????“滑坡/碎屑流-堵江”是山區(qū)環(huán)境中一種常見的地質(zhì)災(zāi)害鏈?;麦w失穩(wěn)后,在重力作用下快速進(jìn)入河道與河流發(fā)生強(qiáng)烈固液相互作用后,堆積形成天然滑坡堰塞壩;河道堵塞后的上游雍水往往匯聚成湖,一旦潰決將引發(fā)突發(fā)性潰決洪水,對下游居民的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。盡管此類災(zāi)害(鏈)突發(fā)性高、破壞性強(qiáng)、危害范圍廣,但當(dāng)前對其形成與潰決過程認(rèn)識不清、機(jī)理認(rèn)識不明,限制了堰塞湖災(zāi)害鏈的精準(zhǔn)防控與防災(zāi)減災(zāi)。
????針對上述問題,中國科學(xué)院、成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所周公旦研究員團(tuán)隊聚焦“滑坡-碎屑流與河流的相對流動性對堵江及潰決過程的影響機(jī)制”這一關(guān)鍵科學(xué)問題,自主研發(fā)大型災(zāi)害鏈模擬實驗裝置,在中國科學(xué)院東川泥石流觀測研究站開展了系列“滑坡-堵江”物理模型實驗。系統(tǒng)研究了不同流態(tài)的滑坡-碎屑流與河流相互作用機(jī)制和堵江成壩類型(完全堵江/部分堵江)及其潰決過程的時空演化規(guī)律?;趩螌痈兄獧C(jī)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,首次提出了基于碎屑流與河流雙弗勞德數(shù)的滑坡堵江新判據(jù),并使用世界范圍內(nèi)典型滑坡堵江事件(如:唐家山、白格、易貢等)的原位數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證,表現(xiàn)出良好的堵江預(yù)測能力。此外,研究還深入分析了堰塞壩在潰決過程中側(cè)蝕速率的時序變化特征,揭示了其與潰決洪水弗勞德數(shù)之間的正相關(guān)關(guān)系,提出了新的側(cè)蝕速率計算模型,為堰塞壩潰決洪水規(guī)模(峰值流量)的精確計算提供了理論支撐。
????研究成果以“Experimental investigation on the formation and failure of landslide dams considering the landslide mobility and river flow”為題,發(fā)表在地學(xué)領(lǐng)域TOP期刊 Engineering Geology上。該工作由國家重點研發(fā)計劃(2023YFC3008300,2023YFC3008302)、國家自然科學(xué)基金(12250410257)、成都山地所自主部署項目(IMHEZDRW-03)、“一帶一路”國際科學(xué)組織聯(lián)盟聯(lián)合研究合作專項(ANSO-CR-KP-2021-07)、四川省科技計劃項目(2024NSFJQ0043)、四川大學(xué)水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護(hù)國家重點實驗室開放基金(SKHL2308)共同資助。
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(A)實驗裝置示意圖及攝像設(shè)備分布(B)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的滑坡堵江判據(jù)及驗證(C)不同堵塞類型的堰塞壩潰決側(cè)向侵蝕沿時序的變化(D)堰塞壩潰決洪水流態(tài)與側(cè)向侵蝕率的相關(guān)性
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