CN107908840A - 基于三等四级分法的水库塌岸预测方法 - Google Patents
基于三等四级分法的水库塌岸预测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于三等四级分法的水库塌岸预测方法。它包括测量岸坡现状地形断面；划分岸坡地质结构类型及绘制地质剖面图；确定水库蓄水后岸坡稳定坡角；绘制水库塌岸预测稳定坡形；确定相对坡角等别；确定塌岸难易程度级别。克服了现有技术水库蓄水后实际塌岸宽度与预测结果往往并不一致甚至相差很大，考虑影响因素过多导致塌岸预测结果不可控、塌岸预测宽度偏大的缺点；具有简单易行、可操作性强，塌岸预测成果准确、可靠的优点。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程和岩土工程技术领域，更具体地说它是基于三等四级分法的水库塌岸预测方法。
背景技术
塌岸是水库蓄水产生的典型环境地质问题之一，几乎每一个水库工程都面临着严重程度不同的塌岸问题。塌岸的危害是多方面的，除了涉及塌岸范围内已有的或移民搬迁复建的城镇、居民点、工矿企业、道路、桥梁、港口、输变电线路等基础设施和耕地、林地、果园等所有实物对象的安全外，塌岸入库的土石还可造成水库迅速淤积减小、有效库容和降低防洪能力甚至完全失去效益。因此，塌岸预测已成为水库工程地质勘察工作的中心内容，这既是现行水利水电工程技术标准的强制性要求，更是水库移民和防治塌岸灾害的客观需求。
由于不同水库地质条件差异显著，影响因素错综复杂，因此对塌岸范围进行准确预测是相当困难的。国内外采用的预测方法也比较多(计算法、图解法、工程地质类比法、统计法、试验法、云理论风险分析法等)，但各种方法应用均不成熟，主要体现在水库蓄水后实际塌岸宽度与预测结果往往并不一致，甚至相差很大。目前，我国在工程实践中主要采用工程地质类比作图法进行塌岸预测，该法需要各类岩土稳定坡角、浪击深度、波浪爬高等多个参数，参数的选取均根据经验类比取值，具有一定程度的随机性，一般而言不确定性参数愈多，塌岸预测结果愈不可控，再者重复考虑浪击深度、波浪爬高的影响，往往导致塌岸预测宽度偏大。利用尽量少的参数进行塌岸预测，当然能使得问题解决更加简单化，也可提高方法的实用性，但另一方面对预测方法进行简化的同时需要采取相应的风险控制措施以确保塌岸预测成果的准确性、可靠性。
因此，现亟待一种简单实用、可操作性强、减少不可控的随机因素对塌岸预测的影响，提高塌岸预测成果准确性的水库塌岸预测方法。
发明内容
本发明的目的是为提供一种基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，简单易行，可操作性强，塌岸预测成果准确、可靠。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：测量岸坡现状地形断面；
步骤2：划分岸坡地质结构类型及绘制地质剖面图；
步骤3：确定水库蓄水后岸坡稳定坡角；
步骤4：绘制水库塌岸预测稳定坡形；
步骤5：确定相对坡角等别；
步骤6：确定塌岸难易程度级别。
在上述技术方案中，步骤1中，测量岸坡现状地形断面是指对水库蓄水前岸坡坡面形态用测量仪器进行实测，测量内容为包括坡高、坡角、陡缓变化的微地形、地貌特征；实测断面垂直岸坡走向布置，实测断面包括水上地形和水下地形，对所述水上地形施测的仪器包括全站仪、测距仪，对所述水下地形施测的仪器包括声呐水下地形勘测仪、光学经纬仪配合测深仪。
在上述技术方案中，步骤2中，划分岸坡地质结构类型及绘制地质剖面图是指以岸坡土、岩分布情况作为依据，将岸坡地质结构分为土质类岸坡、岩质类岸坡、土岩复合类岸坡；按照岸坡土、岩性质差异，进一步将各土质类岸坡、岩质类岸坡、土岩复合类岸坡均细分为亚类；以实测的现状地形断面为基础，绘制岸坡地质剖面图。
