国3个典型的崩滑堰塞湖案例验证了灾害链模拟方法的合理性,可为风险评估提供参考。
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9.
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新西兰波伊鲁阿堰塞湖的形成及溃决
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李运辉 陈献耘《水利水电快报》,2008年第29卷第10期
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1999年10月，新西兰亚当斯山发生大面积山体滑坡阻塞波伊鲁阿河谷形成堰塞湖，并最终因暴雨而导致漫顶溃坝，其事件将对局部地形变化产生深远影响。通过分析堰塞湖的成因和溃决过程，对西地未来堰塞湖渍决致灾、堰塞湖的影响及风险管理提供了很有价值的信息和资料，并有助于当地在今后类似事件中进行灾害评估与制定应急方案时，减少堰塞湖溃决洪水带来的风险。
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10.
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基于物理模拟的堰塞湖溢流溃决机理
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蔡耀军 杨兴国 周招 郑栋 黄卫 周家文 张亚年《四川大学学报(工程科学版)》,2023年第55卷第1期
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受持续来流影响，在大江大河内形成的堰塞湖极易在数十天甚至数天内漫顶溢流溃决，引发非常态溃决洪水，严重威胁下游沿岸地区人民群众生命财产安全。堰塞湖溃口坍塌变形发展迅速、现场观测难度大，当前普遍难以实地观测堰塞湖溃口形态变化及水力学参数，至今未能获取溃口坍塌发展的真实数据。针对堰塞湖溃决洪水威胁及溃决机理不明等难题，基于堰塞湖溃决过程现场观察及历史堰塞湖溃决案例分析，阐明堰塞体体型、材料级配、库容及上游来水量是决定堰塞体危险性的关键。并以“11·3”白格堰塞湖为原型，分别开展了堰塞湖溃决1∶80室内和1∶20野外物理模型试验，揭示堰塞体溃口发展遵循“流速驱动、流量控制”，以获得较大流速为目标的自我演化机制；溃口坍塌发展的主要动力机制是携沙水流剪切冲刷、陡坎上游负压区涡流掏刷、陡坎下游高速水流冲刷、边坡重力坍塌；堰塞体溃决坍塌依次呈现尾部下切、陡坎溯源、全断面下切、上冲下淤4个发展阶段变化特征，溃口平面形态相应依次呈现线条型、倒喇叭型、双曲面型、近似等宽型4个变化特征。陡坎溯源是溃决前最高效的冲刷方式，也是判断堰塞体漫顶过流后是否溃决的重要标志。开展堰塞湖溢流溃决大型物理模拟试验有助于推动高危堰塞湖应急疏通排水设计和堰塞体坍塌控溃技术发展，为堰塞湖应急处置提供参考。
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11.
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堰塞体冲刷参数统计分析及快速预测方法
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王秋生 樊俊杰 王心愿 李维朝《四川大学学报(工程科学版)》,2020年第52卷第6期
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快速确定堰塞体冲刷模型参数是堰塞湖应急处置中溃决洪水评估的前提。当前通常使用剪应力模型和Wilson模型来预测土体的冲刷速率，但是对模型参数的取值范围尚没有统一认识。为研究两种模型冲刷参数与常规土性参数的关系和各类土体冲刷参数的范围，快速确定堰塞体冲刷模型参数，本文共收集了279组冲刷试验数据，并根据土的统一分类系统（Unified Soil Classification System）将数据分为粗、细颗粒土两类，然后通过相关分析和回归分析得出了冲刷参数与常规土性参数的关系式，并根据关系式的拟合优度（R2、MSE）、可信度（Fvalue/Fstatistic）和泛化能力（10折交叉检验）进行筛选，得出了粗、细颗粒土冲刷参数与常规土性参数的回归方程，并对比试验数据得到的冲刷参数与回归方程预测得到的冲刷参数，得出了不同土料的冲刷参数范围。最后以白格堰塞体为例，依据本研究建立的冲刷参数数据库及统计关系，对其冲刷参数和冲刷速率进行了分析。结果表明，本研究成果可以用以快速确定堰塞体的冲刷参数，为应急处置条件下快速评估溃决洪水风险提供技术支持和数据支撑。
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12.
