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1、雅礱江流域滑坡涌浪對(duì)庫(kù)區(qū)的影響分析AnalysisontheLandslide-GeneratedWavesofYalongRiverBasinanditsImpactonReservoirArea（申請(qǐng)碩士學(xué)位）一級(jí)學(xué)科：水利工程學(xué)科專業(yè)：水利水電工程作者姓名：張濤指導(dǎo)教師：馬斌副教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二○一五年十一月摘要當(dāng)庫(kù)岸邊坡失穩(wěn)，滑坡體急劇滑入河道中時(shí)，將產(chǎn)生涌浪。邊坡失穩(wěn)可能由多種因素導(dǎo)致，一般在水庫(kù)蓄水、泄水過程中庫(kù)區(qū)的水位變化過快導(dǎo)致滑坡，長(zhǎng)期水流、風(fēng)浪的侵蝕也會(huì)導(dǎo)致岸邊邊坡沿著軟弱夾層發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)，除此還有海嘯、地震等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害同
2、樣導(dǎo)致滑坡的產(chǎn)生。涌浪以滑坡處為源點(diǎn)，激起巨大的涌浪向上下游推進(jìn)，大量土石進(jìn)入河道不但會(huì)堵塞河道，嚴(yán)重會(huì)造成庫(kù)容的減少，影響水庫(kù)的調(diào)蓄的作用，同時(shí)涌浪對(duì)上下游的城鎮(zhèn)、碼頭以及水工建筑物造成很大的傷害。位于雅礱江上游的錦屏一級(jí)水電站，在第三階段的蓄水后水位達(dá)到1840m，針對(duì)庫(kù)岸穩(wěn)定性進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)地面地質(zhì)調(diào)查復(fù)核，特別是對(duì)于上游一些大型的滑坡體、變形體的穩(wěn)定狀況進(jìn)行復(fù)核。該流域段內(nèi)岸坡傾倒變形強(qiáng)烈，在天然及暴雨情況下，均未見滑動(dòng)跡象，岸坡局部失穩(wěn)整體穩(wěn)定性較差。針對(duì)于雅礱江上游存在眾多潛在的危險(xiǎn)邊坡，對(duì)于此類問題的研究變得迫在眉睫。本文以前人對(duì)于滑坡涌浪的經(jīng)
3、驗(yàn)公式為基礎(chǔ)，以錦屏一級(jí)上游最大的滑坡體（水文站滑坡體）為研究對(duì)象，通過理論分析、數(shù)值模擬對(duì)比分析的手段進(jìn)行研究論證。通過比較分析選擇潘家錚院士的涌浪經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算滑坡失穩(wěn)后，得到的最大滑速、最大初始涌浪高度值、對(duì)岸涌浪高度以及壩址的涌浪高度等數(shù)據(jù)。數(shù)值模擬方面，利用經(jīng)典流體模擬軟件——Fluent，結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)與UDF程序結(jié)合來(lái)模擬滑坡體的滑動(dòng)，VOF技術(shù)來(lái)跟蹤自由水面跟流場(chǎng)狀況，通過對(duì)河道建立切面施加探針提取涌浪高程數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)值模擬的結(jié)果來(lái)分析水文站滑坡體失穩(wěn)后，對(duì)滑坡體進(jìn)入河道后的涌浪產(chǎn)生、傳播、消散的規(guī)律進(jìn)行研究，并論證涌浪傳播到錦屏一級(jí)壩址時(shí)
4、是否會(huì)發(fā)生涌浪漫堤的可能性，經(jīng)過計(jì)算兩種方法誤差在正常范圍10%之內(nèi)。通過數(shù)值模擬6中工況來(lái)論證滑速、水深、體積變化率對(duì)于涌浪特征值的影響，得出結(jié)論涌浪特征值的敏感性因素按敏感度依次為滑速、水深、庫(kù)岸體積變化率。在涌浪的能量衰減，在時(shí)間、空間上基本符合指數(shù)函數(shù)的衰減規(guī)律，通過對(duì)滑坡涌浪的產(chǎn)生的規(guī)律的研究制定了加固、治理滑坡體的方案。本文的研究成果是基于理論分析以及數(shù)值模擬來(lái)進(jìn)行，且針對(duì)于雅礱江錦屏一級(jí)具體的工程實(shí)例，成果可以作為大型滑坡體失穩(wěn)的危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)的分析方法。建議通過模型試驗(yàn)的方法來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的論證合理性，其研究成果將對(duì)類似的工程項(xiàng)目的提供有效的方
5、法、可行的方向、合理的數(shù)據(jù)范圍。關(guān)鍵詞：邊坡失穩(wěn)；數(shù)值模擬；最大初始涌浪高度值；Fluent軟件；危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)ABSTRACTWhenreservoirbanklandslidelosesstability,thelandsliderunsintotheriverchannelrapidlythatcausesthesurge.Theslopeinstabilitymaybecausedbyavarietyoffactors.Thewaterlevelrapidchangesinthereservoirareawillleadtolandslidesdur
6、ingtheimpoundingandsluicing.Longtermwaterflow,windandwaveerosionmaycontributetolandslideinstabilityalongtheweakinterlayer.Besidestheseriousgeologicaldisasterssuchastsunamis,earthquakeswilldothesephenomena.Judgethelandslidepointasthecenter,thelandslideprovokedahugesurgetopushtowar
7、dstheupstreamanddownstream,hugestoneandearthslidingintotheriverwillnotonlyblockthechannelbutdecreasestoragecapacitywhichwillinfluencetheregulationofreservoir.Thesurgewillcausegreatharmtoupstreamanddownstreamtowns,docksandhydraulicstructure.ThewaterlevelofJinpingfirstclasshydropow
8、erstationlocatedintheupperreachesoftheYa