在上述技术方案中，步骤3中，确定水库蓄水后岸坡稳定坡角是指在对原河道岸坡现状稳定坡角调查的基础上进行的，将原河道最高洪水位以上岸坡现状稳定坡角作为水库蓄水后正常蓄水位以上岸坡稳定坡角，将原河道最高洪水位至平水位之间岸坡现状稳定坡角作为水库蓄水后水位变幅带岸坡稳定坡角，将原河道水下浅滩岸坡现状稳定坡角作为水库蓄水后死水位以下岸坡稳定坡角；所述正常蓄水位、死水位均为设计水位；所述水位变幅带指正常蓄水位与死水位之间的水位变化地带；所述最高洪水位、平水位可根据搜集河道水文资料和/或河道流水作用痕迹调查确定。
在上述技术方案中，步骤4中，绘制水库塌岸预测稳定坡形是指在岸坡地质剖面图上，根据已确定的水库蓄水后各类地质结构类型岸坡稳定坡角，采用简化工程地质类比作图法，绘制水库塌岸预测稳定坡形，并标注塌岸宽度；所述简化工程地质类比作图法是指在传统工程地质类比作图法的基础上将波浪爬高和浪击深度两个参数纳入稳定坡角中一并考虑；所述塌岸宽度指水库正常蓄水位与现状坡面交点至塌岸后缘之间的水平距离。
在上述技术方案中，步骤5中，相对坡角为现状坡角与水位变幅带稳定坡角之差值；所述相对坡角等别是根据坡角差值的大小，分为小等别、中等别、大等别，各地质结构类型岸坡相对坡角等别划分值包括：土质岸坡相对坡角0°～5°的等别为小，相对坡角5°～10°的等别为中等，相对坡角≥10°的等别为大；软质岩、软质岩夹硬质岩岸坡相对坡角0°～10°的等别为小，相对坡角10°～20°的等别为中等，相对坡角≥20°的等别为大；硬质岩夹软质岩岸坡相对坡角0°～20°的等别为小，相对坡角20°～30°的等别为中等，相对坡角≥30°的等别为大。
在上述技术方案中，步骤6中，确定塌岸难易程度级别是指在岸坡地质结构类型、相对坡角作为主要影响因素的基础上进行划分，并将坡前水深、塌岸体淹没深度作为次要因素对塌岸难易程度等级进行修正；所述塌岸难易程度级别可分为易塌岸、较易塌岸、较难塌岸、难塌岸四个级别：相对坡角大的土质岸坡为易塌岸级别，相对坡角中等的土质岸坡、相对坡角大的软质岩、软质岩夹硬质岩、硬质岩夹软质岩岸坡为较易塌岸级别，相对坡角小的土质岸坡、相对坡角中等的软质岩、软质岩夹硬质岩、硬质岩夹软质岩岸坡为较难塌岸级别，相对坡角小于0°的土质岸坡、相对坡角小的软质岩、软质岩夹硬质岩、硬质岩夹软质岩岸坡均为难塌岸级别；所述坡前水深是指坡脚位于正常蓄水位以下的深度；所述塌岸体淹没深度是指塌岸体前缘位于正常蓄水位以下的深度。
本发明具有如下优点：
(1)岸坡地质结构类型的详细划分，明确了土质类岸坡、软质岩、软质岩夹硬质岩亚类岸坡、硬质岩夹软质岩亚类岸坡为潜在塌岸，硬质岩亚类岸坡不塌岸或塌岸轻微，有助于在复杂的塌岸研究中抓住重点，避免工作的盲目性；
(2)水库蓄水后岸坡稳定坡角是根据本水库原河道岸坡现状稳定坡角调查结果来确定的，不同于传统方法与其它水库工程类比，稳定坡角取值更具可比性，为塌岸预测奠定了更为坚实的基础；
(3)抓住主要因素，忽略次要因素，波浪爬高和浪击深度这两个参数对塌岸稳定坡形确实有影响，但通过实测原河道得到的稳定坡角已经反映了这两个参数的影响，如果再考虑就是重复，将导致塌岸预测宽度与实际相比偏大；将波浪爬高和浪击深度两个参数纳入稳定坡角中一并考虑，对传统工程地质类比作图法进行简化改进，提高了本发明方法的实用性、可操作性，同时减少了不可控的随机因素对塌岸预测的影响，提高了塌岸预测成果的准确性；
(4)创造性提出相对坡角和塌岸难易程度新概念，首次制定了相对坡角三个等别和塌岸难易程度四个级别划分的基本原则，以此为基础进行塌岸风险控制，保证了塌岸预测成果的可靠性；
(5)本发明为水库实物指标调查、移民安置规划及治理工程设计提供了有力的理论指导和技术支撑，有关部门据此按轻重缓急、可分阶段、有计划地对塌岸范围的对象采取针对性的处理措施，解决了水库塌岸处理目的性、经济性和安全性兼顾的难题。
附图说明
图1为本发明工作流程示意图。
图2为本发明相对坡角分等原则表。
图3为本发明塌岸难易程度分级原则表。
图4为本发明实施例的塌岸预测图。
