GIS支持下的水库塌岸预测与风险评价
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

1.2.2 国内研究现状

我国水库塌岸预测最早应用于官厅水库。1954年,修建在永定河上的水利工程——官厅水库发生了比较严重的水库塌岸问题,孙广忠(1958)对官厅水库的塌岸问题进行了详细的研究,参照已有的方法,特别是康德拉捷夫法,提出了一种水库下游区的塌岸预测方法,他认为浅滩外形具有指数曲线性质,预测时关键是要弄清楚在塌岸过程中库岸剖面外形的变化及堆积系数,确定库岸剖面为任一形状时的位置,从而可以求得塌岸的宽度及塌岸量,孙广忠提出的方法在官厅水库的塌岸预测中得到了很好的应用。

随着黄河上水利工程(如龙羊峡水库、三门峡水库等)的修建,我国学者对水库库岸稳定性、库岸变形监测预警、治理等进行了较为全面的探讨,形成了适用于黄土地区水库库岸稳定性判别、预测的实用方法。

红层构成的岸坡较由坚硬岩体构成的岸坡稳定性差,但又较由松散土体构成的岸坡稳定性好。因此,预测红层岸坡塌岸的方法不能照搬岩体或者松散土体的预测方法。徐瑞春(2003)在对四川盆地红层河谷边坡多年研究的基础上,考虑红层中普遍存在的层间剪切带、可溶性盐等问题,对红层边坡进行分类,根据经验对红层塌岸预测图解法进行了若干修正,该法属于经验图解法,其有效性有待进一步验证。

随着三峡水库的建设与分期蓄水策略的实施,三峡水库的塌岸问题成为近年来国内学者研究的热点。唐朝晖等(1999)运用稳态坡形法对巫山县城新址库岸再造进行了预测,即在系统分析库岸地质环境条件的基础上,根据现代长江河谷岸坡形态参数类推水库蓄水后相应水位作用带的最终稳定坡角来获得最终库岸再造带及其平面展布。刘红星等(2002)对长江中下游岸坡的破坏形式与影响岸坡稳定性的因素进行了分析,提出大致影响岸坡稳定性的因素可划分为地质、河流及水动力学、气象水文等自然因素以及人类活动因素等。唐辉明(2003)在对三峡水库塌岸机理与模式研究的基础上,提出相应的工程治理方案。徐永辉等(2006)从蓄水后库区地貌的演化过程,探讨三峡水库蓄水对岸坡稳定性的影响。阙金声(2007)对三峡库区涪陵区水库塌岸地质条件进行了详细调研,对塌岸的影响因素、预测参数及取值、预测方法及其适宜性进行系统分析,认为传统的方法并不完全适用于山区河道型水库塌岸预测,提出采用粗糙集理论、BP神经网络和可拓学理论三者相结合的非线性塌岸预测方法。

目前,进行水库塌岸预测的方法主要有计算法、图解法、工程地质类比法、模拟试验法和水动力预测法等。在实际工作中,以图解法与计算法应用最广。在国内已建水库的塌岸预测中,采用较多的是卡丘金的计算公式(最终预测)和卓洛塔廖夫的图解法(10年和最终预测)。王跃敏等(2000)通过对福建水口水库塌岸的长期观测研究,提出了适合我国南方山区峡谷型水库的预测方法——“两段法”,并给出其适用范围,“两段法”预测的塌岸宽度比较接近实际。马淑芝、贾洪彪等(2002)在张咸恭等(1983)提出的稳定坡形、坡角地质类比法的基础上,提出了稳态坡形类比法,根据工程地质类比法的原则,对不同工程性质的岸坡选择不同的稳态坡形,充分考虑了岸坡岩土体工程性质的差异,使预测结果更趋于合理、准确,稳态坡形类比法在三峡库区移民迁建城镇库岸再造预测中得到了较好的应用。

近年来,国内许多专家学者在水库塌岸传统预测方法基础上,提出一些新的水库塌岸预测方法,为水库岸坡塌岸和稳定性预测评价提供了许多参考。汤明高等(2006)、许强等(2007)通过对三峡水库塌岸机理与模式的研究,提出了三种塌岸预测方法:岸坡结构法、三段法和多元回归分析法,形成了滑移型塌岸、崩塌型塌岸和流土型塌岸的预测方法。

综上所述,国内在重视机理研究的基础上,对塌岸的预测方法研究较多,特别是针对三峡水库的塌岸研究取得了丰富的成果。