喜马拉雅北麓郭如错冰湖泥石流沟发育特征及对拟建中国至尼泊尔铁路的影响研究

拟建中国至尼泊尔铁路首次穿越全球冰湖分布最为集中的喜马拉雅区域,最为典型的是郭如错冰湖,铁路桥梁位于其溃决通道上,如何计算桥梁净空设置和墩台防护所需参数,国内外标准、规范未见针对线性工程的冰湖溃决特征值计算。通过地质调查,结合1984年至今多期历史卫星遥感影像、SBAS-InSAR差分干涉图形变分析、雨洪法、RAMMS数值模拟等技术手段,圈定物源的储量和分布特征,分析郭如错冰湖库容、面积的变化趋势,评价终碛垄、后缘冰川的结构和稳定性。雨洪法计算结果:流速3.51 m/s,泥深1.26 m,整体冲击力29.30 kN/m^(2);RAMMS计算结果:流速3.54 m/s,泥深1.28 m,整体冲击力19.00 kN/m^(2)。对比雨洪法与RAMMS数值模拟计算结果,在铁路桥梁位置断面处,雨洪法与数值模拟结果接近,采用雨洪法计算的结果具备合理性。因此,郭如错冰湖溃决通道上的铁路桥梁净空建议采用7.89 m。该方法对冰湖发育区的线性工程如何开展冰湖溃决型泥石流特征值计算工作进行了初步探索,在喜马拉雅山区等区域的选线中可供借鉴。

基于RAMMS的冰湖溃决型泥石流演进模拟及危害性

冰湖溃决型泥石流作为目前西藏境内最主要的地质灾害之一,对下游工程的建设与运营造成潜在威胁。以西藏洛隆县冻错曲冰湖为例,基于现场调查、遥感解译、特征值计算和数值模拟方法,对冻错曲冰湖泥石流孕灾条件、动力学特征及溃决演进过程进行研究,分析其对下游工程建设的影响。采用无量纲堵塞指数(dimensionless blockage index,DBI)方法对冻错曲冰湖堰塞体稳定性进行评价,结果表明该堰塞体位于非稳定区与稳定区之间,存在发生溃决的风险。基于三维动态模拟软件RAMMS的Voellmy-Salm单相流模型,模拟分析了冻错曲冰湖泥石流在2种溃决模式下的演进过程。模拟结果显示:冻错曲冰湖泥石流溃决演进过程可归纳为初始溃决、加速运动、减速运动、沟口停淤4个阶段;2种溃决模式下冰湖溃决影响范围都经过拟建工程位置,潜在威胁区泥石流平均深度分别为4.87 m和8.26 m;在瞬时全部溃决场景下,冰湖溃决泥石流在拟建工程处最大流速为5.74 m/s,最大流量为2843.38 m^(3)/s。研究成果有助于评价冰湖溃决型泥石流的危害性,并为工程防治设计提供参考。

西藏洛隆县巴曲冰湖溃决型泥石流演进过程模拟研究

巴曲冰湖溃决型泥石流紧邻川藏铁路某车站,可能对其建设及运营产生威胁。首先基于现场调查和遥感解译查明了巴曲泥石流的基本特征,采用规范公式计算了巴曲暴雨泥石流的动力学参数。然后采用无量纲堵塞指数(DBI)评价了巴曲沟内7个主要冰湖堰塞坝的稳定性。评价结果表明:巴曲1#冰湖堰塞坝的DBI值处于非稳定区,3#、4#和6#堰塞坝的DBI值处于非稳定区与稳定区之间,存在发生冰湖溃决的风险。最后,采用快速物质运动模拟软件(RAMMS)单相流数值方法,模拟分析了巴曲沟在4个极端场景下的冰湖溃决演进过程。模拟结果显示:巴曲冰湖溃决后的演进过程分为开始-汇流-冲出-停积四个阶段,共历时约4.5 h。在1#—4#及6#冰湖堰塞体全部溃决工况下,冰湖溃决泥石流在沟口的最大流速为5.92 m/s,最大深度为4.35 m,最大流量为1954.42 m^(3)/s,为暴雨型泥石流的5.1倍。除此之外,4个场景下冰湖溃决洪水的影响范围都经过拟建车站,泥石流最大深度分别为1.91,3.36,1.53,4.35 m。因此在车站设计时需采取排导槽或导流堤等工程措施进行防护治理。上述研究结果可为川藏铁路选线及青藏高原东部地区的冰湖溃决型泥石流防治提供参考。

冰湖溃决泥石流的形成、演化与减灾对策

本文分析了主要由冰滑坡和冰崩入湖导致的冰湖溃决的机理和条件。进而 ,从气候条件、水文条件、终碛堤、冰湖规模、冰滑坡、沟床特征和固体物质补给等方面分析了冰湖溃决泥石流的形成条件和特点 ,归纳出冰湖溃决泥石流沿程演化的 6种模式 :溃决洪水 -稀性泥石流、溃决洪水 -黏性泥石流、溃决洪水 -稀性泥石流 -黏性泥石流、溃决洪水 -黏性泥石流 -稀性泥石流、溃决洪水 -稀性泥石流 -黏性泥石流 -稀性泥石流和溃决洪水 -黏性泥石流 -稀性泥石流 -洪水。针对冰湖溃决泥石流突发性强、频度低、洪峰高、流量大、流量过程暴涨暴落、破坏力强和灾害波及范围广等特点 ,提出了 7点减灾对策。

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50a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．

藏东南冰湖溃决泥石流形成的气候因素与发展趋势

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,对藏东南社会、经济危害严重。文中根据实地调查及相关资料,分析了气温和降水对冰湖溃决和冰湖溃决泥石流的影响以及冰湖溃决泥石流年内和年际的形成规律,并认为冰湖的溃决往往是由于异常气候条件造成的,冷湿的气候环境有利于冰川的积累。当气候转为湿热或干热,特别是气候突变异常年代,最易引起冰湖溃决泥石流。受西藏气候变化的影响,未来40年藏东南冰湖溃决泥石流的发展趋势呈抛物线"∩"型。

典型冰湖溃决泥石流成因分析及危险性评价体系探讨

以高分辨率遥感技术为主要手段,结合地面调查,开展典型冰湖溃决泥石流灾害调查。文章通过对日喀则地区20个冰湖的调查资料,分析其成因机理,建立冰湖溃决泥石流危险性评价模型进行评价,评价结果与实地调查基本一致。