图3中，当坡前水深＜3m或塌岸体淹没深度＜5m时，塌岸难易程度等级降低一级；
图4中，
横坐标L为水平距离，单位为m；纵坐标H为黄海高程，单位为m；T为沿江大道；Q为汉江水位，单位为m；
1为岸坡现状地形线；
2为白垩系砾岩；
3为粉砂质泥岩；
4为粉质粘土；
5为第一钻孔；
6为第二钻孔；
7为水库塌岸预测稳定坡形；
a为水库正常蓄水位与现状坡面交点；
b为塌岸后缘点；
c为塌岸起点；
d为塌岸起点c向上以死水位以下粉砂质泥岩稳定坡角22°为倾角作直线，与死水位的延长线的交点；
e为由点d向上，以水位变幅带粉砂质泥岩稳定坡角30°为倾角作直线，与粉砂质泥岩、粉质粘土两者岩性界线的交点；
f为由点e向上，以水位变幅带粉质粘土稳定坡角8°为倾角作直线，与正常蓄水位的延长线的交点；
S为水库正常蓄水位与现状坡面交点a和塌岸后缘点b之间的水平距离；
M为设计死水位143.23m线；
N为设计正常蓄水位168.23m线。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：测量岸坡现状地形断面；
步骤2：划分岸坡地质结构类型及绘制地质剖面图；
步骤3：确定水库蓄水后岸坡稳定坡角；
步骤4：绘制水库塌岸预测稳定坡形；
步骤5：确定相对坡角等别；
步骤6：确定塌岸难易程度级别(如图1所示)。
步骤1中，测量岸坡现状地形断面是指对水库蓄水前岸坡坡面形态用测量仪器进行实测，测量内容为包括坡高、坡角、陡缓变化的微地形、地貌特征；实测断面垂直岸坡走向布置，实测断面包括水上地形和水下地形，对所述水上地形施测的仪器包括全站仪、测距仪，对所述水下地形施测的仪器包括声呐水下地形勘测仪、光学经纬仪配合测深仪。
步骤2中，划分岸坡地质结构类型及绘制地质剖面图是指以岸坡土、岩分布情况作为依据，将岸坡地质结构分为土质类岸坡、岩质类岸坡、土岩复合类岸坡；按照岸坡土、岩性质差异，进一步将各土质类岸坡、岩质类岸坡、土岩复合类岸坡均细分为亚类；以实测的现状地形断面为基础，绘制岸坡地质剖面图；土质类岸坡分为特殊土质亚类岸坡、一般土质亚类岸坡，岩质类岸坡分为软质岩亚类岸坡、软质岩夹硬质岩亚类岸坡、硬质岩夹软质岩亚类岸坡、硬质岩亚类岸坡；以实测的现状地形断面为基础，绘制岸坡地质剖面图；所述特殊土指在特定环境下形成的具有特殊性质的土，如膨胀土、湿陷性黄土、盐渍土、分散性土等。所述一般土指除特殊土之外未经胶结硬化的第四纪堆积、沉积物；所述软质岩指饱和单轴抗压强度小于30MPa的岩石。所述硬质岩指饱和单轴抗压强度大于30MPa的岩石。
步骤3中，确定水库蓄水后岸坡稳定坡角是指在对原河道岸坡现状稳定坡角调查的基础上进行的，将原河道最高洪水位以上岸坡现状稳定坡角作为水库蓄水后正常蓄水位以上岸坡稳定坡角，将原河道最高洪水位至平水位之间岸坡现状稳定坡角作为水库蓄水后水位变幅带岸坡稳定坡角，将原河道水下浅滩岸坡现状稳定坡角作为水库蓄水后死水位以下岸坡稳定坡角；所述正常蓄水位、死水位均为设计水位；所述水位变幅带指正常蓄水位与死水位之间的水位变化地带；所述最高洪水位、平水位可根据搜集河道水文资料和/或河道流水作用痕迹调查确定。
步骤4中，绘制水库塌岸预测稳定坡形是指在岸坡地质剖面图上，根据已确定的水库蓄水后各类地质结构类型岸坡稳定坡角，采用简化工程地质类比作图法，绘制水库塌岸预测稳定坡形，并标注塌岸宽度；波浪爬高和浪击深度这两个参数对塌岸稳定坡形有影响，但通过实测原河道得到的稳定坡角已经反映了这两个参数的影响，如果再考虑就是重复，将导致塌岸预测宽度与实际相比偏大；所述简化工程地质类比作图法是指在传统工程地质类比作图法的基础上将波浪爬高和浪击深度两个参数纳入稳定坡角中一并考虑；克服了传统工程地质类比作图法涉及参数过多过于繁琐，且预测结果一般偏大的缺点；所述塌岸宽度指水库正常蓄水位与现状坡面交点至塌岸后缘之间的水平距离。
