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堰塞湖致災風險評估技術及應用 版權信息
- ISBN：9787030693839
- 條形碼：9787030693839 ; 978-7-03-069383-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
堰塞湖致災風險評估技術及應用 本書特色
適讀人群 ：從事堰塞湖風險評估研究和應急搶險的人員以及高等院校水利水電工程和防災減災工程專業師生該書圍繞堰塞湖風險評價指標體系，堰塞體危險性評價技術，堰塞湖潰決洪水致災預警與風險評估系統平臺等關鍵科學技術問題展開闡述，清晰地闡述了堰塞湖的孕災-致災全過程，提出了科學合理的堰塞湖致災風險評估方法。
堰塞湖致災風險評估技術及應用 內容簡介
本書介紹作者研究團隊在堰塞湖致災風險評估技術方面的近期新研究成果。收集整理國內外具有實測資料的堰塞湖案例，通過挖掘案例中的堰塞體形態特征和材料結構參數、堰塞湖水動力條件，以及已潰堰塞湖潰口幾何參數及水力參數等數據，建立堰塞體穩定性快速評價方法和潰決參數快速評估模型；基于堰塞湖潰決現場實測資料、堰塞體潰決小尺度物理模型試驗和離心模型試驗，揭示堰塞體的潰決機理，在此基礎上建立堰塞體潰決過程數學模型和堰塞湖潰決洪水演進過程數值模擬方法；研究提出適合堰塞湖潰決與河道堰塞的生命損失、經濟損失、生態損失評估模型；基于GIS技術，開發堰塞湖致災預警與風險評估平臺。
堰塞湖致災風險評估技術及應用 目錄
目錄
前言
1 緒論 1
1.1 堰塞湖分類、分布與災害 1
1.2 堰塞湖致災風險評估技術的發展 3
1.2.1 堰塞體穩定性評價方法 3
1.2.2 非均勻材料沖蝕特性與堰塞體潰決機理 5
1.2.3 土石壩和堰塞體潰決過程數值模擬 8
1.2.4 潰壩洪水演進數值模擬 11
1.2.5 潰壩洪水災害損失評估 13
1.3 本書各章節內容設置 17
2 國內外堰塞湖案例數據庫 18
2.1 數據庫案例選擇與參數設置 18
2.2 數據庫結構與功能 20
2.2.1 數據庫主要結構 20
2.2.2 數據庫主要功能 21
2.3 數據庫案例特性 21
2.3.1 堰塞湖案例分布 21
2.3.2 堰塞湖狀態分類 22
2.3.3 堰塞體物質組成 22
3 堰塞體穩定性快速評價 24
3.1 堰塞體穩定性快速定量評價的意義 24
3.2 堰塞體穩定性快速評價方法研究現狀 25
3.3 新的堰塞體穩定性快速評價方法與驗證 26
3.3.1 評價方法參數選取原則 26
3.3.2 邏輯回歸分析模型 27
3.3.3 考慮堰塞體顆粒組成的精細化快速評價方法 36
3.3.4 考慮堰塞體顆粒組成的簡化快速評價方法 36
3.4 與國內外常用評價方法比較 37
4 堰塞體潰決參數快速預測模型 45
4.1 常用堰塞體潰決參數預測模型的特點 45
4.2 新的堰塞體潰決參數快速預測模型 48
4.2.1 多元回歸分析方法 49
4.2.2 潰口峰值流量預測模型 58
4.2.3 潰口*終深度預測模型 59
4.2.4 潰口*終頂寬預測模型 59
4.2.5 潰口*終底寬預測模型 60
4.3 本章模型與國內外常用模型比較 61
5 揠塞體潰決機理與潰決過程模擬 72
5.1 堰塞體潰決機理與數值模擬研究的意義 72
5.2 崩滑堰塞體形成機理與顆粒分布特征 74
5.2.1 崩滑堰塞體形成機理 74
5.2.2 堰塞體顆粒分布特征 75
5.3 崩滑堰塞體漫頂潰決機理 76
5.4 崩滑堰塞體漫頂潰決過程數學模擬 80
