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《成都理工大学》 2007年
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山区河道型水库塌岸预测评价方法及防治技术研究

汤明高  
【摘要】: 水库蓄建,库区地质环境和水文条件将会发生前所未有的改变。在库水长期作用下,库岸必将会以各种各样的形式加速其地质历史演化过程——发生塌岸。山区河道型水库往往跨越不同地貌单元,岸坡结构类型复杂,库水动力作用强烈,塌岸模式多种多样,塌岸点多面广,危害十分严重。针对这些特点,选择长江三峡水库为研究背景,以雅砻江二滩水库、白龙江宝珠寺水库、大渡河龚咀水库为类比水库,通过调查、试验和分析等多种手段,对山区河道型水库塌岸机理、模式和参数,塌岸预测方法,塌岸危险度评价和防治措施四个方面的内容进行了系统地研究: (1)通过大量现场塌岸调查,查明了山区河道型水库塌岸分布规律及其影响因素,尤其是第四系岸坡的变形破坏规律。在此基础上建立了各种类型塌岸的室内物理模型,包括多因素模型、单因素模型、结构模型和实体模型,通过室内模拟试验再现了不同影响因素下不同岸坡结构时的塌岸变形破坏方式和演化过程,同时揭示了塌岸土体流失量和塌岸宽度与岸坡组成、坡角、水位变幅、降雨等因素之间的定量关系。 (2)建立了山区河道型水库岸坡结构和塌岸模式的系统分类体系,并形成了典型塌岸发生-发展-演化结束三个阶段的演化图。在大量塌岸预测参数调查分析的基础上,改进提出了两种获取塌岸预测参数的方法(横向类比调查和纵向类比调查),分类统计了三峡水库和类比水库区各类岩土的塌岸预测参数(水下堆积坡角、冲磨蚀坡角和水上稳定坡角),同时归纳总结了塌岸预测参数的影响因素及其影响规律。在其它同类水库塌岸预测时,这一分类统计结果具有较强的参考价值。 (3)预测实践得出:针对某种类型塌岸,采用适宜该类塌岸的预测模型去进行塌岸范围预测才能得出比较科学合理的预测结果。基于这一研究思路和方向,提出了三种塌岸预测新方法:岸坡结构法、三段法和多元回归分析法;改进形成了滑移型塌岸预测方法、崩塌型塌岸预测方法和流土型塌岸预测方法。并且将各种预测方法有机集成形成了山区河道型水库塌岸综合预测方法体系,包括预测原则、预测方法和模型、预测流程和步骤等。并采用实例预测、类比水库塌岸调查和遥感监测进行了验证。同时对塌岸随时间的发展演化规律进行了初步地分析研究。 (4)首次开展了危险度评价在塌岸灾害方面的应用研究,包括山区河道型水库塌岸危险度评价指标体系的构建和量化,塌岸危险度分级,塌岸危险度评价模型和方法的建立,及其应用实例。 (5)总结分析了现有各种类型塌岸治理工程(护岸)措施,详细论述了近期发展起来的各种新技术、新方法和新材料,改进提出了一种护岸措施——格构+点砌石护岸。针对山区河道型水库区各种类型塌岸模式及其机理,提出了山区河道型水库塌岸的防治对策。 (6)最后采用以上预测评价方法体系,进行了三峡库区塌岸预测与评价。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TV697

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