藏东南典型冰湖溃决机制及危险性研究

我国西藏地区冰湖分布十分广泛,随着时间的推移,气温逐渐升高,一些冰湖出现消融现象,部分冰湖溃决直接导致灾害级联效应产生,进一步诱发了洪水、泥石流等次生灾害,因此及时开展冰湖溃决机制及其危险性研究十分必要。为了更好地详细分析冰湖溃决的机制及致灾危险性模式,重点选取西藏波密县米堆沟泥石流的源头光谢错为研究对象,开展了野外调查取样、室内物理实验及高精度遥感解译等一系列工作,分析结果表明光谢错溃决外因是由异常气候和水文条件诱发的,内因是在终碛堤溃决过程中存在溢流型和管涌型两种机制。光谢错溃决后逐步完成了由洪水向稀性泥石流的转变过程,泥石流的运移严重威胁到沟道两岸村庄、道路及耕地的安全。通过对光谢错溃决机制的研究能够为藏东南地区冰湖溃决的防治及预警提供科学的依据。     

西藏申姆错冰湖现状调查及溃决可能性分析

高海拔冰碛湖溃决灾害是青藏高原地区主要自然灾害之一,严重影响着下游地区基础设施及人民生命财产安全.近年来随着气候变暖,青藏高原地区冰川普遍退缩、冰川融水增加、冰碛湖扩张迅速,且高海拔冰碛湖溃决可能性骤增.通过2017年实地勘测数据,结合文献资料、地形图、遥感影像和冰川编目数据,分析了申姆错冰湖的基本特征,采用冰湖溃决指...     

冻错曲冰湖溃决风险及坝体稳定性研究

随着交通建设和水电开发等人类工程活动不断向西藏高海拔地区推进,高海拔冰湖溃决洪水及泥石流问题出现。笔者首先通过野外地质勘察、室内遥感解译对西藏洛隆县冻错曲冰湖的溃决风险进行研究,然后运用Geo-studio软件分析了堰塞坝的抗滑稳定性。结果表明:冻错曲冰湖堰塞坝结构稳定,渗透性好,坝体未发生明显变形,汛期和非汛期冰湖面积变化小,溃决概率为0.42,溃决可能性较小。在非汛期、汛期和汛期叠加冰雪融化三种工况下,稳定性系数分别为1.311、1.197和1.057,坝体处于基本稳定状态。研究结果可为西藏地区冰湖堰塞坝稳定性分析和工程建设提供参考。     

赣县近60a气温与降雨量变化趋势研究

利用江西省赣县气象站1951年-2008年的气温和降雨资料分析了该地区全年和各季气温与降雨量变化趋势情况,结果表明:赣县近60a来气温呈现上升趋势,年均气温的倾向率为0.108℃/10a,暖冬现象特别显著;赣县年降雨量以4.6mm/10a趋势下降,但冬季和夏季降雨量有增加趋势;年内降雨量分配不均,主要集中在春夏阶段;夏季气温与降雨量变化相关性较显著,其他时段均不显著;采用Mann-Kendall趋势分析法对各时段的气温和降雨量的趋势变化进行了分析,进一步揭示了气温与降雨量多年来的变化趋势。     

考虑降雨量数值变化的山洪灾害动态预警方法研究

常规的山洪灾害动态预警方法主要使用静态预警评估因子计算致灾危险性,易受动态环境感知作用影响,导致有效预警子流域占比偏低,因此,需要考虑降雨量数值变化,设计一种全新的山洪灾害动态预警方法。即考虑降雨量数值变化,获取并修正山洪灾害预警数据,再确定山洪灾害动态预警等级,从而实现山洪灾害动态预警。实例分析结果表明,考虑降雨量数值变化的山洪灾害动态预警方法,在不同风险等级下的有效预警子流域占比均在93%以上,最高可达到96%,有效预警子流域占比较高,证明预警效果较好,具有应用价值。     

基于工程实例的重力坝溃决模式和溃决路径分析

基于典型溃坝案例,结合重力坝工作机理,总结了重力坝溃决原因,并分析与讨论了溃决模式和溃决路径。经分析,重力坝溃决的主要影响因素为洪水漫顶、基础缺陷和战争。基于溃坝统计和溃坝原因分析,提出了重力坝主要的3类溃决模式、11条溃决路径。     

