Risk analysis model for landslide mass of high slope in dam area

In order to identify the threat of reservoir bank landslide to dam safety and reduce the risk of dam failure, impact factors of the landslide are analyzed. The concept of landslide risk degree is put forward to measure the threat of landslide to dam safety. The monotony of the landslide risk assessment function which changes with different affecting factors is analyzed qualitatively. Based on gene automatic programming, a data mining model of the landslide risk assessment function is constructed combined with impact factors of reservoir bank landslide on dam safety. And the assessment function of landslide risk has been excavated and established according to practical project information, which provides a valuable reference for analyzing the impact of landslide on dam risk.

     

Risk analysis model for landslide mass of high slope in dam area

In order to identify the threat of reservoir bank landslide to dam safety and reduce the risk of dam failure,impact factors of the landslide are analyzed.The concept of landslide risk degree is put forward to measure the threat of landslide to dam safety.The monotony of the landslide risk assessment function which changes with different affecting factors is analyzed qualitatively.Based on gene automatic programming,a data mining model of the landslide risk assessment function is constructed combined with im...     

基于多时相InSAR技术的黄河上游龙羊峡库区不稳定边坡识别与形变监测

黄河上游龙羊峡水库的建设改变了两岸的水文地质条件,库区水位周期性升降引起的渗透和侵蚀导致库岸坍塌和滑坡局部变形,非常有必要开展不稳定边坡的识别与监测,为库区坡体失稳因素研究以及预警预报提供技术支撑。采用2015年1月至2021年8月升降轨Sentinel-1A SAR影像,基于相干点目标分析(IPTA)方法对龙羊峡库区边坡进行识别,共识别出15处不稳定边坡。其中,查纳滑坡历史上多次发生塌滑现象,现今仍处于活跃状态,对库区人民生命财产与大坝工程安全造成潜在威胁,为此对查纳滑坡开展重点监测。首先,采用DS-InSAR技术获取该滑坡升降轨雷达视线向(LOS)形变; 然后,结合升降轨形变结果进行二维时序形变分解; 最后,采用小波分析定量分析了地表时序形变反演结果与降雨量、库区水位变化的相关性。结果表明:DS-InSAR技术获取的形变场比相干点目标分析方法更加完整; 查纳滑坡东部坡体位移大于中部与西部坡体位移,且垂直向位移大于东西向位移; 查纳滑坡位移时间序列与降雨量序列相关性不高,降雨可能不会显著促进滑坡的位移; 滑坡位移与库区水位均具有很强的年度周期变化,并且滑坡位移时间序列滞后库区水位序列约半年。     

崩滑型堰塞坝危险性快速评估研究进展（特约稿）

崩滑型堰塞坝是由地震、降雨、火山喷发等自然因素诱发的崩塌、滑坡堵塞河道所形成的天然土石坝,其在世界范围内广泛分布。崩滑型堰塞坝的形成与溃决具有高突发性、突溃性和强致灾性,会严重威胁所在流域的人民生命财产安全。因此,快速开展堰塞坝危险性评估,对应急抢险救灾具有重要的现实意义。目前对堰塞坝危险性快速评估的研究主要集中在成坝可能性、稳定性、寿命和溃决洪水等四个方面。本文总结了堰塞坝成坝影响因素和成坝快速判别公式,系统阐述了堰塞坝稳定性和寿命的定义、影响因素及快速评估模型,详细归纳分析了堰塞坝溃决模式、溃坝影响因素及坝址与下游河道的洪水快速预测模型。研究表明堰塞坝的形成主要受地形条件,固体物源条件和水源条件的影响;其稳定性、寿命和溃决主要受坝体几何形态,坝体材料、结构和水文特征等方面的影响。根据影响因素所建立的评估模型在一定程度上可以快速估算堰塞坝的稳定性、寿命、溃决流量等参数,但由于信息获取不便等问题,评估结果仍然存在一定的不确定性。在此基础上,本文提出了需要进一步研究的方向：(1) 考虑不同外因（地震、降雨等）条件下滑坡、崩塌启动及运移过程大型模型试验,建立考虑关键影响因素和水土物质相互作用的成坝快速判别模型;(2) 基于物探等手段开展堰塞坝坝体材料和结构参数的快速获取研究;(3) 建立考虑能量转换与耗散的溃坝程度快速评估模型,分析残余坝体致灾危险性;(4) 构建流域堰塞坝溃决洪水演进及水库调蓄减灾分析模型,指导流域水量调度及流域范围内工程建设;(5)开展堰塞坝灾害链对全流域影响的快速动态风险评估,为堰塞坝灾害预测及应急处置提供重要参考依据。     

