本发明涉及到水利工程，尤其涉及一种冰崩的易发性判断方法及其应用。
背景技术：
1、冰崩作为一种较为典型的冰川灾害，是指在坡度较大斜坡上大块冰体甚至整条冰川在重力作用下沿着冰川内部的一条剪切破裂面或脆弱面，脱离母体而迅速倾倒或滑塌、坠落的现象，是最激烈的冰川灾害形式。随着全球气温的持续上升，冰崩灾害逐渐增多，影响日益显著。冰崩现象主要集中在阿尔卑斯山脉、高加索山脉和喜马拉雅山脉地区，对当地基础设施造成破坏。冰崩的本质是能量释放，其发生受到多种因素的共同影响，冰崩的发生是多种因素综合作用的结果。根据现有研究结果主要分为两类：内在地质因素和外在诱发因素。内在地质因素指影响冰崩发生的地质环境条件，如坡度、海拔和坡向这些地形地质环境特征，它们代表了从新雪降落、沉积、压实压密到形成冰川体、孕育变形的环境条件，可反映冰崩在长期演化过程中几何特征的发育规律。外在诱发因素指在短期时间内突然出现的或者明显波动影响冰川稳定性的外在触发性因素，包括温度、降雨、地震以及一些人为因素，外在诱发因素是随时间不断变化，相比于地质环境变化的周期较短，可以反映冰崩灾害在时间频率上的演变规律。随着冰崩的致灾影响日趋严峻，需要利用当前技术手段获取冰川数据建立冰崩易发性评价。目前由于冰川发育位置偏远导致人力难以到达，所运用的技术手段主要是通过遥感影像获取数据，主要是因为随着航天技术的进步，卫星遥感成像的分辨率日益提高，为冰崩灾害的研究和调查提供了强有力的数据支撑，一些人类活动范围没有涉及到的地区发生的冰崩灾害，可以通过遥感影像手段对其进行研究。
2、以阿尔卑斯山地区为例，开展冰崩灾害的风险评估研究，主要包括：基于遥感数据、通过地理信息进行系统建模并收集相关参数对较为危险的冰川运动路径进行一级映射；基于地理信息技术，建立基于遥感的冰崩风险评估方法，判断冰崩发生的危险性。对瑞士冰崩事件的大量坡度数据进行分析，显示绝大部分冰崩发生在坡度30°-50°内，其中，坡度在39°左右时，冰崩频数比例几乎占总数的40％以上。
3、通过用于环境监测的卫星哨兵2a对西藏阿里地区的冰崩范围进行了遥感解译，将冰崩的多个信息特征结合起来，利用基于规则的面对对象分类法进行了冰崩的区域划分，实现利用卫星遥感技术进行冰崩危险性判别和区域提取(利用哨兵2a数据的西藏阿里冰崩范围提取.内蒙古煤炭经济,2017,(02):157-160)。但该危险性判断是在区域尺度上进行的，无法判断单个冰崩的可能性和危险性。
4、以遥感影像为数据源，研究了青藏高原冰崩隐患数量、类型、发育规律及危险性，通过坡度、面积及坡向对青藏高原隐患点的发育特征进行了统计和分析，并结合模型对青藏高原地区发育的冰崩隐患点进行了由低危险性到高危险性的划分(青藏高原冰崩隐患发育分布规律及危险性.地球科学,2022,47(12):4647-4662.)。同样的，该方法针对区域性的冰崩危险性进行了判别，无法用于单点的冰川的冰崩易发性判断。
5、公开号为cn109697314a，公开日为2019年04月30日的中国专利文献公开了一种冰崩的最大运动距离的计算方法及其应用，包括如下步骤：a、根据所要分析的潜在冰崩体的位置，判断存在冰崩危险的冰川的属性为大陆性冰川、海洋性冰川还是悬冰川；b、调查测绘确定潜在冰崩体的基本数据；c、确定冰崩的最大运动距离的主要参数高程差h；d、从冰崩体的最前端开始，确定冰崩体冰崩时的运动轨迹；e、沿着冰崩运动轨迹线上确定若干个测算点，测量每一个测算点的h/l值；当运动轨迹到达冰湖、河流、反向山坡时，仍然按照运动轨迹设定测算点；f、对比各测算点的h/l值，当测算点的值与计算的最小h/l值相等时，所处测算点位置即为冰崩堆积的最前缘位置，运动水平路程l为冰崩最大运动距离。
6、该专利文献公开的冰崩的最大运动距离的计算方法及其应用，能够以定量的方式计算冰崩的最大运动距离，为冰崩的危险范围提供定量评价。但是，仍然不能针对冰崩的易发性进行有效判断。
技术实现思路
1、本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种冰崩的易发性判断方法及其应用，本发明通过对潜在冰崩体进行研究并判断，能够有效确定冰崩的易发性，极大的提高易发性判断结果的准确性。
2、本发明通过下述技术方案实现：
3、一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、s1、收集当地资料确定冰崩体的基本参数，包括冰川坡度、冰川坡向、冰川面积、冰川高程、当地雪线高程、冰川附近气象站高程、冰川附近气象站位置年平均温度以及冰川类型；
