周 招，蔡 耀 軍，李 建 清，彭 文 祥

(1.長江設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430010； 2.長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430010；3.國家大壩安全工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430010)

0 引 言

堰塞湖作為高山峽谷地區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害，主要是由于降雨、地震、融雪等外在動力因素導(dǎo)致發(fā)生山體滑坡、坍塌、泥石流堵塞天然河道形成的天然湖泊，堵塞河道的固體堆積物則稱為堰塞體。堰塞體渾然天成、未經(jīng)人工碾壓，物質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，在上游持續(xù)壅高洪水及波浪涌動侵?jǐn)_作用下，極易引起漫頂潰決形成非常態(tài)洪水，嚴(yán)重影響沿岸地區(qū)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全[1-2]。

歷史上眾多堰塞湖潰決均引起了重大安全事件。1786年磨西地震誘發(fā)的摩崗嶺堰塞湖潰決直接洗劫大渡河、岷江沿岸，造成約10萬人死亡[3]；2008年汶川地震誘發(fā)257處堰塞湖，其中唐家山堰塞湖直接威脅下游綿陽、江油等地130萬人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全[4-5]。堰塞湖自然壽命相差顯著，從數(shù)小時到數(shù)十年甚至上百年廣泛存在。Costa和Schuster[6]通過對73處堰塞湖潰決時間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)堰塞湖在一天、一周、一月以及一年之內(nèi)潰決比例依次達(dá)到27%、41%、56%、80%，張利民、石振明、聶高眾等通過大型數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)堰塞湖特征，亦得出類似的結(jié)論[4，7-8]。

因堰塞湖潰決過程涉及到復(fù)雜的水沙耦合過程，學(xué)者們通過眾多模型模擬了堰塞湖潰決過程。鄧明楓等[9]通過水槽試驗(yàn)?zāi)M茂縣宗渠堰塞湖潰決過程，指出堰塞湖漫頂潰決過程分為緩慢侵蝕階段和快速侵蝕階段。鐘啟明等[5]基于唐家山堰塞湖實(shí)測資料，利用數(shù)學(xué)模型反演分析峰值流量、潰口展寬以及峰值流量出現(xiàn)時間等參數(shù)，并指出模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值吻合較好。蔣先剛等[10]利用水槽試驗(yàn)對比研究初始含水量對潰決過程影響規(guī)律，并指出潰決峰值流量隨初始含水量增大而增大、潰決歷時和殘留堰體高度隨初始含水量增大而減小。

針對堰塞湖險情，當(dāng)前主要是采取縱向開挖引流槽、爆破拆除堰塞體以及虹吸管等工程技術(shù)手段緩解堰塞湖威脅，其中引流槽除險技術(shù)在高危堰塞湖應(yīng)急處置領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，其核心思想是降低堰塞體過水高程、縮短堰塞湖蓄水時間，減小堰塞湖庫容及潰決洪峰。唐家山堰塞湖以及白格堰塞湖是引流槽除險技術(shù)的成功典范，實(shí)踐表明潰決洪峰削減比例分別達(dá)到35%和28%[11]。盡管引流槽能有效削減堰塞湖潰決洪峰，但根據(jù)堰塞湖應(yīng)急處置現(xiàn)場觀測發(fā)現(xiàn)，在潰決洪水快速發(fā)展階段堰塞體坍塌速度過快，潰決洪峰較大，依然遠(yuǎn)超下游地方河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，且當(dāng)前并無良好工程措施能控制堰塞體坍塌過程。陳曉清等[12-14]借鑒水電工程大江截流經(jīng)驗(yàn)，提出在堰塞湖潰決后期向引流槽內(nèi)拋投人工結(jié)構(gòu)體。盡管室內(nèi)試驗(yàn)表明人工結(jié)構(gòu)體能有效削減潰決洪峰，但拋投時機(jī)不明確，拋投過早會攔阻引流槽正常泄流，拋投過遲則貽誤控制堰塞體坍塌時機(jī)，而且在堰塞湖應(yīng)急處置現(xiàn)場極具危險性及偶然性，人工結(jié)構(gòu)體拋投實(shí)際操作可能性也較低。