金沙江白格滑坡堰塞坝溃决洪水灾害调查与致灾浅析

2018年10月10日和11月3日,西藏自治区江达县波罗乡白格村金沙江右岸同一位置先后两次发生滑坡堵江事件并形成了巨大的堰塞湖,其堰塞坝在自然泄流和人工开挖泄流槽两种处置方式后溃决。其中,第二次滑坡堰塞坝的溃决洪水给下游西藏、四川和云南3省（自治区）受灾范围内的道路、桥梁、耕地和房屋造成了巨大破坏。为了应对类似的极端、超常规、特大堰塞坝溃决洪水威胁以及相关的基础性研究需要,课题组于2018年12月21日至29日对这次金沙江白格堰塞湖溃坝洪水对下游的受灾情况进行了考察调研。考察以受灾最为严重的巴塘县巴楚河（又称巴曲河）与金沙江的交汇口为起点,直至洪水威胁基本消除的梨园水库库区为终点沿江共计488.6km的受灾河段为主。考察重点为沿岸房屋、道路、桥梁和水利基础设施等受损情况,并对溃坝洪水的最大淹没水位（洪痕）、考察时的河道水位,河道两岸堆积的泥沙及其颗粒级配,桥梁致灾水位等进行了分析,得到了一些有价值的灾情数据与成果,这些成果可为进一步的基础性研究提供一定的数据支撑。     

水库滑坡灾害致灾机理及防控技术研究与展望

随着中国高坝大库水利水电工程的相继运行，水库滑坡灾害已成为影响工程运行稳定和威胁沿岸人民生命财产安全的重大隐患，提升其综合防控能力是国家重大需求。水库滑坡是一个复杂的地质综合体，其变形破坏过程不仅与滑坡所在区域的地质条件特性相关，更取决于诱发因素如降雨、库水位变动等动态作用的影响，从开始孕育变形到最终失稳破坏一般需经历较长的历时，是一个不断累积发展的过程，不仅涉及降雨入渗与库水影响的时空叠加作用，更涉及多因素耦合下的渐进破坏机制，其致灾机理与防控难度极高。本文结合大量现场调查、室内外试验和数值模拟，总结了库区地质、水文等条件对于滑坡易感性及空间分布的影响规律，揭示了强降雨、库水位变动及多因素叠加作用下水库滑坡的累积灾变失稳机理；建立了离散元模型与流体力学模型（DEM-SPH）耦合的滑坡-涌浪模拟技术，能够较好地揭示高速滑坡体入河与水流的强碰撞及涌浪的非线性传播过程，可为滑坡致灾影响范围及应急避险方案制定提供科学依据；构建了无人机-3维激光扫描空地数据融合的大范围水库滑坡3维变形演化监测技术，并归纳总结了水库滑坡的综合治理技术。此外，针对多因素驱动下水库滑坡复杂致灾机理及防控技术方面的研究不足和局限性，展望了水库滑坡在灾变累积失稳与稳定评价、多源融合监测与智能预警、滑坡-涌浪流固耦合模拟与致灾影响评估、生态措施-支护结构联合治理技术方面的未来发展方向，期望为水库滑坡灾害防控减灾研究提供借鉴。     

