Bank Retreat Mechanisms Driven by Debris Flow Surges: A Parameterized Model Based on the Results of Physical Experiments
01摘要
—
侧向侵蚀是影响泥石流形成和扩大的关键因素。然而，我们对泥石流河道的退岸过程的了解有限，这限制了对泥石流强度的评估和对其活动趋势的预测。在此，我们使用五种类型的河岸土壤和多个泥石流涌动进行物理实验，以研究退岸机制。退岸过程分为两个阶段：切脚和崩岸。切脚主要由水力侵蚀引起，崩岸包括以倾覆破坏形式出现的重力侵蚀。值得注意的是，退岸过程表现出明显的负反馈回路。河岸侵蚀使河床变宽，从而降低了水流深度。反过来，水流深度的减少减轻了河岸侵蚀。此外，我们发现了水力侵蚀和倾覆破坏复杂耦合中的一种简洁模式：侵蚀效率与河床加宽宽度呈线性负相关。我们开发了一个描述退岸过程的新参数化模型，并为模型参数提供了经验值。此外，我们观察到初始侵蚀效率随着河岸土壤细颗粒含量的增加先增加后降低。此外，我们报告了最大河床加宽宽度与河岸土壤细颗粒含量之间存在幂函数关系的负相关性。
02图表
—
03结论
—
本文利用五种类型的河岸土和多次泥流涌浪，研究了河岸退缩和泥流涌浪侧蚀的反馈机制。基于物理试验，得到以下结论：
泥流河道退岸过程分为两个阶段。第一，切趾主要由水力侵蚀驱动。第二，河岸坍塌是水力侵蚀和重力诱导的倾倒破坏耦合作用的结果。重力侵蚀的主要方式是倾倒破坏，随着河岸土中细颗粒含量的增加，此类破坏的频率降低。
河岸退缩过程具有明显的负反馈回路。河岸侵蚀导致河床加宽，随后导致水深减小。因此，水深的减小减轻了河岸侵蚀。水力侵蚀和倾倒破坏之间复杂的相互作用具有明显的模式。侵蚀效率与侵蚀长度（ζ）的关系与相对河床加宽宽度呈线性负相关。此外，ζ 的平均值随河岸土中细颗粒含量的增加而降低。
建立了一个参数化的河岸退缩模型，该模型考虑了初始侵蚀效率与侵蚀长度 (ζ0)、最大相对河床加宽宽度 (b∗ e,max)、河道地形 (M) 和泥石流量 (VD*) 的关系。在我们的实验中，ζ0 随河岸土中细颗粒含量 (μ) 的增加先增加后降低，在 μ = 0.028 时达到峰值约 6%/m。b∗ e,max 与 μ 呈负相关，且服从幂函数关系。
文献求助请加QQ群：964092729
模型试验讨论及咨询请加QQ群：707519607
交流讨论模型试验研究，请加小编微信：18607111060。向大家学习请教
