堵塞坝溃决对上游来流及堵塞模式的响应

“5·12”汶川地震诱发了大量山体滑坡,导致山区沟道内形成大量松散堵塞坝,其在山洪作用下可能发生溃决,而上游来流及堵塞坝形态对堵塞坝的溃决模式具有重要影响。通过水槽实验研究了不同上游来流条件及堵塞坝形态条件下堵塞坝的溃决过程,将堵塞坝的溃决模式概括为4种：正常溢流、洪水过坝冲刷、无爬高侧蚀以及爬高和侧蚀。研究了不同溃决模式下,堵塞坝的坝体溃决过程和机理,分析了不同溃决模式下溃口流量、溃决历时及溃口发展规律之间的差异。在前人研究成果的基础上,分析了正常溢流模式和无爬高侧蚀模式的溃口发展数值计算模型,借助于Meyer-Peter与Müller泥沙输移公式,计算了洪水过坝冲刷模式下,坝体溃决过程中单宽冲刷率的变化规律,并与实测值比较吻合良好。由于水流与堵塞坝相互作用的复杂性,目前对单个堵塞坝的溃决机制及沟道内多个堵塞坝级联溃决机制等问题的研究仍然不够深入,需要开展大量的研究工作。     

堵塞坝溃决对上游来流及堵塞模式的响应

“5.12”汶川地震诱发了大量山体滑坡，导致山区沟道内形大量松散堵塞坝，在山洪作用下可能发生溃决，而上游来流及堵塞坝形态对堵塞坝的溃决模式具有重要影响。本文通过水槽实验研究不同上游来流条件及堵塞坝形态条件下堵塞坝的溃决过程，将堵塞坝的溃决模式概括为四种：正常溢流、洪水过坝冲刷、无爬高侧蚀以及爬高和侧蚀。研究了不同溃决模式下，堵塞坝的坝体溃决过程和机理，分析了不同溃决模式下溃口流量、溃决历时及溃口发展规律之间的差异。在前人研究成果的基础上，分析了正常溢流模式和无爬高侧蚀模式的溃口发展数值计算模型，借助于Meyer-Peter与Müller泥沙输移公式，计算了洪水过坝冲刷模式下，坝体溃决过程中单宽冲刷率的变化规律，并与实测值比较吻合良好。由于水流与堵塞坝相互作用的复杂性，目前对单个堵塞坝的溃决机制及沟道内多个堵塞坝级联溃决机制等问题的研究仍然不够深入，需要开展大量的研究工作。     

尾矿坝溃决机理与溃坝过程研究进展

尾矿库是维持矿山生产的重要设施,同时也是矿山的重大危险源,开展尾矿坝溃决机理与溃坝过程研究对于提升我国尾矿库防灾减灾水平具有重要意义。分析比较了尾矿坝与挡水土石坝在溃决机理与溃坝致灾过程方面的区别和联系,总结了尾矿坝在坝体形式、填筑方式、坝料组成和溃决机制等方面的特点,对近年来我国在尾矿坝溃坝机理与溃坝致灾过程方面的研究工作进行了较为系统的总结,指出当前我国尾矿坝工程理论研究中存在的问题,并对该领域今后需深入开展的研究工作提出建议。     

考虑材料冲蚀性沿深度变化的堰塞体漫顶溃决模拟

合理预测堰塞体的溃决过程对于致灾后果评价和防灾减灾工作的开展具有至关重要的意义,但由于堰塞体结构和材料的复杂性,给预测工作带来了挑战。基于堰塞体的地质勘察资料和溃决机理,建立了一个可考虑材料冲蚀特性随深度变化的堰塞体漫顶溃决过程数学模型。模型主要包括水动力模块、材料冲蚀模块和溃口发展模块,并采用按时间步长迭代的数值计算方法模拟堰塞体溃决时的水土耦合过程。选择拥有实测资料的白格“11·03”堰塞体溃决案例对模型进行验证,模拟结果验证了模型的合理性。参数敏感性分析结果表明,堰塞体材料冲蚀系数对溃口流量过程具有重要影响,堰塞体材料临界剪应力对溃决过程影响较小;另外,开挖泄流槽可大幅降低库容较大堰塞湖溃决时的溃口峰值流量,是一种行之有效的减灾手段。     

