山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸研究

前言

20世紀(jì)下半葉以來，國(guó)內(nèi)外曾發(fā)生過多起嚴(yán)重的塌岸事件。1961年3月6日，湖南省資水柘溪水庫(kù)正值大壩施工，在大壩上游右岸1．5km的塘巖光發(fā)生塌岸。1．65×10^6m3的滑塌體以高達(dá)25m／s的速度滑入水庫(kù)，涌浪漫過尚未建成的大壩，導(dǎo)致40余人死亡，造成了巨大損失。1963年10月9日，發(fā)生全球規(guī)模最大、最具災(zāi)難性的塌岸事故——意大利瓦依昂水庫(kù)滑坡，致使壩后蘭加隆鎮(zhèn)和5個(gè)村莊被沖毀，死亡1925人。自從1963年瓦依昂水庫(kù)失事后，國(guó)際上便開始對(duì)水庫(kù)塌岸高度重視。三峽水庫(kù)初期蓄水至135m后不久，2003年7月13日零時(shí)20分，就曾引發(fā)了一場(chǎng)突發(fā)性、特大型、毀滅性的塌岸災(zāi)害。一聲巨響，巨大的山體整體下滑，將寬闊的長(zhǎng)江支流青干河攔腰截?cái)?，掀?0多米高的巨浪。短短5分鐘時(shí)間里，80多棟農(nóng)舍和4家企業(yè)廠房化為廢墟，造成了慘重的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。在我國(guó)已建的正式蓄水運(yùn)行的水庫(kù)大多數(shù)都存在著塌岸和庫(kù)岸再造現(xiàn)象。其中山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸現(xiàn)象尤為突出，具有代表性的有：三門峽水庫(kù)、二灘水庫(kù)、寶珠寺水庫(kù)、龔咀水庫(kù)、黃龍灘水庫(kù)、龍羊峽水庫(kù)、新安江水庫(kù)、福建水口水庫(kù)，湖南柘溪水庫(kù)等。水庫(kù)蓄建，庫(kù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境和水文條件將會(huì)發(fā)生前所未有的改變。在庫(kù)水長(zhǎng)期作用下，庫(kù)岸必將會(huì)以各種各樣的形式加速其地質(zhì)歷史演化過程——發(fā)生塌岸。水庫(kù)塌岸系指由于水庫(kù)蓄建，庫(kù)岸岸坡受庫(kù)水浸泡、風(fēng)浪沖擊、水流侵蝕以及干濕交替等因素影響，使庫(kù)岸巖土體風(fēng)化加劇，抗剪強(qiáng)度降低，以及庫(kù)水位漲落引起庫(kù)岸地下水動(dòng)水壓力變化而造成的庫(kù)岸沖蝕磨蝕、坍（崩）塌、滑移等再造變形的不良地質(zhì)現(xiàn)象。水庫(kù)塌岸是水庫(kù)蓄水運(yùn)行期間在所難免的問題，特別是山區(qū)河道型水庫(kù)，其往往跨越不同地貌單元，岸坡結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜，庫(kù)水動(dòng)力作用強(qiáng)烈，塌岸模式多種多樣，塌岸點(diǎn)多面廣，危害十分嚴(yán)重。

內(nèi)容概要

本書以長(zhǎng)江三峽工程水庫(kù)為研究背景區(qū)，以雅礱江二灘、白龍江寶珠寺和大渡河龔咀水庫(kù)為類比水庫(kù)，采用野外調(diào)研、物理模擬、數(shù)值分析、遙感監(jiān)測(cè)、理論分析等手段，查明了類似于三峽庫(kù)區(qū)的山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸地質(zhì)條件、發(fā)育規(guī)律及影響因素，對(duì)塌岸成因機(jī)理、模式和演化過程、塌岸預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)理論方法與防治技術(shù)、塌岸信息管理與防治決策支持系統(tǒng)開發(fā)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，提出的山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)方法體系，實(shí)際應(yīng)用于三峽水庫(kù)及我國(guó)在建或已建多座山區(qū)河道型水庫(kù)，取得了顯著效益。全書共四篇14章。第一篇主要闡述了典型山區(qū)河道型水庫(kù)(三峽、二灘、寶珠寺和龔咀水庫(kù))塌岸地質(zhì)環(huán)境、岸坡形態(tài)和結(jié)構(gòu)類型、水庫(kù)水動(dòng)力條件；第二篇重點(diǎn)闡述了山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸機(jī)理、模式、參數(shù)，塌岸預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)理論與技術(shù)方法，塌岸危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用；第三篇在上述研究基礎(chǔ)上，結(jié)合常用護(hù)岸措施，針對(duì)不同塌岸模式提出了一套適合于山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸的防治對(duì)策；第四篇介紹了塌岸防治信息管理與決策支持系統(tǒng)開發(fā)，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、知識(shí)系統(tǒng)和開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程。    本書可供地質(zhì)工程、巖土工程、尤其是水利水電工程領(lǐng)域的研究人員、生產(chǎn)管理部門的工程技術(shù)人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