步骤5中，确定相对坡角等别是考虑到岸坡现状坡角和水库蓄水后稳定坡角是影响塌岸宽度和速度最主要因素之一，相对坡角为现状坡角与水位变幅带稳定坡角之差值；所述相对坡角等别是根据坡角差值的大小，分为小等别、中等别、大等别，各地质结构类型岸坡相对坡角等别划分值包括：土质岸坡相对坡角0°～5°的等别为小，相对坡角5°～10°的等别为中等，相对坡角≥10°的等别为大；软质岩、软质岩夹硬质岩岸坡相对坡角0°～10°的等别为小，相对坡角10°～20°的等别为中等，相对坡角≥20°的等别为大；硬质岩夹软质岩岸坡相对坡角0°～20°的等别为小，相对坡角20°～30°的等别为中等，相对坡角≥30°的等别为大。
步骤6中，确定塌岸难易程度级别是指在岸坡地质结构类型、相对坡角作为主要影响因素的基础上进行划分，并将坡前水深、塌岸体淹没深度作为次要因素对塌岸难易程度等级进行修正；所述塌岸难易程度级别可分为易塌岸、较易塌岸、较难塌岸、难塌岸四个级别：相对坡角大的土质岸坡为易塌岸级别，相对坡角中等的土质岸坡、相对坡角大的软质岩、软质岩夹硬质岩、硬质岩夹软质岩岸坡为较易塌岸级别，相对坡角小的土质岸坡、相对坡角中等的软质岩、软质岩夹硬质岩、硬质岩夹软质岩岸坡为较难塌岸级别，相对坡角小于0°的土质岸坡、相对坡角小的软质岩、软质岩夹硬质岩、硬质岩夹软质岩岸坡均为难塌岸级别；但在坡前水深＜3m或塌岸体淹没深度＜5m条件下，塌岸难易程度等级应降低一级；所述坡前水深是指坡脚位于正常蓄水位以下的深度；所述塌岸体淹没深度是指塌岸体前缘位于正常蓄水位以下的深度。
实施例
现以基于三等四级分法的汉江某大型水库塌岸预测方法为实施例进行说明，对基于三等四级分法的其他地域水库塌岸预测方法也同时具有指导作用。
步骤1：测量岸坡现状地形断面；如图4所示，汉江某水库岸坡现状地形断面为地形线1，反映了水库蓄水前岸坡高度、坡角、陡缓变化等微地形、地貌等特征，并标示岸坡上分布的城镇、居民点、工矿企业、道路、桥梁、港口、输变电线路等基础设施和耕地、林地、果园等实物对象；实测断面垂直岸坡走向布置，断面下至岸坡坡脚外浅滩，上至坡肩以内超出塌岸宽度的一定范围；地形断面包括水上地形和水下地形两个部分，水上地形采用全站仪或测距仪施测，水下地形采用声呐水下地形勘测仪或光学经纬仪配合测深仪施测；
步骤2：划分岸坡地质结构类型及绘制地质剖面图；以实测的现状地形断面为基础，绘制岸坡地质剖面图；在本实施例中，所述岸坡地质结构为土岩复合类型：下部为白垩系砾岩2、粉砂质泥岩3，上部为第四系中更新统冲积粉质粘土4；砾岩2饱和单轴抗压强度31.4～35.3MPa，属硬质岩；粉砂质泥岩3饱和单轴抗压强度4.6～5.7MPa，属软质岩；粉质粘土4自由膨胀率60.5％～72.3％，具中等膨胀性；所述岸坡地质剖面图上的岩土分布情况是根据地质测绘和钻探资料绘制而成；第一钻孔5、第二钻孔6为竖直孔，第一钻孔5和第二钻孔6的孔径需满足岩心鉴定和孔内常规物探测试的要求、终孔直径一般不小于75mm；
步骤3：确定水库蓄水后岸坡稳定坡角；所述确定水库蓄水后岸坡稳定坡角是在对原河道岸坡现状稳定坡角调查的基础上进行的；在本实施例中，完成了典型岸坡现状稳定坡角调查剖面132条，并根据不同地质结构类型，分别统计原河道最高洪水位以上、最高洪水位至平水位之间、平水位以下水下浅滩岸坡现状稳定坡角；调查结果表明塌岸一般为土质岸坡、软质岩岸坡、软质岩夹硬质岩岸坡、硬质岩夹软质岩岸坡；硬质岩岸坡基本不发生塌岸或塌岸轻微；经工程地质类比，本实施例中水库蓄水后正常蓄水位N以上粉质粘土4稳定坡角20°；水位变幅带岸坡稳定坡角：粉质粘土4为8°，粉砂质泥岩3为30°；死水位M以下粉砂质泥岩3稳定坡角22°；所述正常蓄水位N、死水位M均为设计水位；所述水位变幅带指正常蓄水位与死水位之间的水位变化地带；所述最高洪水位、平水位可搜集河道水文资料，也可根据河道流水作用痕迹调查确定；
步骤4：绘制水库塌岸预测稳定坡形；在岸坡地质剖面图上，根据已确定的水库蓄水后各类地质结构类型岸坡稳定坡角，采用简化工程地质类比作图法，绘制水库塌岸预测稳定坡形7，并标注塌岸宽度S为114m；所述塌岸宽度指水库正常蓄水位与现状坡面交点a至塌岸后缘点b之间的水平距离；所述简化工程地质类比作图法，是将波浪爬高和浪击深度两个参数纳入稳定坡角中一并考虑，具体作图步骤如下：