針對堰塞體坍塌難以控制及潰決洪峰過大等問題，本文利用室內(nèi)模型試驗(yàn)，在引流槽邊坡及堰塞體上游壩坡分別鋪設(shè)石籠串及柔性網(wǎng)鏈，旨在減緩潰決水流橫向展寬及縱向下切掏蝕堰塞體，延緩堰塞體坍塌，坦化堰塞湖潰決洪水過程，削減潰決洪峰。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)思路

高危堰塞湖堰塞體物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成通常以土質(zhì)或土質(zhì)含大塊石為主，在堰塞湖潰決過程中土質(zhì)引流槽極易被潰決水流快速掏蝕，引起坍塌潰決。根據(jù)人工控制堰塞湖潰決過程，待潰決流量超過設(shè)定閾值時，柔性防護(hù)措施需深入潰決水流，即在潰決初始階段不干擾引流槽泄流，而在潰決快速發(fā)展階段能減緩潰決水流掏蝕引流槽，延緩堰塞體坍塌[15]。

基于該思路，本文開展石籠串及柔性網(wǎng)鏈等柔性防護(hù)措施控潰削峰試驗(yàn)研究，但與陳曉清等[12]所提的人工結(jié)構(gòu)體不同，石籠串及柔性網(wǎng)鏈均能隨堰塞體坍塌發(fā)展過程自行調(diào)整結(jié)構(gòu)形式，持續(xù)保護(hù)引流槽邊坡及底坡，并且在堰塞湖應(yīng)急處置現(xiàn)場具備實(shí)際可操作性。

1.2 模型設(shè)計(jì)

本文結(jié)合白格堰塞湖，參照其幾何規(guī)模按照幾何比尺1∶80修筑室內(nèi)模型。模型規(guī)模達(dá)到17.5 m×4.0 m×1.0 m(順河長×橫河寬×垂直高度)，堰塞體上下游壩坡坡比分別為1∶2和1∶5。模型上游設(shè)計(jì)20 m×12 m的矩形蓄水池用于模擬堰塞湖庫區(qū)，最大蓄水庫容可達(dá)到384 m3。參考白格堰塞湖庫區(qū)實(shí)際入庫流量，并考慮模型庫容與實(shí)際庫容的差距，試驗(yàn)中入庫流量選定8.3 L/s。

模型裝置由供水裝置、上游庫區(qū)、堰塞體試驗(yàn)段以及下游水庫組成(見圖1)，并在上游庫區(qū)進(jìn)水口修筑花墻，用于調(diào)蓄入庫水流。在堰塞體上、下游分別布置高清攝像機(jī)，每次試驗(yàn)前在堰塞體表面鋪灑白色膩?zhàn)臃鄄⒗L制矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格基本尺寸為20 cm×20 cm，用于參考記錄堰塞體坍塌過程。在上游庫區(qū)布置高頻水位計(jì)(精度±1 mm，采集頻率0.9 s)，監(jiān)控堰塞湖水位變化，用于測算堰塞湖庫容變化。

圖1 堰塞體潰決模型布置Fig.1 Model layout of breach of barrier body

1.3 堰塞體物質(zhì)組成

堰塞體潰決過程復(fù)雜，模擬堰塞體潰決過程除需要滿足重力相似準(zhǔn)則外，還需考慮堰塞體物質(zhì)材料組成相似、引流槽邊坡坍塌相似、潰決水流多相流運(yùn)動相似，但通過物理模型相似分析導(dǎo)出的比尺關(guān)系常常存在矛盾，嚴(yán)格與原型存在相似關(guān)系的堰塞體潰決模型試驗(yàn)尚無文獻(xiàn)報道[16-17]。因此，在堰塞體潰決實(shí)際模擬過程中，通常將相似準(zhǔn)則適當(dāng)放寬，拋開相似一般性，著重宏觀潰決效果相似等。

