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滑坡—堵江—溃决灾害链研究进展

2022-06-10阮合春陈华勇陈剑刚曹春然李慧斌

人民黄河 2022年6期
关键词:溃口滑坡体坝体

阮合春,陈华勇,4,陈剑刚,4,曹春然,李慧斌

(1.中国科学院 山地灾害与地表过程重点实验室,四川 成都 610041; 2.中国科学院水利部 成都山地灾害与环境研究所,四川 成都 610041; 3.中国科学院大学,北京 100049;4.中国科学院 青藏高原地球科学卓越创新中心,北京 100101)

滑坡作为占比最为突出的一种山地灾害,广泛分布于深度切割的高山峡谷地区,常具有高位、高速、远程等特点,尤其在强降雨或高烈度地震作用下发生大规模滑坡的频次更高。 当滑坡运动方向有江河分布时,滑坡体极易入江河堆积形成堰塞坝,壅高上游水位,坝体一旦失稳溃决还将造成下游的巨大洪水灾害,放大灾害影响范围和致灾规模。 例如,1786 年6 月1日四川泸定摩岗岭发生了一起由地震引发的大型滑坡,滑坡体堵断大渡河10 d 后发生溃决,造成近10 万人遇难[1]。 2005 年10 月8 日,巴基斯坦发生7.6 级地震,在Kashmir 地区的Hattian Bala 引发大型山体滑坡,并将Karli 河堵塞,形成高130 m 的堰塞坝,该事件共造成1 000 人死亡,一个村庄被完全摧毁[2]。 2018年10 月10 日,西藏江达县波罗乡白格村发生大规模滑坡并堵断金沙江,上游水位迅速抬升形成堰塞湖,于3 d 后开始漫顶溢流,11 月3 日再次发生滑坡堵塞原有泄流通道,造成了严重的上游淹没及下游溃决洪水灾害。 据统计,此次堵江事件共造成云南、四川、西藏10.2万人受灾,8.6 万人被转移安置;房屋倒塌3 400 余间,1.8 万间不同程度损坏;3.5 万hm2农作物受灾,1.4万hm2绝收;基础设施损失严重,仅云南省直接经济损失就达74.3 亿元[3]。 因此,全面开展滑坡—堵江—溃决灾害链的研究,有针对性地预防和斩断滑坡堵江所诱发的灾害链,为科学防灾减灾提供可靠依据显得尤为重要。 本文在广泛收集国内外已有文献资料的基础上,对滑坡坝的特征及形成条件、滑坡堵江机理、滑坡坝稳定性评估、滑坡坝溃决机理以及滑坡—堵江—溃决灾害链的研究成果进行全面阐述,指出已有研究的不足之处,并提出一些亟待解决的关键前沿性科学问题。

1 滑坡堵江与成坝条件

1.1 形成条件

滑坡坝是一种未经专门设计、无特定泄洪道的天然土石坝,其几何形态、物质组成、内部结构和运行状况均与人工土石坝存在显著差别[4],其溃决可能性远高于人工土石坝,仅有极少数能长时间保留,如塔吉克斯坦1911 年形成的萨雷兹堰塞坝至今仍处于稳定状态[5]。 滑坡堰塞坝的形成需满足一定的物源条件、地形条件、河床条件、水动力条件。 足够的滑坡规模是形成堰塞坝的重要条件之一,当滑坡体规模较小时,滑坡体难以抵抗主河的强水动力,不能将河流堵断[6]。 在地形条件方面,滑坡堰塞坝常发育于深度切割的高山峡谷区,一方面,在高山峡谷区的岸坡、江河凹岸、陡崖等深切河谷地带,能形成有效临空面,唐家山滑坡就处于陡坡凹岸、三面临空的通口河(V 形河谷);另一方面,滑坡岩土体在下滑过程中能够以较大动能抵达对岸将河流堵断。 通常岸坡坡度为30°~45°时易形成滑坡坝,其次是20°~30°的缓坡地带。 此外,V 形河谷较U 形河谷更易成坝[7-10]。 在河床条件方面,河床越宽、水越深,所需的堵江滑坡体体积越大,越难成坝[10]。在水动力条件方面,只有滑坡体在主河中的抗剪阻力大于主河水流的剪切阻力时,才能截流堵江成坝;主河水流流速越大,水流的冲蚀能力越强,越不利于堵江[10-11]。 综上,深度切割的高山峡谷地区(西南、台湾地区等)的大江大河(雅砻江、岷江、大渡河、金沙江等)支流、上游峡谷是孕育滑坡堵江的高发区。 在遭遇地震、极端天气后,必须给予密切关注[10]。

