Wave types of landslide generated impulse waves
V. Heller a,n,1, W.H. Hager b,2
a School of Civil Engineering and the Environment, University of Southampton, Highfield, Southampton, SO17 1BJ, UK
b VAW, ETH Zurich, CH-8092 Zurich, Switzerland ¨
article info
Article history:
Received 22 July 2009
Accepted 7 December 2010
Editor-in-Chief: A.I. Incecik
Available online 17 January 2011
Keywords:
Impulse wave
Landslide
Nonlinear wave theory
Physical model test
Wave generation
Wave type classification
abstract
Subaerial landslide generated impulse waves were investigated in a prismatic wave channel. Seven
governing parameters, namely the still water depth, slide impact velocity, slide thickness, bulk slide
volume, bulk slide density, slide impact angle, and grain diameter, were systematically varied. The
generated impulse waves are nonlinear, intermediate- to shallow-water waves involving a small to
considerable fluid mass transport. The Stokes wave, cnoidal wave, solitary wave, and bore theories were
applied to describe the observed maximum waves. The theoretical and observed features of these four
wave types are highlighted. A diagram allows to predict the wave type directly as a function of the slide
parameters, the slide impact angle, and the still water depth.
& 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.
1. Introduction
1.1. Overview
Impulse waves are generated by landslides, rock falls, shore
instabilities, snow avalanches, glacier calvings, or asteroids impact-
ing into an ocean, bay, lake, or reservoir. They may reach a
considerable height such as in the 1958 Lituya Bay case, Alaska,
resulting in a run-up height of 524 m on the opposite shore (Miller,
1960; Fritz et al., 2001) or the 1963 Vaiont case in the Italian Alps
(Schnitter, 1964). In the latter case the impulse wave overtopped a
dam by about 70 m and destroyed the Longarone village where
about 2000 people perished. To prevent such catastrophes mainly
passive methods such as evacuation, water level draw-down, free-
board control in artificial reservoirs, or blasting of possible slides
are considered. These methods require detailed knowledge on the
impulse wave features including type, height, and decay.
1.2. Studies on impulse wave generation and propagation
Studies on subaerial landslide generated impulse waves apply
five methods (Heller et al., 2009): (i) specific prototype studies
(e.g. WCHL, 1970, for Mica Reservoir), (ii) numerical simulations
(e.g. Quecedo et al., 2004), (iii) predictions based on field data (e.g.
Ataie-Ashtiani and Malek Mohammadi, 2007), (iv) analytical
calculations (e.g. Di Risio and Sammarco, 2008), and (v) general
model studies. Method (v) is applied herein allowing for the
formulation of general statements.
Studies with method (v) based on a block model slide were
conducted e.g. by Noda (1970), Wiegel et al. (1970), Kamphuis and
Bowering (1972), Walder et al. (2003), or Panizzo (2004) in a wave
channel (two-dimensional 2D) and by Panizzo et al. (2005) in a
wave basin (three-dimensional 3D). Investigations based on gran-
ular slide models were accomplished e.g. by Fritz (2002) or Fritz
et al. (2004), respectively, Zweifel (2004) or Zweifel et al. (2006),
respectively, or Heller and Hager (2010) in 2D and by Huber (1980)
and Huber and Hager (1997) in both 2D and 3D. Detailed literature
reviews for method (v) are presented in Heller (2007, 2008).
Subaerial landslide generated impulse waves involve generally
nonlinear and intermediate- to shallow-water waves of small to
considerable fluid mass transport (Heller, 2007). They are disper-
sive (Kamphuis and Bowering, 1972) and cover a wide wave type
spectrum. Depending on the wave type the wave profile, amount of
fluid mass transport, run-up height, or wave force on a structure
differ. The knowledge of the wave type is therefore a prerequisite to
reliably predict the effects of impulse waves on the shore line or a
dam.
1.3. Wave type classification methods
Fig. 1 shows an impulse wave in the (x, z) plane with the basic
wave parameters, namely the wave amplitude a, wave height H,
wave length L, wave period T, and still water depth h. These
parameters are also defined in Fig. 11 for a sinusoidal wave profile.
Contents lists available at ScienceDirect
journal homepage: www.elsevier.com/locate/oceaneng
Ocean Engineering
0029-8018/$ - see front matter & 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.
doi:10.1016/j.oceaneng.2010.12.010
n Corresponding author. Tel.: +44 2380592883; fax: +44 2380677519.