利用贡献率分析法研究河道型水库两岸滑坡发育规律

通过实地调查发现金沙江向家坝段大多数滑坡发育于坝址-新市镇侏罗系地层,且为顺层滑坡,顺层滑坡在水库蓄水后容易复活且顺层岸坡在水库蓄水后容易发生新的滑坡.通过实地调查并借助勘察资料建立该段滑坡数据库,研究坝址-新市镇段不同岩层倾角、不同岸坡结构类型、不同河流弯曲类型对滑坡发育的影响,并且定量统计这3种因数的各种类型分别对滑坡的贡献率.结果表明:层面倾角为10°～ 19°的岸坡,对滑坡贡献率最高,层面倾角为30°～34°的岸坡对滑坡贡献率最低;缓倾外顺向层状岸坡对滑坡贡献率最高,中倾外顺向层状岸坡对滑坡贡献率最低;河流的凹岸对滑坡贡献率最高,凸岸贡献率最低.所得研究结果与实际情况较为吻合,为水库岸坡危险评价提供量化标准,同时为库区以后的规划建设提供选址依据.     

尾矿库地质灾害与危险性评估

尾矿库是矿山选厂的主要设施,也是事故易发部位.近年来病害事故频发,除了本身遭受地质灾害影响外,尾矿库工程更重要的是事故伴生、次生地质灾害.尾矿库事故可引发泥石流、滑坡、水土污染等次生灾害而进一步扩大事故的危害性.概括了尾矿库的工程特点,分析了尾矿库建设遭受、引发地质灾害的主要类型、致灾因素及其危害性,针对尾矿库地质灾害评估工作,指出评估要点和需注意的问题.     

汶川地震堰塞湖安全实例分析

前人在对堰塞湖进行安全评价中,往往较少考虑到坝体级配、上游两岸山体的稳定性以及下游床面的结构.基于作者多次深入汶川地震灾区的考察调研,通过多个堰塞湖实例详细研究了上述因素对堰塞湖安全的影响,得出结论:坝体的级配会影响坝体自身的结构稳定性、溃坝水流最大流量以及渗透特性;两岸山体发生二次崩塌滑坡会增加堰塞湖溃决的危险;下游床而结构稳定性越高,河床越稳定,有利于堰塞湖的保存.还给出了表示坝体级配、两岸山体稳定性和床面结构的安全指标,提出了理想的堰塞湖安全评价的综合指标形式,为科技工作者更全面的对堰塞湖进行安全评价提供借鉴.     

大渡河上游某水电站滑坡体成因机制及稳定性研究

滑坡体位于大渡河上游某水电站闸址右岸,最大厚度73m,据勘探平洞揭露,滑坡体内存在大量假基岩,基本保持一定层序,大部分层理倾向坡外,具有一定的规律性。在深入调查滑坡体基本特征的基础上,结合滑坡体的赋存环境,查明其形成地质力学模式为蠕动-滑移-拉裂破坏模式,以垂直位移为主。最后采用地质分析和极限平衡对滑坡体稳定性进行了综合评价。结果表明,滑坡体的影响因素多数有利于稳定性,在各工况下均满足安全标准,其成果可为拟建工程提供重要参考。     

水位变动对库岸古滑坡稳定性影响研究

水库蓄水及水位骤降可能诱发古滑坡复活或部分复活,乃至产生新的滑坡是多数新建大型水利枢纽工程必须面临的工程地质问题.基于水位变动对库岸古滑坡作用机理分析,以某大型库岸古滑坡为研究对象,通过数值模拟探讨水位变动对库岸古滑坡变形及整体稳定性的影响,结果表明:库岸古滑坡对水位变化敏感,随库水位上升向库区方向变形逐渐增大,坡脚和滑动带塑性区不断发展;当水位骤降时将导致局部失稳,并有可能引发渐进性破坏.研究成果对同类工程的边坡治理及边坡预警具有指导意义.     

