高速滑坡-堰塞湖-溃决洪水灾害链动力演化物理模型与过程模拟

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:walker1116_2009
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山地灾害链是由多种山地灾害组成的线状或带状灾害,是山地灾害的物质、能量和信息在特定条件下相互传递、相互渗透、相互作用和相互转化的结果。相对于单一山地灾害而言,山地灾害链具有时间尺度长、危害范围大和破坏程度高等显著特点。近年来,全球地质活动趋于活跃,同时一些山地灾害易发区与人口密集区重合,导致山地灾害链发生的次数日趋增多。山地灾害链已成为山区人民生命财产安全和重大工程项目的严重威胁。然而目前国内外关于山地灾害链的研究仍停留在概念、分类及定性描述等初步阶段,对山地灾害链物理力学机理的研究还非常缺乏。基于此,论文基于山地灾害链物理力学机理,以高速滑坡—堰塞湖—溃决洪水灾害链为例,系统研究山地灾害链动力演化过程,揭示山地灾害链中各灾害之间相互转化机理,建立基于山地灾害链动力过程的危害区域预测模型,进一步为山地灾害链防灾减灾领域提供技术支持。论文取得了如下成果:  (1)高速滑坡热-水-力耦合机理研究  基于连续介质力学与热动力学框架,结合热传导方程、超孔隙水压力演化方程以及坡面演化方程,系统构建高速滑坡热-水-力耦合物理模型;基于有限体积法,发展高效算法,实现滑坡高速运动及多场耦合的过程模拟,为高速滑坡灾害定量风险评价提供理论支撑。  (2)滑坡入水堵江及涌浪传播双层流机理研究  基于双层流理论框架,考虑滑坡体入水及涌浪传播过程中的能量交换、物质交换以及能量耗散等因素,系统构建了滑坡入水堵江及涌浪传播双层流物理模型;实现滑坡入水堵江与涌浪传播的过程模拟,为滑坡入水堵江及涌浪灾害定量风险评价提供理论支撑。  (3)堰塞坝漫顶溃决及洪水演进的物理机理研究  研究了堰塞坝漫项溃决过程中下切侵蚀与侧蚀的耦合作用,揭示了堰塞坝溃口时空演化机理与溃决洪水演进机理,系统构建了堰塞坝漫顶溃决与洪水演进物理模型;实现堰塞坝溃决与洪水演进的过程模拟,为堰塞坝漫顶溃决及洪水灾害定量风险评价提供理论支撑。  (4)高速滑坡-堰塞湖-溃决洪水灾害链演化机理研究  基于山地灾害链的链式机理,系统研究了高速滑坡-堰塞湖-溃决洪水灾害链各阶段之间转化的临界条件及关键控制要素,构建了完整的山地灾害链体系,实现了山地灾害链动力演化的全过程模拟,为山地灾害链灾害定量风险评价提供理论支撑。
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