唐家山堰塞湖应急排险设计及综合整治的设想

在分析研究唐家山堰塞坝地形地质条件、物质组成、通口河段水文条件的基础上,针对堰塞坝特点及各种溃决可能,提出了三种工程处理措施方案,并根据现场施工情况及水文特性及时进行动态调整,从而满足了现场施工及利用水力特性溯源冲刷泄流的要求,实现了有效控制泄流过程及减少对下游影响的目的,成功解除了唐家山堰塞湖对下游人民生命财产的严重威胁。对泄流后的唐家山综合治理进行了进一步的专题研究,提出了综合治理的设想、技术路线。     

堰塞坝溃坝数学模型研究与应用

针对堰塞坝坝体土石料的宽级配特性,引入与水流方向垂直的附加作用力来考虑粗颗粒对细颗粒的阻拦、遮蔽作用以及细颗粒对粗颗粒的包围、填实作用,提出了一个可模拟堰塞坝漫顶溃决过程溃口发展规律与流量过程的数值模型和相应的计算方法,利用该模型对唐家山堰塞坝泄流过程进行了模拟,得出的泄流槽发展规律与洪水流量过程与实测资料接近,验证了该模型和计算方法的合理性。进一步,利用笔者建议的数学模型及数值计算方法,比较分析了唐家山堰塞坝除险过程中泄流槽断面型式对堰塞坝泄流过程的影响,发现堰塞湖在采用泄流槽引流除险时,泄流槽深度与断面型式对其泄流过程具有重要影响,增加泄流槽深度,可明显提高泄流效率,但堰塞湖下游将承受更大的风险。对于同样深度的梯形泄流槽,如果将槽底部断面减小,形成复合梯形泄流槽,不仅可减少开挖工作量,而且没有明显降低泄流效率,同时后者的泄流过程更为平缓,最大洪峰流量减小,出现的时间滞后,堰塞湖下游承受的风险也将降低。     

基于NWS BREACH的唐家山堰塞坝泄流过程模拟

NWS BREACH模型是目前国内外模拟土石坝或堰塞坝漫顶及管涌破坏最常用的数学模型。基于唐家山堰塞坝的实测资料,建立了唐家山堰塞坝漫顶泄流过程数学模型,并通过现场监测得到的流量过程和库水位变化资料验证了所建立模型的合理性。对模型中的重要参数进行了敏感性分析,研究了坝料平均粒径、冲蚀率、下游坝坡坡比3个参数对模型计算结果的影响,表明坝料冲蚀率和下游坝坡坡比对泄流过程影响显著。研究成果对堰塞坝除险和洪水风险评估具有指导意义。     

唐家山堰塞坝泄流对坝坡稳定的效果分析

采用极限平衡有效应力法研究了不同上游水位下唐家山堰塞坝坝坡的稳定性，评估了该堰塞坝滑坡的可能性，为制定科学有效的泄流方案提供了依据。同时，对泄流后该堰塞坝坝坡以及泄流形成的新河道岸坡的稳定性进行了分析，研究了泄流对坝坡稳定的效果。研究结果表明，上游水位继续上涨可能导致唐家山堰塞坝下游坝坡滑动破坏，应在水位达到高程675 m前采取泄流措施降低库水位，以确保下游侧坝坡的安全；泄流后剩余堰塞体的稳定性较好，不会发生大规模滑动；泄流形成的新河道岸坡可能发生局部垮塌，但其规模较小，应不会造成堵塞断流和影响行洪能力。     

金沙江白格堰塞坝自然泄流冲刷溃决过程数值模拟

堰塞坝冲刷溃决及溃决洪水演进过程十分复杂,其溃决洪水对下游人民生命财产构成巨大威胁。利用数值分析方法对大型滑坡堰塞坝的溃决演进过程进行模拟和重演,对堰塞湖下游的避险与防灾减灾具有重要指导意义。以2018年金沙江"10·11"白格滑坡堰塞湖为例,基于无人机获取的地形数据,建立白格滑坡堰塞坝的三维数值模型,采用Flow-3D软件对堰塞坝的自然泄流冲刷溃决过程进行模拟,分析泄流槽内的流速、冲淤变化特征以及下游溃口处的洪峰流量演变过程。模拟结果表明:堰塞坝漫顶冲刷可以划分为溃决冲刷前、溃口快速拓展阶段、洪峰时刻、溃口稳定发展阶段4个时间段;溃决泄流过程中,泄流槽斜坡道上的水流流速较大,冲刷深度最大,堰塞坝下游出现明显淤积;白格堰塞湖溃决过程中出现了明显的溯源侵蚀现象,在泄流槽不断下切的过程中,泄流槽跌坎不断向上游移动。模拟结果有助于进一步深化对金沙江"10·11"白格滑坡堰塞坝冲刷溃决过程和机理的认识,对于堰塞湖应急处置措施和科学避险方案的制定具有一定的参考价值。     

唐家山堰塞湖应急处置技术特点与体会

四川汶川大地震造成北川附近唐家山山体大滑坡，形成一座危害程度极高的堰塞湖。为避免堰塞坝溃决而导致严重的次生灾害，由水利部组织实施了唐家山堰塞湖除险工程措施。工程应急处置方案为开挖泄流渠引流冲刷，并在实施过程对方案进行动态调整优化。唐家山堰塞湖排险施工历时17 d，成功地解除了险情，工程施工与泄流过程未造成人员伤亡。在唐家山应急除险中，充分体现行业专业优势和技术支撑作用，应急处置中采取的“因势利导、借力自然、安全可控”的技术思路，可作为其他大型堰塞湖抢险的科学指导原则。     

