库岸滑坡涌浪经验估算方法对比分析

分别介绍了3种常用的库岸滑坡涌浪经验估算方法--美国土木工程学会推荐方法、潘家铮方法和水科院经验公式法。针对乐昌峡水库鹅公带古滑坡体滑坡涌浪预测问题,采用3种常用经验估算方法,并构建几何比尺1:150的物理模型,对设计洪水位和正常蓄水位条件下滑坡体不同滑速所产生的涌浪进行计算和测试。通过滑坡入水点对岸山坡涌浪爬高、坝前涌浪爬高和B3测点涌浪高度结果的对比分析,发现3种常用经验估算法计算结果差异较大,其中潘家铮方法与模型试验结果最为接近。通过对计算结果差异的进一步分析,推荐在采用经验估算法进行库岸滑坡涌浪预测时选择潘家铮方法,此外,还解释了物理模型试验中所出现的一些现象,可供库岸滑坡涌浪预测参考。     

黑方台灌溉渗透型黄土滑坡的运动学模拟研究

研究滑坡的运动学特征对于认识和减缓滑坡灾害风险具有重要的意义.以甘肃省永靖县黑方台焦家崖头灌溉渗透型黄土滑坡为研究对象,在工程地质测绘和实验测试的基础上,根据滑坡表现出的各种迹象,基于有限差分法滑坡运动模型对滑坡运动的全过程进行了模拟,并分析了滑坡的速度场.模拟结果表明:滑坡的速度可分为启动加速,高速波动和碰撞减速3个...     

库区滑坡的次生灾害分析与研究——以藕塘滑坡为例

滑坡除直接成灾外,还会产生次生灾害,滑坡体落入江河中,可形成巨大涌浪,造成较大的危害。涌浪高度除受滑速、失稳体积、水深等重要因素的影响外,波浪的形成还要受水库地形、库面宽度、滑坡入库过程的持续时间以及滑坡体的宽度等因素的影响,尤其在峡谷地区更为显著,且波浪在传播过程中,还受到河谷两岸的阻碍、往返的折射以及波群的相互干扰或迭加等影响。以藕塘滑坡为例,在滑波局部失稳情况下采用潘家铮涌浪算法,计算和预测滑体冲入库区后的滑速和造成的涌浪高度,并且考虑了地震作用和滑坡前缘泡在水中所产生的阻力。     

某水电站库区滑坡滑速涌浪计算

对雅砻江流域某拟建电站库区边坡失稳后的滑速和涌浪高度进行计算。计算滑速采用潘家铮条分法,涌浪高度计算同时采用水科院经验公式法和潘家铮法两种方法。综合两种方法的计算结果获得库坝处滑坡产生的涌浪高度为0.41~0.88m,对拟建工程影响较小。此计算分析方法对类似工程具有借鉴意义。     

三峡水库库岸滑坡涌浪物理模型试验

三峡水库自2003年开始蓄水以来, 库岸滑坡变形明显加剧, 滑坡变形不仅造成建筑物破坏, 高速滑坡滑入水库还会产生很大的涌浪, 其潜在的危害性远远超过滑坡本身.2003年7月13日发生在三峡库区的千将坪滑坡就是由水库蓄水诱发所致, 滑坡最高涌浪达到39 m, 在水库传播达30 km之远, 涌浪造成了人员伤亡与财产损失.为了更好地研究水库滑坡涌浪特征和传播规律, 以三峡库区重大科研项目为依托, 采用室内大型物理模拟实验手段, 对三峡库区滑坡涌浪开展了深入研究.通过对三峡库区已经开展勘探的潜在滑坡的地质资料进行统计分析, 按照正交试验设计方法, 制定了包含滑坡规模、入水速度、滑动面倾角、水深、岸坡坡角等综合影响因素的试验方案, 以三峡库区白水河滑坡上下游河道为原型, 建立了1∶200比例尺的河道物理模型, 采用试验控制系统、试验量测系统开展了滑坡涌浪三维物理模型试验.通过细致的物理模型实验, 得到了不同试验条件下的三峡库区滑坡涌浪物理模型实验观测数据.分析滑坡涌浪形态变化, 明确了滑坡最大首浪的含义.在此基础上, 以国内外经典的Noda和潘家铮提出的滑坡涌浪公式为基础, 基于试验量测数据, 提出了三峡库区滑坡涌浪计算公式.最后以三峡库区正在变形的白水河滑坡为例进行了滑坡涌浪预测研究, 预测了滑坡最大首浪高度和沿水库传播的涌浪衰减规律.      