書籍目錄

前言第一篇 山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸地質(zhì)條件研究  第1章 典型山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸基本地質(zhì)條件    1.1 三峽庫(kù)區(qū)區(qū)域地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)      1.1.1 庫(kù)區(qū)區(qū)域構(gòu)造與地層巖性      1.1.2 庫(kù)區(qū)環(huán)境地質(zhì)概況    1.2 雅礱江二灘電站水庫(kù)塌岸研究      1.2.1 工程概況      1.2.2 庫(kù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境    1.3 龔咀水電站工程概況及庫(kù)區(qū)環(huán)境地質(zhì)      1.3.1 工程概況      1.3.2 庫(kù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境    1.4 寶珠寺庫(kù)區(qū)區(qū)域地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)      1.4.1 工程概況      1.4.2 庫(kù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境  第2章 山區(qū)河道型水庫(kù)岸坡形態(tài)和結(jié)構(gòu)類型研究    2.1 岸形態(tài)特征    2.2 岸坡結(jié)構(gòu)類型    2.3 岸坡類型對(duì)庫(kù)岸穩(wěn)定性的影響分析      2.3.1 地形地貌對(duì)庫(kù)岸穩(wěn)定性的影響      2.3.2 地層巖性對(duì)庫(kù)岸穩(wěn)定性的影響      2.3.3 岸坡結(jié)構(gòu)對(duì)庫(kù)岸穩(wěn)定性的影響  第3章 山區(qū)河道型水庫(kù)水動(dòng)力條件分析    3.1 三峽水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度概況      3.1.1 三峽水庫(kù)庫(kù)水位變化情況      3.1.2 三峽水庫(kù)淹沒處理設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)    3.2 流水作用      3.2.1 流水的基本特征      3.2.2 河流的侵蝕作用      3.2.3 河流的搬運(yùn)作用      3.2.4 河流的堆積作用    3.3 波（風(fēng)）浪沖蝕磨蝕作用    3.4 庫(kù)水的物理化學(xué)作用    3.5 地下水作用第二篇 山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)研究  第4章 山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸機(jī)理物理模擬研究    4.1 概述    4.2 試驗(yàn)?zāi)康?   4.3 試驗(yàn)設(shè)備    4.4 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)      4.4.1 相似關(guān)系      4.4.2 試驗(yàn)材料      4.4.3 模型設(shè)計(jì)    4.5 模擬試驗(yàn)      4.5.1 多因素模擬試驗(yàn)及現(xiàn)象      4.5.2 單因素模型試驗(yàn)及現(xiàn)象      4.5.3 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)及現(xiàn)象      4.5.4 長(zhǎng)期作用試驗(yàn)及現(xiàn)象      4.5.5 實(shí)體模型試驗(yàn)及現(xiàn)象——萬州大周塌岸    4.