藏东南林芝地区典型冰湖溃决泥石流基本特征和灾害链研究

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藏东南林芝地区作为我国泥石流灾害最为严重的地区之一,近年来,特别是受全球气候变化的影响,冰川的融化速度加快,冰湖溃决泥石流灾害频繁发生,危害极其严重。林芝地区位于中国西藏藏族自治区的东南部,冰川面积与常年积雪面积达6728.2平方公里,占该区土地面积的5.7%;林芝地区南邻印度洋,属于海洋性季风气候,因而全区气候总体上差异不大,水汽充沛。为了研究林芝地区典型冰湖溃决泥石流灾害链,本文进行泥石流沟床揭底起动实验和冰碛湖溃坝实验来获取该类泥石流沟床揭底起动条件和溃决条件的临界值。与此同时根据前人研究分析冰湖溃决泥石流灾害链的特征,总结得到以下结论:(1)通过对林芝地区4条泥石流沟的野外调查发现,沟道及其两岸松散固体物质较为丰富,主要来源为沟道上游的新老冰碛物及沟道两岸滑坡崩塌,其颗粒磨圆度较差,以碎石为主。经过采样筛分得出固体颗粒的中值粒径D50范围为4-9mm,不均匀系数Cu的范围在20-62之间,为非均匀砂石。(2)冰湖溃决泥石流沟床揭底起动的室内物理模拟实验共进行了9组,分别从起动单宽流量、起动水深、平均流速、水槽坡度、堆积层厚度上分析,得到起动单宽流量、水深与水槽坡度呈负相关线性关系,起动单宽流量、水深与堆积层厚度呈正相关线性关系;平均流速与水槽坡度、堆积层厚度呈正相关线性关系。在实验结果的验证中,根据模型相似比得到实验推算结果与真实情况基本符合。(3)在实验结果的推广应用中,通过差分法得出相对坡度下的起动流量和起动水深相关关系式,计算得到下觉普沟、排龙沟和天魔沟的起动流量和起动水深,用来预测该类泥石流起动条件的临界值。(4)冰碛湖溃决的室内物理模拟实验共进行了9组,通过分析各物理量之间的关系得到:涌浪流量、溃决水深与水槽坡度呈负相关线性关系;涌浪流量、溃决水深与坝体高度呈正相关线性关系。(5)该类泥石流灾害链的形成主要取决于冰滑坡、终碛堤、冰湖规模对冰碛湖溃决的影响、沿程松散物质补给状况及其沟道特征。根据溃决洪水演化的影响因素,总结得到三条主要的灾害链类型,即溃决洪水-稀性泥石流、溃决洪水-粘性泥石流、溃决洪水-稀性泥石流-滑坡(崩塌)-粘性泥石流-堵河-洪水。
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