乐昌峡库区鹅公带滑坡体滑坡涌浪爬高研究

在对乐昌峡水库鹅公带滑坡体滑坡涌浪水力模型试验和有关文献的滑坡涌浪浪高、涌浪波传播及反射计算方法分析的基础上,结合乐昌峡库区的特点,对狭窄河道库区的滑坡涌浪初始浪高计算及其对岸山坡涌浪爬高计算方法的边界条件进行了探讨,该文的计算结果与模型试验成果较吻合。     

滑坡涌浪对坝面冲击压力的影响因素研究

库区边坡在强震、暴雨等作用下发生的滑坡失稳破坏会对挡水大坝形成巨大的涌浪冲击作用。本文针对库区滑坡涌浪对坝面的冲击压力问题,采用光滑粒子水动力学(SPH)方法研究了涌浪生成传播过程以及坝面涌浪冲击压力的分布形式,分析了滑坡体宽度、入水速度以及库区水深等因素对滑坡涌浪波高、坝面冲击压力的影响。结果表明,随着滑坡体宽度的增加,最大浪高降低,但是稳定波高增加,坝面冲击压力增大;随着滑坡入水速度的增加,波浪高度增加,但当入水速度增加到一定程度后,坝面冲击压力变化不明显;随着库区水深的增加,首浪高度降低,坝面最大冲击压力以及距离水面的相对作用位置基本不变。     

乐昌峡水库松山子滑坡体滑坡涌浪影响研究

在对国内现有的滑坡体滑坡模拟试验方法总结的基础上,采用研制的“滑坡模拟控制系统”模拟松山子滑坡体的滑坡速度和下滑过程,对其滑坡涌浪的浪高及传播、挡水大坝的涌浪动水压强、漫坝涌浪水量等进行分析,成果可供工程设计和运行参考。     

基于分流比的复杂分汊河道滑坡涌浪远场传播计算方法

基于分汊河道的分流比理论,综合斜条分法和水阻力影响等经典滑速分析方法,提出一种适用于复杂分汊河道的涌浪远场传播计算方法。以雅砻江两河口水电站磨古倾倒滑坡体为例,考虑磨古倾倒滑坡体至两河口水电站坝前河道分汊的实际工况,应用所提出的方法分析两河口库区磨古倾倒滑坡体涌浪产生和传播特征,得到了二期蓄水位2785 m 工况下2 种典型滑坡滑动模式涌浪的初始浪高、坝前浪高及大坝爬高。结果表明:滑坡沿折断带滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为9. 32 m;沿强弱倾倒分界面滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为14. 73 m。     

乐昌峡水利枢纽库水位下降对鹅公带滑坡体稳定性的影响

以乐昌峡水利枢纽工程为背景,针对乐昌峡库区水位的因防洪及发电因素而产生上下波动,对库岸鹅公带滑坡稳定性可能造成的不利影响,主要计算了在库水位下降过程中,滑坡体安全系数受库水位下降速度的变化情况。同时结合库水位下降过程中滑坡体不同渗透系数的实际瞬态渗流场,对滑坡体的安全系数进行了计算分析,得到了库区降水速度和渗透系数与鹅公带滑坡安全系数之间的相关规律,对乐昌峡库区鹅公带滑坡稳定性的研究有一定的参考作用。     

泗渡河水库库区滑坡涌浪计算及其影响分析

随着水库库区滑坡现象的增多和滑坡带来损失的增加，部分省要求对新建水库进行防洪影响评价时需进行滑坡涌浪计算及其影响分析。通过对湖北省巴东县泗渡河水库库区的一处崩塌堆积体和库尾的一处滑坡体，在水库建成蓄水条件下进行滑坡涌浪计算，分析了滑坡涌浪对水库大坝及其它建筑物的影响。计算和分析结果表明，滑坡时对水库两岸防洪无不利影响，虽水库大坝最高涌浪为1.0m，但仅超过校核洪水标准情况下的安全超高（0.97m）0.03m，故大坝是安全的。     

基于FLUENT的狭长型水库滑坡涌浪研究

滑坡涌浪是水库库区岸坡岩土体失稳下滑冲击库区水体而产生波浪的现象。大规模的滑坡可使库区产生巨大的涌浪,传播至坝前甚至会翻越大坝造成坝体溃决,严重威胁下游城市居民生命财产安全。以长岭皮水库为例,采用FLUENT软件模拟其库尾渣土填埋场发生不同规模滑坡所激起的坝址处最大浪高,并与潘家铮方法、中国水科院经验公式法和美国土木工程协会推荐方法等经验公式的计算结果对比;分析了滑坡体入水横断面形态及入水角度对滑坡涌浪高度的影响,发现涌浪最大浪高与滑坡体入水临水面面积呈线性正相关,并与入水角度呈非线性先负相关后正相关;提出了滑坡涌浪不漫顶的滑坡体临界体积。不同滑坡工况下的计算结果可为长岭皮水库库尾滑坡涌浪灾害预防提供参考。     