特大水利水电枢纽调控与安全运行研究进展与前沿

特大水利水电枢纽防洪、发电、通航运行调控复杂且安全运行保障难度大。为破解特大水利水电枢纽长期安全运行的难题,基于国内外研究现状和工程实践,本文提出该领域的研究热点和前沿,主要包括：高速水流、高压瞬变流、高水头渗流等水力致灾机理,坝体和库岸长期运行性能衰减规律,枢纽安全运行多因素耦联实时测控技术和多信息融合安全评价理论方法,枢纽群暴雨洪水预报及应急调控技术,枢纽泄洪运行安全实时调控技术,水力发电系统耦联动力安全及智能运行技术,枢纽发电、泄洪、通航联合优化调控技术、高坝枢纽运行初期风险调控与安全保障技术、复杂运行环境下高坝结构及库岸长期安全稳定运行技术。加强该技术领域的研究,以满足特大水利水电枢纽长期安全运行的重大需求。     

雅砻江中游某滑坡形成机制及稳定分析

雅砻江右岸某滑坡位于拟建坝址区上游,木里县卡拉乡,该滑坡一旦失稳,威胁坡脚居民以及拟建水电站的安全运行。本文在野外工程地质测绘、钻探、室内试验基础上,采用三维有限差分软件FLAC3D对滑坡进行数值模拟分析,对滑坡基本特征、形成机制以及稳定性进行分析评价。结果表明:该滑坡为特大型岩质滑坡,形成演化经历了剪切蠕动-滑移弯曲-贯通破坏三个阶段,天然状态下滑坡整体上稳定性较好,暴雨状态下处于欠稳定状态,局部表层存在二次滑动可能。     

基于贝叶斯网络的梯级水库群漫坝风险分析（特约稿）

为克服现有大坝风险分析方法多针对单库大坝、且不能有效考虑不确定性因素对风险评估结果的影响这一研究局限,本文选取能有效处理不确定性问题的贝叶斯网络理论对梯级水库群展开大坝失效风险研究。基于统计资料,结合专家经验调查法,将超标洪水、上游溃坝洪水和强地震确定为水库漫坝的关键风险因素,建立了三种因素单独、组合作用下的单库、梯级系统漫坝贝叶斯网络风险分析模型,并将其应用到大渡河流域上下相连的猴子岩-长河坝两座干流梯级上。结果表明风险源单独、组合作用下的梯级水库群的漫坝风险的量级都较小,其中猴子岩的上游溃坝洪水所致的漫坝风险量级最小,这与其上游双江口水库为干流控制性梯级的特性有关。两库均被识别为薄弱梯级,对其漫坝风险起主导作用的风险因素分别为超标洪水和强地震,这将作为系统风险防控措施制定的重要考量。通过实例应用,验证了文中所提模型在梯级水库群风险分析中的有效性。求解过程快速、有效,对风险因子间的相关性、系统薄弱梯级的识别直观、清晰,根据结果能及时掌握风险源单独或组合作用下的梯级水库群风险变化并制定相应的风险决策,有利于后续风险管理环节的迅速开展,为水利水电工程风险分析领域的研究提供了新的研究手段。     

库岸再造机理及其影响因素分析研究

库岸再造是库区重要的环境地质灾害之一,影响到水库运行及水工建筑物的安全,还直接影响到滨库两岸人民生命和财产安全,因此必须要对库岸再造防患于未然.在广泛研究三峡、三门峡、水口等水库库岸再造历史、现状及预测的基础上,综合分析了库岸再造的变形破坏特征、破坏机制,划分了库岸再造的主要类型,揭示了库岸再造过程及其发展规律,详细阐述了库岸坍塌的主要影响因素,可为水库塌岸预测方法研究、移民安置、交通设施、库岸防护等工程规划设计、建设管理提供参考.     