堰塞坝渗透稳定性评估

2008年5月12日,汶川特大地震在灾区诱发了34处规模较大的堰塞湖,影响巨大,特别是唐家山堰塞湖,引起了全国广泛关注和重视。堰塞湖往往会带来严重的灾害,不仅在形成过程中可能造成生命财产的直接损失及上游的淹没损失,而且在形成后还会对下游带来淹没或溃坝洪水等次生灾害。考虑堰塞坝应急处置的特点,评价了堰塞坝的渗透稳定性,确定了渗透破坏的形式和程度,并以唐家山堰塞坝为例进行了渗流计算分析,以期对堰塞坝安全性状评估的进一步研究提供参考。     

堰塞湖成因与工程地质问题

为减小堰塞湖的危害,对其成因进行了分析：特殊的地质地貌与河谷斜坡,是形成堰塞湖的内因;降水、地震、加载、坡脚淘蚀或开挖、水位骤然升降、火山爆发、冰河崩解等是形成堰塞湖的诱因。论述了堰塞坝的工程地质问题,并以唐家山堰塞湖为实例,对其抢险处理方案作了介绍,具体为：机械开挖泄流明渠,借水力将其拓宽,逐渐扩大泄流能力,避免发生突然溃坝。对指导堰塞湖的应急处置具有一定的指导作用。     

唐家山堰塞湖泄流后新河道行洪能力计算分析

根据唐家山堰塞湖泄流渠设计条件，分析比较了堰流公式、渠道水面线法和MIKE-11模型等流量计算方法，认为渠道非均匀流水面线法精度较高。采用渠道水面线法，计算了堰塞坝天然过水通道、泄流渠设计方案、实际施工方案的过流能力，并对水流冲刷所导致泄流渠缓坡段缩短、底高程降低、底宽变窄等影响泄流能力的因素进行了分析。对于泄流后形成的新河道，也进行了行洪能力计算分析。     

两种溃坝模型在唐家山堰塞湖溃决模拟中的对比

基于唐家山堰塞坝溃决的实测数据,使用BREACH模型及中国水科院DB-IWHR模型,对唐家山堰塞坝溃决过程进行了反演分析,并对两种模型进行参数敏感性分析。研究结果表明:使用针对唐家山的参数,两种模型均可较好地反演唐家山溃决洪水的过程,BREACH模型的下游坡比和孔隙率是对结果影响比较敏感的输入参数;DB-IWHR模型在冲刷参数和下游水深计算两方面做了改善,较好地解决了这一问题;DB-IWHR提供了一个Excel格式的计算软件,数值分析稳定性好,使用简洁客观,可供类似堰塞湖应急处置时参考。     

浅谈急流槽入水簸箕口与路面连接处裂缝的防治

对高等级公路急流槽入水簸箕口与路面连接处的裂缝的防治,是对急流槽病害防治的关键,其原因是随着高等级公路通车运营时间的推移,该处基本上都出现开裂的现象,开裂的裂缝导致急流槽出现病害,是急流槽病害的主要成因之一;而且在处治的过程中可采取新材料和新施工工艺,并且实施治理之后经济和质量的优良效果较传统维修方法更为明显。     

长江中游微弯河段码头对航道的影响分析

微弯河段存在着螺旋流及横比降,水力特性相对复杂,在微弯河段修建码头对航道的影响势必与顺直河段不同。以微弯河段处的左岭卸煤码头为例,通过对数模结果及实测资料的分析,发现该工程的兴建对附近水位、流速影响较小,工程前后流速变化等值线横纵向延展长度相当;工程的建设对附近水域河床演变与船舶航线影响较小,但对附近航标的功能发挥有一定影响并需对航标进行优化配置。     

泥结碎石道路在怀洪新河工程中的应用

一、工程概况 怀洪新河工程是一项以分泄淮河洪水、扩大漴潼河水系排水出路为主,兼有灌溉、航运等综合效益的大型工程.河道全长125km,其中安徽省境内约95km.怀洪新河大部分河道是利用原有河槽和湖泊洼地开挖、疏浚并在两岸筑堤而成.因此,两岸地形较为复杂,堤身线路长,交通不便.为方便日常堤防管理和汛期人员及防汛器材迅速及时地调运,怀洪新河防汛道路按设计要求尽量布置在堤顶或尽可能靠近堤防,并根据堤身高度、堤防防汛难度和保护范围大小及重要程度布置在堤防一侧,全长约96km.     

南水北调西线工程水环境影响分析

南水北调西线工程调水后，引水坝址下游局部河段水量明显减少，但影响范围和程度十分有限。随着两岸环保力度的加大，排污量的减少，径流量减少对局部江段水质的不利影响，可得到控制。预估调水后下游水质不会发生类别变化。     

水泥土置换法在小清河王道闸工程软地基处理中的应用

小清河王道闸工程坐落在软基上以水泥土置换法进行工程软地基处理,可就近取材,方便施工,降低成本,大大提高地基的承载力,降低地基压缩性,保证工程质量。