现代高时空分辨率崩岸应急监测技术研究进展与展望

由于崩岸具有隐蔽性、突发性强、危害性大等特点,及时开展崩岸应急监测可掌握险情发展动态,便于开展崩岸灾害应急处理及抢护准备工作。随着无人机、多波束、三维激光扫描、孔径雷达等技术的发展,提出了从船载水陆一体化崩岸高分辨率地形获取、无人机广域崩岸岸线巡查与险情监视、真实孔径雷达岸坡稳定性监测与预警的现代高时空分辨率崩岸应急监测技术体系,重点介绍该技术体系中各监测手段的系统构成、系统特点,总结其应用现状及前景。高时空分辨率崩岸应急监测技术体系的构建使得险工险段快速、精准的监测及深入感知险情的发展及演变成为了可能,从而逐渐为崩岸预警、险情处置及后续河道整治提供可靠的技术支撑。     

荆江河道险工险段崩岸监测技术与预警方法探讨

近年来,随着长江上游来水来沙条件改变,荆江局部河段河势调整加剧,致使岸坡变陡,崩岸险情时有发生,已严重威胁防洪、航道安全。鉴于此,分析了国内外河道岸坡稳定性预测和崩岸预测研究现状,初步探索了荆江河段崩岸监测技术与预警方法,可为堤防安全、崩岸治理研究和河道管理等提供技术支撑。     

长江南京河段崩岸规律及预警措施

长江南京河段自1998年大水以来崩岸险情发生频次明显增加。河道崩岸的本质原因是深泓逼岸造成岸坡陡于稳定坡度,或岸坡底部被水流掏空导致上部岸坡失稳,使该处岸坡沿接近稳定边坡的滑裂面崩坍,出现崩岸。应从岸坡稳定性和河岸底部水流水沙情况的影响两方面进行研究。在总结崩岸的特征及以往长江河道崩岸研究成果的基础上,进一步研究该河段崩岸发生的宏观规律。在岸坡稳定性判定上,主要研究岸坡坡度和河岸构成;通过多年水下地形监测等资料分析河岸底部水流水沙情况的影响。总结提出南京河段崩岸规律、岸坡失稳坡度、崩岸发生的外部条件及预警方法。     

长江中下游崩岸监测及分析研究

崩岸严重影响长江堤防安全,直接制约着长江经济带发展战略的推进。系统总结了长江中下游崩岸的观测及调查工作成果,对已有崩岸监测实施情况、崩岸类型、特点和主要影响因素加以分析,并介绍了多波束测深系统、三维激光扫描仪等先进崩岸监测技术。研究成果可为进一步完善长江中下游崩岸监测体系和监测手段提供参考。     

安徽省长江崩岸预警技术研究与应用

近年来,长江安徽段水沙条件、河床边界变化明显,部分河段局部近岸河床冲刷下切,河岸崩退,威胁防洪和群众生命财产安全。为此,采用河道演变分析、近岸断面套绘、岸坡稳定计算等方法,结合已护岸工程、岸坡抗冲能力等情况,开展了长江崩岸预警工作。通过分析预测各崩岸段发展态势及崩岸发生可能性,结合崩岸可能造成的危害程度,向社会公开发布长江崩岸预警。该项工作开展以来,取得了良好的经济和社会效益,其经验可供长江其他河段开展崩岸监测分析与预警工作参考。     

荆江河段崩岸预测

三峡工程建成后极大地提高了荆江的防洪能力,但由于河势演变及冲淤规律发生了变化,给荆江河段现有河势控制工程、堤防及护岸工程的安全带来不利的影响,从而影响防洪安全。介绍了荆江河道演变监测分析的监测范围、监测方法、分析手段以及岸坡稳定评估法对崩岸的预测结果,比较了预测崩岸与实际崩岸情况,并对结果进行了解析和思考。     

长江安徽段典型崩岸物理模型研究

崩岸是河道演变的一种自然属性,具有突发性和危害性,社会关注度高,开展崩岸预警工作十分必要。本文基于长江安徽段典型崩岸特点,建立崩岸物理模型,研究崩岸发展过程中的岸坡变形、地下水渗流、孔隙水压力等关键指标变化,为崩岸预警提供新的方法。     

