滑坡涌浪近场波特性研究综述.docx

摘要

近场区滑坡涌浪野外实测数据采集难度巨大，基于理论分析、数值模拟和模型试验的研究日益增多，

从近场涌浪波特性的角度对这些研究系统地开展文献综述非常必要。首先，基于不同的滑坡运动模

型和简化方法，对比分析了已有滑坡涌浪近场波幅解析解表达式，阐明解析求解方法的局限性；随

后，通过综述近场区涌浪在数值模拟方面的研究，指出该方法的优势及存在的问题；此外，讨论了

不同滑坡涌浪物理模型，分析比较了每种模型的优点及不足；最后，指出了滑坡涌浪近场波特性方

面值得进一步研究的问题和发展方向。

Abstract

It is very difficult to collect the field measured data of landslide-generated wave in

advantages and problems of this method are pointed out by summarizing the

research on the numerical simulation of near field surges. Moreover, different

physical models of landslide generated wave as well as a summary of the

experimental methods with their advantages and disadvantages are given. Finally,

the future research problems and the development direction of the near field wave

properties generated by landslide are presented.

译

关键词

滑坡涌浪; 近场区; 研究现状; 综述

Keywords

［ 1，2］

多，这其中包含大量临水滑坡，因此对潜在滑坡体进行实时监测难度巨大。此外，由于滑坡涌浪的

产生过程短暂、传播迅速，且在波源附近常伴有巨大水雾及飞溅的浪花，这些因素给近场区涌浪影

像的采集带来巨大困难。目前，有限的滑坡涌浪现场调查资料大都来自于滑坡发生后第一时间对灾

害现场的复查，包括滑坡沉积、涌浪沿岸爬高水线以及周围水域船舶、植被破坏情况等，然后再根

据收集的资料间接推测滑坡发生时近场区域的涌浪特性，但通过灾后实地调查来获取原型资料的方

式所获得数据的准确性较差

［ 3］

。

基于上述情况，研究者通常借助解析求解、数值模拟和物理模型试验等方法来提高对近场区涌浪特

性的认知，并取得了一定的成果，对灾害的预防与减少提供了有益指导，但目前鲜有学者对近场区

后续研究的效率。

1 研究设计

滑坡涌浪的产生是一个复杂的过程，这给文献综述的有效组织带来了严峻的挑战。按照其发展变化，

涌浪主要分为产生、传播和爬高 3 个阶段

［ 5］

坡体、水体和空气间非定常相互作用的瞬态多相流动过程。从灾害学的角度，滑坡体和水域两者共

同影响涌浪灾害，属于致灾因子，而涌浪影响范围内的一切人类生产生活设施设备均为涌浪灾害的

承灾体。无论是涌浪处于哪个阶段都会对承灾体构成威胁，但往往离滑坡源越近涌浪威胁越大。因

此，本文主要针对近场区（危险程度最高）涌浪波场特性研究成果进行文献组织，从涌浪灾害全过

程的 视角充分地 挖掘信 息、综述 内容。其中所用 的分析文献 主要来自 Web Of Science（WOS）

2.1　解析求解

相比于数值模拟和物理模型实验，解析求解可以给出一个封闭的理想化数学问题的精确解。以往学

者们通过对滑坡体运动及与水体间复杂的作用过程进行一定简化后，得到了关于滑坡涌浪问题的一

些很有意义的水波解析解。

目前，解析求解主要包括 2 种理论假设。第 1 种为矩形箱体垂直下落假设，由 Noda

最先提出，

将滑坡体简化为一个矩形刚性箱体，并使落箱高度大于静水深度，以忽略滑坡高度对涌浪造成的影

响。由矩形箱体垂直下落产生的涌浪过程被表述为

压力和水下运动产生的速度场对涌浪的影响，在线性理论框架下提出一种新的初始涌浪解析解。公

式的详细推导过程可参考文献［7］。

Liu 等

［ 8］

采用一维线性浅水方程，推导出了立面二维块体滑坡沿斜坡滑动产生的涌浪解析解。在滑

坡体匀速下滑假设条件下产生的波面高程表达式为

理性质，而忽略了厚层滑坡所产生涌浪的非线性特征。Liu 等

的问题找到一种简化处理方法，同时该解析解也是用于数值模型中涌浪产生和移动边界的一个很好

的基准模拟工具。此外，Haugen 等

［ 9］

通过二维线性分析模型，研究了水下质量流在理想几何条

件下产生海啸的基本机制。