基于离散单元法的滑坡堆积及其涌浪计算

采用离散单元法对水库库岸边坡的动态破坏过程进行了研究,给出了计算流程并开发了相应的软件。介绍了离散单元法的基本原理,分析了常用的计算滑坡速度方法的不足及用离散单元法的优势,基于离散单元法提供的块体运动信息并结合波动方程模拟了滑坡体滑入水库时所激起的涌浪。此外,采用离散单元法研究了滑坡的堆积形状。通过算例验证了方法的可行性与程序的正确性。算例结果表明：块体在坡面上运动时,用离散单元法计算得到的块体的速度和能量法与潘家铮法一致,且更方便、更高效;由于涌浪的叠加,多个块体所激起的涌浪高度比单个块体的涌浪高一些,这表明在进行涌浪分析时,考虑多块体的涌浪叠加效应是至关重要的,滑坡的堆积形状为滑坡的灾害评估提供了依据。通过自行开发的离散单元法软件模拟了块体的滑动和涌浪的产生及其传播过程,其模拟结果为研究边坡的滑动破坏的启动、破坏过程及滑坡的风险评价提供了新的思路。     

甘肃黑方台地区灌溉型黄土滑坡形成机理 与运动学特征 ——以焦家崖头13号滑坡为例

甘肃黑方台地区常年农业灌溉导致塬边产生大量的黄土滑坡,灌溉水长期入渗引起灌区地下水位上升,因地下水作用造成水敏性黄土遇水乃至饱水后强度劣化,进而产生斜坡失稳,因黄土滑坡剪出口高悬于上缓下陡的坡体中部,其成灾模式呈现出高位剪出后高速滑动,并产生远程运移,波及范围大,致灾后果严重。以甘肃省永靖县黑方台焦家崖头滑坡为例,在现场调查和地下水动态监测的基础上,对灌溉型黄土滑坡塑流-拉裂形成机理进行分析,并运用离散元模拟方法,对地下水位上升过程中模型底部饱水黄土软弱层的形成、演化过程和滑坡运动学特征进行模拟研究。结果表明,随地下水位的上升,模型底部软弱层范围不断增大;孔隙水压力主要作用于滑坡底部软弱层饱水黄土;地下水位高程上升至标高1682m时,滑坡产生整体破坏。     

甘肃黑方台地区灌溉型黄土滑坡形成机理与运动学特征——以焦家崖头13号滑坡为例

甘肃黑方台地区常年农业灌溉导致塬边产生大量的黄土滑坡,灌溉水长期入渗引起灌区地下水位上升,园地下水作用造成水敏性黄土遇水乃至饱水后强度劣化．进而产生斜坡失稳,因黄土滑坡剪出口高悬于上缓下陡的坡体中部,其成灾模式呈现出高位剪出后高速滑动．并产生远程运移,波及范围大,致灾后果严重。以甘肃省永靖县黑方台焦家崖头滑坡为例,在现场调查和地下水动态监测的基础上,对灌溉型黄土滑坡塑流-拉裂形成机理进行分析,并运用离散元模拟方法,对地下水位上升过程中模型底部饱水黄土软弱层的形成、演化过程和滑坡运动学特征进行模拟研究。结果表明,随地下水位的上升,模型底部软弱层范围不断增大：孔隙水压力主要作用于滑坡底部软弱层饱水黄土：地下水位高程上升至标高1682m时,滑坡产生整体破坏。     

滑坡速度计算及涌浪预测方法探讨

滑坡滑动速度的计算是涌浪预测的基础。在考虑滑坡入水条块受水阻力的基础上,对计算滑速的美国土木工程师协会推荐公式和运动方程方法进行改进,并以三峡库区秭归县下土地岭滑坡为例,计算了滑坡下滑过程中的平均速度及各条块的加速度、速度,对比分析了考虑水阻力前后加速度、速度大小、变化规律,并计算了滑坡下滑激起的初始涌浪高度。结果表明,考虑滑坡入水条块所受的水阻力,更符合滑坡运动过程中的实际受力情况。且水阻力对于滑坡运动的加速度、速度有较大影响,没有考虑水的阻力时,随着入水条块的增多,加速度先增大后减小,且变化趋势不会反弹;考虑水阻力后,由于水阻力大小和滑坡速度及坡面的迎水面积均相关,在两种因素综合作用下,加速度有可能在出现减小趋势后再增大。     

清江水布垭库区大堰塘滑坡涌浪分析

2007年6月15日位于水布垭水库巴东县清太平镇的大堰塘滑坡发生滑动,激起高达50 m的巨大涌浪,造成了沿岸的人员伤亡。为了解决大堰塘滑坡引起的涌浪问题,把滑坡引起的涌浪分为体积涌浪和冲击涌浪两部分。根据体积守恒原理及块体水下运动的位移公式求出了初始涌浪的计算公式。把滑坡涌浪衰减过程分为急剧衰减和缓慢衰减两个阶段来考虑,并认为急剧衰减阶段的涌浪的衰减符合指数衰减规律,缓慢衰减阶段符合明槽水流的沿程水头损失规律,对其涌浪的传播和爬坡进行了深入探讨,并与实际调查结果进行了对比分析,该成果对水库库岸滑坡的涌浪传播的研究具有一定的参考意义。     