堰塞體物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成疏松、顆粒級配寬泛，為呈現(xiàn)堰塞湖潰決效果，體現(xiàn)堰塞體物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成寬級配特征，本次試驗(yàn)結(jié)合白格堰塞體物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成，選用表1所列顆粒級配材料。由于部分細(xì)顆粒含量較高，因此在試驗(yàn)過程中對堰塞體物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成作折中處理。

表1 堰塞體物質(zhì)顆粒級配組成

1.4 試驗(yàn)方案布置

根據(jù)柔性防護(hù)措施設(shè)計(jì)思路，本文分別在引流槽邊坡及堰塞體上游壩坡分別布置石籠串及柔性網(wǎng)鏈，并結(jié)合堰塞湖潰決過程，優(yōu)化研究石籠串布置位置和柔性網(wǎng)鏈幾何形狀，旨在延緩潰決水流沖刷掏蝕引流槽。

石籠串是通過鋼絲網(wǎng)編制成直徑2 cm、長4 cm、重量達(dá)0.3 kg的圓柱狀石籠，并利用繩索連接各石籠形成串體結(jié)構(gòu)，橫向平行布置于引流槽兩側(cè)邊坡。柔性網(wǎng)鏈則是選用網(wǎng)孔尺寸為4 mm×4 mm的高強(qiáng)度柔性鐵絲網(wǎng)編制而成，并布置于堰塞體上游壩坡。

本文共布置如表2所列6組試驗(yàn)方案，對比研究不同布置形式的柔性防護(hù)措施其控潰削峰效果，各方案中引流槽結(jié)構(gòu)形式均為復(fù)式斷面，如圖1(c)所示。潰決水流自下而上溯源沖刷引流槽，石籠串在潰決初始階段既不干擾引流槽正常泄流，又需在潰決快速發(fā)展階段能減緩潰決水流橫向展寬，因此石籠串覆蓋堰塞體頂部上半段區(qū)域。類似地，柔性網(wǎng)鏈需在潰決快速發(fā)展階段能隨潰決水流拖拽深入引流槽，更大程度保護(hù)引流槽底坡，因此柔性網(wǎng)鏈在矩形平面基礎(chǔ)上(方案4)優(yōu)化調(diào)整為梯形狀(方案6)，便于柔性網(wǎng)鏈前緣順利滑入引流槽。需要補(bǔ)充說明的是，為防止柔性網(wǎng)鏈被潰決水流沖刷漂浮于水中，在柔性網(wǎng)鏈前緣、后緣分別通過繩索連接沉水配重及錨固結(jié)構(gòu)。石籠串及柔性網(wǎng)鏈典型布置如圖2～3所示。

表2 試驗(yàn)方案及布置

圖2 石籠串布置(方案5)Fig.2 Layout of gabion strings(scheme 5)

圖3 梯形柔性網(wǎng)鏈布置(方案6)Fig.3 Layout of trapezoidal soft nets(scheme 6)

1.5 試驗(yàn)過程

本次試驗(yàn)堰塞體規(guī)模龐大，選用如表1所列砂石料并通過人工篩分按照其比例配置堰塞體物質(zhì)組成，利用皮帶機(jī)運(yùn)輸至水槽內(nèi)。為保證堆填砂石料均勻致密，每鋪20 cm便利用20 kg鋼管人工碾壓，直至堆填至預(yù)設(shè)高度。

待堰塞體砂石料堆填完成后，在堰塞體頂部開挖復(fù)式斷面引流槽，并利用水準(zhǔn)儀和水平鋼尺復(fù)核引流槽高程及水平尺寸，確保誤差控制在±1 mm。隨后根據(jù)各方案分別在引流槽邊坡及堰塞體上游壩坡鋪設(shè)石籠串及柔性網(wǎng)鏈。