E-mail addresses: V.heller@soton.ac.uk (V. Heller),
hager@vaw.baug.ethz.ch (W.H. Hager). 1 Formerly, VAW, ETH Zurich, CH-8092 Zurich, Switzerland. ¨ 2 Tel.: +41 446324149; fax: +41 446321192.
Ocean Engineering 38 (2011) 630–640
คลื่นชนิดของดินถล่มสร้างกระแสคลื่นHeller V. a, n, 1, W.H. Hager b, 2โรงเรียนวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเซาแธมป์ตัน ล็ค เซาแธมป์ตัน SO17 1BJ, UKบี VAW, ETH ซูริค ซูริก สวิตเซอร์แลนด์ CH-8092 เลขจดข้อมูลบทความบทความประวัติ:ได้รับ 22 2009 กรกฎาคมยอมรับ 7 2553 ธันวาคมบรรณาธิการบริหาร: A.I. Incecikมีออนไลน์ 17 2554 มกราคมคำสำคัญ:กระแสคลื่นดินถล่มทฤษฎีคลื่นไม่เชิงเส้นทดสอบแบบจำลองทางกายภาพสร้างคลื่นการจัดประเภทชนิดของคลื่นบทคัดย่อดินถล่ม subaerial สร้างกระแสคลื่นได้ตรวจสอบในช่องคลื่น prismatic มีขั้นตอน เจ็ดควบคุมพารามิเตอร์ ได้แก่ความลึกน้ำนิ่ง ภาพนิ่งส่งผลกระทบต่อความเร็ว ความหนาภาพนิ่ง ภาพนิ่งจำนวนมากปริมาตร ความหนาแน่นของภาพนิ่งจำนวนมาก มุมกระทบภาพนิ่ง และเม็ดเส้นผ่าศูนย์ กลาง มีระบบที่แตกต่างกัน ที่สร้างกระแสคลื่นเป็นคลื่นไม่เชิงเส้น ปานกลาง - กับ น้ำตื้นที่เกี่ยวข้องกับขนาดเล็กไปขนของเหลวโดยรวมมากขึ้น สโตกส์คลื่น คลื่น cnoidal คลื่นปัจเจก และทฤษฎีกระบอกสูบใช้การอธิบายคลื่นสูงสุดที่สังเกต ทฤษฎี และสังเกตลักษณะการทำงานของสี่เหล่านี้ชนิดของคลื่นจะถูกเน้น ไดอะแกรมให้สามารถทำนายชนิดของคลื่นโดยตรงเป็นฟังก์ชันของภาพนิ่งพารามิเตอร์ มุมกระทบภาพนิ่ง และความลึกของน้ำยังคงและ 2010 Elsevier จำกัด สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมด1. บทนำ1.1. ภาพรวมสร้างกระแสคลื่นจากแผ่นดินถล่ม หิน ตก ชายฝั่งinstabilities, avalanches หิมะ calvings กลาเซียร์ หรือดาวเคราะห์น้อยที่ผลกระทบกำลังเป็นทะเล อ่าว ทะเลสาบ หรืออ่างเก็บน้ำ พวกเขาอาจมาถึงตัวมากเช่นในกรณี 1958 Lituya เบย์ อลาสก้า สูงในความสูงของ run-up ของ m 524 ฝั่งตรงข้าม (มิลเลอร์1960 ฟริทส์ et al., 2001) หรือกรณี Vaiont 1963 ในเทือกเขาแอลป์อิตาลี(Schnitter, 1964) ในกรณีหลังคลื่นกระแส overtopped การเขื่อน โดยประมาณ 70 เมตร และทำลายหมู่บ้าน Longarone ที่ประมาณ 2000 คน perished การป้องกันหายนะทางดังกล่าวส่วนใหญ่วิธีแฝงเช่นอพยพ ระดับน้ำออกลง ฟรี-คณะกรรมการควบคุมสามารถประดิษฐ์ หรือระเบิดของภาพนิ่งได้จะถือว่า วิธีการเหล่านี้จำเป็นต้องรู้รายละเอียดในการกระแสคลื่นลักษณะรวมไป ถึงชนิด ความสูง ผุ1.2 การศึกษาในกระแสคลื่นสร้างและเผยแพร่การศึกษาดินถล่ม