基于浅水波方程的滑坡涌浪分析研究

随着水电工程的不断发展,库区滑坡稳定性及涌浪灾害链是影响水库安全运行的重要因素之一。同时,滑坡涌浪问题也一直以来是地质灾害领域研究的热点和难点问题之一。从二维浅水波方程基本理论出发,从滑坡动力学及入水产生涌浪全过程的数值模拟方法进行系统分析,并在此基础上以贵州省索风营水电站近坝库区的卞家寨滑坡潜在的涌浪过程进行模拟分析。基于野外地质勘探成果,构建滑坡体的三维地质结构模型及库区和大坝模型。通过数值计算分析,涌浪产生的洪水虽然产生漫坝,但是持续时间短、峰值较小,加之大坝为重力坝,因此对大坝不会造成严重的危害,对下游河道产生较大洪水灾害的可能性不大。     

狭窄型水库不同滑速滑坡对涌浪特性及工程影响

为了阐明狭窄型库区滑坡涌浪的生成特性和传播特性,明晰在狭窄水域中滑坡体入水速度对涌浪特性的影响和工程的危害,以羊曲水电站狭窄库区中的1^#变形体为例,采用三维数值模拟方法分析库区滑坡涌浪的产生、发展和传播全过程,同时建立1∶200水工物理模型进行验证,进一步论证滑坡体滑速对工程的危害。结果表明：数值模拟与物理模型试验涌浪时程线基本一致,试验在滑坡发生地和坝前测得的涌浪高度与模拟结果吻合良好。在狭窄水域中,首波波高随滑速的增大而减小,并且在波列中首波的波高不一定最大。此外,首波向大坝传播过程中没有发现明显的衰减,但其对总漫坝水量的贡献很小,漫坝流量峰值出现的时刻明显晚于首波到达坝前的时刻。     

乐昌峡水利枢纽鹅公带滑坡涌浪计算

为预测鹅公带滑坡的涌浪问题,利用能量法计算滑速,而涌浪计算采用了潘家铮法和水科院公式法进行比较。结果表明,滑体发生滑动的情况下,产生的涌浪将不会威胁大坝的安全。     

金沙江上游旭龙水电站库区滑坡堵江及涌浪风险研究

旭龙水电站库区岸坡陡峻,不良地质体发育,为确保水电站正常运行,准确评价不良地质体稳定性和滑坡堵江及涌浪风险至关重要。经工程地质测绘确定库区分布18处不良地质体,均为第四系堆积体,蓄水前稳定,不存在堵江风险。蓄水后有8处堆积体可能存在变形破坏,其中7处堆积体可能发生塌岸,规模小,不会堵江;16^#堆积体可能发生滑坡,规模较大,可能堵江和产生涌浪。利用GeoStudio软件对16^#堆积体进行了稳定性分析,采用分析模拟法和潘家铮法对滑坡堵江风险进行了预测,并利用滑坡涌浪经验公式分析了涌浪对滑坡区、水库上下游岸坡和大坝的影响。结果表明,16^#堆积体失稳不会造成堵江,滑坡涌浪不会影响大坝安全。研究思路与方法可为金沙江上游相关工程的风险预测提供借鉴。     

考虑压脚措施下滑坡涌浪经验估算法对比研究

分别利用潘家铮方法和水科院经验公式法计算了雾江库岸滑坡体不同工况及压脚措施前后的滑坡涌浪高度,通过两种估算方法计算结果的对比,发现水科院经验公式法算出的涌浪高度远小于潘家铮法的计算结果,建议在进行滑坡涌浪估算时以潘家铮法作为主要的经验估计法,水科院经验公式法作为辅助方法。通过采取坡脚压脚措施前后计算结果的对比,发现坡脚压脚措施可有效降低涌浪高度,防治涌浪灾害。     

蓄水条件下库岸滑坡形成机制研究

以九甸峡库区燕子坪滑坡为例,采用GPS对滑坡外部进行变形监测的方法确定滑坡的变形特征。结合库水位变化及降雨等影响因素,定量研究蓄水条件下库岸滑坡的水力触发因素及形成机制,并采用极限平衡法对分析规律进行验证。结果表明:(1)库岸滑坡的变形破坏是一个蠕变破坏过程,主要因素是较大蓄水速率的加剧条件下短时间发生的,次要因素是强降雨;(2)燕子坪滑坡主要是由于库水位上升和开挖公路的共同作用导致了滑坡体中部及前缘牵引后部滑坡体滑动。     