待防護(hù)措施鋪設(shè)完成后，開啟蓄水池上游閥門；待庫水位上漲至距離引流槽潰口30 cm時，關(guān)閉閥門、停止供水，充分浸泡堰塞體2 h，模擬堰塞湖庫水位緩慢上漲過程。隨后再次開啟閥門至預(yù)設(shè)入庫流量，待庫水位上漲至引流槽潰口時，堰塞體潰決過程開啟，記錄該時刻t=0 s，高清相機(jī)開始記錄堰塞體潰決發(fā)展過程，待堰塞體沖刷達(dá)到穩(wěn)定時，關(guān)閉閥門，停止供水，堰塞體潰決過程結(jié)束。隨后按照表2所列各方案重新堆填模型。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

堰塞體潰決過程極為復(fù)雜，本文將從潰決水流流態(tài)、堰塞湖庫水位、潰決流量等方面揭示潰決水流與柔性防護(hù)措施協(xié)同作用機(jī)理。

2.1 潰決水流流態(tài)

堰塞湖引流槽內(nèi)持續(xù)壅高水流逐漸縱向下切及橫向展寬掏蝕引流槽，造成堰塞體逐漸坍塌，致使?jié)Q流量急劇上漲，沖刷能力不斷增強(qiáng)，如此過程不斷進(jìn)行，直至堰塞湖庫區(qū)囤蓄洪水不足，潰決流量逐漸下降，沖刷掏蝕能力逐漸下降，堰塞體趨于穩(wěn)定[18]。本文通過綜合對比各方案下潰決水流流態(tài)，將堰塞湖潰決過程劃分為如圖4所示潰決初始階段、溯源沖刷階段、快速發(fā)展階段以及恢復(fù)穩(wěn)定階段。

圖4 堰塞湖潰決水流流態(tài)Fig.4 Flow pattern of breaching flood

潰決初始階段。隨著堰塞湖庫水位緩慢上漲，引流槽內(nèi)潰決水流“匍匐”前行，沖刷能力較弱，待運(yùn)動至下游壩坡時，因局部流速增加，細(xì)顆粒材料隨潰決水流不斷快速搬運(yùn)至下游，下游坡面逐漸形成“辮狀”沖蝕溝，溝沿、溝坡清晰可見。

溯源沖刷階段。待潰決水流流至下游河床在下游壩坡面形成連續(xù)貫通水流時，潰決水流局部流速稍有增加，因堰塞體顆粒組成寬泛、不均勻，下游壩坡面各區(qū)域抗沖流速不一致，局部區(qū)域受潰決水流沖刷率先形成細(xì)小跌坎。隨著潰決流量繼續(xù)增大，潰決水流沖刷能力持續(xù)增加，如圖4(b)所示，下游壩坡表面逐漸形成多級跌坎。隨后潰決水流不斷縱向沖擊跌坎水平面，并在跌坎凹角處形成反向渦旋，造成細(xì)顆粒被沖刷帶走，跌坎落差不斷增大，致使跌坎沿程回溯發(fā)展，因堰塞體縱向尺寸大，引流槽內(nèi)多級跌坎不斷充分回溯，甚至交匯融合，形成更大落差跌坎。待回溯發(fā)展至引流槽潰口時，因上游坡面無砂石料覆蓋保護(hù)，溯源陡坎迅速回溯“擊穿”上游壩坡，造成堰塞體上游壩坡迅速坍塌、潰決水流水頭迅速增大，潰決流量急劇增大。

快速發(fā)展階段。待溯源陡坎回溯至引流槽潰口時，潰決水流迅速縱向下切掏蝕引流槽，潰決流量急劇增大、沖刷能力持續(xù)增強(qiáng)，造成堰塞體大范圍坍塌，潰決水流水頭及過流寬度快速增大，如圖4(c)所示，引流槽坡面甚至伴隨起伏涌動水躍。因堰塞湖庫區(qū)囤蓄洪水有限，潰決流量達(dá)到峰值后快速下降，但潰決流量依然遠(yuǎn)大于入庫流量，沖刷能力依然較強(qiáng)，堰塞湖庫水位持續(xù)下降，引流槽邊坡呈間歇性坍塌。