subaerial สร้างกระแสคลื่นใช้5 วิธี (Heller et al., 2009): (i) ต้นแบบการศึกษา(เช่น WCHL, 1970 แก้วอ่างเก็บน้ำ), (ii) ตัวเลขจำลอง(เช่น Quecedo และ al., 2004), คาดคะเน (iii) ตามข้อมูลของเขตข้อมูล (เช่นAtaie-Ashtiani และมา Mohammadi, 2007), (iv) วิเคราะห์การคำนวณ (เช่น Di Risio และ Sammarco, 2008), และ (v)การศึกษารูปแบบการ ใช้วิธี (v) ซึ่งช่วยในการการกำหนดคำสั่งทั่วไปศึกษา ด้วยวิธี (v) ตามภาพนิ่งรูปแบบบล็อกได้ดำเนินการเช่น โดยดะ (1970) Kamphuis, Wiegel และ al. (1970) และBowering (1972), Walder และ al. (2003), หรือ Panizzo (2004) ในคลื่นช่อง (สองมิติ 2D) และโดย Panizzo et al. (2005) ในการคลื่นอ่าง (สามมิติ 3D) สอบสวนตามแกรน-รูปแบบภาพนิ่ง ular ได้สำเร็จเช่นฟริทส์ (2002) หรือฟริทส์al. ร้อยเอ็ด (2004), ตาม ลำดับ Zweifel (2004) หรือ Zweifel et al. (2006),ตามลำดับ หรือ Heller และ Hager (2010) ใน 2D และ Huber (1980)Huber และ Hager (1997) ทั้ง 2D และ 3D ด้วย รายละเอียดเอกสารประกอบการรีวิวสำหรับวิธี (v) จะแสดง Heller (2007, 2008)ดินถล่ม subaerial สร้างกระแสคลื่นเกี่ยวข้องโดยทั่วไปไม่เชิงเส้น และกลาง - กับ น้ำตื้นคลื่นของขนาดเล็กมากของเหลวมวลขนส่ง (Heller, 2007) มี disper-sive (Kamphuis และ Bowering, 1972) และครอบคลุมชนิดคลื่นกว้างสเปกตรัม ขึ้นอยู่กับคลื่นชนิดโพรไฟล์คลื่น จำนวนขนส่งมวลชนของเหลว ความสูงของ run-up หรือคลื่นแรงในโครงสร้างแตกต่างกัน ความรู้ชนิดคลื่นดังนั้นจึงเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นเพื่อได้คาดการณ์ผลกระทบของกระแสคลื่นบนชายฝั่งหรือเขื่อน1.3 วิธีการจัดประเภทชนิดคลื่นFig. 1 แสดงคลื่นกระแสความใน (x, z) แหวนกับพื้นฐานคลื่น คลื่นความสูง H พารามิเตอร์ คลื่นคลื่นได้แก่ความยาวคลื่น L รอบระยะเวลา T คลื่น และยัง น้ำลึก h. เหล่านี้ยังพารามิเตอร์ที่กำหนดใน Fig. 11 สำหรับโพรไฟล์ sinusoidal คลื่นเนื้อหารายการ ScienceDirectหน้าแรกของสมุดรายวัน: www.elsevier.com/ ค้น หา/oceanengโอเชี่ยนวิศวกรรม0029-8018 / $ - เรื่องหน้าดูและ Elsevier 2010 สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมดdoi:10.1016/j.oceaneng.2010.12.010n ผู้ Corresponding โทร: + 44 2380592883 โทรสาร: + 44 2380677519ที่อยู่อีเมล์: V.heller@soton.ac.uk (V. Heller),hager@vaw.baug.ethz.ch (W.H. Hager) 1 เดิม VAW, ETH ซูริค ซูริก สวิตเซอร์แลนด์ CH-8092 เลขจด 2 โทร.: +41 446324149 โทรสาร: +41 446321192โอเชี่ยนวิศวกรรม 38 (2011) 630-640
การแปล กรุณารอสักครู่..