Numerical modeling of the June 24, 2015, Hongyanzi landslide generated impulse waves in Three Gorges Reservoir,China

Subaerial landslides falling into confined water bodies often generate impulsive waves. Damaging landslide tsunamis in Three Gorges Reservoir, China, have struck several times in the last 15 years. On June 24, 2015, a 23?×?10⁴ m³ slope failure occurred on the east bank of the Daning River opposite Wushan Town. The sliding mass intruded into the Three Gorges Reservoir and initiated a reservoir tsunami that resulted in two deaths and significant damage to shipping facilities. A post-event survey revealed the landslide geometry and wave run-up distribution, while an eyewitness video captured most of the landslide motion. Employing these firm constraints, we applied the Tsunami Squares method to simulate the 2015 Hongyanzi landslide and tsunami. The simulation revealed that the landslide experienced a progressive failure in the first few seconds and impacted the water with a maximum velocity of ~?16 m/s. The initial wave propagated to the opposite shore in an arch shape, and the water surface reached a maximum amplitude of ~?11 m near the landslide. Wave amplitude-time curves at four points on the river cross section show that the initial wave reached Wushan town in about 50 s with an average wave velocity of ~?30 m/s. The maximum wave run-ups on the shoreline opposite the landslide are around 6 m and attenuate to less than 1 m beyond 2-km distance. The landslide simulation matches the observed geological profile and the eyewitness video, and the numerical results coincide with the observed wave run-up heights. Nearly 80% of landslide energy is lost due to frictional resistances, but the remaining fraction imparted to the tsunami carried catastrophic consequences to a large region. The numerical results emphasize the efficiency and accuracy of Tsunami Squares method for a “Quick Look” simulation of a potential landslide.     

三峡库区塌岸预测新方法——岸坡结构法

水库塌岸是三峡库区重大地质灾害之一。通过三峡库区数百段库岸的塌岸地质现场调查和预测分析的基础上,提出了类似三峡这种山区河道型水库的塌岸预测新方法——岸坡结构法(RBSM),并给出了详细的图解方法和预测步骤。同时,开展了二滩、宝珠寺和龚咀三个运行中的类比水库和三峡水库(139m蓄水)的塌岸预测检验,验证结果表明该方法适宜于三峡水库以及类似的山区河道型水库塌岸预测,从而为水库塌岸预测与防治工程提供重要依据。     

A study of the factors influencing the occurrence of landslides in the Wushan area

Due to the complex natural geological conditions, many slope-related geological hazards occur in the Three Gorges Reservoir area in China. This study focuses on the characteristics of landslide development and their underlying mechanisms in this area. A statistical analysis is conducted to determine the characteristics of landslide development in the Wushan area, including the landslide distribution as a function of the elevation, slope, landslide material composition, scale, lithology, boundary conditions, instability mechanism, stratigraphic age, attitude, and sliding direction. The mechanisms of slope instability and the effect on the occurrence of landslides are analyzed. This study provides important reference material for landslide research in the Three Gorges Reservoir area and similar stratigraphic areas.     

三峡工程库区巴东县赵树岭滑坡稳定性与防治对策研究

赵树岭滑坡是三峡工程库区的重要滑坡，其稳定性直接关系到巴东新县城沿江大道的安全，并对新县城土地利用意义重大。在阐述赵树岭滑坡基本特征的基础上，运用水岩耦合三维有限元数值方法模拟了滑坡稳定性，预测了三峡水库蓄水后滑坡稳定性发展趋势和渗流特征。研究表明，水库蓄水及水位波动是影响滑坡稳定性的主要因素，三峡水库蓄水后，滑坡将发生局部失稳，必须加以治理，提出了滑坡防治的原则与对策。     

三峡库区特大滑坡灾害防治工程评价方法初探

以三峡库区特大滑坡灾害为研究对象,汇总、分析了库区72处特大滑坡灾害的防治工程措施,总结了三峡库区特大滑坡灾害防治技术的特点。通过对三峡库区特大滑坡灾害防治工程的基本类型与防灾特点的分析,建立了特大滑坡灾害防治措施的评价指标体系,并依照评价指标和标准对滑坡灾害防治工程效果进行分级。     