恢復(fù)穩(wěn)定階段。待潰決流量逐漸降低，潰決水流沖刷能力逐漸減弱，細(xì)顆粒砂石料隨潰決水流在引流槽底坡呈散粒體式滾動，粗顆粒砂石料逐漸裸露，堰塞體逐漸趨于穩(wěn)定。

盡管各方案下潰決水流流態(tài)均呈現(xiàn)上述4種典型特征，但因柔性防護(hù)措施影響，各方案潰決快速發(fā)展階段橫向展寬掏蝕引流槽(見圖5)呈現(xiàn)明顯差異。方案1中(無防護(hù)措施引流槽)潰決水流顯著橫向展寬，掏刷引流槽，過流斷面自上而下呈現(xiàn)明顯等寬特征。方案2及方案3中潰決水流橫向展寬過程類似，盡管引流槽邊坡布置石籠串，但因石籠串?dāng)?shù)量較少、布置位置較高、末端重量不足，在潰決快速發(fā)展階段石籠串普遍難以沿引流槽邊坡下滑，反而如圖5(b)所示臨空懸掛于引流槽邊坡外側(cè)，難以保護(hù)引流槽邊坡，造成局部湍流加劇掏空引流槽邊坡，因而延緩潰決水流橫向展寬有限。方案5通過增加石籠串?dāng)?shù)量并橫向延伸至靠近引流槽底坡，如圖5(c)所示，石籠串能隨引流槽邊坡坍塌而不斷自行下滑、持續(xù)保護(hù)引流槽邊坡，顯著約束潰決水流橫向展寬，延緩堰塞體坍塌，引流槽內(nèi)過流斷面寬度明顯呈現(xiàn)下游寬、上游窄特征。

圖5 各方案下潰決水流橫向展寬Fig.5 Lateral widen by outburst flood under different schemes

待溯源陡坎回溯發(fā)展至引流槽潰口時，因堰塞體上游壩坡無砂石料覆蓋保護(hù)，上游壩坡形成類似“臨空面”，溯源陡坎迅速擊穿堰塞體上游壩坡。相比于方案1中迅速下切的坍塌堰塞體上游壩坡，柔性網(wǎng)鏈作用如圖6所示。方案4中能觀測到大于網(wǎng)孔尺寸的粗顆粒砂石料在柔性網(wǎng)鏈覆蓋保護(hù)下稍有停滯，壩坡下切有所減緩，但受引流槽兩側(cè)邊坡支撐，矩形柔性網(wǎng)鏈難以隨潰決水流縱向拖拽、進(jìn)入引流槽，覆蓋保護(hù)范圍有限。方案6中梯形柔性網(wǎng)鏈能隨潰決水流縱向拖拽，甚至深入引流槽潰口，覆蓋保護(hù)區(qū)域明顯增大，明顯減緩潰決水流下切掏蝕堰塞體上游壩坡，潰決水流水頭上漲速度明顯降低。此外，石籠串沿引流槽邊坡下滑，束縛潰決水流橫向展寬，減緩過流寬度上漲，二者聯(lián)合作用，堰塞體坍塌速度明顯減緩。

圖6 柔性網(wǎng)鏈作用示意Fig.6 Schematic diagram of the flexible net action

2.2 庫水位變化

與堰塞體潰決過程典型階段性特征變化相一致，堰塞湖庫水位亦呈現(xiàn)階段性特征變化。各方案下堰塞湖庫水位變化過程如圖7所示，普遍呈現(xiàn)先平穩(wěn)上漲至峰值水位、隨后緩慢下降、快速下降直至堰塞湖出入庫流量一致、庫水位恢復(fù)穩(wěn)定的變化規(guī)律。本文將堰塞湖庫水位變化過程依次劃分為平穩(wěn)上漲、緩慢下降、快速下降以及恢復(fù)穩(wěn)定4階段。

