RAMMS-AVALANCHE 雪崩动态模拟分析软件

2025-11-28 14:36:12 653


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RAMMS::Avalanche

对雪崩运动距离、流速及冲击压力在自然三维地形中的精准预测,是推动雪崩动力学模型持续优化的核心驱动力。这些数值模型通常应用于雪崩灾害制图研究,既可回溯计算特定场地的历史雪崩事件,也能正向推演潜在灾害情景的后果。计算结果的可靠性高度依赖于雪崩专家的经验与专业知识——尤其是在定义灾害情景初始条件时,同时也取决于数值模型对自然三维地形中积雪流动行为的模拟能力。计算机模型需满足以下要求:专家能够便捷、真实地定义地形、雪崩启动条件、运动路径粗糙度与植被参数;输出结果需具备直观的可视化与可解读性,以支持专家验证或修正模拟结论。

由于RAMMS软件在瑞士被用于灾害制图,其应用必须遵循瑞士现行计算规范(Salm等,1990)。为此,RAMMS集成了弗尔米-萨尔姆模型(Voellmy-Salm/VS)。该模型作为瑞士雪崩运动距离计算指南及一维AVAL-1D程序的核心算法,以其简洁性(仅包含两个流变参数)和数值精确性在实际应用中得到了充分验证。

RAMMS::AVALANCHE模块将先进的数值求解方法与便捷的输入功能及用户友好的可视化工具相结合。其输入与输出功能均经过优化设计,便于工程技术人员灵活调整灾害情景并有效掌控模拟结果。

该模块基于三维数字地形模型计算雪崩流动高度与流速。用户可通过GIS绘图工具便捷划定单个或多个雪崩启动区。系统提供全面的模拟概览信息,包括启动区关键参数(平均坡度、总体积)、流动特性(最大流速与流深)及停滞行为(质量通量)。此外,支持将地图与遥感影像叠加于地形模型之上,辅助用户精确设定输入参数,并基于已知雪崩事件进行模型校准。


 

 

RAMMS::Avalanche 理论

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1 数学模型

基本平衡定律源自质量与动量守恒的基本原理。

 

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2 数值求解

该程序的核心在于对深度平均雪崩动力学方程进行高效二阶数值求解。

 

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3 摩擦参数

本模型采用瑞士雪崩工程实践中广泛使用的双参数弗尔米模型。

 

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4 启动条件

雪崩启动区范围与积雪深度是雪崩模拟的关键参数。

 


. Salezer雪崩堆积体的分类结果(左图)及数据采集前一日拍摄的斜角摄影照片(由R. Meister拍摄)。

 

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图. 采用扩展弗尔米-萨尔姆模型(根据瑞士指南,Rξ = g/ξ)对瑞士阿尔卑斯山区三个雪崩案例的模拟结果

 

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图. 韦尔比耶雪崩计算最大流速分布(a) 采用黏聚力模型(N0=700 Pa)的计算结果:成功再现实际雪崩的运动距离与舌状堆积特征,计算显示雪崩峰值流速达25 m/s。


 

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