1.2 形成动力过程

表1 半经验半理论的滑坡堵江判别式

此外,因滑坡堵江过程具有高速短时的特点,开展滑坡堵江过程的模型试验具有较大困难,因此数值模拟成为主要研究手段。 离散元法(DEM)作为专门用来解决非连续介质的数值模拟方法,可将滑坡体视为离散的岩块,允许各岩块发生平移、转动和变形,块体之间的节理面也可被压缩、分离或滑动,因此该方法在滑坡堵江过程模拟中得到广泛应用[12,18-21]。 在此基础上,Zhao T 等[22]采用离散元与计算流体动力学相耦合的方法(DEM-CFD)对狭窄河流滑坡坝形成过程进行模拟,该方法可模拟滑坡体与主河水流的相互作用;王叶等[23]采用连续—离散耦合分析法(FDEM)模拟了云南鲁甸红石岩滑坡三维滑坡体从变形破坏至堆积形成堰塞体的全过程,该方法可模拟滑坡体从连续状态向非连续状态的转化过程;邬爱清等[24]采用DDA法对唐家山滑坡过程进行反演分析,该方法能够将真实时间和非连续大变形相结合。 但目前对滑坡堵江问题的研究主要集中于坡面和沟谷形态对滑坡堵江过程的影响,事实上,滑坡堵江过程也是一个滑坡体与主河水流相互作用的复杂过程,目前对其进行研究的成果尚不多见。 此外,所建立的数值模型在模型边界条件(滑面、河谷等)、颗粒组成、颗粒间的接触情况均作了不同程度的简化,比如通常将坡面、河谷、颗粒分别简化为平面、V 形、圆形,与实际极不规则的坡面河谷形态和岩土体颗粒显然不符。

2 滑坡坝稳定性评估

堰塞坝形成后,若稳定性较低,则存在突然溃坝风险,应及时采取应急处置措施,开挖泄流槽或转移安置下游人口等;若具有较高稳定性,则可考虑将其保留,一方面堰塞湖可控制河床下切,降低两岸滑坡概率,另一方面可进行自然景观的开发利用,维持水生态环境[25-26]。 因此,有必要深入开展滑坡堰塞坝稳定性评价的研究。 但滑坡堰塞坝因天然原因形成,极为复杂的坝体形态、物质组成与结构,加之地震、来流条件等外界因素均对坝体稳定性产生影响[25-26],给坝体稳定性的准确评估带来了巨大挑战。

一般情况下,潜在滑坡体、滑坡堵江分别具有显著隐蔽性和短暂突发性的特点,对滑坡堵江难以预测,但需要对形成后堰塞坝的危险性和稳定性进行快速评估,为应急响应争取更多时间。 Cui P 等[27]结合野外考察资料,以坝高、最大库容、坝体物质组成作为堰塞湖危险性评估指标,制定出极高、高、中、低4 个危险等级(见表2),可对滑坡坝的危险性进行快速评估。

表2 堰塞湖危险性等级划分标准[27]