5、s2、对冰崩体的基本参数进行无量纲化处理，计算冰崩易发性综合判别因子，依式1计算确定；
6、p＝4c+s+0.23a+0.129h+0.09t 式1
7、式中：p为冰崩易发性综合判别因子，c为冰川坡向因子，s为冰川坡度因子，a为冰川面积因子，h为雪线因子，t为冰崩体温度因子；
8、s3、通过冰崩易发性综合判别因子判断冰川发生冰崩的易发性。
9、所述步骤s1中，冰川类型包括海洋性冰川和大陆性冰川。
10、所述步骤s2中，冰川坡向因子通过式2计算得到；
11、c＝sin(θ/2) 式2
12、式中：θ为冰川坡向，0°≤θ≤360°，在北半球时，指冰川的平面法线在平面投影指向与正北方向的夹角；在南半球时，指冰川的平面法线在平面投影指向与正南方向的夹角。
13、所述步骤s2中，冰川坡度因子通过式3计算得到；
14、s＝tanα 式3
15、式中：α为冰川坡度。
16、所述步骤s2中，冰川面积因子通过式4计算得到；
17、a＝a/a0 式4
18、式中：a为冰川面积，a0为单位面积，a0＝1km2。
19、所述步骤s2中，雪线因子通过式5计算得到；
20、h＝(h0-h)/h0 式5
21、式中：h0为当地雪线高程，h为冰川高程，h0为单位高度，h0＝100m。所述步骤s2中，冰崩体温度因子通过式6计算得到；
22、t＝[t-0.006(h-h1)]/t0 式6
23、式中：t为冰川附近气象站位置年平均温度，h1为冰川附近气象站高程，t0为单位温度，t0＝1℃。
24、所述步骤s3中，判断冰川发生冰崩的易发性具体是指当为海洋性冰川时，p≥5.65，判断为高易发，5.65＞p≥3.95，判断为中易发，p＜3.95，判断为低易发；当为大陆性冰川时，p≥3.85，判断为高易发，3.85＞p≥2.70，判断为中易发，p＜2.70，判断为低易发。
25、本发明适用于大陆性冰川和海洋性冰川的冰崩易发性判断。
26、本发明的基本原理如下：
27、由于冰川的坡向不同，日照和辐射条件各异，导致气温有明显的差异。在我国，一般位于北坡的温度最低，因此在地形上，坡面法线在平面投影指向与正北方向的夹角越大，越有利于冰川内部裂隙的产生，越有利于冰崩的产生。
28、冰川坡度是影响冰崩发生的最主要因素之一,随着气候的干湿冷暖波动，在气候转向湿冷或干热年代，随着年平均温度的不断上升，冰川的温度也慢慢提高，冻结粘滞力慢慢变小，冰川的塑性增强，运动速度逐渐加快。特别在冰川前部，由于海拔较低，温度较高，冰川温度相应较上部要高，塑性更强，运动速度更快。当冰川的活动性提高到一定水平，盛夏或秋天的消融水流沿着冰裂隙及孔隙下渗，缓慢的暖切割冰体，润滑底床，不断的减小冰川向下前进运动的阻力。当这种阻力减小到一定程度时，冰川内部积累的应力瞬间释放，将冰川前部推出形成冰崩。
29、无论是海洋性冰川还是大陆性冰川，在其发育过程中，冰川的厚度和发育面积呈正比关系，因此较大面积的冰川经历了更强烈的冰川积累过程，冰川的厚度较大，因而这类冰川具有更大的重力势能，冰川具有更高的流动性形成跃动冰川，更容易发生冰崩。反之，较小面积的冰川重力势能较小，不容易形成冰崩。
30、引起冰崩的触发原因是高温。冰的融化温度是0度，因此在当地长期积累的较高温度情况下，只要高于0度的温度，就有可能出现冰川运动形成冰崩。温度对冰崩的影响包括2个方面：一是当地相对温度：冰川与雪线，雪线为终年积雪线，即雪线以上为终年积雪的冰川。冰川位于雪线以上，温度较低，不利于冰崩的发生；相反，位于雪线以下，有利于冰崩的发生。二是冰川所在位置的年平均温度对于冰崩也有重要影响：年平均温度越高，在温度升高的影响下越容易形成冰崩；年平均温度较低的地方，还需要更多的温度积累，才能在温度升高的影响下形成冰崩，因此易发性更低。因为海拔每上升1000m，气温温度就会降低6度，在已有当地的气象站点的年平均温度和海拔高度数据，根据冰川的海拔，能够获得冰川位置的年平均温度，使易发性判断更准确。因此本发明采用当地的雪线高程、气象站点的年平均温度、海拔高程，以及冰川的海拔高程，计算得到的冰川与雪线的相对高度、冰川位置年平均温度，用于冰崩易发性判断，能够更好的用于冰崩的易发性判断：冰川与雪线的相对高度越大，在雪线以下越多、冰川位置年平均温度越大，越有利于冰崩发生。
