长江上游航道沿线崩滑灾害发育特征及危害模式研究

发布时间：2020-11-20 21:10

　　 长江航道是我国的水运大动脉,但一直受到各种地质灾害的威胁,尤其是长江上游航道段,崩滑灾害频发。本文采用理论分析加数值模拟的方法,研究了长江上游航道沿线崩滑灾害主要的发育特征以及对航道的危害模式本文的主要研究成果如下:(1)通过对近两百多年来长江上游山区天然航道、回水变动区航道、常年库区航道、两坝间航道段这四段航道区段崩滑灾害的分析、归纳与整理,发现变动回水航道区段两岸存在一系列的褶皱、断层和古滑坡体,当受到大规模降雨以及较明显的江水位变动时,崩滑灾害可能被触发;常年库区航道段由于地层往往呈现软硬相间、或者厚层坚硬岩层中夹有薄层软弱岩层,遇到强降雨情况时极易沿着砂岩、泥岩的接触面发生滑动而失稳;两坝间航道段由于受到库区水位影响很大,该地区又含有部分近代松散堆积层,在强降雨以及库水位发生快速变化时极易发生牵引式解体或慢速滑移的变形破坏。总体而言长江上游各航道区段中,常年库区航道段是崩滑灾害发生最频繁的区段。(2)以崩滑灾害高发区段即常年库区航道段作为研究对象,建立该航道段典型的“V”形与“U”形断面模型。根据对灾害的整理发现,崩塌灾害在“V”形断面航道中较常见,而滑坡灾害在“U”形断面航道中较常见。所以用Flow 3d软件在“V”形断面模型中进行崩塌灾害入江模拟,在“U”形断面模型中进行滑坡灾害入江模拟。并根据《内河通航标准》等资料选取临界浪高和流速值,将浪高和流速均超过通航极限值的航道区域称为断航航道段,将断航临界断面距离灾害发生处的沿程距离称为断航距离,同理,将浪高和流速均对航运产生一定妨碍的航道段成为碍航区段,将碍航临界断面距离灾害发生处的沿程距离称为碍航距离。(3)研究了当入江方量以及崩塌高度不同时,崩塌灾害体对航运的影响程度。选取特征崩塌高度H=600 m,模拟得到不同方量的崩塌体对航道产生的不同影响,得到了崩塌方量与断航距离、碍航距离的关系曲线图;选取V=8万立方米为特征方量,模拟得到其在不同崩塌高度时产生的断、碍航距离大小,得到了崩塌入水高度与断航距离、碍航距离的关系曲线图。根据上述曲线图可预测常年库区航道段崩塌灾害突发后可能对航道产生的影响,相关部门可对断航距离内的航道段采取禁航措施,以保证航运安全。且由崩塌方量与断航影响距离图可知,若崩塌高度为特征崩塌高度600 m,当崩塌方量大于2万立方米时,则会对航道产生断航影响,相关部门可采取禁航措施保证船只安全,若崩塌方量小于2万立方米,则只对航道产生碍航影响,相关部门可提醒来往船只谨慎驾驶。(4)研究了当入江方量以及滑坡中心距水面高度不同时,滑坡灾害体对航运的影响程度。采用Magics软件对滑坡灾害体进行切割使得模拟过程与现实情况更加接近,选取特征滑坡中心高度H=350 m,模拟得到不同方量的滑坡体对航道产生的断、碍航距离大小,作出滑坡方量与断航距离、碍航距离的关系曲线图;选取V=20万立方米为特征方量,模拟得到其中心在不同高度时产生的断、碍航距离大小,作出滑坡高度与断航距离、碍航距离的关系曲线图。同理可根据上述曲线图预测某些滑坡灾害突发后可能对航道的产生的影响,相关部门可对灾后断航距离内的航道段采取禁航措施,保证航运安全。且由滑坡方量与断航影响距离图可知,若滑坡中心高度为特征滑坡高度350 m,当滑坡方量大于5万立方米时,则会对航道产生断航影响,相关部门可采取禁航措施保证船只安全,若崩塌方量小于2万立方米,则只对航道产生碍航影响,相关部门可提醒来往船只谨慎驾驶。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U617
【部分图文】：

图 1-1 秭归清干河滑坡全貌 图 1-2 重庆巫山大宁河左岸崩滑1.2 国内外研究现状及发展趋势对长江上游航道沿线崩滑灾害的成因和致灾机制的归纳与分析是个复杂的工作。而从国内外研究现状来看，虽对边坡崩滑的研究虽然已经比较成熟，但对航道沿线崩滑灾害专题研究的并不多。而与一般崩滑灾害相比，航道沿线不仅容易受到地质、地形与水文等因素的影响，还会受到水库水位变化的影响，使整个崩滑灾害的形成过程变得复杂。并且，航道沿线的崩滑灾害发生之后，相比于其他崩滑灾害对山区的城镇、村庄以及各种交通设施、通讯设施等造成的这种瞬间的破坏[6]，其还会对航道产生深远的影响。所以，结合本文的选题和研究内容的需要，主要选取以下几个方面进行分析。1.2.1 岸坡崩滑灾害的发育特征研究黄玉华等[7]通过分析秦岭山区南秦河流域崩滑地质灾害发现，崩塌灾害的高发

图 1-1 秭归清干河滑坡全貌 图 1-2 重庆巫山大宁河左岸崩滑1.2 国内外研究现状及发展趋势对长江上游航道沿线崩滑灾害的成因和致灾机制的归纳与分析是个复杂的工作。而从国内外研究现状来看，虽对边坡崩滑的研究虽然已经比较成熟，但对航道沿线崩滑灾害专题研究的并不多。而与一般崩滑灾害相比，航道沿线不仅容易受到地质、地形与水文等因素的影响，还会受到水库水位变化的影响，使整个崩滑灾害的形成过程变得复杂。并且，航道沿线的崩滑灾害发生之后，相比于其他崩滑灾害对山区的城镇、村庄以及各种交通设施、通讯设施等造成的这种瞬间的破坏[6]，其还会对航道产生深远的影响。所以，结合本文的选题和研究内容的需要，主要选取以下几个方面进行分析。1.2.1 岸坡崩滑灾害的发育特征研究黄玉华等[7]通过分析秦岭山区南秦河流域崩滑地质灾害发现，崩塌灾害的高发

库区航道、两坝间航道四段。主要基于文献调研及相关资料查询，分别对这四段进行地形地貌、水文地质、降水和水位等方面分析，对各段不同的特点进行总结和归纳。2 崩滑灾害发育特征分析对近几十年上游航道沿线发生的崩滑灾害进行归纳、分析并进行总结，找出崩滑灾害高发区域与分布特征，厘清灾害体完整的发育过程，查阅资料并结合上述航道环境，得到长江上游崩滑灾害体普遍的发育规律。3 航道沿线崩滑灾害体危害模式分析将沿线崩滑灾害对航道的影响分为碍航以及断航。查阅文献和实例，分析长江上游航道典型断面特征，建立特征模型，通过数值模拟分析当崩滑方量大小和崩滑高度不同时，对航道产生的不同的影响，求得崩滑方量、崩滑高度与断航、碍航影响距离的相关关系。1.3.2 技术路线图
【参考文献】

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2 黄玉华;武文英;冯卫;张建龙;;秦岭山区南秦河流域崩滑地质灾害发育特征及主控因素[J];地质通报;2015年11期

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本文编号：2892000