同时,许多学者提出了基于地貌学指标的堰塞坝稳定性快速评估方法(见表3)。

由表3 可以看出,各学者所选样本的来源及案例数存在较大差异,指标单一,未综合考虑坝体物质组成与结构、主河水动力条件以及区域特性等影响因素,致使建立的判别式各不相同,具有较强的区域独特性,对新样本的预测存在较多无法确定或误判的情况,使用时应谨慎合理选用。 在后续研究中应不断增加可用样本案例数,对现有公式进行改进或考虑更多因素的耦合作用,以寻求更加准确快速的判别方法。

表3 滑坡坝稳定性快速评估判别式

除了对滑坡坝进行初步的快速评估,还需对其进行精确评估,一些更为精确的定量评估方法相继涌现。传统的极限平衡边坡稳定性分析法在滑坡坝稳定性分析的初期得到一定应用,汪明元等[35]采用简化Bishop法分析了唐家山堰塞坝泄流对坝坡稳定性的影响。WEN H X 等[36]利用瑞典条分法分析了不同水位和地震对唐家山堰塞坝稳定性的影响,但该方法假设土体均质,与实际滑坡坝的高度非均匀性不符。 宋彦辉[37]首次采用有限元强度折减法对不同水位及地震荷载下滑坡坝的稳定性进行模拟计算,但计算过程中若坝坡存在局部屈服时,就认为坝坡已经破坏,难以反映坝坡整体稳定性,在应用该方法时应排除地形等可能造成的局部效应。 此外, Peng M 等[38]通过大型水槽试验研究了滑坡涌浪作用下,上游不同水位和浪高对滑坡坝稳定性的影响。 随着堰塞坝上游水位的升高,坝体浸润线不断抬升,坝体很可能在高水头差作用下发生渗透变形或破坏,使坝体稳定性急剧下降。 对此,Regmi R K 等[39]建立了水—气两相三维非饱和渗流模型,结合二维面流和冲淤模型,分析了滑坡坝的稳定性;崔银祥等[40]通过三维渗流Modflow 软件计算黄河上游某滑坡坝的实际水力坡降来判断坝体的渗透稳定性;石振明等[4,41]通过分析高渗透区域对红石河堰塞坝渗流特性的影响规律,指出渗流失稳是管涌和边坡失稳的循环发展过程,并提出了一种考虑高渗透区域存在的堰塞坝渗流稳定分析方法。 此外,石振明等[4]通过堰塞坝不同颗粒级配的饱和渗透破坏试验,提出了采用最佳细粒含量指标判别堰塞坝渗流破坏形式的方法以及一种新的管涌破坏的临界坡降Ik计算式(见表4)。

浮萍是单子叶植物纲、浮萍科约30种植物的统称。它们不像常见的花花草草那样长有叶片或茎,浮萍的整个植株都是由小型的叶状体组成的,还有一种叫作“无根萍”的浮萍甚至连根都没有。不过可不要小看它哦!无根萍可拥有一个“世界之最”的头衔呢——世界上已知的最小的种子植物。

表4 滑坡坝渗流计算[4]

总体来说,目前对滑坡坝稳定性定量评估的研究还不够深入,主要局限于坝体形态、物质组成和外部荷载等方面,对坝体结构特征的影响研究较少,比如目前尚未见到关于坝体内部局部架空现象对整体稳定性的影响研究。 从本质出发,详细阐明坝体内部结构特征、物质组成及各影响因素间的耦合作用机理是精确评估滑坡坝稳定性的关键前提条件。

3 滑坡坝溃决机理

堰塞坝的溃决模式主要有渗漏管涌、坝坡失稳和漫顶溢流[1]。 其中漫顶溢流冲刷溃坝占溃坝总数的90%以上[42]。 坝体溃决时的洪峰流量大小直接决定了溃决洪水的灾害程度,而溃决洪水又与坝体的形态、物质组成与结构以及上游来流条件等密切相关。 因此,为准确进行溃决灾害的预测评估,需弄清堰塞坝的溃决机理。 其研究方法可分为试验研究和数值模拟。