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析      4.6.1 多因素模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析      4.6.2 單因素模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析      4.6.3 長(zhǎng)期作用試驗(yàn)成果分析      4.6.4 實(shí)體模型試驗(yàn)成果分析    4.7 模擬試驗(yàn)塌岸機(jī)理分析  第5章 山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸模式研究    5.1 概述    5.2 沖磨蝕型    5.3 坍（崩）塌型      5.3.1 坍塌型      5.3.2 崩塌型      ……  第6章 山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸預(yù)測(cè)參數(shù)研究  第7章 山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法研究  第8章 山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)研究  第9章 三峽水庫(kù)塌岸預(yù)測(cè)與遙感監(jiān)測(cè)驗(yàn)證第三篇 山區(qū)河道型水庫(kù)堨岸防治技術(shù)研究  第10章 常用堨岸防治工程措施  第11章 新技術(shù)、新方法和新材料的應(yīng)用  第12章 山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸防治對(duì)策第四篇 堨岸防治信息管理與決策支持系統(tǒng)  第13章 堨岸信息管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)  第14章 堨岸防治決策支持系統(tǒng)的研究與開發(fā)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：通過對(duì)三峽庫(kù)區(qū)第四系松散堆積物發(fā)育分布情況的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，總結(jié)出其具有如下分布特征：（1）庫(kù)區(qū)第四系土體發(fā)育厚度和分布規(guī)模不大，零星分布于河谷階地、山間盆地和斜坡帶。（2）巫山“黃土狀”土和花崗巖全強(qiáng)風(fēng)化帶岸坡是三峽庫(kù)區(qū)內(nèi)發(fā)育的兩種特殊的第四系松散堆積物。巫山“黃土狀”土主要分布在巫山北門附近，奉節(jié)、云陽、豐都、涪陵等庫(kù)岸也有分布?；◢弾r全強(qiáng)風(fēng)化帶岸坡主要分布于夷陵和秭歸的部分庫(kù)岸段。（3）沖洪積土質(zhì)岸坡在三峽庫(kù)區(qū)皆有分布，但主要發(fā)育于支流沖溝附近和沿江階地一帶，在寬緩河谷附近尤為發(fā)育。河谷地帶主要為沖積粉質(zhì)黏土、粉砂土、砂礫石、含土卵礫石等；多具下粗、上細(xì)的二元結(jié)構(gòu)。（4）殘（崩）坡積土質(zhì)岸坡和滑坡堆積岸坡主要發(fā)育于岸坡坡度較陡的庫(kù)岸段，庫(kù)首宜昌一巴東一帶庫(kù)岸段相比庫(kù)尾重慶市庫(kù)岸段較為發(fā)育。山問盆地和斜坡地帶主要為殘積、重力堆積的含碎塊石土、黏土、粉質(zhì)黏土。（5）人工填土主要分布于重慶和其他市、縣所在地以及礦區(qū)。2）第四系土體物理力學(xué)特性庫(kù)區(qū)第四系土體按照粒度成分可劃分為黏性土、砂礫類土和人工填土三種類型。各種土體的物理力學(xué)性質(zhì)差異較大，不同地區(qū)、不同成因、不同成分的土具有不同的特點(diǎn)。黏性土和砂礫卵石層結(jié)構(gòu)較緊密；人工填土成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)松散不均，容易產(chǎn)生不均勻沉陷，而造成塌岸；坡殘積土和滑坡堆積土多為碎石質(zhì)粉質(zhì)黏土或碎塊石土，成分差異較大，力學(xué)特性往往因地而異。長(zhǎng)江三峽工程庫(kù)區(qū)土體物理力學(xué)參數(shù)見表1．4 。4．庫(kù)區(qū)紅層發(fā)育分布特征三峽庫(kù)區(qū)紅層指中生界侏羅系紫紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和三疊系巴東組2、4段的紫紅色黏土巖、砂質(zhì)黏土巖與粉細(xì)砂巖。其特點(diǎn)是：巖性軟弱、抗風(fēng)化能力弱、易風(fēng)化、且風(fēng)化后遇水易崩解。紅層分布的庫(kù)岸段，在庫(kù)水的浸泡軟化作用下，岸坡產(chǎn)生塌岸后退，甚至?xí)a(chǎn)生整體變形失穩(wěn)——滑坡。該地層在三峽庫(kù)區(qū)分布較廣，巴東、奉節(jié)、云陽、萬州、開縣、石柱、忠縣、豐都、涪陵、長(zhǎng)壽以及庫(kù)尾的重慶市區(qū)及周邊皆大面積分布。

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《山區(qū)河道型水庫(kù)塌岸研究》由科學(xué)出版社出版。

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