5.4.1 水動力模塊 81
5.4.2 材料沖蝕模塊 82
5.4.3 潰口發展模塊 83
5.5 模型數值計算方法 86
5.6 白格堰塞體潰決案例反饋分析 87
5.6.1 案例介紹 87
5.6.2 輸入參數 89
5.6.3 模擬結果分析 91
5.6.4 參數敏感性分析 93
5.6.5 本章模型與其他模型比較 95
5.7 唐家山、小崗劍堰塞體潰決案例反饋分析 96
5.7.1 輸入參數 96
5.7.2 模擬結果分析 97
6 泄流槽斷面型式對堰塞體潰決過程影響分析 102
6.1 開挖泄流槽的意義 102
6.2 泄流槽除險研究現狀 103
6.2.1 物理模型試驗 103
6.2.2 理論分析與數值模擬 104
6.3 泄流槽斷面型式對堰塞體潰決過程影響分析 105
6.3.1 輸入參數 105
6.3.2 泄流槽斷面型式設置 106
6.3.3 模擬結果分析 107
7 堰塞湖潰決洪水演進過程模擬 112
7.1 洪水模擬方法分類 112
7.2 常用潰規洪水演進數值模擬軟件簡介 112
7.2.1 MIKE軟件 112
7.2.2 InfoWorks軟件 113
7.2.3 HEC-RAS 軟件 113
7.3 恒定流模擬計算方法 113
7.4 非恒定流模擬計算方法 115
7.5 河道三維模型建立方法 115
7.6 白格堰塞湖下游河道模型構建 116
7.7 白格堰塞湖潰決洪水演進過程模擬 119
7.7.1 白格堰塞湖潰決洪水實測結果 119
7.7.2 白格堰塞湖潰決洪水演進計算結果（恒定流） 122
7.7.3 白格堰塞湖潰決洪水演進計算結果（非恒定流） 124
7.8 基于非恒定流的白格堰塞湖潰決洪水演進過程計算結果分析 129
7.8.1 流量過程計算結果分析 129
7.8.2 水位高程計算結果分析 131
7.9 唐家山堰塞湖潰決洪水演進過程模擬 135
8 堰塞湖潰決與河道爐塞損失評估 140
8.1 損失評估的意義與分類 140
8.2 國內外常用生命損失評估模型 141
8.2.1 數理統計模型 141
8.2.2 模糊數學模型 142
8.2.3 動態分析模型 143
8.2.4 國內外常用生命損失評估模型參數 147
8.3 國內外常用經濟損失評估模型 147
8.3.1 數理統計模型 147
8.3.2 模糊數學模型 150
8.4 國內外常用生態損失評估模型 151
8.5 堰塞湖潰決生命損失評估模型 153
8.5.1 堰塞湖潰決生命損失影響因素分析 153
8.5.2 生命損失評估模型驗證 164
8.5.3 射月溝水庫潰壩生命損失評估 165
8.6 河道堰塞生命損失評估模型 170
8.6.1 河道堰塞生命損失影響因素 170
8.6.2 基于過程機理的貝葉斯網絡生命損失評估模型 172
8.6.3 牛欄江河道堰塞生命損失評估 178
8.7 基于數理統計的堰塞湖潰決經濟損失評估模型 179
8.7.1 經濟損失致災環境分析 180
8.7.2 堰塞湖潰決經濟損失評估模型 182
8.8 堰塞湖潰決生態損失評估模型 185
8.8.1 模型函數關系 186
8.8.2 生態系統損失率分析 187
8.8.3 生態損失影響因素分析 188
8.8.4 影響因素權重賦值分析 188
8.9 模型應用 189
8.9.1 “11 03”白格堰塞湖潰決生命損失評估 189
8.9.2 “11 03”白格堰塞湖潰決經濟損失評估 191
8.9.3 “11 03”白格堰塞湖潰決生態損失評估 194
9 揠塞湖致災預警與風險評估平臺應用 195
9.1 平臺概述 195