金沙江白格堰塞坝自然泄流冲刷溃决过程数值模拟

堰塞坝冲刷溃决及溃决洪水演进过程十分复杂,其溃决洪水对下游人民生命财产构成巨大威胁。利用数值分析方法对大型滑坡堰塞坝的溃决演进过程进行模拟和重演,对堰塞湖下游的避险与防灾减灾具有重要指导意义。以2018年金沙江"10·11"白格滑坡堰塞湖为例,基于无人机获取的地形数据,建立白格滑坡堰塞坝的三维数值模型,采用Flow-3D软件对堰塞坝的自然泄流冲刷溃决过程进行模拟,分析泄流槽内的流速、冲淤变化特征以及下游溃口处的洪峰流量演变过程。模拟结果表明:堰塞坝漫顶冲刷可以划分为溃决冲刷前、溃口快速拓展阶段、洪峰时刻、溃口稳定发展阶段4个时间段;溃决泄流过程中,泄流槽斜坡道上的水流流速较大,冲刷深度最大,堰塞坝下游出现明显淤积;白格堰塞湖溃决过程中出现了明显的溯源侵蚀现象,在泄流槽不断下切的过程中,泄流槽跌坎不断向上游移动。模拟结果有助于进一步深化对金沙江"10·11"白格滑坡堰塞坝冲刷溃决过程和机理的认识,对于堰塞湖应急处置措施和科学避险方案的制定具有一定的参考价值。     

崩滑堰塞湖的形成-孕灾-致灾机理与模拟方法

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....     

四川彭州龙门山镇8·18泥石流灾害特征与成灾模式分析

2012年8月18日,四川彭州龙门山镇白水河上游暴发大型泥石流灾害,境内发生泥石流60余处,20条沟谷型泥石流沿白水河两岸成不对称分布,右岸泥石流破坏尤为严重.泥石流细颗粒含量低于2%,容重1.74~1.91g/cm3,流速6.9~12.6m/s,流量360~1274m3/s,具有群发性、高容重、过渡性、高速、大流量和暴雨—滑坡—泥石流—堰塞湖—溃决洪水灾链过程等特点.泥石流通过冲刷破坏、淤埋破坏、淤埋与损毁路基等方式直接造成损失,溃决洪水、河床上升增大受灾范围,加重了灾害损失.对震后泥石流危险性认识不足、灾后重建工程选址不当,防治工程标准偏低、损毁严重为造成重大损失的主要原因.研究区泥石流长期处于活跃期,建议通过强化泥石流活动趋势分析与预测、加强重点沟谷泥石流风险评价、注重灾链与河床升高效应进行科学选址、依据震后特点进行泥石流防治、尽快重建滑坡断道路段、提高防灾减灾意识与技能等措施减轻泥石流灾害.     

土石坝和堰塞坝溃决机理与溃坝数学模型研究进展

土石坝溃坝机理与溃坝数学模型研究对于预测溃坝洪水致灾过程和致灾后果具有重要的意义。为此,概要介绍了国内外在土石坝溃决机理与溃坝过程数学模型方面的研究进展,特别是笔者研究团队近年来在该领域的最新研究成果,表明以笔者研究团队为代表的国内专家学者,在高土石坝溃坝离心模型试验技术,高心墙坝、面板坝及堰塞坝溃决机理和溃坝过程模拟理论研究方面走在了世界前列。但在土石坝溃坝过程模拟计算机软件的通用性以及溃坝致灾过程的可视化技术方面与欧美国家相比,仍有相当大的差距。建议今后应加大精细模拟高心墙坝、高面板坝溃坝过程数学模型的研究力度,注重可视化技术在溃坝过程模拟中的应用,加快研制通用性友好,能精细模拟土石坝溃坝及其致灾过程的可视化计算机软件。     

