RAMMS碎屑流动态分析软件

RAMMS开发组实地进行了雪崩的规模试验，以研究密集流雪崩和粉雪雪崩的整体动力特性，并测量沿其路径的雪崩冲击力。基于该规模试验的大量数据和瑞士历史上发生的雪崩和泥石流的大量数据，开发组开发、验证和校准了物理模型和计算机模拟程序。

RAMMS主要有三个模块：

RAMMS-AVALANCHE 雪崩动态模拟分析软件

山坡积雪内部的内聚力抗拒不了它所受到的重力拉引时，便向下滑动，引起大量雪体崩塌，人们把这种自然现象称作雪崩。雪崩具有突然性、运动速度快、破坏力大等特点。它能摧毁大片森林，掩埋房舍、交通线路、通讯设施和车辆，甚至能堵截河流，发生临时性的涨水，同时，它还能引起山体滑坡、山崩和泥石流等可怕的自然现象。因此，雪崩被人们列为是积雪山区的一种严重自然灾害。

RAMMS-AVALANCH主要用于模拟复杂地形中雪崩流动，其核心是颗粒流动平均深度运动方程的有效二阶数值解，即深度平均雪崩动力学方程，可以在DEM 模型上计算任意区域、任意时刻的密集流雪崩沉积高度及流速流量变化情况。

RAMMS-AVALANCHE 结合目前世界上最先进的碎屑流动态分析技术，输入功能简单，可视化效果好，且输入和输出功能不断优化，使用户能够轻松修改雪崩场景模拟设置并控制模拟结果。用户可以轻松使用 GIS 绘图工具指定单个或多个块体释放区域，处理得出所有的重要信息，比如指定区域的平均山坡斜率、总容量、流量特征（最大流量和高度）和雪崩停止后质量、流量的重要信息。地形模型上可以叠加地图或者遥感图像，从而更规范条件的输入和软件模型的校准。

RAMMS-AVALANCH依赖于在瑞士冰雪学工程中广泛使用的双参数Voellmy模型。开发组基于瑞士的一个雪崩试验场（Valléede la Sionne）的规模试验的大量数据，对物理模型和计算机模拟程序进行了验证和校准。开发组考虑到高山坡地表粗糙度、植被和流径的变化性，引入了用户指定场景参数特征设置。该软件提供了基于广范的模型校准的瑞士摩擦参数指南，以方便用户的实际使用。 

基于一维仿真软件AVAL-1D，开发组在2005年开始开发RAMMS-AVALANCH，如今，RAMMS-AVALANCH已经发展成为一款专业的雪崩动态分析软件。为了更好的实现AVALANCH的工程应用，RAMMS每年都会定期举办用户研讨会，用以聆听全球用户的反馈，从对RAMMS进行相应的改进，实现RAMMS-AVALANCH的定期更新。

作为一款专业的雪崩动态分析软件，RAMMS-AVALANCHE有助于雪崩场景的模拟，评估分析雪崩模拟的结果，并能够准确预测和评估雪崩的灾害影响。RAMMS-AVALANCHE目前已经在瑞士、欧美等全球70个地区得到广泛应用，已经成功被应用于高山地区的雪崩灾害模拟，如阿尔卑斯山、喜马拉雅山、安第斯山脉、落基山脉等其他地区。

RAMMS研发

RAMMS-AVALANCHE一直紧跟雪崩动力学的发展，积极引入最新的理论和实验研究结果，实现软件的更新升级，从而更好地服务于研究组织的专业用户，提供更高级的模型功能。

目前RAMMS-AVALANCHE模型中已经加入了雪粒的波动能量理论模型，进而优化了流动摩擦，更好地产生密集型雪流的流动状态转换。目前，开发组正在测试可变密度下的雪崩模型，该模型可以更为准确地模拟雪崩时的冲击力。由于颗粒波动能量的产生取决于颗粒质量，因此模型中将包含夹带过程。开发组针对世界上许多国家存在的湿雪崩灾害，正在开发一种特殊的湿雪崩模型。该模型将考虑到较高的降雪温度，并预测雪崩流中的自由水含量，从而提供必要的状态变量来模拟雪崩滑行和雪崩后的凝固形成。