9.2 開發、測試與運行環境 195
9.3 平臺設計說明 195
9.3.1 總體框架 195
9.3.2 展示前臺設計 196
9.3.3 管理后臺設計 206
9.4 平臺應用 212
9.4.1 案例介紹 212
9.4.2 案例錄入 213
9.4.3 案例展示 220
參考文獻 227
附表 243
前言
1 緒論 1
1.1 堰塞湖分類、分布與災害 1
1.2 堰塞湖致災風險評估技術的發展 3
1.2.1 堰塞體穩定性評價方法 3
1.2.2 非均勻材料沖蝕特性與堰塞體潰決機理 5
1.2.3 土石壩和堰塞體潰決過程數值模擬 8
1.2.4 潰壩洪水演進數值模擬 11
1.2.5 潰壩洪水災害損失評估 13
1.3 本書各章節內容設置 17
2 國內外堰塞湖案例數據庫 18
2.1 數據庫案例選擇與參數設置 18
2.2 數據庫結構與功能 20
2.2.1 數據庫主要結構 20
2.2.2 數據庫主要功能 21
2.3 數據庫案例特性 21
2.3.1 堰塞湖案例分布 21
2.3.2 堰塞湖狀態分類 22
2.3.3 堰塞體物質組成 22
3 堰塞體穩定性快速評價 24
3.1 堰塞體穩定性快速定量評價的意義 24
3.2 堰塞體穩定性快速評價方法研究現狀 25
3.3 新的堰塞體穩定性快速評價方法與驗證 26
3.3.1 評價方法參數選取原則 26
3.3.2 邏輯回歸分析模型 27
3.3.3 考慮堰塞體顆粒組成的精細化快速評價方法 36
3.3.4 考慮堰塞體顆粒組成的簡化快速評價方法 36
3.4 與國內外常用評價方法比較 37
4 堰塞體潰決參數快速預測模型 45
4.1 常用堰塞體潰決參數預測模型的特點 45
4.2 新的堰塞體潰決參數快速預測模型 48
4.2.1 多元回歸分析方法 49
4.2.2 潰口峰值流量預測模型 58
4.2.3 潰口*終深度預測模型 59
4.2.4 潰口*終頂寬預測模型 59
4.2.5 潰口*終底寬預測模型 60
4.3 本章模型與國內外常用模型比較 61
5 揠塞體潰決機理與潰決過程模擬 72
5.1 堰塞體潰決機理與數值模擬研究的意義 72
5.2 崩滑堰塞體形成機理與顆粒分布特征 74
5.2.1 崩滑堰塞體形成機理 74
5.2.2 堰塞體顆粒分布特征 75
5.3 崩滑堰塞體漫頂潰決機理 76
5.4 崩滑堰塞體漫頂潰決過程數學模擬 80
5.4.1 水動力模塊 81
5.4.2 材料沖蝕模塊 82
5.4.3 潰口發展模塊 83
5.5 模型數值計算方法 86
5.6 白格堰塞體潰決案例反饋分析 87
5.6.1 案例介紹 87
5.6.2 輸入參數 89
5.6.3 模擬結果分析 91
5.6.4 參數敏感性分析 93
5.6.5 本章模型與其他模型比較 95
5.7 唐家山、小崗劍堰塞體潰決案例反饋分析 96
5.7.1 輸入參數 96
5.7.2 模擬結果分析 97
6 泄流槽斷面型式對堰塞體潰決過程影響分析 102
6.1 開挖泄流槽的意義 102
6.2 泄流槽除險研究現狀 103
6.2.1 物理模型試驗 103
6.2.2 理論分析與數值模擬 104
6.3 泄流槽斷面型式對堰塞體潰決過程影響分析 105
6.3.1 輸入參數 105
6.3.2 泄流槽斷面型式設置 106
6.3.3 模擬結果分析 107
7 堰塞湖潰決洪水演進過程模擬 112
7.1 洪水模擬方法分類 112
7.2 常用潰規洪水演進數值模擬軟件簡介 112
7.2.1 MIKE軟件 112
7.2.2 InfoWorks軟件 113
7.2.3 HEC-RAS 軟件 113