在岸坡地质剖面图上，分别标示设计死水位M为143.23m与设计正常蓄水位N为168.23m；
因为砾岩2属硬质岩，不塌岸或塌岸轻微，故以砾岩2、粉砂质泥岩3两者岩性界线8与岸坡现状地形线1之间交点c为塌岸起点；
由点c向上，以死水位以下粉砂质泥岩3稳定坡角22°为倾角作直线，与死水位的延长线相交于点d；
由点d向上，以水位变幅带粉砂质泥岩3稳定坡角30°为倾角作直线，与粉砂质泥岩3、粉质粘土4两者岩性界线9相交于点e；
由点e向上，以水位变幅带粉质粘土4稳定坡角8°为倾角作直线，与正常蓄水位的延长线相交于点f；
由点f向上，以水上粉质粘土4稳定坡角20°为倾角作直线，与岸坡现状地形线1相交于点b，点a和点b之间的水平距离S为塌岸宽度，折线cdefb为塌岸稳定坡形(如图4所示)；
步骤5：确定相对坡角等别；在本实施例中，岸坡现状坡角：粉砂质泥岩3为80°，粉质粘土4为34°～48°；水位变幅带稳定坡角：粉砂质泥岩3为30°，粉质粘土4为8°；相对坡角为现状坡角与水位变幅带稳定坡角之差值，粉砂质泥岩3相对坡角为50°，≥20°；粉质粘土4相对坡角为26°～40°，≥10°；根据相对坡角分等原则(如图2所示)，本实施例岸坡相对坡角等别均为大；
步骤6：确定塌岸难易程度级别：以岸坡地质结构类型、相对坡角作为主要影响因素划分塌岸难易程度级别，并以坡前水深、塌岸体淹没深度作为次要因素对塌岸难易程度级别进行修正；在本实施例中，所述岸坡地质结构为土岩复合类型，下部为白垩系砾岩2、粉砂质泥岩3，上部为第四系中更新统冲积粉质粘土4；所述相对坡角等别均为大；所述坡前水深为31m、塌岸体淹没深度28.7m；根据塌岸难易程度分级原则表(如图3所示)，本实施例塌岸难易程度级别为易塌岸。
通过采用本发明方法对汉江某大型水库塌岸进行预测，获得的水库塌岸预测成果真实可靠；有关部门已按照预测成果和地质建议对易塌岸、较易塌岸范围的实物指标进行了搬迁或工程防护，对较难塌岸采取了监(观)测预警措施，对难塌岸不予处理，取得了显著的经济效益，具有重要的社会意义。
为了能够更加清楚地说明本发明所述的基于三等四级分法的水库塌岸预测方法与传统工程地质类比作图法、其它方法(计算法、统计法、试验法、云理论风险分析法等)相比所具有的优点，工作人员将这三种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：
由上表可知，本发明所述的基于三等四级分法的水库塌岸预测方法与传统工程地质类比作图法、其它方法(计算法、统计法、试验法、云理论风险分析法等)相比，水库塌岸预测成果可靠、准确率高，方法简单直观、可操作性强，耗时少、节省人工、费用较低，已在多个大、中型水库中成功试用和测试，可有效解决水库塌岸处理目的性、经济性和安全性兼顾的难题。
其它未说明的部分均属于现有技术。
Claims (7)
1.基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：测量岸坡现状地形断面；
步骤2：划分岸坡地质结构类型及绘制地质剖面图；
步骤3：确定水库蓄水后岸坡稳定坡角；
步骤4：绘制水库塌岸预测稳定坡形；
步骤5：确定相对坡角等别；
步骤6：确定塌岸难易程度级别。
2.根据权利要求1所述的基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，其特征在于：步骤1中，测量岸坡现状地形断面是指对水库蓄水前岸坡坡面形态用测量仪器进行实测，测量内容为包括坡高、坡角、陡缓变化的微地形、地貌特征；实测断面垂直岸坡走向布置，实测断面包括水上地形和水下地形，对所述水上地形施测的仪器包括全站仪、测距仪，对所述水下地形施测的仪器包括声呐水下地形勘测仪、光学经纬仪配合测深仪。