3.1 滑坡坝溃决机理的试验研究

试验研究作为一种重要的研究手段,能够直观反映变量之间的因果关系,反演研究实例,也常用来验证数值模拟的合理性,同时还具有成本低、周期短、易获取数据等优点。 国内外学者开展了许多关于滑坡坝溃决机理的试验研究。

3.1.1滑坡坝溃决过程

在堰塞坝漫顶溃决过程方面,Zhao W Y 等[43]通过试验发现坡面侵蚀是堰塞坝漫顶溃坝的主要形式,随着持续的溢流冲刷,初期在坡面形成的小冲沟逐渐扩大合并。 Yang Y 等[44]通过试验研究,将均质非黏性滑坡坝的溃决过程分为渗透侵蚀、初始溃口形成、溯源侵蚀、溃口的快速下切和展宽、冲淤平衡(粗化再平衡)5 个阶段,指出初始溃口最可能发生在靠近渗流面上边缘的下游坝坡处。 陈华勇等[45]将正常溢流模式下滑坡坝的溃决过程总结为“由水流冲蚀引起的连续纵向下切”及“溃口边坡失稳坍塌引起的间歇性横向扩展”。 Zhao T L 等[46]通过滑坡坝漫顶溃决离心模型试验,发现因溃口侵蚀过程中大颗粒不断沉积粗化,下切过程终止于整个溃决过程前期,伴有明显的溯源侵蚀,而侧向侵蚀将一直持续到溃决结束。

3.1.2滑坡坝溃决过程影响因素

滑坡坝溃决是一个复杂岩土体与强非恒定水流相互作用的复杂过程,影响因素众多,目前对其进行试验研究一般采用控制变量法,难以考虑多因素的耦合作用。 现有研究成果主要集中于坝体形状、坝体物质组成、来流情况几个方面,得到的结论也极为类似:在坝体物质组成方面,松散状态下堰塞坝的侵蚀过程主要包括坡面冲刷、冲沟、下蚀、侧蚀等阶段,溯源侵蚀不明显,溃口展宽的主要模式为溃口边坡的剪切滑动,洪峰流量和总输沙量均大于密实状态;密实状态下,堰塞坝会出现陡坎、冲蚀坑等,溃口展宽模式为边坡土体的重力崩塌。 平均粒径越大,坝体抗冲刷能力越强,但渗透系数会随之增大;黏性土可减小坝体渗流和沉降,对溃坝起抑制作用。 在坝体形态方面,坝体形态决定了初始决口的位置,进而决定了溃口侧向侵蚀的方向(单向或双向侧蚀);随溃口深度增加,侵蚀速率逐渐减小,并且展宽速率对流量的影响大于下切速率的,侵蚀速率与剪切应力线性相关。 下游坝坡坡度越小、坝顶越宽,溃决速率越小,洪峰流量越大,峰现时间越长。不同的初始溃口形状,溃决过程也会有所不同,通常复式断面的各项指标均优于三角形和梯形断面,能够有效减轻下游防洪压力。 在来流条件方面,上游来流决定了溃坝过程和溃决流量,来流越大,水动力越强,洪峰越早越“尖瘦”,溃口尺寸与库容线性相关[20,47-57]。

此外,刘杰等[58]研究了初始含水率及人工干预对堰塞坝溃决的影响,初始含水率越大,溃口发展越快,峰现时间越短;采用人工抛投块石能够有效控制溃决流量。 刘邦晓等[59]通过水槽试验研究了不同沟床坡度对堰塞坝溃口下切过程的影响,并将溃口发展分为溃口缓慢贯通、加速侵蚀和减速侵蚀3 个阶段,蒋先刚等[60]也得到类似结论。