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堰塞体危险性快速评价指标与分级研究
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蔡耀军 栾约生 易杜靓子 罗杰 向航《人民长江》,2022年第53卷第2期
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堰塞体为快速形成的自然堆积体,结构较为松散,物质组成复杂,其后续发展难以把握,需快速进行堰塞体危险性分级判断,方可为堰塞湖处置决策提供依据。通过梳理已有堰塞体溃决影响因素机制分析、堰塞湖溃决现场观察、物理模型试验和典型案例统计分析成果,并以堰塞湖库容、来水量、堰塞体物质组成和几何形态为主要判断指标,以渗透破坏、涌浪及地震作为修正因素,提出了一种堰塞体危险性量化快速评价方法,并将该方法应用于大量的典型案例判定。结果表明,判定结果与实际情况吻合较好。研究成果可为堰塞湖应急处置提供一定参考。
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13.
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堰塞湖应急抢险救援机制概述
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姜长录 张陶陶 柴喜洲《水利水电快报》,2018年第6期
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堰塞湖应急救援抢险作业和平日的常规施工有所不同,如果完全按照规程操作可能会错过救援的最佳时机,造成生命财产损失。介绍了堰塞湖的形成和溃决特征、机理,并对堰塞湖风险进行正确判断。堰塞湖处置措施包括工程措施和非工程措施。以2008年"5·12"汶川地震产生的堰塞湖处置为实例,描述了具体的抢险施工方案,提出相关风险防护措施。
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14.
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浙江遂昌县苏村堰塞湖抢险处置方案及成效
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齐建飞 张利荣 王经运《中国防汛抗旱》,2018年第5期
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受台风"鲇鱼"影响,2016年9月28日浙江遂昌县苏村发生山体滑坡,滑坡体堵塞河流形成的堰塞湖除自身有漫顶溃决风险外,为搜救失联人员带来巨大困难。根据山体滑坡抢险救援总体需求和堰塞湖抢险处置条件,提出了"先北槽南降、再南槽北降"的"双槽"抢险处置方案,在实施过程中,根据抢险态势依时序分为"下槽截引""北槽南降""南槽北降"3个步骤。采用"双槽三步"方案快速解除了堰塞湖溃决风险,同时为搜救失联人员等创造了条件,圆满完成了堰塞湖抢险处置任务,也为类似堰塞湖抢险处置提供了成功案例。
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15.
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堰塞湖多源信息及其感知技术
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魏迎奇 孙黎明 傅中志 吴帅峰 蔡红《人民长江》,2019年第50卷第4期
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由于采用的手段方法不同,堰塞湖信息的获取和收集表现出了信息多源异构的特征。目前随着物联网技术和智能分析技术的发展,堰塞湖信息的收集、采集也逐渐向着信息透彻感知方面转变。基于这种认识,针对堰塞湖分析和处置的现状需求,深入探讨和研究了堰塞湖信息感知的基本内涵、信息内容、信息分类、感知技术以及当前信息感知过程中存在的技术难题和不足。以期通过这些探讨来明确和规范堰塞湖信息获取的有效方式和过程,解决当前在堰塞湖信息获取方面存在的不规范、不完整、不深入及融合性差等问题,以为堰塞湖风险评估和处置提供基本依据。相关成果将对今后堰塞湖应急处置和综合治理提供重要的参考价值。
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16.
