水库滑坡灾害致灾机理及防控技术研究与展望

作     者：周家文 陈明亮 瞿靖昆 胡宇翔 夏茂圃 蒋楠 李海波 范刚 ZHOU Jiawen;CHEN Mingliang;QU Jingkun;HU Yuxiang;XIA Maopu;JIANG Nan;LI Haibo;FAN Gang

作者机构：四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2023年第55卷第1期

页      面：110-128页

核心收录：

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0837[工学-安全科学与工程] 0705[理学-地理学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金长江水科学研究联合基金项目(U2240221) 四川省青年科技创新研究团队项目(2020JDTD0006)。 

主　　题：水库滑坡 失稳机理 致灾评估 监测预警 防控减灾 

摘      要：随着中国高坝大库水利水电工程的相继运行,水库滑坡灾害已成为影响工程运行稳定和威胁沿岸人民生命财产安全的重大隐患,提升其综合防控能力是国家重大需求。水库滑坡是一个复杂的地质综合体,其变形破坏过程不仅与滑坡所在区域的地质条件特性相关,更取决于诱发因素如降雨、库水位变动等动态作用的影响,从开始孕育变形到最终失稳破坏一般需经历较长的历时,是一个不断累积发展的过程,不仅涉及降雨入渗与库水影响的时空叠加作用,更涉及多因素耦合下的渐进破坏机制,其致灾机理与防控难度极高。本文结合大量现场调查、室内外试验和数值模拟,总结了库区地质、水文等条件对于滑坡易感性及空间分布的影响规律,揭示了强降雨、库水位变动及多因素叠加作用下水库滑坡的累积灾变失稳机理;建立了离散元模型与流体力学模型(DEM–SPH)耦合的滑坡–涌浪模拟技术,能够较好地揭示高速滑坡体入河与水流的强碰撞及涌浪的非线性传播过程,可为滑坡致灾影响范围及应急避险方案制定提供科学依据;构建了无人机–3维激光扫描空地数据融合的大范围水库滑坡3维变形演化监测技术,并归纳总结了水库滑坡的综合治理技术。此外,针对多因素驱动下水库滑坡复杂致灾机理及防控技术方面的研究不足和局限性,展望了水库滑坡在灾变累积失稳与稳定评价、多源融合监测与智能预警、滑坡–涌浪流固耦合模拟与致灾影响评估、生态措施–支护结构联合治理技术方面的未来发展方向,期望为水库滑坡灾害防控减灾研究提供借鉴。