随着用户对小雪崩建模需求的增加，开发组正在研究规范的雪堆结构的初始条件，以及定义可用的数字地形模型，从而实现对小雪崩事件模拟的标定。

目前，开发组正在研究物理边界条件的制定，从而实现RAMMS- AVALANCHE在松雪雪崩中的耦合。这将可以实现对三维地形中的全混合流动/粉末雪崩的模拟。 

RAMMS-DEBRIS FLOW 泥石流动态模拟分析软件

泥石流是一种特殊的地质灾害类型，指斜坡上的松散堆积体，在重力作用下沿斜坡快速向下运动，形成的具有高破碎度、高离散性和流动特性的集合。它具有巨大的体积和能量、超高的速度以及超远的运动距离，往往造成毁灭性灾难。

RAMMS-DEBRIS FLOW结合目前世界上最先进的碎屑流动态分析技术，输入功能简单，可视化效果好，且输入和输出功能不断优化，使用户能够轻松修改泥石流场景模拟设置并控制模拟结果。

RAMMS-DEBRIS FLOW主要用于模拟复杂地形中泥石流流动，其核心是颗粒流动平均深度运动方程的有效二阶数值解。可以在DEM 模型上计算任意区域、任意时刻的泥石流沉积高度及流速流量变化情况。用户可以轻松使用 GIS 绘图工具指定单个或多个块体释放区域，处理得出所有的重要信息，比如指定区域的平均山坡斜率、总容量、流量特征（最大流量和高度）和泥石流运动停止后的质量、流量的重要信息。地形模型上可以叠加地图或者遥感图像，从而更规范地输入条件和校准软件模型。

RAMMS-DEBRIS FLOW使用双参数Voellmy摩擦模型描述碎屑流动摩擦运动，研究表明，Voellmy理论能够准确的模拟泥石流滑坡问题。用户可以模拟泥石流的发生，确定可用于后续分析的最佳拟合参数集，从而校准RAMMS Voellmy模型。RAMMS-DEBRIS FLOW可以将结果导出到GIS，或者修改地面模型特征。

RAMMS 为碎屑流运动提供水力图输入和块体释放两种释放方式。在特定位置指定输入水力图通常适用于大型通道化的碎屑流，实现较大规模的碎屑流输入条件，给定位置的碎屑流流动可以使用历史数据或经验关系导出；模拟更高效，可以显著减少模拟时间。

对于非通道化山坡碎屑流或浅层滑坡，通常采用定义单个或多个块体释放区。块体释放区与水力图输入的不同在于整个流量在第一个时间步长进入计算域。对于大型通道化的碎屑流，通常在特定位置指定输入水力图来启动模型；对于非通道化山坡碎屑流或浅层滑坡（或适当的小体积渠道化碎石流），可以选择定义单个或多个块体释放区。所有的碎屑材料以块体的形式一次性滑下，可以定义其相应的范围、厚度和流动的摩擦参数。块体释放区和水力图输入的不同之处在于，整个流量在第一个时间步长进入计算域。

RAMMS 为碎屑流运动提供水力图输入和块体释放两种释放方式。在特定位置指定输入水力图通常适用于大型通道化的碎屑流，实现较大规模的碎屑流输入条件，给定位置的碎屑流流动可以使用历史数据或经验关系导出；模拟更高效，可以显著减少模拟时间。

RAMMS-ROCKFALL 落石动态模拟分析软件

落石是一种常见的自然灾害，指高处的石头在重力作用下降落至地面或低洼处的现象。落石发生在人类活动区域范围内，就可能造成灾害。落石是山崩最简单、最常规的形式，任何山体都会在重力、风力或其它因素下持续发生大小规模不一的落石。

RAMMS-ROCKFALL可以计算出落石在三维空间中的运动轨迹，包括高度、速度、旋转速度、总动能和接触冲击力。RAMMS-ROCKFALL采用刚体力学，可以明确描述任意三维多面体，可以生成不同实际地质背景下产生的落石的形状、大小等情况，从而更接近于岩石坠落的运动行为的真实情况的模拟。

RAMMS-ROCKFALL开发组基于规模试验所搜集的准确的大量数据，对软件模型进行了验证和校准。

下面这个模型由RAMMS-ROCKFALL开发组与苏黎世联邦理工学院机械与工艺工程系力学中心合作开发。