各方案下庫水位特征階段時長如表3所列，綜合對比各方案下庫水位變化過程，可發(fā)現(xiàn)各種防護(hù)措施方案普遍可延長庫水位變化過程。方案1中庫水位各特征階段時長依次為0～900 s、900～1 100 s、1 100～1 500 s、1 500～2 600 s，堰塞湖最大壅高水位為0.856 m。方案2、方案3及方案5普遍因石籠串約束潰決水流橫向展寬、稍有阻水，致使引流槽坍塌滯后，堰塞湖蓄水過程稍有延長，平穩(wěn)上漲階段時長依次延長到900，980 s以及1 050 s，最大壅高水位相應(yīng)稍有上漲，分別達(dá)到0.857，0.858 m及0.859 m。

圖7 堰塞湖庫水位變化過程Fig.7 Reservoir water level variation

與各石籠串防護(hù)方案類似，各柔性網(wǎng)鏈方案中堰塞湖庫水位平穩(wěn)上漲階段亦稍有延長，但相比于方案1堰塞湖最大壅高水位，方案4及方案6堰塞湖最大壅高水位稍有降低，僅有0.842 m及0.838 m，其主要原因即是柔性網(wǎng)鏈能延緩潰決水流下切掏蝕堰塞體上游壩坡，減緩堰塞體坍塌，造成潰決過程延長。

表3 堰塞湖庫水位特征階段時長

2.3 潰決流量變化

各方案下堰塞湖潰決流量變化過程如圖8所示，普遍呈現(xiàn)先緩慢上漲隨后急速上漲、快速下降直至恢復(fù)穩(wěn)定變化規(guī)律。本文將堰塞湖潰決洪水流量變化過程依次劃分為小流量泄流、快速上漲、快速下降以及恢復(fù)穩(wěn)定4個特征階段。結(jié)合庫水位特征階段變化，普遍發(fā)現(xiàn)潰決洪水各特征階段均滯后于圖7所示各方案庫水位相應(yīng)階段時刻，該特殊現(xiàn)象與堰塞湖實(shí)測庫水位-潰決流量變化過程相一致[18-19]。但采用不同防護(hù)措施后，潰決洪水過程普遍滯后于無防護(hù)方案。

圖8 潰決流量變化Fig.8 Outburst flow variation

方案1中潰決流量各特征階段時長依次為0～950 s、950～1 320 s、1 320～1 800 s、1 800～2 600 s，堰塞湖潰決洪峰為323 L/s。相比方案1，方案2及方案3潰決洪水過程滯后并不顯著，小流量泄流階段時長僅延長至1 000 s，但潰決洪峰分別增長至356 L/s及346 L/s，其主要原因即是石籠串末端重量不足、難以克服沿程摩阻下滑至引流槽底坡，反而臨空懸掛于引流槽邊坡外側(cè)(見圖5(b))，局部湍流甚至加劇掏空引流槽邊坡，因而增大潰決水流過流寬度及潰決洪峰。對比方案1、方案2、方案3及方案5，發(fā)現(xiàn)方案5潰決洪水過程滯后尤為顯著，其潰決洪水各階段時長依次為0～1 100 s、1 100～1 500 s、1 500～2 200 s、2 200～2 700 s，潰決洪峰下降至309 L/s，比方案1低4.3%，其主要原因是石籠串能在潰決洪水快速發(fā)展階段克服沿程摩阻沿引流槽邊坡下滑，束縛潰口橫向展寬，延緩堰塞體坍塌，降低潰決洪峰。

此外，相比無防護(hù)措施引流槽(方案1)，方案4堰塞湖潰決洪水過程明顯滯后，各特征階段時長依次為0～1 200 s、1 200～1 600 s、1 600～2 300 s、2 300～2 700 s，潰決洪峰降低至291 L/s，削減比例達(dá)9.9%，其主要原因是矩形柔性網(wǎng)鏈能減緩大于網(wǎng)孔尺寸的粗顆粒砂石料被潰決水流快速沖刷帶走，延緩潰決水流縱向下切掏蝕堰塞體上游壩坡，減緩潰決水流水頭上漲，坦化潰決洪水過程。