黄河下游典型河段滩岸崩退特性研究

黄河下游局部河段滩岸崩退频繁,严重危害堤防及滩区安全。通过对黄河下游开展现场观测,结合已有断面地形实测数据,描绘滩岸崩退全过程及特点,评估土体特性及近岸水沙条件对崩岸的影响。研究表明：滩岸崩退引起黄河下游河道展宽,且崩岸规模具有时空差异性,2006年和2018年汛期重点河段平滩河宽分别增加了57.03 m和7.83 m,代表性横断面单侧滩岸最大崩退宽度高达207.20 m。黄河下游土体压实程度低,抗冲能力差,加之土体抗剪强度随含水量增大呈反向变化,致使在汛期崩岸频发。“大流量-小含沙量”的水沙组合易于造成崩岸,而在大含沙量下因泥沙在近岸河床淤积而降低了崩岸发生规模。建议对重点区域滩岸进行长期监测,并加强生态友好型护岸系统建设。     

"空地潜一体化"技术在巡堤查险中的应用

科学合理的监测方案是堤防安全巡视和隐患排查的重要保障,常规监测方法受人力、物力、财力所限,监测频次、监测指标、监测范围等常无法满足监测要求,不能及时、准确掌握堤防运行状况.在总结国内外多类先进监测技术的基础上,将卫星监测、无人机倾斜摄影、高精度GNSS、探地雷达、水下多波束等多种监测手段整合,构建用于堤防安全巡视的空地潜一体化监测系统.基于空地潜一体化监测系统提出了大范围岸段隐患排查,局部岸段定量分析,重点岸段视频监测的递进式巡堤方案,研究成果可为我国河道沿线堤防的现代化及科学化管理提供参考依据.     

河道内水位变化对上荆江河段岸坡稳定性影响分析

三峡水库蓄水后,上荆江河段来沙急剧减少,河床冲刷下切,局部河段崩岸现象时有发生,影响两岸堤防安全。通常认为水流冲积作用是崩岸的主要控制因素,但已有研究表明,河道内水位变化能改变河岸土体的力学特性及受力条件,进而对崩岸过程产生较大影响。本文将一维非稳定渗流计算及黏性土河岸稳定性计算结合,构建了考虑潜水位变化的岸坡稳定性分析模型,用于计算河道内水位变化时岸坡稳定程度的调整过程。以上荆江河段荆34、公2断面为研究对象,采用该模型计算了2009年实测河道水位过程下相应断面的岸坡稳定安全系数Fs。结果表明:涨水期河岸稳定性较高,洪峰期有所降低,退水期更低;荆34、公2断面最小Fs值分别为0.83、1.39,均发生在退水期,表明前者在该时期会发生崩岸,后者较为稳定,这与实测资料相符。此外还计算了不同河道内水位变化速率下Fs值的变化过程,结果表明:岸坡稳定性在涨水速率增加时增大,在退水速率增加时则减小。因此近期上荆江河段崩岸加剧一定程度上与三峡工程运用后退水过程加快有关。     

冲积河流崩岸机理、数值模拟及预警技术研究进展

冲积河流崩岸不仅影响河势稳定,而且威胁两岸堤防等重要涉水工程安全。近年来由于上游来水来沙变化及水库运用等影响,长江中下游及黄河下游河段河床冲刷,崩岸现象突出,增大了河道防洪压力。从崩岸机理、数值模拟及监测预警技术3个方面总结了冲积河流崩岸的研究进展,指出了仍待解决的几个关键问题。在崩岸机理方面,阐明了崩岸发生的力学条件及影响因素,但需深化研究各因素之间的相互作用。崩岸数值模拟方法的快速发展为崩岸预测提供了有效的技术手段,但需更为全面地考虑崩岸机理,并有效刻画河岸边界条件的沿程变化。在监测预警技术方面,通常以局部岸段的地形及水沙条件监测为主,崩岸预警等级划分指标及方法多以经验法为主,需建立统一的、完善的评估体系。     

基于水下多波束的长江堤防护岸工程监测技术研究

为了预防长江堤防护岸工程受损或者大面积崩岸的发生,应定期对护岸工程进行监测和稳定性分析,必要时采取工程措施消除安全隐患。根据水下多波束测深技术全覆盖、高精度、高效率等特点,探讨了水下多波束测深系统的平面位置和水深测量精度,论述了基于水下多波束的护岸工程监测技术方法。并以湖北省监利县铺子湾护岸工程为例,采用水下多波束测深技术,连续2 a同一时段进行全覆盖扫测,根据2次扫测结果,采用3种不同的分析方法对堤防护岸工程地形变化进行分析。结果表明：护岸工程实施后深槽向右岸偏移,岸坡冲淤平衡,护岸工程稳定。     