7.3 恒定流模擬計算方法 113
7.4 非恒定流模擬計算方法 115
7.5 河道三維模型建立方法 115
7.6 白格堰塞湖下游河道模型構建 116
7.7 白格堰塞湖潰決洪水演進過程模擬 119
7.7.1 白格堰塞湖潰決洪水實測結果 119
7.7.2 白格堰塞湖潰決洪水演進計算結果（恒定流） 122
7.7.3 白格堰塞湖潰決洪水演進計算結果（非恒定流） 124
7.8 基于非恒定流的白格堰塞湖潰決洪水演進過程計算結果分析 129
7.8.1 流量過程計算結果分析 129
7.8.2 水位高程計算結果分析 131
7.9 唐家山堰塞湖潰決洪水演進過程模擬 135
8 堰塞湖潰決與河道爐塞損失評估 140
8.1 損失評估的意義與分類 140
8.2 國內外常用生命損失評估模型 141
8.2.1 數理統計模型 141
8.2.2 模糊數學模型 142
8.2.3 動態分析模型 143
8.2.4 國內外常用生命損失評估模型參數 147
8.3 國內外常用經濟損失評估模型 147
8.3.1 數理統計模型 147
8.3.2 模糊數學模型 150
8.4 國內外常用生態損失評估模型 151
8.5 堰塞湖潰決生命損失評估模型 153
8.5.1 堰塞湖潰決生命損失影響因素分析 153
8.5.2 生命損失評估模型驗證 164
8.5.3 射月溝水庫潰壩生命損失評估 165
8.6 河道堰塞生命損失評估模型 170
8.6.1 河道堰塞生命損失影響因素 170
8.6.2 基于過程機理的貝葉斯網絡生命損失評估模型 172
8.6.3 牛欄江河道堰塞生命損失評估 178
8.7 基于數理統計的堰塞湖潰決經濟損失評估模型 179
8.7.1 經濟損失致災環境分析 180
8.7.2 堰塞湖潰決經濟損失評估模型 182
8.8 堰塞湖潰決生態損失評估模型 185
8.8.1 模型函數關系 186
8.8.2 生態系統損失率分析 187
8.8.3 生態損失影響因素分析 188
8.8.4 影響因素權重賦值分析 188
8.9 模型應用 189
8.9.1 “11 03”白格堰塞湖潰決生命損失評估 189
8.9.2 “11 03”白格堰塞湖潰決經濟損失評估 191
8.9.3 “11 03”白格堰塞湖潰決生態損失評估 194
9 揠塞湖致災預警與風險評估平臺應用 195
9.1 平臺概述 195
9.2 開發、測試與運行環境 195
9.3 平臺設計說明 195
9.3.1 總體框架 195
9.3.2 展示前臺設計 196
9.3.3 管理后臺設計 206
9.4 平臺應用 212
9.4.1 案例介紹 212
9.4.2 案例錄入 213
9.4.3 案例展示 220
參考文獻 227
附表 243
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堰塞湖致災風險評估技術及應用 節選
1 緒論 1.1 堰塞湖分類、分布與災害 堰塞湖是在一定地質和地貌條件下，由地震、降雨或火山噴發等引起的山崩、滑坡、泥石流、燦巖流等堵塞山谷、河道，造成上游段壅水而形成的天然湖泊。阻塞山谷、河道的堆積體稱為堰塞體（Costa and Schuster，1988；劉寧等，2016)。堰塞湖在世界范圍內廣泛分布，依據成因，堰塞湖可分為溶巖堰塞湖、滑坡堰塞湖、崩塌堰塞湖、泥石流堰塞湖和冰磧堰塞湖五類（劉寧等，2013)。一項基于世界范圍內1393個堰塞湖案例的統計數據表明（Shen et al.，2020a)，形成堰塞湖的誘因依次是地震（占50.5%)、降雨（占39.3%)、融雪（占2.4%)、人為原因（占2.2%)、火山噴發（占0.9%)，其他未知原因的占4.7%。