基于“情景-应对”的随县柳林镇“8·12”山洪灾害推演

【目的】降雨诱发的山洪具有暴涨暴落特点,其防御及应急也一直是我国防汛减灾工作中的薄弱环节。为指导山洪灾害应急救援工作,减少暴雨山洪带来的影响及损失,【方法】以湖北省随州市柳林镇“8·12”山洪灾害为研究对象,基于“情景-应对”式情景构建方法,采用无人机航测技术提取柳林镇地形、植被等信息要素,构建柳林镇“8·12”山洪事前、事中、事后情景;在此基础上耦合“水文-水动力”模型推演了暴雨诱发山洪的全过程,从而对本次灾害应急过程进行了深入分析。【结果】结果显示：柳林镇“8·12”山洪在12日3时30分左右洪水位开始猛增、2.5 h后即达到峰值,最高淹没深度超5 m,峰值过后3.5 h洪水基本褪却,极快的流速和暴涨的水位导致有效转移时间不足1 h。【结论】结果表明：基于“情景-应对”式灾害情景构建方法,可全景式再现山洪灾害孕灾-发灾-致灾全过程;耦合水文-水动力模型在无人机获取的高精度地形数据基础上具有较高的适用性;能力评估揭示了本次山洪灾害重大人员伤亡的主要原因是气象预警能力不足、人员撤离不及时以及应急救援力量薄弱。     

北京城市副中心防洪风险研究

北京城市副中心规划防洪标准为100a一遇,其流域上游规划2座中型水库、50余处蓄滞洪区尚未建成,副中心周边防洪工程距离规划标准差距较大,导致副中心防洪安全难以保障。针对副中心来自上游的外来洪水压力大、区内防洪工程不达标等问题,采用一维、二维数学模型,分别对区域洪水风险、穿越副中心的北运河漫溢造成的淹没风险,以及副中心周边三条干流河道堤防不达标造成的防洪风险进行模拟计算和具体分析。结果表明:流域上游洪水不经有效拦蓄下泄后,将导致北运河干流100a一遇洪峰流量增加33%;同时,副中心周边三条河道均存在堤防安全风险。其中北运河发生100a一遇洪水时,即使区内宋庄蓄滞洪区建成启用,仍将有2 590万m~3洪水从3 km无堤段漫溢,并淹没副中心核心区0.2～2 m深。风险研究结果还表明,一旦近期通州境内宋庄蓄滞洪区、温潮减河分洪道等规划工程建成后,将有效降低城市副中心的部分防洪风险。研究成果对保障副中心防洪安全的规划工程实施安排及防汛抢险安排具有重要指导意义。     

乌东德水电站表孔体型优化研究

乌东德水电站坝址处河谷狭窄,覆盖层深厚,施工详图设计阶段拱坝厚高比增加,表、中孔相对位置发生变化,存在表孔自由溢流水体击打中孔弧门、表中孔水舌碰撞后形成的横向溅水冲击透水边坡及水垫塘底板冲刷较深等问题。通过1〖DK(〗∶〖DK)〗50水工整体模型试验及方案比选,对表孔出口位置、型式进行了优化研究,使表孔水舌横向扩散,纵向分层明晰,表中孔碰撞消能后水垫塘底板冲刷轻微,边坡横向溅水强度基本与自然降水相当。研究成果可为工程设计及安全运行提供技术支撑。     

降雨入渗对膨胀土渠坡稳定性的影响研究

膨胀土是一种遇水膨胀,失水收缩的特殊岩土,水对其力学特性影响显著。以南水北调工程中线河南境内某膨胀岩渠坡为例,考虑渗流场与应力场的双向耦合作用,采用有限元强度折减法,研究降雨入渗对膨胀土渠坡的抗滑稳定性影响。计算表明,随着降雨强度和降雨历时的增加,渠坡抗滑稳定安全系数所有减小。考虑降雨入渗对膨胀土抗剪强度的影响后,渠坡安全系数显著下降。     

沧州市2006~2016年春季大到暴雨特征分析

根据沧州市92个雨量监测站2006~2016年间的春季大到暴雨资料,研究了11年来沧州市春季大到暴雨的特征指标、时间变化规律以及空间变化趋势.研究发现:沧州市11年间春季大到暴雨强度(站点数)的时间变化呈抛物线趋势,与沧州市年降水量变化趋势非常接近;沧州市春季大到暴雨的空间分布情况为各县市均有发生,但分布不均匀,子牙新河沿岸出现高值区,以子牙新河为界,向两侧递减.     