3.根据权利要求2所述的基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，其特征在于：步骤2中，划分岸坡地质结构类型及绘制地质剖面图是指以岸坡土、岩分布情况作为依据，将岸坡地质结构分为土质类岸坡、岩质类岸坡、土岩复合类岸坡；按照岸坡土、岩性质差异，进一步将各土质类岸坡、岩质类岸坡、土岩复合类岸坡均细分为亚类；以实测的现状地形断面为基础，绘制岸坡地质剖面图。
4.根据权利要求3所述的基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，其特征在于：步骤3中，确定水库蓄水后岸坡稳定坡角是指在对原河道岸坡现状稳定坡角调查的基础上进行的，将原河道最高洪水位以上岸坡现状稳定坡角作为水库蓄水后正常蓄水位以上岸坡稳定坡角，将原河道最高洪水位至平水位之间岸坡现状稳定坡角作为水库蓄水后水位变幅带岸坡稳定坡角，将原河道水下浅滩岸坡现状稳定坡角作为水库蓄水后死水位以下岸坡稳定坡角；所述正常蓄水位、死水位均为设计水位；所述水位变幅带指正常蓄水位与死水位之间的水位变化地带；所述最高洪水位、平水位可根据搜集河道水文资料和/或河道流水作用痕迹调查确定。
5.根据权利要求4所述的基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，其特征在于：步骤4中，绘制水库塌岸预测稳定坡形是指在岸坡地质剖面图上，根据已确定的水库蓄水后各类地质结构类型岸坡稳定坡角，采用简化工程地质类比作图法，绘制水库塌岸预测稳定坡形，并标注塌岸宽度；所述简化工程地质类比作图法是指在传统工程地质类比作图法的基础上将波浪爬高和浪击深度两个参数纳入稳定坡角中一并考虑；所述塌岸宽度指水库正常蓄水位与现状坡面交点至塌岸后缘之间的水平距离。
6.根据权利要求5所述的基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，其特征在于：步骤5中，相对坡角为现状坡角与水位变幅带稳定坡角之差值；所述相对坡角等别是根据坡角差值的大小，分为小等别、中等别、大等别，各地质结构类型岸坡相对坡角等别划分值包括：土质岸坡相对坡角0°～5°的等别为小，相对坡角5°～10°的等别为中等，相对坡角≥10°的等别为大；软质岩、软质岩夹硬质岩岸坡相对坡角0°～10°的等别为小，相对坡角10°～20°的等别为中等，相对坡角≥20°的等别为大；硬质岩夹软质岩岸坡相对坡角0°～20°的等别为小，相对坡角20°～30°的等别为中等，相对坡角≥30°的等别为大。
7.根据权利要求6所述的基于三等四级分法的水库塌岸预测方法，其特征在于：步骤6中，确定塌岸难易程度级别是指在岸坡地质结构类型、相对坡角作为主要影响因素的基础上进行划分，并将坡前水深、塌岸体淹没深度作为次要因素对塌岸难易程度等级进行修正；所述塌岸难易程度级别可分为易塌岸、较易塌岸、较难塌岸、难塌岸四个级别：相对坡角大的土质岸坡为易塌岸级别，相对坡角中等的土质岸坡、相对坡角大的软质岩、软质岩夹硬质岩、硬质岩夹软质岩岸坡为较易塌岸级别，相对坡角小的土质岸坡、相对坡角中等的软质岩、软质岩夹硬质岩、硬质岩夹软质岩岸坡为较难塌岸级别，相对坡角小于0°的土质岸坡、相对坡角小的软质岩、软质岩夹硬质岩、硬质岩夹软质岩岸坡均为难塌岸级别；所述坡前水深是指坡脚位于正常蓄水位以下的深度；所述塌岸体淹没深度是指塌岸体前缘位于正常蓄水位以下的深度。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100145931A1 (en) * | 2003-12-02 | 2010-06-10 | International Business Machines Corporation | System and method for indexing, searching and retrieving semantic objects |