31、根据气候条件决定的冰川类型：大陆性冰川或海洋性冰川，也会影响冰崩的易发性：不同类型的冰川活动强烈程度不同：海洋性冰川活动性强，冰川的消融作用也就越强，强烈消融会使冰川内部接触面之间的融水增加，导致冰川裂隙进一步加大，破坏冰川的稳定型，导致冰川更容易发生冰崩灾害；反之，大陆性冰川活动性弱，冰崩更不容易发生。
32、本发明的有益效果主要表现在以下方面：
33、一、本发明，s1、收集当地资料确定冰崩体的基本参数，包括冰川坡度、冰川坡向、冰川面积、冰川高程、当地雪线高程、冰川附近气象站高程、冰川附近气象站位置年平均温度以及冰川类型；s2、对冰崩体的基本参数进行无量纲化处理，计算冰崩易发性综合判别因子；s3、通过冰崩易发性综合判别因子判断冰川发生冰崩的易发性，较现有技术而言，通过对潜在冰崩体进行研究并判断，能够有效确定冰崩的易发性，极大的提高易发性判断结果的准确性。
34、二、本发明，充分考虑了影响冰崩的主要影响因素：冰川坡度、冰川坡向、冰川面积、冰川高程、当地雪线高程、冰川附近气象站高程、冰川附近气象站位置年平均温度及冰川类型，极大的提高了冰崩易发性判断的准确性。
35、三、本发明，充分考虑到冰川坡度是引起冰崩的关键因素，在大坡度下更容易产生冰川裂隙，更容易发生冰崩，冰川坡度对冰崩易发性有重要影响，使易发性判断更加可靠。
36、四、本发明，充分考虑到冰川面积，进而考虑冰川厚度坡对冰崩的关键影响，在大面积及大厚度的冰川条件下有更大的重力势能，冰川具有更高的流动性并形成跃动冰川，更容易发生冰崩，冰川面积对冰崩易发性有重要影响，使易发性判断更具有适用性。
37、五、本发明，充分考虑到冰川坡向是引起冰崩的关键因素，在北坡很难发生冰崩，温度较高的南坡更容易发生冰崩，冰川坡向对冰崩易发性有重要影响，使易发性判断更加合理。
38、六、本发明，充分考虑到当地雪线是当地冰雪融化的关键影响因素，引入冰川与雪线的高差，雪线比冰川高为正高差，在雪线以上更难发生冰崩，雪线以下更容易发生冰崩，当地雪线对冰崩的发生有重要影响，进一步保证了易发性判断的可靠性。
39、七、本发明，充分考虑到温度是引起冰崩的关键因素，在低温区域很难发生冰崩，温度较高区域更容易发生冰崩，冰川附近气象站位置年平均温度对冰崩的发生有重要影响，使易发性判断更加准确。
40、八、本发明，充分考虑到温度对冰崩发生的影响，结合海拔上升1000m，温度降低6℃的常识，引入冰川的海拔高度及其对当地年平均温度的影响，进一步使易发性判断更加合理。
41、九、本发明，冰川坡向因子、冰川坡度因子、冰川面积因子、雪线因子及冰崩体温度因子这些关键参数均为无量纲参数，在各种尺度下的冰崩条件下都能够使用，适用性更强。
1.一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于：所述步骤s1中，冰川类型包括海洋性冰川和大陆性冰川。
3.根据权利要求1所述的一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于：所述步骤s2中，冰川坡向因子通过式2计算得到；
4.根据权利要求1所述的一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于：所述步骤s2中，冰川坡度因子通过式3计算得到；
5.根据权利要求1所述的一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于：所述步骤s2中，冰川面积因子通过式4计算得到；
6.根据权利要求1所述的一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于：所述步骤s2中，雪线因子通过式5计算得到；
7.根据权利要求1所述的一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于：所述步骤s2中，冰崩体温度因子通过式6计算得到；
8.根据权利要求2所述的一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于：所述步骤s3中，判断冰川发生冰崩的易发性具体是指当为海洋性冰川时，p≥5.65，判断为高易发，5.65＞p≥3.95，判断为中易发，p＜3.95，判断为低易发；当为大陆性冰川时，p≥3.85，判断为高易发，3.85＞p≥2.70，判断为中易发，p＜2.70，判断为低易发。
9.根据权利要求1所述的一种冰崩的易发性判断方法，其特征在于：适用于大陆性冰川和海洋性冰川的冰崩易发性判断。