双层地质结构堤基对堤防崩岸的影响分析

文章从堤基地层的双层地质结构特点进行分析,堤基双层地质结构上部软弱黏土起动流速数倍于下层粉细砂起动流速。粉细砂起动流速小,抗冲刷能力差,极易发生颗粒运移,会使得岸坡变陡;软弱黏土层起动流速较大,抗冲刷能力较强;不易发生颗粒运移,但其抗剪强度小,抗稳定能力差,当岸坡变陡时,会发生岸坡崩塌、滑坡等不良地质现象,从而引起崩岸的发生。堤基双层结构特征会加剧和促进堤防崩岸的发生。     

长江中下游岸坡变形破坏的主要型式及处理

长江中下游各段岸坡结构存在明显差异，引起变形破坏的主导因素也各不相同，导致崩岸的型式及条件各不一样，给工程处理带来较大的难度。影响岸坡稳定的因素大致可划分为地质、河流及水动力学、水文气象及人类活动因素，这4大因素既相互制约又相互影响。岸坡变形破坏的基本模式是侵蚀型、崩塌型、滑移型。崩塌型又分为冲刷浪坎型、坍塌后退型、塌陷型；滑移型又分为整体性滑移型、牵引式滑移型。在崩岸发生后，应充分分析不同堤段岸产生的主导因素、特点及崩岸类型、岸坡的土层结构型式、有无地质缺陷等，然后制订出有效的处理对策及方案。     

新水沙条件下长江大通河段河势演变及崩岸治理效果

通过水文、地质、地形等资料进行河势演变分析,在掌握河势演变特点及演变趋势基础上,通过崩岸监测及治理工程措施,采用工程前后测图对比分析工程防护效果,综合河段水沙条件变化、河势演变、崩岸区岸坡稳定状况,提出后续治理工程建议,为新水沙条件下河道治理提供经验和技术参考.     

浅析枞阳江堤白荡闸引堤的综合治理

影响堤防岸坡稳定主要有地形、地质、水文及自然等因素,正确分析影响堤防岸坡坝坡不稳定原因可以有效预防岸坡滑动现象发生,同时对形成的岸坡滑动进行科学合理治理起到重要作用。本文结合枞阳江堤白荡闸引堤出现的岸坡滑动一例,认真分析了白荡闸引堤岸坡滑动出险原因,采取科学合理综合的治理措施而取得了显著的效果。以此为堤防治理提供了宝贵经验。     

河道内水位变化对水磨沟水库岸坡稳定性的影响分析

结合新疆阜康市水磨沟水库地质条件,通过构建有效的岸坡稳定性分析模型,并以实测岸坡稳定安全系数FS为基础,计算分析了河道内水位变化对岸坡稳定性的调整特点,这对预测崩岸险情以及指导水库岸坡除险加固工程设计具有重要意义。     

安徽省长江防洪形势分析

长江是安徽省沿江城市经济社会发展的重要依托。近年来随着长江干堤达标建设的实施、三峡工程投入运行，安徽省长江河道工情、水情发生了显著变化，保障长江防洪安全面临新的挑战和机遇。分析了当前安徽省长江堤防加固标准低、病险涵闸多、崩岸现象突出等问题，探讨了防洪减灾具体措施如加强水利工程建设、提高防洪保障能力、开展监测预警技术研究等，为进一步做好长江防洪工作提供参考。     

长江中下游崩岸预测方法研究

由于崩岸产生机理复杂,影响因素多样,导致准确预测崩岸十分困难.为了提高崩岸预测的准确性,分别提出了基于稳定岸坡角和模糊综合评价法的两种崩岸预测方法.前者基于土坡稳定原理,建立了充分考虑河床竖向冲深伴随着岸坡横向展宽这一动态机制的崩岸预测方法,该方法避免了当前绝大多数预测方法不能或没有考虑这一动态变化的缺陷,使得预测结果...     

上荆江河段南五洲崩岸整治工程护岸形式选择

南五洲险段常年抢护但崩岸仍时有发生,采用的水下抛石措施,需大量开山采石而对开采区生态环境产生不可逆转的破坏,同时在工程实施区域需大面积削坡以维持坡面稳定,个别堤段还需退垸堤防、侵占农田、重建相关水工建筑物和农田水利设施等,其经济效益和社会效益都有待综合评估。为此,根据南五洲险段崩岸的主要影响因素及近岸地形变化趋势,针对南五洲险段崩岸整治措施的选择问题进行了详细的分析论述。提出了在不改变河势和对岸滩岸稳定、保持防洪态势和既有航道条件下,利用水下承台堆石护脚、阻滑桩结合长充沙管袋护脚,同时水上护坡工程二级护坡采用三维植被网护坡的新思路。