目前对滑坡坝溃决过程影响因素的研究已取得较大进展,对泄流过程中的人工干预、坝体含水量、主河床条件等因素的研究尚处于初步阶段,尚未见到坝体不同黏粒含量,以及大(或超大)粒径块石存在对滑坡坝溃决过程的影响研究。 同时,受相似准则的限制,试验研究成果还难以进行比尺转化,可考虑开展大尺度试验研究,并且受观测手段的限制,现有研究还难以将溃口形态的连续发展过程精确定量地记录下来。

3.2 滑坡坝溃决机理的数值模拟

随着计算机技术的快速发展以及人们对滑坡坝溃决机理认识的不断深入,采用数值模拟方法对滑坡坝溃决过程进行研究分析的成果越来越多。 与水槽试验相比,采用该方法除具有成本低、耗时少、参数易改变等优点外,还能清楚表达变量之间因果关系的连续变化过程或多变量的耦合作用。

溃口的发展决定了溃决洪水特性。 Wang L 等[61]采用圆弧滑动的边坡稳定性分析方法对滑坡坝漫顶溃决时溃口的横向扩展进行分析,开发了一种将DBSIWHR 与DB-IWHR 相结合,快速计算溃口扩展及溃决洪水的电子表格;赵高文等[57]根据土力学理论,针对试验观察到由滑坡堰塞坝溃口发展而导致堰塞坝发生的二次滑坡过程进行模拟分析,提出对可预测二次滑坡的滑动半径及滑动面积的圆弧滑动模型。 但事实上对于黏性较高的土体,溃口还存在侧向坍塌的现象。Zhao T L 等[46]采用由Fread 提出的BREACH 模型对滑坡坝漫顶溃决离心试验结果进行验证;李敬等[62]以唐家山滑坡坝为研究对象,对BREACH 模型中的竖向冲蚀公式和线型参数进行改进后,模拟了溃坝洪水的峰值流量、峰值段持续时间、总泄洪量等参数,但BREACH 模型需假设坝顶和坝坡有一个矩形的初始泄流漕,溃决过程中下切速率与侧蚀速率相同,整个溃口平行于坝顶和坝坡发展,与实际情况存在较大差距。黄金池[63]采用通过试验资料建立的高强度泥沙冲刷计算公式将溃口(梯形)垂直下切、横向扩展和坝坡溯源冲刷3 种方式联系在一起,建立了堰塞坝逐渐溃决数学模型,模型中假设溃口下切和展宽速率相等。Zhong Q M 等[64-65]建立了可模拟唐家山堰塞坝漫顶溃决过程的水土耦合数学模型,模型考虑了坝体的不完全溃决、坝基冲蚀以及溃口(梯形)的单侧与两侧侵蚀,但成果有较强局限性;Chang D S 等[66]提出了一种基于物理过程的滑坡坝漫顶溃决模型,模拟了土壤可蚀性随深度变化对侵蚀过程的影响;Shen G Z 等[67]除了考虑土壤可蚀性随深度的变化,还考虑了侵蚀模式(单侧溃坝和双侧溃坝)以及坝体不同物质组成。 Cao Z X 等[68]基于传统的浅水动力方程,建立了滑坡坝溃决二维模型,采用模型试验对其进行参数标定和验证,但溃口均视为梯形,方程的构建也做了较多简化。

坝体溃决后形成的溃决洪水在下游的演进规律直接决定了下游的灾害程度。 Fluent 作为一款广泛应用于流体力学的模拟软件,可用来模拟溃决洪水的演进过程[69-71]。 虽然该软件对纯水流预测较准确,但对溃口发展机理的认识还不够深入,溃口的简化会导致结果存在较大误差;对于溃决高含沙水流,甚至有的已经转化为溃决型泥石流,该软件能否适用还有待进一步验证。 此外,Ma H B 等[72]提出了一种能对堰塞坝漫顶溃决洪水进行实时预报的方法,但对于溃口复杂发展的情况,预测性能会有所降低;Peng M 等[42]基于52个滑坡坝溃决案例资料,建立了滑坡坝溃决特性参数(峰值流量、溃决深度、溃决顶宽、溃决底宽、溃决持续时间)的经验模型,具有一定主观性。

