成都山地所研究生来站开展冰湖溃决洪水实验

冰湖溃决洪水,是由于冰湖溃决导致的突发性洪水,是高山冰川作用区域最为常见的一种自然灾害,其作用机理与影响机制与暴雨、融雪或者洪水均不相同。相比于前者,冰湖溃决洪水更具有突发性强、频率低、洪峰高、流量过程暴涨暴落、破坏力强以及灾害波及范围大等特点。大量历史证据表明,冰川和冰川湖溃决引发的泥石流灾害已经对其下游的居民的生命和财产安全造成了巨大的损失。青藏高原是我国现代冰川分布最多的地区,也是现代冰湖分布最多的地区。冰碛湖的形成主要有两种:一是由表面湖扩展形成;二是由终碛或侧碛堰塞形成。控制冰碛湖形成的主要三项基本特征是冰川表面地貌、冰川规模和冰川运动速度。因表面湖扩展所形成的冰碛湖一般在山前冰川地貌、冰川规模大和冰川运动速度不大的情况下出现,因终碛或侧碛堰塞所形成的冰碛湖一般在山岳冰川地貌、冰川规模较大和冰川进退运动速度快的情况下出现。冰湖溃决的溃决机理研究国内外均极少,至今在中外公开出版的文献中,尚未有专题系统论述过冰湖溃决机理以及溃决之后下游形成的冰湖溃决泥石流,因此这是一个崭新的研究命题。

基于国内外现有的研究现状,成都山地所鲁学强硕士与2020.10.16-2021.01.23来站进行冰湖溃决机理的实验探究。来站期间,分别完成了场地布置,实验水槽的搭建与组装,冰湖溃决实验的实施等相关工作。实验水槽主要分三段进行灾害链全过程模拟:涌浪激发段、坝体模拟段、泥石流监测段。涌浪激发段主要模拟冰崩入湖激发涌浪,涌浪传播到冰碛坝坝身侵蚀坝体结构,进而引发冰碛坝溃决;坝体模拟段主要是坝体结构本身的模拟,观测坝体溃决行为以及侵蚀率分布;泥石流监测段主要针对溃决洪水泥石流运动过程中力学参数的监测与测量,包括泥石流基底切应力,正应力和孔隙水压力。


 

实验全景

实验细节