方案6則是基于方案4及方案5，利用石籠串及柔性網(wǎng)鏈分別束縛潰決水流橫向展寬掏蝕引流槽邊坡，及延緩潰決水流縱向下切掏蝕堰塞體上游壩坡，延緩潰決水流過流寬度及水頭變化，此外梯形柔性網(wǎng)鏈前緣能隨潰決水流縱向拖拽至引流槽內(nèi)、防護(hù)覆蓋區(qū)域局部增大，堰塞體坍塌明顯減緩，各特征階段時長依次為0～1 200 s、1 200～1 600 s、1 600～2 300 s、2 300～2 700 s，潰決洪峰降低至282 L/s，削減比例達(dá)到12.7%。

2.4 柔性防護(hù)措施優(yōu)選

結(jié)合各方案下堰塞湖庫水位及潰決流量變化，可發(fā)現(xiàn)石籠串普遍能延長堰塞湖潰決洪水過程，但布置位置直接影響潰決洪峰削減效果：石籠串末端布置位置偏高(方案2、方案3)在潰決快速發(fā)展階段不僅難以克服摩阻沿程下滑，保護(hù)引流槽邊坡，甚至臨空懸掛引流槽邊坡外側(cè)，造成局部湍流加劇掏空引流槽邊坡，致使?jié)Q洪水過流寬度甚至增大，潰決洪峰增大；石籠串末端布置位置偏低(方案5)，盡管在潰決初始階段稍稍壅高堰塞湖庫水位，但在潰決快速發(fā)展階段能沿程下滑、持續(xù)保護(hù)引流槽邊坡，明顯約束潰決水流橫向展寬，減緩堰塞體坍塌，削減潰決洪峰。

柔性網(wǎng)鏈普遍能攔阻大于網(wǎng)孔尺寸的粗顆粒砂石料隨潰決水流快速沖刷，減緩潰決水流縱向下切掏蝕堰塞體壩坡，尤其是梯形柔性網(wǎng)鏈能隨潰決水流深入引流槽，覆蓋保護(hù)面積增大，明顯延緩潰決水流水頭上漲，延遲堰塞體坍塌，削減潰決洪峰效果顯著。

3 結(jié) 論

本文通過室內(nèi)模型試驗(yàn)，分別對比研究石籠串及柔性網(wǎng)鏈等不同形式柔性防護(hù)措施對堰塞湖潰決洪水影響，得出如下結(jié)論。

(1) 堰塞湖潰決洪水過程可劃分為潰決初始階段、溯源沖刷階段、快速發(fā)展階段以及恢復(fù)穩(wěn)定階段，柔性防護(hù)措施并不改變潰決洪水過程屬性，但普遍能延緩堰塞湖潰決發(fā)展過程。

(2) 石籠串布置位置直接影響堰塞湖控潰削峰效果，石籠串布置位置偏低，其能隨堰塞體坍塌克服沿程摩阻下滑至引流槽底坡，有效延緩潰決水流橫向展寬，減緩過流寬度變化，相比于無防護(hù)措施引流槽，潰決洪峰削減比例可達(dá)到4.3%。

(3) 柔性網(wǎng)鏈能普遍延緩潰決水流下切掏蝕堰塞體壩坡，尤其是梯形柔性網(wǎng)鏈，能隨潰決水流縱向拖拽深入引流槽，增大覆蓋保護(hù)面積，減緩潰決水流水頭上漲，與石籠串聯(lián)合作用能顯著減緩潰決水流橫向展寬及縱向下切，延緩堰塞體坍塌，延長、坦化潰決洪水過程，潰決洪峰削減比例達(dá)到12.7%。