综上所述,针对滑坡坝溃决过程数值模拟的研究已取得较为丰硕的成果,采用了多种理论模型对其进行模拟,但要提高其计算精度,还应从根本上准确描述溃口的发展过程,而现阶段大都预先假定溃口几何形状为梯形、三角形或矩形,下切速率等于侧向展宽速率,与实际情况不符,特别在坝体黏性较高时,溃口存在负倾角边坡的严重坍塌现象。 同时,在建模过程中,模型边界条件、动力学方程等均存在不同程度的简化,导致模拟计算结果准确性偏低。

4 滑坡—堵江—溃决灾害链

单一的山地灾害包括崩塌、滑坡、泥石流、溃决洪水等多种类型。 在高山峡谷区,受狭窄空间限制,不同类型的大型、特大型单一山地灾害往往发生灾种转化,形成灾害链。 与单一灾种的山地灾害相比,灾害链的成灾规模、影响范围、破坏能力显著增加[73],并且灾种间组合形式多样,形成的灾害链种类繁多[74],滑坡—堵江—溃决灾害链作为其中一种由滑坡引发的常见灾害链类型,因滑坡体在物质组成、结构、运动形式、堵江过程以及堰塞坝(形态、结构、物质组成)等方面均具有复杂性和独特性,导致滑坡—堵江—溃决灾害链整个动力过程与其他灾害链类型有显著差异。

目前关于滑坡—堵江—溃决灾害链的研究还处于起步阶段,主要集中于对典型案例的孕灾环境、成因、基本特征、致灾特点以及防御措施进行研究分析。 钟敦伦等[74]对山地灾害链的成因进行分析,指出山地灾害链的形成是各灾种的物质、能量和信息在特定条件下相互作用、渗透、传递和转化的结果,并定性分析了各灾害链类型的防治难度;王春振等[75]简要阐述了由汶川地震所诱发的滑坡—堵江—溃决灾害链成因和致灾特点;崔云等[76]分析了强降雨对山地灾害链演化的控制激发作用,认为该作用是通过水作用的特殊机制体现的,降雨放大了灾害链的致灾范围和演化进程。在此基础上,部分学者还尝试对滑坡—堵江—溃决灾害链全过程进行定量分析,但研究尚不够深入。 董骁等[77]以拉月大滑坡为例,结合其他案例资料,提出了崩滑堵江灾害链的成灾类型与模式,并采用DEM 法模拟了整个灾害链过程,应用“链式结构原理”及“灾源破坏机理”对结果进行综合分析;徐文杰等[78]结合地质调查与动力有限元分析技术,对肖家桥滑坡堵江过程进行反演分析,提出该过程的4 个阶段,并定性分析了滑坡坝的稳定性与溃决模式;戴兴建等[79]基于遥感影像数据建立了一个三维数值模型,采用DAN3D和FLOW3D软件再现了易贡滑坡—碎屑流—堰塞坝溃坝全过 程;Fan X M 等[80]首次将岩 体 稳定性 模 型(FLAC3D和RocPlane 工具)、滑坡体滑动MassFlow 程序、溃坝DABA 程序和溃决洪水HEC-RAS 程序有机结合,对白格3 个潜在滑坡体可能引发的滑坡—堵江—溃决灾害链进行了全过程模拟,虽然各模型均存在不同程度局限性,模拟过程存在误差累积,但为该灾害链的研究提供了一种新的思路。

虽然目前关于滑坡堵江判别条件、滑坡坝溃决模型方面的研究已取得一定进展,但研究过程中二者之间几乎是脱节的。 事实上,滑坡—堵江—溃坝灾害链是一个复杂连续的动力演化过程,在滑坡体启动→高速滑动→滑坡体入江堆积成坝→堰塞坝溃决→下游洪水演进等连续过程中的每个阶段,都遵循各自的物理机制,具有不同的初始条件和边界条件;灾种之间的转化是灾害链形成与演化过程中的一个关键环节,而各灾种之间转化的临界条件又是灾害链形成的先决条件,只有对整个灾害链以及各灾害单元演化的物理过程进行深入分析,阐明滑坡—堵江—溃决灾害链中各灾种间的转化机理,才能从系统演化的角度将各灾害单元整合成一个完整的灾害链体系,实现灾害链全过程定量描述的无缝衔接。

