滑坡湖啸的数值模拟——以溪洛渡水库为例  

Numerical simulation of landslide-generated tsunamis in lakes: A case study of the Xiluodu Reservoir

作　　者：黄婷 张怀 石耀霖 Huang T;Zhang H;Shi Y

机构地区：[1]中国科学院大学地球与行星科学学院,中国科学院计算地球动力学重点实验室,北京100049 [2]南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海),珠海519080 [3]北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站,北京101408

出　　处：《中国科学：地球科学》2023年第2期379-393,共15页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家杰出青年科学基金项目(批准号:41725017);国家重点研发计划项目(编号:2020YFA0713401);国家自然科学基金联合基金项目(批准号:U1839207)资助。

摘　　要：目前中国已经在金沙江、大渡河、澜沧江和雅鲁藏布江规划和建设了多个世界级的级联高库大坝,库区地质条件复杂,大规模滑坡体众多,滑坡诱发湖啸导致漫坝和级联溃坝的潜在灾害风险日趋严峻.但描述并预测湖啸产生、传播、漫坝、增水以及与湖岸相互作用的复杂动力学过程的研究尚未系统开展.文章基于高阶Boussinesq型方程,实现了对耦合滑坡过程的湖啸动力学建模,并利用有限体积法,完成了模拟湖啸的动力学系统研发.为验证研究的准确性与可靠性,选取溪洛渡水库为对象,对假设库区的潜在滑坡湖啸进行了场景模拟.进而对滑坡湖啸的产生、传播、漫坝和下游河道增水等要素进行了量化评估与分析.建立的滑坡总体积为24×10^(6)m^(3),滑坡产生的近场波幅约28m,库区湖岸最大爬高高度约95m,漫坝水量高达2.13×10^(6)m^(3),且坝顶最大波高呈“M”型分布,引起大坝下游水面上涨将近40m.结果表明,中国水库因滑坡诱发湖啸灾害的风险绝对不能轻忽.文章发展的湖啸动力学系统具有模拟滑坡湖啸生成、传播、爬高和漫坝全过程的能力,并可对漫坝水量进行估算,为中国尽快开展级联高库大坝的湖啸灾害风险量化评估奠定了基础.

关 键 词：滑坡湖啸 滑坡涌浪 BOUSSINESQ型方程 数值模型 溪洛渡 

分 类 号：P642.22[天文地球—工程地质学] TV697.3[天文地球—地质矿产勘探]