滑坡灾害典型受灾体失效概率计算方法及应用

从系统研究的角度看,滑坡灾害系统包括致灾体子系统和受灾体子系统。滑坡灾害是这2个子系统共同作用的结果。以往的研究主要集中在致灾体稳定性的评价上,没有全面考虑2个子系统对灾害风险的影响,尤其缺少对受灾体子系统的研究。针对这种现状,对一种典型受灾体（框架结构）在滑坡灾害作用下的失效概率计算方法进行探讨：将滑坡灾害致灾模式简化为致灾体对受灾体的冲击破坏模型,推导了滑坡冲击力计算公式;探讨了典型受灾体整体功能函数的建立方法,提出了滑坡灾害典型受灾体失效概率计算方法。采用该方法进行了算例分析,分析了滑坡灾害致灾强度和受灾体抗灾性能对受灾体失效概率的影响,得出滑坡灾害影响范围可划分为绝对危险区域、相对危险区域和绝对安全区域。还研究了受灾体失效概率对不确定性影响因素的敏感性,得出当定值计算受灾体为失效时,受灾体失效概率随影响因素变异性增加而减小;当定值计算受灾体为安全时,受灾体失效概率随影响因素变异性增加而增加。     

基于突变理论的滑坡危险性评价

我国西部山区频发的滑坡灾害对当地道路建设和经济发展具有极大影响,为了给滑坡的防治提供依据,需客观地评价滑坡危险性。本文从滑坡的地质环境及诱发因素两方面出发,选取岩性、滑坡一定范围内断层距离的倒数和等 7 个指标作为评价依据,建立滑坡危险性评价突变模型,将礼州地区滑坡划分为轻度、中度、重度和极度危险 4 个等级。选取该地区威胁公路的 10 个典型滑坡进行危险性评价,评价结果与现场调查结果具有较高的吻合度。该成果可为山区滑坡的防治提供依据。     

关于大坝安全监测内涵及扩展

从分析影响大坝安全的各种因素入手,在时空两个方面拓宽了大坝安全监测的概念。建议大坝安全监测应和设计、施工及大坝安全定检结合起来,有利于资料分析和相互校核;应加强对大坝安全监测（包括监测系统）的效益评估,把大坝安全监测系统作为水库运行调度的有效工具,以提高水库运行效益;通过网络技术的推广使用,将实现大坝安全监测的网络化,极大地方便经验交流,提高监测技术,是今后大坝安全监测领域发展的主要方向之一。     

考虑人体与水流相互作用的溃坝洪水生命损失评估模型

溃坝洪水会给下游人民群众造成巨大的生命损失，开展溃坝洪水造成的生命损失风险定量评估对应急抢险救灾具有重要的现实意义。本文在已有生命损失贝叶斯网络HURAM1.0模型基础上，引入了人体稳定性物理模型，考虑人体与水流相互作用关系，对处于洪水中的人先进行稳定性判定，并进行溺水判定，运用蒙特卡洛模拟方法，综合了水深和水流速对生命损失的影响，建立HURAM2.0模型；并将该模型应用于唐家山堰塞坝溃坝洪水生命损失分析。结果表明：HURAM2.0模型建立了水流流速对生命损失影响的定量关系，更精确地刻画了人体在水流中的稳定性和求生能力，相比HURAM1.0模型对较强洪水强度条件下的生命损失预测结果更准确。同时，在本文建立的模型中，除水深度、洪水严重程度变化不大，其余变量的敏感性均有所上升，其中居民区住宅层数、在建筑物中庇护情况和溃坝时长等变量对模型计算结果的最大影响程度分别增加142%、95%和93%，加强了模型在低、中、高3类洪水强度下的解释性，与HURAM1.0相比在贝叶斯反演分析中更占优势。在唐家山堰塞坝溃坝风险分析中，HURAM2.0能区分出不同水流速条件下的生命损失，更符合实际情况，即开挖泄流槽前风险大、死亡率高，在现场勘测和开挖泄流槽后风险及死亡人数大大降低，建议结合预警疏散以降低生命损失风险。     

基于蒙特卡罗方法的水库大坝漫顶风险分析

洪水漫顶是导致水库大坝破坏的主要原因之一,大坝洪水漫顶风险分析是大坝安全评价的重要组成部分。在介绍洪水漫顶的可靠度模型的基础上,提出用蒙特卡罗方法进行模拟,并对其中的伪随机数生成进行了细致的说明。工程实例表明基于蒙特卡罗方法的水库漫顶风险分析模型具有较强的实用性,能为大坝安全评价工作提供支持。