5 结论与建议

滑坡—堵江—溃决灾害链涉及滑坡动力学、岩土力学、泥沙动力学以及流体力学等多学科交叉和复杂滑坡体、坡面、河谷、主河水流多因素耦合,目前虽然对滑坡堵江、滑坡坝溃决单一灾种的研究已取得一定进展,为制定科学有效的防灾减灾措施提供了重要的理论科学依据,但对滑坡—堵江—溃决灾害链问题的研究尚处于起步阶段,目前仍存在一些亟待解决的关键前沿性科学问题:

(1)滑坡堵江过程实际上是一个滑坡体与坡面、沟谷、主河水流耦合的复杂过程,目前对该过程的研究主要集中于坡面沟谷形态对滑坡堵江过程的影响,所采用的数值模型对边界条件(滑面、河谷等)、颗粒组成、颗粒间的接触情况均作了不同程度的简化,与实际情况差别较大。 因此,应全面考虑滑坡体与坡面、沟谷、主河水流的耦合作用,对从滑坡体的启动到入河堆积全过程进行系统深入分析,构建准确全面的理论数值模型或堵江判别式。

(2)滑坡坝稳定性的快速评估在应急抢险中发挥着重要作用。 目前已建立了许多快速评估判别式,但因各判别式所选样本案例存在较大区域独特性、数目参差不齐及指标单一,导致对新样本的预测不够准确或存在误判。 此外,对滑坡坝后期的稳定性评估还局限于坝体形态、物质组成和外部荷载等方面,对坝体结构特征的影响研究较少。 对此,应从本质出发,详细阐明坝体内部结构特征、物质组成及各影响因素间的耦合作用机理,比如坝体内部局部架空现象对稳定性的影响,在此基础上增加样本案例数,构建更加快速、准确的稳定性评价方法。

(3)准确预测溃口发展过程,是精确估算溃决洪水的关键,而目前在滑坡坝溃决机理研究的数值模型中大多预先假定溃口几何形状为梯形、三角形或矩形,下切速率等于侧向展宽速率,并且模型边界条件、动力学方程等均存在不同程度的简化,显然与实际情况不符。 对此,应从根本上建立能准确描述溃口发展过程,特别是在坝土黏性较高时溃口存在负倾角边坡的严重坍塌现象的理论模型。

(4)在滑坡坝漫顶溃决过程的试验研究方面,目前对泄流过程中的人工干预、坝体含水量、主河床条件等因素的研究尚处于初步阶段,尚未见到坝体不同黏粒含量以及大(或超大)粒径块石存在对滑坡坝溃决过程的影响研究,应深入开展该方面的研究。 此外,目前的试验研究大多是小尺度试验,很多现象可能被掩盖,并且受相似准则的限制,成果具有较强局限性,难以进行多比尺转化应用,可考虑进行大尺度试验或完善模型相似准则。

(5)滑坡—堵江—溃决灾害链是一个连续变化过程的常见灾害链类型,具有强大的破坏力,目前虽然对滑坡堵江判别、滑坡坝溃决等方面的研究已取得较大进展,但研究过程中是脱节的,对滑坡—堵江—溃决灾害链全过程的研究尚处于起步阶段。 对此,应将各灾害单元紧密结合,侧重于灾种间转化的临界条件及动力演化过程,对滑坡—堵江—溃决灾害链进行深入系统的研究,实现整个灾害链过程定量描述的无缝衔接,为灾害链的科学精准防治提供有力支撑。

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