数字滤波法在三峡库区香溪河流域基流分割中的应用

三峡水库蓄水后,库区来流水质水量变化备受关注。基流分割在降雨-产流模型,水资源配置,点源和非点源污染解析中有重要意义。本文探讨了数字滤波原理,并以三峡库区香溪河流域为研究对象,利用数字滤波法对流域径流总量进行基流分割,分析滤波方程的参数和次数对基流分割结果的影响。结果表明滤波参数β越大,次数越多,分割得到的基流越小。同时将数字滤波法与平滑最小值法基流分割结果进行对比研究,以最小平滑值法为基准,结合香溪河流域特征,数字滤波法中滤波参数β取值0.925时,采用正-反-正三次滤波的基流分割结果最为恰当。     

三峡库区安渡滑坡成因机制分析与稳定性预测

奉节县安渡滑坡正处于蠕滑变形—加速变形阶段,其破坏力极大、影响甚广。本文在深入分析滑坡地质特征、结构特征和变形特征的基础上,对滑坡的成因机制和影响因素进行了深入研究。采用传递系数法计算并评价其稳定性。研究表明,安渡滑坡体目前处于不稳定状态,三峡水库蓄水到175m或遭遇长时间高强度的暴雨时,可能整体失稳。     

基于RS和GI S的三峡库区滑坡易发程度与土地利用变化的关系研究

三峡工程建设以来,库区土地利用类型发生重大变化。为深入研究三峡库区蓄水以来滑坡发育与土地利用类型变化的关系,本文利用不同时期(1987年、2000年和2010年)卫星影像,研究三峡库首区秭归至巴东段长江干流土地利用类型变化,采用滑坡面积模数比(R_si)分析滑坡发育与土地类型及变化的关联性。结果表明:(1)在1987~2010年间,研究区植被覆盖率持续下降,居民建筑区面积和耕地面积不断增长,蓄水后水域面积扩大了1倍;(2)植被区、耕地和居民建筑区的滑坡R_si依次增大,滑坡R_si随着人类活动强度增强而增大,表明滑坡发育与人类活动强度呈正相关性;(3)依据R_si值大小,将研究区滑坡易发程度分为高、中和低3个区,滑坡主要分布在高、中易发程度区,与实际情况较吻合。因此,在开展库区滑坡风险评估时,需要考虑土地利用类型变化这一因素。研究结果以期为三峡库区土地利用规划、地质灾害防治提供理论支撑。     

Tsunami vulnerability evaluation in the Mentawai islands based on the field survey of the 2010 tsunami

On October 25, 2010, a large earthquake occurred off the coast of the Mentawai islands in Indonesia, generating a tsunami that caused damage to the coastal area of North Pagai, South Pagai, and Sipora islands. Field surveys were conducted soon after the event by several international survey teams, including the authors’. These surveys clarified the tsunami height distribution, the damage that took place, and residents’ awareness of tsunamis in the affected islands. Heights of over 5 m were recorded on the coastal area of the Indian Ocean side of North and South Pagai islands and the south part of Sipora island. In some villages, it was difficult to evacuate immediately after the earthquake because of the lack of routes to higher ground or the presence of rivers. Residents in some villages had taken part in tsunami drills or education; however, not all villages shared awareness of tsunami threats. In the present paper, based on the results of these field surveys, the vulnerability of these islands with regards to future tsunami threats was analyzed. Three important aspects of this tsunami disaster, namely the geographic disadvantage of the islands, the resilience of buildings and other infrastructure, and people’s awareness of tsunamis, are discussed in detail, and corresponding tsunami mitigation strategies are explained.     

三峡库区浮托减重型滑坡对库水升降的响应规律

三峡大坝自2003年蓄水以来,库区形成大量涉水滑坡。长江三峡库区的浮托减重型滑坡随库水位升降,变形非协调性增加,此类滑坡变形与库水位关系的不明确性,为其监测预警预报工作带来困惑。以木鱼包滑坡为研究对象,通过全自动GPS变形监测系统获取的滑坡监测资料,结合多次的野外考察、15年专业监测和库水位升降等资料进行分析,运用有限元软件Geo-studio进行数值模拟,模拟库水位以不同速率在175~145m间升降下对滑坡稳定性的影响。研究表明:(1)库水位由145m升至175m的过程中,滑坡的稳定系数变化为先减后增再减,库水上升速率越大,前期稳定系数减小的时间段越小,随后稳定系数增加的速率也越快;(2)在库水位由175m下降到145m的过程中,整个稳定系数变化趋势为先减小后增大,呈“V”字形,存在一个最危险水面,不同的库水下降速率对应的最危险水面高度也不一样,库水位以0.4,0.6,0.8,1.0,1.6m/d的速率下降时对应的最危险水位分别在169.8,167.8,162.6,162.0,162.2m左右;(3)木鱼包滑坡作为三峡库区典型的浮托减重性滑坡,在库水位大幅度及周期性升降的影响下,一直保持着蠕滑状态,平均日位移量为0.4mm/d,目前处于基本稳定状态。所得结论对三峡库区浮托减重型滑坡预警预报工作有一定的参考与借鉴意义。