冰崩涌浪是导致冰湖溃决的一个主要的诱发因素之一。通过水槽模型试验，研究了在冰崩涌浪作用下，不同坝体颗粒级配、坝高、下游坝坡坡度对冰碛坝溃决过程的影响，揭示了涌浪对溃决过程的影响机制，并得到了冰碛坝溃决的临界条件。结果表明：冰碛坝存在漫顶溃决、坝坡失稳、管涌破坏3种溃决模式；根据冰崩涌浪对坝体的侵蚀效应，结合溃口的纵向演化过程，将冰碛坝的溃决过程划分为涌浪侵蚀阶段（阶段Ⅰ）、库区小扰动溢流侵蚀阶段（阶段Ⅱ）;涌浪过坝后的强水动力条件增加了坝体的侵蚀率，当溃口贯通后，涌浪已基本消散，溃决过程转为正常的溢流溃决，并且涌浪向坝体提供了高频瞬时荷载，削减了坝体稳定性；从动力学的角度提出了冰碛坝临界溃决条件的判定方法；冰湖溃决洪峰流量与坝高和下游坝坡呈现正相关，与坝体中值粒径D50呈现负相关关系。

为了探究渗流和溢流导致的冰碛坝溃决特征，文章通过数值模型和水槽试验对冰川溃决导致的冰湖溃决进行了研究。一是将渗流模型和边坡稳定性模型纳入流动和坝面侵蚀数值模型，并对溃决流量、渗流剖面和坝面侵蚀等的结果进行了模拟，计算出由渗流和溢流引起的冰湖溃决的推理数据；二是进行了水槽模拟实验，对比不同数值模型在水分运动和边坡稳定性分析中的适用性。结果表明，使用van Genuchten函数模拟的水分运动与实验结果更吻合，边坡稳定性分析中考虑负孔隙水压力的模拟破坏面比Janbu简化方法更符合试验结果，考虑渗流和边坡稳定性的流动侵蚀模型可更好地反映渗流和溢流导致的冰碛坝溃决实际。

冰湖溃决是青藏高原的典型山地灾害之一,严重威胁川藏交通廊道的安全。开展沿线地区的冰湖灾害调查和溃决风险评估,并制定针对性的防控对策十分必要。选取西藏波密的丹卡弄巴冰湖为研究对象,通过遥感解译、野外调查、工程地质类比、数值模拟等方法,查明了冰湖、冰川积雪区、形成流通区、堆积区等分区流域的发育特征,提出了丹卡弄巴具有发生冰湖溃决和形成泥石流的条件,揭示了高位冰崩、冰川跃动、雪崩等是引发冰湖溃决的主要诱因类型,计算了终碛垄发生全溃的洪水流量曲线,模拟了泥石流在下游沟道的演进过程。结果显示,冰湖全溃条件下形成的泥石流将对堆积区28户85人造成淤埋的直接危害,还将挤占帕隆藏布河,造成主河偏流,对右岸沿河的川藏交通廊道及其附属设施等造成路基水毁的间接危害。对川藏交通廊道沿线冰湖发育区开展灾害调查和风险评估进行初步探索,可供西藏国土空间风险管控、水利水电开发、冰湖景区选址等冰湖灾害评价提供借鉴。

在全球气候变暖背景下,青藏高原及周边地区的冰川整体处于快速退缩状态,导致冰川的不稳定性增加,冰川灾害的风险程度加剧,如冰崩、冰川跃动、冰湖溃决洪水和冰川泥石流等灾害事件频发(邬光剑等,2019)。据不完全统计,自20世纪以来,西藏冰湖溃决灾害呈增加趋势,已有33个冰湖前后发生37次溃决,主要分布于海洋性和大陆性冰川的过渡带,以及帕隆藏布流域的海洋性冰川地带,溃决机制也呈多样化发展(刘建康等,2019)。

从河渠冰水力学基本理论7个方面(水热循环机理、流冰形成输移扩散机理、锚冰岸冰形成发展释放、封河冰塞机理、开河冰坝机理、水工建筑物冰塞机理、水冰沙互馈作用机理)、河渠冰情预测预报及过程模拟、河冰关键参数观测技术与装备等层面介绍了国内外的河冰水力学研究的主要进展和动向,剖析了当前科学研究和工程应用研究中存在的难题,并从理论和技术角度阐明了相关原因并指出方向.总结提出了河渠冰水力学未来需要重点开展的研究,如在河渠冰水力学基本理论拓展方面,应进一步完善现有河冰理论框架,尤其是河流锚冰生长和释放过程、卡冰和初始冰盖形成的热力-动力-地形特征影响的定量化机制、复式断面冰盖下水力特性和河冰运动与岸滩侵蚀过程中的水冰沙耦合作用机理等;在变化环境下的冰情预报方面,应多尺度结合,进一步探索中长期气候变化或短期极端情况对北方河流冰情的影响,尤其是研发不同尺度区域、长短期结合的水文-水力预测预报模型技术,对于科学研判河流冰情未来情势具有指导意义;在冰凌灾害全过程监测与防控技术装备方面,应进一步研发能反映冰塞内部渗流、冰塞内摩擦力以及冰塞冰坝内部反映其演化过程的关键监测传感器和装备,弥补现有观测的不足;在冰湖溃...