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浙江苏村山体滑坡抢险救援技术
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《水利水电技术》,2017年第Z1期
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2016年9月28日,浙江省苏村发生山体发生滑坡导致重大灾害,抢险救援存在人员搜救艰难、堰塞湖处置紧急、安全风险极高等多重困难。武警水电部队针对人员搜救、堰塞湖处置、通水通路、风险防范等多种抢险救援任务,科学制定总体方针,并划分三个阶段推进实施。人员搜救先后采用"拉网探测、定位搜救"和"分区开挖、全面搜救"方案,采用分区分片、定位分析、滚动翻搜、兜底推进等技术措施,大幅提高了抢险效率和效果。堰塞湖处置采用机械开槽泄流方式排险,创新"先北槽南降、再南槽北降"处置方案并分三步实施,快速解除堰塞湖溃决风险,为人员搜救创造良好条件。同时兼顾通水通路及后续处置,严防各类安全问题发生,确保抢险救援安全高效有序。苏村山体滑坡抢险救援为类似多任务、多困难、多阶段的抢险救援行动提供了参考。
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堰塞坝稳定性评价方法及灾害链效应研究进展
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年廷凯 吴昊 陈光齐 郑德凤 张彦君 李东阳《岩石力学与工程学报》,2018年第8期
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堰塞坝及其溃坝问题是当前的研究热点,因坝体形成过程特殊、组成材料不均、内部结构复杂且外部形态迥异,导致其与人工土石坝存在较大差异,目前仍缺乏有效的全寿命过程分析和可靠的稳定性快速评估方法。在全面综述堰塞坝形成条件、稳定性分析、溃坝机制及灾害链效应等国内外研究进展的基础上,通过案例汇编,建立含全球1 328例堰塞坝的大型数据库,探究堰塞坝的成因、触发因素、方量分布、形态特征、寿命规律及多参数间的内在关联性。进一步地,基于逻辑回归原理,建立坝长、坝宽及堰塞湖库容三参数预测模型,提出堰塞坝稳定性快速评估方法。最后,从灾害链的视角,指出当前研究存在的主要问题和下一步重点研究方向。研究表明:堰塞坝的方量、寿命和稳定性,与其触发因素和成因密切相关;提出的三参数快速评估方法,能够较准确地预测坝体稳定性;堰塞坝灾变全寿命过程模拟与预警系统开发是未来重点发展方向。研究结果为高山峡谷地区滑坡堵江灾害链预测、堰塞坝应急抢险地质处置及区域防灾减灾规划提供有益参考。
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基于快速连溃洪水计算的梯级堰塞湖风险分析
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陈淑婧 郑 轩 王江波 张 燕 于 沭《水利水电技术》,2020年第51卷第3期
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地震滑坡堵江作用形成的梯级堰塞湖,上下游单元之间存在级联效应,增大了溃决风险和成灾规模。及时合理的应急方案可以有效保证上下游的生命财产安全,然而现阶段缺乏快速定量的梯级堰塞湖的风险分析方法。以溃口洪水计算为核心,结合河道洪水演进计算和水库调洪计算,提出了一种梯级堰塞湖连溃洪水的快速计算方法,并应用至国内外第一个具有详细数据资料的梯级堰塞湖小岗剑梯级堰塞湖溃决实例中。定性分析了堰塞湖风险等级,使用提出分析方法进一步定量反演计算连溃洪水过程,评估了应急处置工程效果,分析不同组合状况下连溃洪水的规模。结果显示:反演计算其连溃峰值流量为3 736 m~3/s,与实测值3 950 m~3/s基本一致。当不开挖泄流槽时,连溃峰值流量高达4 865 m~3/s,泄流槽降低梯级洪峰30%。快速定量连溃洪水计算可以辅助优化联合调度方案,是减轻连溃洪水灾害、保护流域整体安全的一种行之有效的非工程措施。研究结果可以为梯级堰塞湖定量风险评估以及应急除险预案制定提供理论依据。
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19.
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堰塞湖溃决影响快速评估及应急措施
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《中国水利》,2008年第10期
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技术简介：堰塞湖可能发生漫溢及溃决险情．通过现场地形测绘，对已有地形资料及实时遥感资料进行分析．快速生成溃决影线范围内地形图。采用相关洪水演进模型计算溃决洪水可能影响范围，根据计算结果，及时采取相关应急措施．减少堰塞湖溃决形成的次生灾害对下游造成的损失。
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20.
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唐家山堰塞湖应急处置技术特点与体会 被引次数：1
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杨启贵 李勤军《人民长江》,2008年第39卷第22期
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四川汶川大地震造成北川附近唐家山山体大滑坡,形成一座危害程度极高的堰塞湖。为避免堰塞坝溃决而导致严重的次生灾害,由水利部组织实施了唐家山堰塞湖除险工程措施。工程应急处置方案为开挖泄流渠引流冲刷,并在实施过程对方案进行动态调整优化。唐家山堰塞湖排险施工历时17 d,成功地解除了险情,工程施工与泄流过程未造成人员伤亡。在唐家山应急除险中,充分体现行业专业优势和技术支撑作用,应急处置中采取的"因势利导、借力自然、安全可控"的技术思路,可作为其他大型堰塞湖抢险的科学指导原则。
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