由此可以看出，地震和降雨是堰塞湖形成的主導因素，兩種成因的堰塞湖占總數的89.8%。 堰塞湖作為重大水旱自然災害，具有集雨面積廣、蓄水量大等特點，作者收集了全球范圍內有文獻記載的堰塞湖案例共計1760個，我國有851個，國內外典型的堰塞湖如表1.1所示(Ermini and Casagli，2003；劉寧等，2016)。近年來，受地形地貌、地質構造及氣象水文等條件綜合作用，我國堰塞湖呈多發、頻發態勢。 表1.1全球堰塞湖庫容超過1億m3的典型案例 與人工填筑的土石壩不同，堰塞體一般由崩滑土石料快速堆積而成，結構較為復雜、組成物質雜亂，少量堰塞體局部存在由大顆粒骨架組成的高滲透區域，滲流和力學穩定性較差（石振明等，2015)。由于堰塞湖缺乏必要的洪水溢流設施，容易發生潰決造成嚴重的洪水災害，對下游公眾生命財產和基礎設施構成巨大烕脅。1933年，我國疊溪堰塞湖潰決，導致下游河道兩岸235 km范圍內被淹沒，傷亡9300人（劉寧等，2016)；2000年，易貢堰塞湖潰決，21.00億m3洪水下泄，導致我國墨脫、波密、林芝三縣（市）90余鄉近萬人受災，印度布拉馬普特拉河沿岸7個邦94人死亡，250萬人無家可歸(Wang et al.，2016)；2008年，“5 12”汶川地震形成了257處滑坡堰塞體（Cuietal.，2009)，其中唐家山是集雨面積*廣、蓄水量*大、烕脅*嚴重的堰塞湖，在人工干預下于2008年6月7日應急泄流，共轉移下游風險人口約25萬人，所幸未造成人員傷亡（圖1.1)(Liuetal.，2010)；2018年10？11月，我國金沙江和雅魯藏布江各接連發生兩次滑坡事件，形成了白格和加拉堰塞湖(Fan et al.，2019； Chen et al.，2020a)，并在短期內發生潰決，對人民群眾生命財產安全構成巨大烕脅（圖1.2)。 圖1.1 唐家山堰塞體潰決過程 圖1.2 “11 03”白格堰塞體潰決過程 由于災害后果的嚴重性，堰塞湖的致災風險評估一直是國內外研究者關注的焦點，主要表現在以下幾個方面：①作為自然力作用的產物，堰塞湖一般瞬間形成，堰塞體由天然寬級配堆石料構成，在上游水動力條件下的作用下，對其穩定性的評價是開展堰塞湖致災風險評估的基礎。②堰塞湖缺乏必要的洪水溢流設施，容易發生漫頂潰決，且潰決水流沖蝕過程呈明顯的非線性特點，寬級配堆石料的沖蝕特性、堰塞體潰決機理和潰決過程的研究是合理評估堰塞湖致災風險的關鍵。③堰塞湖潰決洪水的演進模擬技術是探究潰決洪水演進特征（洪峰流量、洪水流速、淹沒水深、淹沒面積、洪峰到達時間）及其致災后果的核心。④利用遙感數據、地理信息系統（geographic information system， GIS)分析處理技術和數值分析結果，從生命損失、經濟損失、生態損失3個方面構建損失評估指標體系，建立相應的損失評估模型，定量評估河道堰塞和堰塞湖潰決的損失是堰塞湖致災后果評價和應急搶險的依據。 我國歷來高度重視自然災害防治，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二？三五年遠景目標的建議》中強調：“堅持人民至上、生命至上，把保護人民生命安全擺在首位，全面提高公共安全保障能力。”“提升洪漠干旱、森林草原火災、地質災害、地震等自然災害防御工程標準，加快江河控制性工程建設，加快病險水庫除險加固，全面推進堤防和蓄滯洪區建設。完善國家應急管理體系，加強應急物資保障體系建設，發展巨災保險，提高防災、減災、抗災、救災能力。” 