คลื่นประเภทถล่มคลื่นที่สร้างแรงกระตุ้น
V. เฮลเลอร์, n, 1, WH Hager ข 2
สาขาวิชาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม, University of Southampton ไฮฟิวด์, เซาแธมป์ตัน SO17 1BJ, สหราชอาณาจักร
ข VAW, ETH Zurich, CH-8092 ซูริค, สวิตเซอร์¨
ข้อมูลบทความ
ประวัติศาสตร์บทความ :
ที่ได้รับ 22 กรกฎาคม 2009
ได้รับการยอมรับ 7 ธันวาคม 2010
บรรณาธิการหัวหน้า: AI Incecik
จำหน่ายออนไลน์ 17 มกราคม 2011
คำสำคัญ:
คลื่น Impulse
ถล่ม
ทฤษฎีคลื่นเชิง
กายภาพแบบทดสอบ
รุ่นเวฟ
คลื่นชนิดจำแนก
นามธรรม
ถล่ม subaerial สร้างคลื่นแรงกระตุ้นจากการตรวจสอบในคลื่นปริซึม ช่อง เจ็ด
พารามิเตอร์การปกครองคือยังคงความลึกของน้ำความเร็วในการกระแทกสไลด์หนาสไลด์ภาพนิ่งจำนวนมาก
ปริมาณความหนาแน่นของภาพนิ่งจำนวนมากส่งผลกระทบต่อมุมภาพนิ่งและเส้นผ่าศูนย์กลางข้าวเป็นระบบที่แตกต่างกัน
คลื่นแรงกระตุ้นสร้างขึ้นจะไม่เชิงเส้น intermediate- คลื่นน้ำตื้นที่เกี่ยวข้องกับขนาดเล็กที่จะ
ขนส่งมวลชนมากของเหลว คลื่น Stokes คลื่น cnoidal คลื่นโดดเดี่ยวและทฤษฎีเจาะถูก
นำมาใช้เพื่ออธิบายสังเกตคลื่นสูงสุด คุณสมบัติทางทฤษฎีและข้อสังเกตเหล่านี้สี่
ประเภทคลื่นจะถูกเน้น แผนภาพช่วยให้การคาดการณ์คลื่นพิมพ์โดยตรงเป็นฟังก์ชั่นของภาพนิ่ง
พารามิเตอร์มุมสไลด์ผลกระทบและความลึกของน้ำยังคง.
2010 และเอลส์ จำกัด สงวนลิขสิทธิ์.
1 บทนำ
1.1 ภาพรวม
คลื่น Impulse จะถูกสร้างโดยถล่มน้ำตกหินฝั่ง
ไม่เสถียร, ถล่มหิมะ calvings ธารน้ำแข็งหรือดาวเคราะห์น้อยแรงกระแทก
ไอเอ็นจีลงไปในทะเลอ่าวทะเลสาบหรืออ่างเก็บน้ำ พวกเขาอาจจะสูงถึง
สูงมากเช่นในกรณี 1958 Lituya อ่าวอลาสกา
ที่เกิดขึ้นในความสูงวิ่งขึ้นของ 524 เมตรบนฝั่งตรงข้าม (มิลเลอร์
. 1960; ฟริตซ์, et al, 2001) หรือกรณี Vaiont 1963 ใน อิตาลีเทือกเขาแอลป์
(Schnitter 1964) ในกรณีหลังคลื่นแรงกระตุ้น overtopped
เขื่อนประมาณ 70 เมตรและทำลายหมู่บ้าน Longarone ที่
ประมาณ 2000 คนเสียชีวิต เพื่อป้องกันภัยพิบัติดังกล่าวส่วนใหญ่เป็น
วิธีเรื่อย ๆ เช่นการอพยพระดับน้ำวาดลงไล่ทุ่ง
คณะกรรมการควบคุมในอ่างเก็บน้ำเทียมหรือการระเบิดของภาพนิ่งที่เป็นไปได้
มีการพิจารณา วิธีการเหล่านี้ต้องใช้ความรู้รายละเอียดเกี่ยวกับ
คลื่นแรงกระตุ้น ได้แก่ ประเภทความสูงและการสลายตัว.
