粘性泥石流入?yún)R主河極大地改變了入?yún)R區(qū)的河床堆積地貌,其動力學(xué)實(shí)質(zhì)是非牛頓流體與牛頓流體的交互作用,合理描述粘性泥石流入?yún)R區(qū)河床堆積動力過程對于劃定粘性泥石流風(fēng)險區(qū)范圍和認(rèn)知流域地貌演化具有重大意義。粘性泥石流入?yún)R區(qū)河床堆積體時空演化過程有別于粘性泥石流在地表的純堆積過程,通過回顧國內(nèi)外學(xué)者在泥石流入?yún)R區(qū)堆積動力學(xué)方面的研究成果,可以發(fā)現(xiàn)在粘性泥石流入?yún)R區(qū)內(nèi)堆積現(xiàn)象復(fù)雜,存在"陣性"輸移、"元堆積"和龍頭"水滑"等特殊現(xiàn)象。但目前的研究對泥石流和水流交互機(jī)制都進(jìn)行了簡化,一是將粘性泥石流視為挾沙水流,直接采用異重流方法;二是將粘性泥石流視為"半固態(tài)",只考慮水流的輸沙特征,研究認(rèn)為基于這樣的簡化不足以描述粘性泥石流入?yún)R的物理過程和特殊現(xiàn)象,也低估了粘性泥石流交匯區(qū)沖擊速度和堆積范圍。同時,根據(jù)粘性泥石流入?yún)R區(qū)河床堆積動力過程的研究現(xiàn)狀,結(jié)合粘性泥石流入?yún)R的特殊運(yùn)動過程,提出未來可開展的工作:一是粘性泥石流入?yún)R的物理過程和其交互機(jī)制的合理簡化;二是普適性高的粘性泥石流-水流堆積動力學(xué)模型的建立。

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【部分圖文】：

圖1野外觀測云南東川蔣家溝陣流鋪床過程（劉晶晶和李泳，2016)

典型粘性泥石流，常以間歇性的陣流形式出現(xiàn)，在一次泥石流過程中可形成十幾次至幾十次甚至幾百次陣流（劉晶晶和李泳，2016）。粘性泥石流的非均質(zhì)性導(dǎo)致了其流動的非恒定性，使其流出呈現(xiàn)明顯陣性輸移的特征，陣流是粘性泥石流活動的基本單元，這在野外現(xiàn)象中可以觀察到（圖1）。所以Major(....

圖2燈盞窩泥石流陣性堆積堰塞體（沒有經(jīng)過人工擾動的堰塞壩，拍攝于2009.6.7)

粘性泥石流“陣性”輸移特征導(dǎo)致粘性泥石流入?yún)R后抵達(dá)對岸堆積形成堆積扇的過程并非一次性的。若泥石流的流量或速度足夠抵達(dá)對岸，通常表現(xiàn)為陣流“元堆積”層疊的過程。匯入主河后，泥石流向?qū)Π肚斑M(jìn)的同時也向河流的上下游進(jìn)行擴(kuò)展，每一場次粘性泥石流動力堆積過程，也是通過一個個分離的陣流局部疊....

圖3Mohrig實(shí)驗(yàn)中的水滑現(xiàn)象（Mohrigetal.,1998)

Mohrigetal.(1998）通過水下泥石流實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在“硬”的河床（河床底部固定且不可侵蝕）上，具有相同流變特性的水下泥石流比陸上泥石流向下流動更遠(yuǎn)；而在“軟”的河床（河床底部為先前的泥石流沉積物）上，陸上泥石流能重新帶動泥石流沉積物，而水下泥石流則在沉積物上方流動，并....

圖4室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中的“水滑”現(xiàn)象（劉晶晶，2013)

汶川磨子溝原型實(shí)驗(yàn)中也出現(xiàn)了典型的“水滑”現(xiàn)象（劉晶晶，2013）。通過進(jìn)行數(shù)組次的對比實(shí)驗(yàn)，設(shè)定支溝泥石流的所有實(shí)驗(yàn)參數(shù)完全一致，唯一改變的參數(shù)條件就是主河是否有水，以觀察主河道中薄水層對粘性泥石流入?yún)R部分的加速作用。其中某一組次的對比實(shí)驗(yàn)如圖4所示，可以清晰地看到“水滑”現(xiàn)象....

本文編號：3986079