綜上所述，堰塞湖致災風險大，破壞力強，嚴重威脅人們的生命財產和公共安全，亟須開展堰塞湖（堰塞體）穩定性評價、災變機理、災害預測、致災后果評價的基礎理論與關鍵技術研究，為堰塞湖應急搶險和防災減災提供科學依據和技術支撐。 1.2 堰塞湖致災風險評估技術的發展 風險評估是指在風險事件發生之前或之后（但還沒有結束)，量化測評某一事件帶來的影響或損失的可能程度。對于堰塞湖致災風險評估，可以理解為在風險識別和估計的基礎上，綜合考慮潰決發生的概率和潰決洪水導致的損失程度，可分解為堰塞體穩定性的評價、非均勻材料沖蝕特性與堰塞體潰決機理研究、土石壩和堰塞體潰決過程數值模擬、潰決洪水演進數值模擬、潰壩洪水災害損失評估。 國內外學者圍繞上述內容開展了大量的研究，取得了系列的成果，本節對目前的研究現狀和存在的問題進行綜述。 1.2.1 堰塞體穩定性評價方法 堰塞湖形成后，合理評價堰塞體的穩定性對應急搶險或綜合治理意義重大。 職湖致災風險評估技術及應用 總地來說，堰塞體的穩定性與其堆積形態、物質組成和結構特征、堰塞湖水動力條件以及次生地質災害相關。堰塞體的堆積形態影響其內部應力狀態分布，對堰塞體的穩定性具有重要影響（Korup，2004； Stefanelli et al.，2016)；不同物質組成的堰塞體的彈性模量、黏聚力和顆粒級配等參數均不同，這些參數直接或間接影響堰塞體的穩定性（Casagli andErmini，1999； Casagli et al.，2003);堰塞體的內部經常發育不同的結構形態，如堆積體中存在河床沉積物，結構的強度對堰塞體的穩定性也存在影響（劉懷湘等，2011; Wang et al.，2013)；堰塞湖的水動力條件對堰塞體的穩定性也具有重要影響，水位的抬升造成堰塞體上、下游的水力梯度增大，當水力梯度達到臨界值時，堰塞體內部可能發生滲透破壞，影響堰塞體的穩定性（石振明等，2014a，2015)；次生地質災害對堰塞體的穩定性也會產生巨大威脅，如地震（周亦良等，2017)或堰塞湖區內滑坡導致的涌浪（彭銘等，2017)。 圍繞上述影響因素，國內外研究者針對堰塞體穩定性的評價方法開展了系列研究，按其特性可分為定性評價方法和定量評價方法。 1.2.1.1 定性評價方法 定性評價方法主要分為工程類比法和歷史分析法。前者是根據形成條件和地質條件與同類堰塞體進行類比分析，后者是針對某一堰塞體的形成歷史和發育過程進行推測分析，以此評價堰塞體當前的穩定性情況。定性評價中，常借助InSAR監測技術、無人機航拍、地面變形監測等技術手段，主要以堰塞體的形成機制、物質組成和結構特征為基礎，判斷堰塞體的抗沖蝕性能，*終評價堰塞體的整體穩定性(崔鵬等，2009;何秉順等，2009;李守定等，2010;許強等，2018)。該方法的特點是不通過數學計算，而是利用收集的資料，通過類比分析得出結論。定性評價綜合考慮了多方面因素的影響，其分析結果可作為堰塞體穩定性定量評價的基礎。 1.2.1.2 定量評價方法 定量評價方法可概括為統計學法、物理模擬法和數值模擬法三種方法。統計學法基于收集獲取的大量已潰和未潰堰塞體的資料，從中提取參數，采用統計學的方法提出判別準則，并據此評價堰塞體的穩定性（Casagli andErmini，1999； Ermini and Casagli，2003； Korup>2004； Dong et al.，2011a； Stefanelli et al.，2016)，這些評價方法考慮的參數主要包括：堰塞體體積、高度、長度、寬度，堰塞湖的體積，流域面積，被堵塞河道比降，以及來流量等地貌學和水動力學參數。該類方法的優點是避免復雜的計算，缺點是未考慮堰塞體內部的應力應變關系和材料的顆粒組成，可用于堰塞體穩定性初步評價。