砂性土坡面防护结构抗降雨冲刷性能试验研究

针对砂性土堤防坡面抗雨水冲刷能力弱的工程实际,建立砂性土坡面冲刷试验模型,开展降雨冲刷试验,研究不同砂性土堤防坡面保护层抗冲刷性能。分析降雨条件下不同砂性土堤防坡面保护层的冲刷过程,总结出沙土、膨润土与秸秆三者混合形成的坡面保护层能够抵抗雨水冲刷、保障植物种子顺利成长,便于施工。     

基于简化Bishop积分法降雨滑坡失效概率模型研究

摘要：为了研究降雨对降雨型滑坡的影响,利用不同降雨重现期的前期有效降雨量,分析不同降雨入渗条件下的滑坡土体含水率的变化对土体抗剪强度参数和基质吸力的影响,基于简化Bishop积分法和响应面法的基本原理,用积分法代替有限条分求和,考虑土体强度参数的变异性及降雨自身随机性,提出了一种新的降雨滑坡失效概率模型,定量评价不同降雨条件下的滑坡失效概率并采用该方法对某一实际滑坡进行研究分析。计算结果表明,随着降雨重现期与降雨天数的增加,滑坡的失效概率越高,但考虑降雨自身的概率时,滑坡的失效概率并不是随着降雨重现期的增加而增加,且考虑基质吸力所得的稳定系数略高,失效概率稍低。     

济南药乡林场赤松林、板栗林枯落物持水能力研究

森林面积分别大约占陆地、全球表面积的1/3和1/10。森林同时也是许多环境功能的基础,特别是在保护水资源方面。为了探究针叶林和阔叶林的枯落物吸水持水能力差异,明确不同测试方法对持水特性测试结果的影响,对济南药乡林场的典型针、阔叶林开展泡水法试验和人工模拟降雨试验。本次研究是以济南药乡林场的针叶林赤松以及阔叶林板栗的枯落物作为研究对象,研究提出:①针阔叶林枯落物蓄积量差异显著,且针叶林赤松(36.83±10.92 t/hm~2)阔叶林板栗(19.22±7.63 t/hm~2)。②针阔叶林枯落物的自然持水量不同,针叶林赤松(14.31%±6.11%)阔叶林板栗(9.87%±10.90%)。③人工降雨法和泡水法测定的枯落物持水速率均有4个阶段:第1阶段为迅速吸收阶段,第2阶段为缓慢吸收阶段,第3阶段为逐渐饱和阶段,第4阶段为饱和阶段。④人工降雨法得到的有效截流量(赤松6.31 mm,板栗3.18 mm)占泡水法得到的最大持水量(赤松9.37 mm,板栗为3.88 mm)的70%～90%。⑤电镜下解剖叶片的结果表明,针叶林赤松持水能力强。     

边坡筋锚三维网柔性防护结构的稳定性分析

针对降雨时边坡筋锚三维网柔性防护结构可能沿坡面滑动失稳的问题,基于极限平衡理论,考虑雨水击溅和坡面水流冲刷作用,建立了降雨条件下边坡筋锚三维网柔性防护结构的稳定性分析模型,并进行了实例分析,探讨了边坡倾角、降雨强度、防护结构层厚度、锚钉间距、锚钉锚固长度对防护结构稳定性的影响。结果表明:与无降雨相比,降雨条件下边坡筋锚三维网柔性防护结构受到的下滑力增大,抗滑力减小,防护结构的稳定性明显降低;在相同的防护结构设计参数下,防护结构的稳定性随边坡倾角增加而减小,当坡面形成径流后,降雨强度对防护结构稳定性的影响比较小;在相同的边坡条件下,防护结构的稳定性系数随锚钉间距、结构层厚度的增大而减小,随锚钉锚固长度的增加而增大;锚钉间距和锚固长度对防护结构稳定性的影响最显著,锚钉间距可通过建立的模型合理确定,锚固长度不宜小于0.5 m。     

降雨型堆积体滑坡渗流稳定性研究进展

从非饱和降雨入渗特性、堆积体滑坡稳定性评价方法、降雨诱发堆积体滑坡失稳机理三方面,综述了国内外降雨型堆积体滑坡渗流稳定性的研究进展。针对目前降雨型堆积体滑坡渗流稳定性研究中存在的不足,指出今后应明确降雨型堆积体滑坡的地质结构特征,深入研究渗流与径流的耦合机制及渗流-地质结构-力学参数的互馈耦合作用机制,加强降雨型堆积体滑坡的动态灾变机制研究,完善降雨型堆积体滑坡的安全性评价方法。