清原县山洪灾害预警指标遴选与临界值确定方法

清原县独特的自然地理环境决定了该县山洪灾害频发,历史山洪灾害造成的经济损失巨大,有效防御山洪灾害是全县防汛工作的重点。本文结合清原县山洪灾害防御工程体系的建设,对山洪灾害预警指标的遴选与确定进行了简要的阐述、分析,以期为山洪灾害预警预报体系构建提供参考。     

叶尔羌河冰湖溃坝洪水早期预警系统参数的确定方法

近10a叶尔羌河下游洪泛区社会系统风险在上升,因此在叶尔羌河上建立了EWS。从叶尔羌河EWS自动地面监测站预警过程来看EWS是一种能有效地降低冰湖溃坝洪水灾害风险的措施。文中结合叶尔羌河历史洪水资料和调查的洪水引起的下游洪泛区的经济损失提出了一种确定EWS预警参数的方法,具有一定的精度。同时针对当前叶尔羌河下游洪泛区社会系统的脆弱性,确定出合理的预警参数。     

基于风险管理的混凝土坝变形预警指标拟定研究

在混凝土坝风险理论和结构计算拟定变形指标方法基础上,研究建立基于风险管理的变形预警指标拟定方法,使得拟定的预警指标不仅满足工程安全需要,同时体现大坝风险的要求。首先根据混凝土坝工程安全运行与下游经济社会发展要求,确立大坝的风险等级标准;其次分析研究相应风险等级标准条件下,混凝土坝的破坏路径与模式;以混凝土坝溃决模式与坝体结构特性转异为纽带,借助专家经验,设置结构计算的荷载条件与约束标准,再采用有限元计算获得相应的变形预警指标值,进而建立了基于风险管理的混凝土坝变形预警指标拟定方法。以某水电站工程为案例,拟定了该水电站低风险运行的变形预警指标值,验证了该方法是切实可行的。     

大坝瞬时溃决水流数值模拟——以Malpasset水库为例

建立反映天然条件下大坝瞬时溃决水流特点的数学模型,模型采用有限体积法对二维浅水方程进行非结构离散,利用Roe格式的近似Riemann解来计算网格界面处的通量。为避免采用堰流公式估算溃口流量带来的误差,将水库库区与大坝下游的计算区域统一划分计算网格,溃口处流量由计算格式自动识别。以Malpasset水库为例,对数学模型进行了验证。通过与实测数据的比较可以看出,该模型较好地模拟了大坝瞬时溃决后的洪水运动过程,模拟结果可以为溃坝洪水风险分析提供科学依据。     

降雨时程分布对山洪灾害预警影响初步研究

由降雨时间分布的不均匀性带来的流域产流峰值的变化较大,在同一个流域,成灾流量及其它条件相同,但降雨过程不同,所需要的临界降雨量是不同的。因此,山洪灾害预警实践中,通常会因为实际的降雨过程与拟定山洪灾害预警指标所依据的雨型不一致而导致预警不准确。以云南省云县爱华镇田心村下轻木林和涌宝镇涌宝村岔河两个典型小流域为研究对象,构建雨量时程分布不均匀程度计算模型,以介于[-1,1]的无量纲不均匀系数表示降雨的时程分布特性,分析降雨时程分布不均匀系数与临界雨量的相关关系。结果表明:不均匀系数介于-0.8~0.8之间的14种雨量分布模式所引起的临界雨量变化在6.3%~29.6%之间,降雨时程分布越不均匀,临界雨量越小,其中主雨峰偏后的更为明显,说明流域降雨时程分布对山洪灾害预警影响显著。因此在山洪灾害预警实践中应根据实际的降雨过程对预警指标适当修正。     

国家自然科学基金项目（51769017、51969018）

针对现有碾压混凝土坝温度场预警多是基于单个测点进行分析这一不足,提出了利用多测点综合信息预警的模式和方法。采用概率原理对温度监测值的有序度和无序度进行了定义,基于投影追踪法,确定了各测点的权重分布;根据温度场有序到无序的演变规律,结合有序度和测点权重分布,构建了能描述碾压混凝土坝温度场有序性的权重熵;借助典型小概率原理,提出了碾压混凝土坝温度场预警准则。实例分析表明：权重熵的变化规律与温度实测值变化规律相吻合,从而验证了该方法的可行性和有效性。     

