基于物理过程的冰碛湖稳定性评价模型

作     者：张淼慧 张晨笛 王昊 张波 

作者机构：中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室 中国科学院大学资源与环境学院 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室 

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

年 卷 期：2024年

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] 

基　　金：第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0903-02) 重点研发计划项目(2023YFC3006700 2022YFC3002902) 

主　　题：冰碛湖溃决 终碛坝 漫顶溢流 管涌 稳定性 

摘      要：全球气候变化背景下，青藏高原冰碛湖溃决严重威胁下游居民点和水利水电设施安全。为确定冰碛湖溃决的临界条件、定量分析冰碛湖稳定性，综合冰碛湖扩张、滑体入湖涌浪、涌浪传播、漫顶溢流和管涌侵蚀等多物理过程建立了冰碛湖稳定性评价模型。模型明确了漫顶溢流与管涌溃决的临界条件，以终碛坝坝前水头与溃决临界坝前水头之比作为冰碛湖稳定性系数，既实现了冰碛湖稳定性定量评价，又可揭示冰碛湖溃决主导机制。在西藏嘉龙错应用模型，结果表明，近三十年来嘉龙错漫溢与管涌稳定性系数分别增长了近3倍和1倍，冰碛湖的稳定性显著降低，未来诱发冰湖溃决的主导机制为漫顶溢流。冰碛湖稳定性与平均水深、入湖滑体体积和背水坡坡度成负相关，与坝高成正相关。相同体积刚性滑体对冰碛湖稳定性的降低超过散体滑体，散体滑体诱发冰碛湖漫溢溃决的临界体积比刚性滑体高出一个数量级。本模型将为青藏高原冰碛湖溃决洪水风险定量评估提供重要技术支撑。