隨著全球氣候變暖，高寒高海拔地區冰巖崩堵河災害鏈呈頻發高發趨勢，形成的含冰堰塞體通常結構松散、固結程度低，極易發生突發性失穩潰決。與低海拔地區的堰塞體不同，高寒山區冰巖崩等災害所形成的堵河體混雜大量冰塊，是一種多相混合壩體。該混合壩體結構穩定性差，含冰的堰塞體結構混雜且處于動態演化過程中，其中冰的融化深刻影響著壩體內部的水流侵蝕模式、應力分布及整體穩定性。目前盡管在土石壩潰決機理方面已有大量研究積累，但針對含冰堰塞體失穩潰決的物理過程和驅動機制仍缺乏系統認知。尤其是冰相物質在消融過程中的動態變化，對壩體整體穩定性、潰口沖刷演化的影響機制尚不明確。因此，亟需深入研究冰相消融對壩體結構劣化的作用機制及其對潰決動力演化的影響規律。
中國科學院成都山地災害與環境研究所研究員楊宗佶團隊設計并開展了含冰堰塞體在消融條件下的室內物理模型實驗平臺，系統探究冰相消融對壩體結構演變過程的影響。研究發現冰相的消融不僅改變壩體內部的力學特性，還削弱其支撐能力，引發壩體沉降，從而加速了漫頂和滲流過程，進而影響潰決洪水的形成與發展。研究獲取了冰相消融條件下，壩體幾何形態、孔隙率、滲透性及壩后庫容等關鍵參數的演化規律，分析了冰相消融對壩體侵蝕速率、潰決形態發展及潰口流量放大效應的具體影響，在此基礎上進一步揭示了冰相消融，通過增強滲流效應與漫頂侵蝕效應導致壩體結構弱化的作用機制，明確了冰相消融對潰口沖刷過程的疊加效應及其侵蝕演化模式。
該研究闡明壩體內部冰雪消融與沖刷侵蝕的疊加作用機理，揭示了潰口沖刷侵蝕的放大機制，為冰川災害頻發區域的災害預測與防控提供了重要的科學依據，并為進一步研究冰相在壩體穩定性與潰決過程中的作用奠定理論基礎。
相關研究成果以Investigation on the breach mechanism of ice-containing blockage dams: Insights into the impact of ice melting on overtopping erosion為題，發表在《工程地質學》（Engineering Geology）上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院有關項目的支持。
論文鏈接
含冰堰塞壩潰決演進過程及侵蝕機理研究
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