漂木对泥石流输移过程影响试验研究

泥石流搬运大量漂木造成严重危害。通过模型试验，模拟了水力型泥石流搬运漂木并经缝隙坝调控的整个输移过程，分析了漂木长度、漂木量对泥石流输移过程及缝隙坝调控性能的影响。研究结果表明，漂木长度对泥沙启动、缝隙坝过流模式和堵塞特征有重要影响。随着漂木长度增大，泥沙启动率逐渐减小，稳定的漂木对泥沙具有锚固作用。当漂木长度L_w与缝隙坝开口宽度b的比值L_w/b<1.0时，漂木对缝隙坝泥沙拦截率及坝后泥沙堆积体中影响不大。当1.0w/b<1.5时，漂木在缝隙坝处产生轻微堵溃现象，不形成稳定堵塞体。泥沙拦截率随着L_w/b的增大而增大，L_w/b≥1.5时，易形成稳定的漂木堵塞体。缝隙坝泥沙拦截率可达90%以上，坝后堆积体回淤纵坡显著减小，靠近坝体的堆积体粗化现象明显，中值粒径随着L_w/b的增大而增大。漂木相对体积V_w/V_s>0.05时对上述过程有一定影响。本研究为深入理解漂木的影响及缝隙坝的优化设计提供了...     

土石坝溃决过程数值模拟研究进

土石坝的溃决将对淹没区的人民生命财产带来巨大灾难,因此土石坝溃决过程的研究对溃坝致灾后果的评价具有重要意义。首先对大坝的溃决原因进行了分析,并依据常用的土石坝溃决数学模型的分类标准,着重介绍了土石坝溃决参数模型、土石坝溃决过程简化模型和土石坝溃决过程精细化模型的研究进展,对现有成果的优缺点进行了分析总结,并对今后研究的重点提出了相关建议。     

旱灾农业损失动态评估模型及灌溉效益评估研究

旱灾是造成农业生产损失的第一大自然灾害,旱灾损失评估是抗旱减灾工作的重要组成内容。基于简化的Jensen公式,建立旱灾农业损失动态评估模型,结合灌溉方案,对采取灌溉措施后的抗旱效益进行评估。选取徐州市丰县为研究区域,以2002年6月1日至2002年10月31日为评估时段,结合旱灾农业损失动态评估模型,计算得到采取灌溉措施后挽回的粮食总产量,以此对农业灌溉效益进行评估。结果表明,建立的模型使用方便,可以实现对旱灾损失及灌溉效益的动态评估,为抗旱决策提供技术支撑。     

基于灾害链的洪涝灾害风险分析综述

从灾害链的视角对洪涝灾害进行研究,可对洪涝灾害的形成机制、时空分布规律以及洪灾损失有一个更加全面的认知,以系统探讨洪涝灾害以及衍生灾害的应对策略.梳理国内外学者对灾害链的定义,总结了洪涝灾害链的含义,重点阐述了灾害链的研究内容和研究方法,概括了目前针对洪涝灾害链研究的断链减灾措施,认为目前国内外学者对于洪涝灾害链的研究...     

城市暴雨内涝灾害脆弱性研究综述

针对传统脆弱性研究存在的概念和研究框架缺乏共识、空间尺度精细化不足以及耦合自然-社会经济要素的动态模拟薄弱等局限性,梳理了城市暴雨内涝灾害脆弱性认知、测度方法、时空模拟3个维度的研究现状和发展趋势。未来要不断完善城市暴雨内涝脆弱性的理论体系,加强大数据驱动下的内涝脆弱性定量测度方法和人类行为对脆弱性的适应性调控研究,实现城市暴雨内涝灾害脆弱性的多尺度、精细化动态模拟,满足城市防灾减灾和可持续发展建设的需求。     