1.2 การศึกษาเกี่ยวกับการสร้างคลื่นแรงกระตุ้นการขยายพันธุ์และ
การศึกษาถล่ม subaerial คลื่นที่สร้างแรงกระตุ้นใช้
ห้าวิธี (เฮลเลอร์, et al, 2009.) (i) การศึกษาเฉพาะต้นแบบ
(เช่น WCHL 1970 สำหรับอ่างเก็บน้ำ Mica), (ii) การจำลองเชิงตัวเลข
(เช่น Quecedo et al., 2004), (iii) การคาดการณ์บนพื้นฐานของข้อมูลภาคสนาม (เช่น
Ataie-Ashtiani และมาเล็คมูฮัมมาดี, 2007) (iv) การวิเคราะห์
การคำนวณ (เช่น Di Risio และ Sammarco 2008) และ (V) โดยทั่วไป
การศึกษารูปแบบ . วิธี (V) ถูกนำไปใช้ในที่นี้เพื่อให้สามารถ
กำหนดงบทั่วไป.
ศึกษาด้วยวิธีการ (V) ขึ้นอยู่กับรูปแบบสไลด์บล็อกถูก
ดำเนินเช่นโดยดะ (1970), Wiegel และคณะ (1970), และ Kamphuis
Bowering (1972), Walder และคณะ (2003) หรือ Panizzo (2004) ในคลื่น
ช่องสัญญาณ (2D สองมิติ) และ Panizzo และคณะ (2005) ใน
อ่างคลื่น (3D สามมิติ) ขึ้นอยู่กับการสืบสวน gran-
รุ่นสไลด์ ular สำเร็จเช่นโดยฟริตซ์ (2002) หรือฟริตซ์
และคณะ (2004) ตามลำดับ Zweifel (2004) หรือไวเฟลและคณะ (2006),
ตามลำดับหรือเฮลเลอร์และ Hager (2010) ใน 2D และโดยฮิว (1980)
และฮิวและ Hager (1997) ทั้ง 2D และ 3D วรรณกรรมละเอียด
ความคิดเห็นสำหรับวิธีการ (V) จะถูกนำเสนอในเฮลเลอร์ (2007, 2008).
ถล่ม subaerial คลื่นที่สร้างแรงกระตุ้นโดยทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการ
ไม่เชิงเส้นและ intermediate- คลื่นน้ำตื้นขนาดเล็ก
ขนส่งมวลชนมากของเหลว (เฮลเลอร์, 2007) พวกเขาจะกระจาย
sive (Kamphuis และ Bowering, 1972) และครอบคลุมชนิดคลื่นกว้าง
สเปกตรัม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับคลื่นพิมพ์รายละเอียดที่คลื่นจำนวนของ
ขนส่งมวลชนของเหลวสูงวิ่งขึ้นหรือแรงคลื่นกับโครงสร้าง
ที่แตกต่างกัน ความรู้เกี่ยวกับชนิดของคลื่นจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นที่จะ
เชื่อถือได้คาดการณ์ผลกระทบของคลื่นแรงกระตุ้นในบรรทัดฝั่งหรือ
เขื่อน.
1.3 วิธีเวฟจำแนกชนิด
รูป 1 แสดงคลื่นแรงกระตุ้นใน (x, Z) เครื่องบินกับพื้นฐาน
พารามิเตอร์คลื่น ได้แก่ คลื่นคลื่นคลื่นสูง H,
ความยาวของคลื่น L ระยะเวลาคลื่น T และยังคงความลึกของน้ำชั่วโมง เหล่านี้
จะมีการกำหนดค่าพารามิเตอร์ที่ยังอยู่ในรูป 11 สำหรับรายละเอียดคลื่นซายน์.
รายการเนื้อหาที่มีอยู่ใน ScienceDirect
วารสารหน้าแรก: www.elsevier.com/locate/oceaneng
มหาสมุทรวิศวกรรม
0029-8018 / $ - ดูเรื่องด้านหน้าและ 2010 เอลส์ จำกัด สงวนลิขสิทธิ์.
ดอย: 10.1016 / เจ oceaneng.2010.12.010
n ผู้เขียนสอดคล้องกัน Tel .: +44 2380592883; แฟกซ์. +44 2380677519
E-mail Address: V.heller@soton.ac.uk (V. เฮลเลอร์),
hager@vaw.baug.ethz.ch (WH Hager) 1 เดิม VAW, ETH Zurich, CH-8092 ซูริค, วิตเซอร์แลนด์ ¨ 2 Tel .: +41 446324149; แฟกซ์. +41 446321192
มหาสมุทรวิศวกรรม 38 (2011) 630-640
การแปล กรุณารอสักครู่..