| EP2492184A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | Tideway B.V. | Device and method for depositing rocks at a defined location on the bottom of a water mass |
| CN103198368A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-10 | 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 | 水库塌岸预测方法 |
| CN103310288A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-09-18 | 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 | 水库塌岸预测冲堆平衡法 |
| CN106096203A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-09 | 重庆交通大学 | 一种枢纽大坝的基底施工方法 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100145931A1 (en) * | 2003-12-02 | 2010-06-10 | International Business Machines Corporation | System and method for indexing, searching and retrieving semantic objects |
| EP2492184A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | Tideway B.V. | Device and method for depositing rocks at a defined location on the bottom of a water mass |
| CN103198368A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-10 | 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 | 水库塌岸预测方法 |
| CN103310288A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-09-18 | 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 | 水库塌岸预测冲堆平衡法 |
| CN106096203A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-09 | 重庆交通大学 | 一种枢纽大坝的基底施工方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| FENG JI 等: "Experimental research on the effect of slope morphology on bank collapse in mountain reservoir", 《NAT HAZARDS》 * |
| 彭仕雄: "水库塌岸预测的现状及冲堆平衡法", 《岩石力学与工程学报》 * |
| 黄振伟 等: "丹江口水库库岸再造预测", 《人民长江》 * |
| 黄振伟 等: "塌岸预测及其风险控制", 《资源环境与工程》 * |
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