Shan等（2020)基于國內外已潰與未潰堰塞體的基礎資料，采用邏輯回歸的方法建立了一套新的堰塞體穩定性快速評價方法，該方法可以考慮堰塞體的形態特征、顆粒組成及上游堰塞湖的水動力條件，并根據可獲取的物質組成信息的多寡，提出了精細化快速評價方法和簡化快速評價方法。 物理模擬法是評價某一特定堰塞體*直觀的方法。在搜集堰塞體的地質資料之后，利用相似的物理材料制成模型來模擬原型壩體的變形失穩過程，通過改變影響堰塞體穩定性的因素，得出不同因素影響下的壩體穩定性（常東升等，2009；彭銘等，2017)。該方法避免了現場實驗操作周期長且易受到外界多種因素干擾等缺點，也優化了利用統計學方法得出的結果。物理模擬從不同的角度可分為不同類別：根據模型精度可以分為簡化和原型模型，根據堰塞體的性狀可分為整體和分體模型，根據試驗目的可分為預測和驗證模型。但由于堰塞體內部結構復雜，物理模型不能完全模擬其真實狀態，再加上模擬試驗的尺寸效應等影響，其結果往往也是不全面的。 數值模擬法能夠考慮壩體的力學特性和不同級別結構面的影響，分析滑坡堰塞體的變形過程，對壩體的穩定性做出評價。其中應力應變分析又分為連續介質分析和不連續介質分析。連續介質分析包括有限單元法和邊界單元法兩大類。不連續介質分析方法引入不連續分塊剛體模型，主要包括離散單元法、不連續變形分析和塊體單元法。上述方法均為確定性方法，近年來，人們逐漸認識到巖土工程和水利水電工程中存在大量材料參數不確定和荷載不確定的問題，有學者將不確定性方法如可靠度理論、模糊數學、灰色理論等數學方法應用在結構穩定性評價中（劉寧，2001; Fenton and Griffiths，2008； Zhang etal.，2016)，取得了較好的成效，但對于堰塞體的穩定性采用不確定性方法的報道較少。 1.2.2 非均勻材料沖蝕特性與堰塞體潰決機理 1.2.2.1 土石材料沖蝕特性試驗方法 堰塞體的破壞絕大多數由漫頂水流沖蝕引起，部分由滲透破壞導致，因此水流的沖蝕特性對堰塞體的潰決至關重要。土石材料的沖蝕過程實質上是水流與土石顆粒之間的耦合作用過程，運動水流所產生的徑流沖刷力作用于土石顆粒團，引起顆粒團的分散，并將部分分散顆粒或小顆粒團挾帶于水流本身之中，不斷地對堰塞體造成侵蝕*終導致其失穩。土石材料的沖蝕特性一般通過其起動流速(或臨界剪應力）和沖蝕速率表征。目前，常用的測定土石材料沖蝕的方法包括：旋轉圓柱試驗、孔洞侵蝕試驗、噴射沖刷試驗、水槽試驗等。 旋轉圓柱測量裝置是通過旋轉外層透明的圓柱體帶動水流產生作用于圓柱體試樣的剪應力測量材料抗沖流速。Moore和Masch (1962)首次提出旋轉圓柱測試法，采用旋轉水流對圓柱體試樣產生的剪切力來測量表面侵蝕。隨后，眾學者對旋轉圓柱測量設備進行了改進，與原來的設計相比，新設備能夠測定重塑、原狀土（Arulanandan et al.，1975； Chapius and Gatien，1986； Lim，2006)。旋轉圓柱測量裝置的局限性在于不能估計試樣在飽和狀態下的侵蝕率，且沖刷掉的土顆粒仍在圓柱體內進而影響侵蝕率的結果。 澳大利亞新南威爾士大學的Wan和Fell (2004)研制了孔洞侵蝕試驗設備，主要用于研究土體內部侵蝕特征，此設備可研究土體各個參數與侵蝕率的關系，但侵蝕率結果可能受試驗過程中孔洞的堵塞、洞直徑變化不均勻等因素影響而相差很遠。 Hanson (1991)改進了原有的噴射沖刷試驗，提出了將侵蝕系數轉換為土體抗力，提出了噴射指數的概念并
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