滑坡涌浪传播及翻坝过程数值模拟

将滑坡体概化为滑块,并给定其水下运动规律,利用UDF自定义函数对Fluent进行二次开发,模拟了滑块入水产生的涌浪性质,并分析了涌浪首浪传播及翻坝过程。仿真结果表明:若将滑坡概化为滑块,在给定水下运动形式下,产生的涌浪性质与孤立波类似,即涌浪只影响水面以下一定范围,对水底影响不大;涌浪顺水流方向的运动对动压起主要贡献;首浪在传播过程中涌浪波幅会减小而波宽会增大,且波高沿着传播方向其衰减速率在逐渐变小;滑块排挤的库区水体体积小于自身体积;小体积的滑坡对大库容的水库影响程度很小。对比分析不同体积滑坡激发涌浪翻坝的过程发现,滑块体积越大,激发的涌浪传播速度越快,高度越高,形成的翻坝流量越大,对下游的危害性越大。     

库区滑坡涌浪传播及其与大坝相互作用机理研究

库区滑坡涌浪可能危及大坝及下游安全,基于流体动力学的滑坡涌浪数值模拟可获得完整的分析数据,将成为研究滑坡涌浪与大坝作用过程的重要手段。本文以某大坝上游约1300 m的3#变形体滑坡涌浪为研究对象,建立库区三维滑坡涌浪数值模型,并通过水工物理模型试验对其模拟精度和有效性进行了验证。研究结果表明,数值模拟得出的涌浪高度变化、水面起伏过程与水工物理模型试验结果基本一致,数值模拟能反映滑坡涌浪传播及其与大坝相互作用的整个过程。最后基于数值模拟获得的数据,分析了滑坡涌浪与大坝作用过程,以及坝面动水头与坝前涌浪高度的变化关系。分析认为,库区水体反复震荡、叠加而形成的涌浪对下游沿岸安全危害可能更大,大坝坝顶及下游有必要采取避险措施;最大动水头小于涌浪高度,若采用静力方法计算分析坝体稳定应力,其结果偏于安全。     

库岸滑坡涌浪首浪高度试验研究

滑坡体的几何特征以及滑坡发生的空间特征直接影响滑坡入水时涌浪的产生及其传播情况,而首浪高度是滑坡涌浪灾害评估的重要指标。为探究各滑坡特征因素对首浪高度的影响规律,使用弯曲河道型水库物理模型进行了试验研究。分析滑坡涌浪的影响因素,利用正交试验法拟定试验方案测得首浪高度数据,然后对试验结果进行方差和极差分析,再结合已有计算公式得到首浪高度的无量纲计算公式,采用多元线性回归方法分别进行线性函数、幂函数、指数函数的公式拟合,并以龚家方滑坡为例验证了公式的准确性。结果表明:河道水深和滑坡体厚度对首浪高度影响最为显著;幂函数形式的首浪高度经验公式拟合程度最好;将滑坡体形状概化为偏长形的长方体时,运用经验公式计算的结果更为准确。研究成果可供滑坡涌浪灾害治理及预防研究参考。     

复杂河道边界对滑坡涌浪周期的影响

滑坡涌浪对涌浪生成和传播区域可能造成巨大影响。河道型水库滑坡涌浪受河道边界的作用会产生波浪叠加。为研究河道边界对滑坡涌浪周期的影响规律,借助长江三峡库区万州某河段与原型一致的物理模型,基于FLOW-3D计算流体力学软件建立三维滑坡涌浪数值模型,给出了数值求解、网格划分和边界条件设置方法,并经物理模型试验对建立的三维数学模型进行一致性较好的验证。按照滑坡体入水点位于河道直线段、弯道凸岸顶点、弯道凹岸顶点3种工况,模拟分析复杂河道边界对滑坡涌浪周期的影响规律,绘制波谱强度与频率关系图,得出不同岸坡坡度、弯道凹岸平面曲率、凹岸圆弧角度、凸岸圆弧角度对涌浪周期的影响规律。     

一种改进的滑坡涌浪动力学模型

滑坡涌浪是库区最常见的自然灾害之一,为了对库区滑坡涌浪的灾害范围进行更加准确、高效的模拟,基于Sassa滑坡运动模型、COMCOT海啸模型及其开源有限差分程序、流体力学建立了流动性滑坡涌浪动力学模型。为了使模型能更好地反映滑坡涌浪的实际运动,模型考虑了滑坡涌浪的强烈耦合作用力、波浪破碎等因素对滑坡涌浪运动的影响,并通过龚家方滑坡涌浪案例验证了模型的有效性。模拟结果表明:①模拟得到滑坡的运动过程、堆积体形态、涌浪的产生、传播、爬坡与野外观测情况基本吻合;②由于岸边波能集聚,涌浪的岸边爬坡波高比河道内的波高更高;③爬坡波高在沿程递减的同时也存在波动,这与观测点的具体地形条件有关。由于模拟结果与野外观测情况相符,因此可将该模型应用于类流体滑坡涌浪的模拟,该模型的模拟结果可为类流体滑坡涌浪灾害防治工作提供参考依据。