[發(fā)明專利]水庫塌岸預(yù)測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310125399.1
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN103198368A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳衛(wèi)東;彭仕雄
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/08
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 李陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水庫塌岸預(yù)測方法。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展對清潔可再生能源的需求，我國對水電資源的開發(fā)利用進(jìn)入了前所未有的發(fā)展時期。近二十年我國修建許多大中型水電站，水庫蓄水后在庫周產(chǎn)生岸坡變形破壞現(xiàn)象，成為水庫環(huán)境工程地質(zhì)問題研究的主要課題。

水庫塌岸是一個復(fù)雜的環(huán)境地質(zhì)和工程地質(zhì)問題，它對水庫的安全運(yùn)行和庫周環(huán)境地質(zhì)條件產(chǎn)生重要影響。水庫塌岸是指由于水庫蓄水后，庫岸岸坡巖土體受庫水浸泡、浪蝕、沖涮以及水位消落等因素綜合作用，使庫岸巖土體結(jié)構(gòu)弱化，強(qiáng)度降低，導(dǎo)致一定范圍的岸坡變形破壞現(xiàn)象，如加劇或誘發(fā)新發(fā)生岸坡變形、坍塌和滑移等。如蓄水可能導(dǎo)致古老滑坡的整體或者大部分復(fù)活，則應(yīng)按滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行研究。

水庫塌岸是水庫蓄水運(yùn)行期間在所難免的問題，特別是山區(qū)河流水庫，其庫岸往往跨越不同地貌、地質(zhì)單元，甚至大地構(gòu)造單元，岸坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜，庫水動力作用強(qiáng)烈，塌岸模式多種多樣，塌岸點(diǎn)多面廣，危害嚴(yán)重。

由于水庫塌岸是一個十分復(fù)雜的動力地質(zhì)演化過程，與海岸、湖岸、江河岸的演化基本相似，但其庫水位的變化幅度、變化頻率較大，受諸多因素的控制與影響。至今還無法用較準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)物理方程來描述，現(xiàn)今的塌岸預(yù)測方法很多都是針對平原區(qū)水庫均質(zhì)、類均質(zhì)土質(zhì)岸坡研究較多，而對于高山峽谷地區(qū)水庫地質(zhì)條件和岸坡結(jié)構(gòu)都較復(fù)雜的庫岸塌岸預(yù)測方法的研究則較少。在當(dāng)前的工程實(shí)踐中，大多采用圖解法、工程地質(zhì)類比法、計算法等進(jìn)行評價預(yù)測，大多塌岸實(shí)例表明，與預(yù)測結(jié)果存在較大差異。

成都理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）第33卷第1期2006年2月公開了一篇文章“三峽庫區(qū)塌岸預(yù)測評價方法初步研究”。該文章公開了多種塌岸預(yù)測方法，其中一種為岸坡結(jié)構(gòu)法。岸坡結(jié)構(gòu)法的主要原理就是根據(jù)岸坡上各種不同物質(zhì)的水下堆積坡角、沖磨蝕角、水上穩(wěn)定坡角和水庫的設(shè)計低水位、設(shè)計高水位來進(jìn)行預(yù)測，也是一種圖解法和類比法。θ₁至θ_n代表不同物質(zhì)的水下堆積坡角；α₁至α_n代表不同物質(zhì)的沖磨蝕角；β₁至β_n代表不同物質(zhì)的水上穩(wěn)定坡角；A，B，C為水位線與塌岸再造線的交點(diǎn)；D為塌岸再造線與岸坡地形線之間的交點(diǎn)；E為設(shè)計高水位線與岸坡地形線之間的交點(diǎn)；L,M,N為物質(zhì)分界線與塌岸再造線的交點(diǎn)；b為塌岸再造寬度。塌岸預(yù)測特征角度的確定：首先大量調(diào)查待預(yù)測庫岸段各種物質(zhì)的水下堆積坡角、沖磨蝕坡角和水上穩(wěn)定坡角，然后進(jìn)行統(tǒng)計，求其加權(quán)平均值。其中，沖磨蝕坡角為:長期經(jīng)受河水的沖刷和磨蝕作用，并逐漸穩(wěn)定下來，形成相對穩(wěn)定的邊坡坡角叫沖磨蝕坡角α（單位：度）；現(xiàn)場調(diào)查時可實(shí)測常年洪水位和枯水期河水位之間土體的坡角，這個坡角就是沖磨蝕坡角，土體的類型不同，坡角大小也不一樣。水上穩(wěn)定坡角β（單位：度）為：水位變動帶以上岸坡在自然狀態(tài)下的穩(wěn)定休止角，可在現(xiàn)場進(jìn)行量測。然后以死水位與岸坡交點(diǎn)A為起點(diǎn)，以不同物質(zhì)的水下堆積坡角θ₁，θ₂，…，θ_n為傾角依次作線，該線延伸至與設(shè)計低水位線相交于點(diǎn)B；再以B點(diǎn)為起點(diǎn)以不同物質(zhì)的沖磨蝕坡角α₁，α₂，…，α_n為傾角依次作線，該線延伸至與設(shè)計高水位線相交于點(diǎn)C；又以點(diǎn)C位起點(diǎn)以不同物質(zhì)的水上穩(wěn)定坡角β₁，β₂，…，β_n為傾角依次作線，該線延伸至與岸坡地形相交于點(diǎn)D，則D與E兩點(diǎn)之間的水平距離即為預(yù)測的塌岸寬度b。上述方法通過大量水庫實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其預(yù)測塌岸寬度b與實(shí)測值的誤差仍然較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種預(yù)測塌岸寬度與塌岸寬度實(shí)測值的誤差較小的水庫塌岸預(yù)測方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：水庫塌岸預(yù)測方法，先確定待預(yù)測水庫塌岸段的各個物質(zhì)的沖磨蝕坡角α1至αn、各個物質(zhì)的水上穩(wěn)定坡角β1至βn、死水位、岸坡地形線以及正常蓄水位線，然后以死水位與岸坡地形線交點(diǎn)A為起點(diǎn)，以各個物質(zhì)的沖磨蝕坡角α1至αn為傾角依次作線，該線延伸至與正常蓄水位線相交于點(diǎn)B；再以B點(diǎn)為起點(diǎn)以各個物質(zhì)的水上穩(wěn)定坡角β1至βn為傾角依次作線，該線延伸至與岸坡地形線相交于點(diǎn)C，并確定正常蓄水位線與岸坡地形線的交點(diǎn)D，則C點(diǎn)和D點(diǎn)之間的水平距離即為預(yù)測的塌岸寬度S。