[发明专利]一种冰湖涌浪高度随传播距离的计算方法及应用

说明书

本发明公开了一种冰湖涌浪高度随传播距离的计算方法，属于灾害防治工程技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、通过冰湖末端监测测量，获得冰崩体刚刚进入冰湖形成涌浪的初始高度H₀，单位m；b、测量冰湖不同位置距离冰湖末端的距离x，单位m；c、通过调查测绘测量确定冰湖面积A，单位m²，通过式1计算冰湖平均水深h，单位m；d、通过式2计算在冰湖中不同位置的涌浪高度H，单位m。本发明通过考虑涌浪传播距离与冰湖水深，建立了更精确的冰崩形成涌浪沿传播距离的涌浪高度计算方法，为判断冰湖是否溃决提供依据，利于提高防灾效果。

技术领域

本发明涉及到灾害防治工程技术领域，尤其涉及一种冰湖涌浪高度随传播距离的计算方法及应用。

背景技术

冰崩发生后，冰块运动到冰湖中，往往形成巨大的涌浪，抬高冰湖水位，引发冰湖溃决，形成冰湖溃决泥石流，再冲入下游河道，堵塞河道，再溃决，形成次生灾害链。因此，冰崩不仅可能危害其附近山坡下的范围，还有可能影响到河道上下游。冰崩的发生往往由于冰川的前部上缘的拉张裂隙，在持续的张力作用下，由于气温的突变，使得冰川的前部完全脱离冰川体，形成冰崩。降雨也会加剧这类冰崩的发生。

滑坡、崩塌、泥石流、雪崩或冰川运动入水冲击海洋、海湾、河湖及水库区水体时都能产生涌浪波。该类型波是非周期性长波，并且有强烈的非线性，介于中等水波至浅水波之间。目前，国内外学者对冰崩在冰湖中形成的涌浪高度的研究非常少，主要是研究滑坡入水造成的涌浪高度计算。黄波林等(黄波林，陈小婷，殷跃平，张衡，滑坡崩塌涌浪计算方法研究，工程地质学报，2012，20(6)：909-915)总结了滑坡涌浪高度及传播距离的计算方法，并给出了危岩体入水的涌浪高度计算方法。Zweifel(Zweifel A，Zuccala D，GattiD.Comparison between computed and experimentally generated impulsewaves.Journal of Hydraulic Engineering，2007，133(2):208-216.)研究了不同滑坡体入水滑体的密度变化对涌浪高度的影响，给出了滑坡入水的涌浪高度计算方法；Panizzo等(Panizzo A.，Girolamo P.De，Petaccia A.Forecasting impulse waves generated bysubaerial landslides.Journal of Geophysical Research.2005，110(C12025)，doi:10.1029/2004JC002778)；Evers和Hager(Evers F.M.，Hager W.H.Spatial impulsewaves:wave height decay experiments at laboratory scale.Landslides，2016，13:1395-1403.)都计算了涌浪随传播距离衰减的涌浪高度。

但这些研究对于冰崩进入冰湖形成的涌浪计算还是存在问题，如：滑坡体与冰崩体在质量上有很大的不同，滑坡体容重大，直接进入水体并下沉，冰崩体容重小，小于水的比重，冰崩体进入冰湖后，先下沉再上浮，因此形成的涌浪高度差别很大；冰崩体一般体积较大，不仅仅体现在长度长，厚度厚，其宽度也较宽；滑坡的传播过程中的衰减计算在传播开始时的短距离，运动距离与冰湖水深之比小于1时，会出现非常大的误差。