冰碛湖溃决灾害评估及应急泄流技术

冰碛湖是我国西南高海拔山区、高山峡谷地带常见的一种湖泊。在全球气候变暖、热带高海拔地区变暖趋势更为明显的背景下,冰碛湖溃决的风险加大。在回顾冰碛湖溃决诱因的基础上,阐述了冰碛湖溃决风险评价的指标和评估方法以及冰碛湖溃决洪水(泥石流)的初步模拟方法,总结出应急泄流是冰碛湖最可行的排险方法,分析了开渠形成冲切泄流和保证坝体稳定泄流的适用条件,详细阐述了冲切泄流中的关键问题,包括过流标准、过流流速的确定和泄流渠的布置以及施工方法的选取。同时,简要回顾了西藏皮达湖、龙巴萨巴湖的排险,阐明了冰碛湖应急泄流中可能遇到的难题和相应的解决方法。     

降雨型滑坡泥石流灾害预警原理及系统结构

降雨型滑坡泥石流预警必须具有超前性。通过对前期研究成果的分析总结,可以将降雨型滑坡泥石流预警分为空间预警和时间预警两大类型。空间预警的目标是预测宏观区域内滑坡泥石流灾害的发生趋势,划分不同时段的危险区范围;时间预警的目标是预报典型滑坡泥石流可能发生的时间阶段。根据预警分类原理,建立了实现两类灾害预警的技术方法体系,构建了降雨型滑坡泥石流预警的系统结构。     

喀喇昆仑山克亚吉尔冰川湖监测预警设计与应用

针对喀喇昆仑山克亚吉尔冰川湖历史上发生多次溃决洪水问题,通过在克亚吉尔冰川湖区选点布设地面监测站,实时监测冰川湖图像、逐日气象、湖水位等7项气象水文要素数据,获得了克亚吉尔冰川湖区地面实测资料,直观地分析冰川湖是否形成及排泄,提前向叶尔羌河下游发出防洪预警警报。目前,冰川湖监测系统运行良好,各项技术指标均满足要求。     

山溪洪水临界雨量基本概念剖析及方法分析

山洪灾害监测预警系统建设是我国当前山洪灾害防治非工程措施建设的重要的内容之一。我国的山洪灾害监测预警系统主要是依据实测雨量与临界雨量的对比而进行预警的。在临界雨量的分析和应用过程中,对临界雨量的认识和理解,还存在较大的分歧,从而导致临界雨量的分析计算及其应用尚存在一些误区。本文根据山溪洪水的特性和致灾机制,对山溪洪水临界雨量的基本概念进行剖析,并对山溪洪水临界雨量的分析计算和应用进行研究。     

基于常见供水格局的水库群供水预警及响应策略研究

随着区域经济社会发展对用水量需求的增加,区域内逐渐形成多水库供水格局。本文针对一种常见的水库群供水格局开展供水预警研究,给出供水预警含义、预警指标及预警线形式、分级分期预警指标阈值确定方法和预警响应策略等。以缺水区域缺水量最小为目标,提出以水库蓄水量为控制指标的分级分期预警体系:即划定不同等级预警线,按照不同分期对预警线进行细化;基于长系列逆时序法供需计算确定预警指标;依据水库预警线确定水库群调水和供水规则,实现多水库联合调度。并以永康市三座中型水库组成的水库群为例,进行水库区供水预警及响应策略的实际应用。研究成果为水库调度决策部门提供了新的调度思路,为干旱期水库群供水运行管理提供依据。     

基于非连续变形分析的重力坝变形预警指标

传统的确定大坝安全监控指标的方法都采用小变形和连续性假设,不能把重力坝的整体抗滑稳定与大坝变形有机地结合起来。在研究影响混凝土重力坝安全的因素和预警指标体系的基础上,引入基于块体理论的非连续变形分析,考虑坝体和坝基整体抗滑稳定,采用强度折减系数法分析了三峡大坝左岸厂房3#坝段的整体抗滑稳定性,得到了安全系数与大坝位移之间的内在联系。根据失稳判据和坝体位移与强度折减系数之间的关系曲线确定了大坝的结构性态,并估计出大坝弹性状态和承载极限状态的变形预警指标。