山區(qū)河道型水庫塌岸研究

前言

20世紀下半葉以來，國內(nèi)外曾發(fā)生過多起嚴重的塌岸事件。1961年3月6日，湖南省資水柘溪水庫正值大壩施工，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25m／s的速度滑入水庫，涌浪漫過尚未建成的大壩，導致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、最具災難性的塌岸事故——意大利瓦依昂水庫滑坡，致使壩后蘭加隆鎮(zhèn)和5個村莊被沖毀，死亡1925人。自從1963年瓦依昂水庫失事后，國際上便開始對水庫塌岸高度重視。三峽水庫初期蓄水至135m后不久，2003年7月13日零時20分，就曾引發(fā)了一場突發(fā)性、特大型、毀滅性的塌岸災害。一聲巨響，巨大的山體整體下滑，將寬闊的長江支流青干河攔腰截斷，掀起20多米高的巨浪。短短5分鐘時間里，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)濟損失和嚴重的社會影響。在我國已建的正式蓄水運行的水庫大多數(shù)都存在著塌岸和庫岸再造現(xiàn)象。其中山區(qū)河道型水庫塌岸現(xiàn)象尤為突出，具有代表性的有：三門峽水庫、二灘水庫、寶珠寺水庫、龔咀水庫、黃龍灘水庫、龍羊峽水庫、新安江水庫、福建水口水庫，湖南柘溪水庫等。水庫蓄建，庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境和水文條件將會發(fā)生前所未有的改變。在庫水長期作用下，庫岸必將會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。水庫塌岸系指由于水庫蓄建，庫岸岸坡受庫水浸泡、風浪沖擊、水流侵蝕以及干濕交替等因素影響，使庫岸巖土體風化加劇，抗剪強度降低，以及庫水位漲落引起庫岸地下水動水壓力變化而造成的庫岸沖蝕磨蝕、坍（崩）塌、滑移等再造變形的不良地質(zhì)現(xiàn)象。水庫塌岸是水庫蓄水運行期間在所難免的問題，特別是山區(qū)河道型水庫，其往往跨越不同地貌單元，岸坡結(jié)構(gòu)類型復雜，庫水動力作用強烈，塌岸模式多種多樣，塌岸點多面廣，危害十分嚴重。

