[发明专利]一种冰湖涌浪高度的计算方法

说明书

本发明公开了一种冰湖涌浪高度的计算方法，属于灾害防治工程领域，其特征在于，包括以下步骤：a、通过冰崩体的位置，区别冰川的属性；通过调查测绘确定冰崩体的基本数据；b、确定冰崩在冰湖中形成涌浪高度H的参数，包括冰崩体与冰湖湖面的高程差H₀、冰崩体与冰湖末端之间的距离J、冰湖末端宽度b、冰湖面积Ag、冰湖平均水深h和冰湖末端前地表坡度P；c、冰崩在冰湖中形成涌浪高度H通过式七计算获得。本发明建立了更精确的冰崩在冰湖中形成的涌浪计算方法，为判断冰湖是否溃决提供依据，极大的提高了主动防灾适用性。

技术领域

本发明涉及到高寒山区灾害防治工程技术领域，尤其涉及一种冰湖涌浪高度的计算方法。

背景技术

冰崩是一种发生在高寒山区的自然现象，冰崩的下游往往还有冰湖存在。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。这些研究对于冰崩进入冰湖形成的涌浪计算主要存在的问题有：

1、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。

2、涌浪高度计算中没有考虑滑入角度的影响。

3、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，尤其是对于长条形，宽度比长度小很多的冰湖，冰崩体的宽度的影响不可忽略，对涌浪高度有影响；而一般滑坡进入开阔水面，湖面宽度往往远大于滑坡宽度时，滑坡宽度的影响可以忽略。

4、冰崩体可能在冰湖上方垂直落入冰湖，而滑坡和崩塌很少有这种现象，即使有，其体积往往很小。

5、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，甚至于无穷大，如刚开始时，运动距离约等于0时，计算方法有缺陷。