论古洪水研究在工程水文中的作用

古洪水的研究可以了解近期实测资料中尚未反映出来的洪水特征以及洪水的历史变化规律,从而加深对洪灾成因的认识,为制定减灾措施提供可靠的依据。对古洪水的定义、研究进展进行了阐述,指出古洪水的研究重点是由洪水沉积物保存下来的可分析的沉积记录。总结了古洪水的研究范围及所完成的工作。着重评述了古洪水在工程水文中的三大作用,依次为古洪水在极值洪水分析中的作用,古洪水在设计洪水中的作用,古洪水在检验PMP/PMF成果中的作用。     

黄河下游滩区洪水风险分析及减灾措施研究

黄河下游滩区洪水漫滩灾害频发,作为防洪非工程措施的洪水风险分析对于指导黄河下游滩区实施防洪减灾措施有着重要的意义。针对黄河下游滩区呈现“二级悬河”的不利局面及下游洪水泥沙含量大的特点,采用基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型分量级计算相关洪水风险信息。根据洪水风险分析结果,制定滩区居民迁安救护方案,编制了不同量级洪水淹没下的滩区洪水风险图,增强滩区居民风险意识及应急避险撤退能力。提出了相关减灾应对措施,有着显著的防洪减灾效益。     

以水务云端三维GIS与移动技术构建智能防灾预警与救灾决策支持系统

近年来台湾受到台风灾害的频率、规模、影响所造成的损失有逐年增加趋势。灾害种类与内容更是多样化与复合化,已非单一对策或措施可以防治或应变抢救。因此为事前减少或防止灾害对于人民生命财产的损害,除要了解各种灾害的成因、过程外,更需根据先进科学研究与历史资料探索,探明灾害在空间上的分布范围与集中程度。建立知识平台、数据探勘及综合管理机制,积极构建防灾预警与救灾决策支持系统,可在减灾体系和预警系统的建立上发挥极大作用,可使该系统在今后经历灾害后得到补充和完善。     

抗旱减灾研究综述及展望

近十余年以来全球范围干旱及其灾害频繁发生,越来越多的学者意识到抗旱减灾研究的重要性,开展了一系列卓有成效的研究。本文主要从干旱监测评估技术、干旱预报技术、旱灾风险评估技术以及旱灾管理战略等4个方面系统阐述了抗旱减灾研究脉络及进展,进而探讨未来发展趋势和主要技术难点,指出干旱监测评估呈现由单指标向多指标综合发展、由单一站点强度分析向强度-时间-范围多个特征变量综合分析发展等趋势,干旱预报呈现由基于统计学方法的干旱预报向基于气陆耦合的旱情预报技术发展的趋势,旱灾风险评估呈现由基于数学方法的评估模型向基于物理机制的评估模型发展、由静态风险评估向静态和动态风险评估相结合发展等趋势。     

我国防洪减灾对策探讨

本文从理论层面阐述了洪水管理的科学内涵,并结合防洪和减灾的现状,讨论走向洪水管理的难点、方向,并对工程规划与建设、法规法制完善与实施、工程与非工程部署、洪水风险管理、减灾行为社会化等方面应有的举措提出了具体建议。     

2016年湖南省防汛抗灾工作实践与启示

2016年汛期,湖南省降雨频繁,总量偏多,共发生15次造成较大汛情和灾情的强降雨过程,多个站点降雨量超过历史记录值,多条河流出现超历史洪水,洞庭湖地区水位全面超警戒,灾害损失严重。面对严峻汛情,全省上下,积极应对,获得了防汛抗灾工作的胜利。通过总结2016年度雨水灾情概况、防汛抗灾成效、防灾减灾措施、 经验与启示以及防灾过程中出现的一些薄弱环节,以期为今后防洪减灾工作提供参考。     

基于GIS城市智能型防洪减灾决策支持系统研究

针对城市防洪减灾决策的特点,把专家系统和人工神经网络应用到防洪减灾决策支持系统中,并把其建立在GIS平台上,设计出基于GIS城市智能型防洪减灾决策支持系统的总体框架及主要功能。该系统的建立充分利用GIS强大的空间数据分析和处理能力,实现信息的可视化管理,为防洪减灾决策提供快捷的、形象直观的动态信息支持。