內(nèi)容概要

本書以長江三峽工程水庫為研究背景區(qū)，以雅礱江二灘、白龍江寶珠寺和大渡河龔咀水庫為類比水庫，采用野外調(diào)研、物理模擬、數(shù)值分析、遙感監(jiān)測、理論分析等手段，查明了類似于三峽庫區(qū)的山區(qū)河道型水庫塌岸地質(zhì)條件、發(fā)育規(guī)律及影響因素，對塌岸成因機理、模式和演化過程、塌岸預測評價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)等方面進行了系統(tǒng)的研究，提出的山區(qū)河道型水庫塌岸預測評價技術(shù)方法體系，實際應用于三峽水庫及我國在建或已建多座山區(qū)河道型水庫，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(三峽、二灘、寶珠寺和龔咀水庫)塌岸地質(zhì)環(huán)境、岸坡形態(tài)和結(jié)構(gòu)類型、水庫水動力條件；第二篇重點闡述了山區(qū)河道型水庫塌岸機理、模式、參數(shù)，塌岸預測評價理論與技術(shù)方法，塌岸危險度評價方法及應用；第三篇在上述研究基礎上，結(jié)合常用護岸措施，針對不同塌岸模式提出了一套適合于山區(qū)河道型水庫塌岸的防治對策；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、知識系統(tǒng)和開發(fā)實現(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)河道型水庫塌岸地質(zhì)條件研究  第1章 典型山區(qū)河道型水庫塌岸基本地質(zhì)條件    1.1 三峽庫區(qū)區(qū)域地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)      1.1.1 庫區(qū)區(qū)域構(gòu)造與地層巖性      1.1.2 庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)概況    1.2 雅礱江二灘電站水庫塌岸研究      1.2.1 工程概況      1.2.2 庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境    1.3 龔咀水電站工程概況及庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)      1.3.1 工程概況      1.3.2 庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境    1.4 寶珠寺庫區(qū)區(qū)域地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)      1.4.1 工程概況      1.4.2 庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境  第2章 山區(qū)河道型水庫岸坡形態(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 岸坡類型對庫岸穩(wěn)定性的影響分析      2.3.1 地形地貌對庫岸穩(wěn)定性的影響      2.3.2 地層巖性對庫岸穩(wěn)定性的影響      2.3.3 岸坡結(jié)構(gòu)對庫岸穩(wěn)定性的影響  第3章 山區(qū)河道型水庫水動力條件分析    3.1 三峽水庫運行調(diào)度概況      3.1.1 三峽水庫庫水位變化情況      3.1.2 三峽水庫淹沒處理設計洪水標準    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 河流的搬運作用      3.2.4 河流的堆積作用    3.3 波（風）浪沖蝕磨蝕作用    3.4 庫水的物理化學作用    3.5 地下水作用第二篇 山區(qū)河道型水庫塌岸預測評價研究  第4章 山區(qū)河道型水庫塌岸機理物理模擬研究    4.1 概述    4.2 試驗目的    4.3 試驗設備    4.4 試驗模型設計      4.4.1 相似關(guān)系      4.4.2 試驗材料      4.4.3 模型設計    4.5 模擬試驗      4.5.1 多因素模擬試驗及現(xiàn)象      4.5.2 單因素模型試驗及現(xiàn)象      4.5.3 結(jié)構(gòu)模型試驗及現(xiàn)象      4.5.4 長期作用試驗及現(xiàn)象      4.5.5 實體模型試驗及現(xiàn)象——萬州大周塌岸    4.6 試驗數(shù)據(jù)分析      4.6.1 多因素模擬試驗數(shù)據(jù)分析      4.6.2 單因素模擬試驗數(shù)據(jù)分析      4.6.3 長期作用試驗成果分析      4.6.4 實體模型試驗成果分析    4.7 模擬試驗塌岸機理分析  第5章 山區(qū)河道型水庫塌岸模式研究    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)河道型水庫塌岸預測參數(shù)研究  第7章 山區(qū)河道型水庫塌岸預測評價方法研究  第8章 山區(qū)河道型水庫塌岸危險度評價研究  第9章 三峽水庫塌岸預測與遙感監(jiān)測驗證第三篇 山區(qū)河道型水庫堨岸防治技術(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用  第12章 山區(qū)河道型水庫塌岸防治對策第四篇 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

章節(jié)摘錄

插圖：通過對三峽庫區(qū)第四系松散堆積物發(fā)育分布情況的現(xiàn)場調(diào)查，總結(jié)出其具有如下分布特征：（1）庫區(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”土和花崗巖全強風化帶岸坡是三峽庫區(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、涪陵等庫岸也有分布?；◢弾r全強風化帶岸坡主要分布于夷陵和秭歸的部分庫岸段。（3）沖洪積土質(zhì)岸坡在三峽庫區(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岸段，庫首宜昌一巴東一帶庫岸段相比庫尾重慶市庫岸段較為發(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特性庫區(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。黏性土和砂礫卵石層結(jié)構(gòu)較緊密；人工填土成分復雜，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，力學特性往往因地而異。長江三峽工程庫區(qū)土體物理力學參數(shù)見表1．4 。4．庫區(qū)紅層發(fā)育分布特征三峽庫區(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)黏土巖與粉細砂巖。其特點是：巖性軟弱、抗風化能力弱、易風化、且風化后遇水易崩解。紅層分布的庫岸段，在庫水的浸泡軟化作用下，岸坡產(chǎn)生塌岸后退，甚至會產(chǎn)生整體變形失穩(wěn)——滑坡。該地層在三峽庫區(qū)分布較廣，巴東、奉節(jié)、云陽、萬州、開縣、石柱、忠縣、豐都、涪陵、長壽以及庫尾的重慶市區(qū)及周邊皆大面積分布。

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《山區(qū)河道型水庫塌岸研究》由科學出版社出版。

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