基于浪蚀龛和土体临界高度的修正的卡丘金法及其工程应用

水库运行期间库岸再造预测是工程地质领域的重要和热门研究课题之一。基于卡丘金法采用半经验性、半定量的模式,简化了水文地质条件的影响,并忽略了波浪对库岸的掏蚀作用等缺陷,针对土质岸坡,提出了基于浪蚀龛和土体临界高度的卡丘金修正法;建立了库岸再造稳定时限估算方法;并采用极限平衡法、卡丘金法和构建的土质岸坡再造预测方法对三峡库区奉节白马港岸坡进行了塌岸预测。计算结果表明,修正的卡丘金法的计算结果与其他两种预测方法相比偏小,但偏差在8.05 m以内,并通过现阶段库岸地质调查表明,预测结果比较符合实情。研究成果对库岸区域土地资源开发利用及防灾减灾具有积极意义。

采用模拟试验研究水位涨落影响下的坡面波浪侵蚀过程

为了研究3种水位涨落条件下(水位下落、固定、上涨)波浪对岸坡侵蚀的特征,为水土流失预测及防治提供科学参考,采用水槽模拟试验,通过采集各水位条件下坡面微地形数据,对坡面侵蚀沉积时空变化特征进行了研究。研究结果表明:1)3种水位条件下侵蚀过程明显不同;水位下落时,坡面上形成阶梯状浪蚀龛,而水位上涨和固定时只形成一级浪蚀龛并消失,且消失的过程有所不同。2)水位涨落时坡面侵蚀量约是固定时的1.5倍;水位上涨时侵蚀主要发生在前30 min,水位固定和下落时侵蚀率呈减小趋势,且水位固定时减小更快。3)水位下落时侵蚀主要发生在中坡位,而水位固定和上涨时侵蚀主要发生在上坡位,且水位固定时有少量泥沙沉积在下坡位。因此,波浪作为坡岸侵蚀的重要外营力,其回落的范围影响着泥沙输移及沉积的范围,且水位涨落造成破波点移动,进而增加波浪对坡岸的冲击作用,故侵蚀加强。

水位变化条件下波浪侵蚀坡面微地貌演变过程

大量水利工程的修建形成大量的水库,由于水利工程有调控水资源的需要,水位涨落在所难免,这种条件下波浪对库岸的侵蚀与水位固定时必然不同.利用水槽模拟试验,研究水位在涨、落以及固定时波浪对20°边坡的侵蚀.结果表明,水位涨落时与水位固定时波浪侵蚀过程有明显不同.水位下落时15～30min为主要侵蚀时间段,中部土体侵蚀严重,水位上涨和固定时中上部土体侵蚀严重.3种水位条件下,侵蚀率都呈现先快后慢的趋势.水舌作用是波浪侵蚀的重要因素之一.当对库岸进行构件保护时,可考虑以消减水舌拍击坡面的力量为主要手段.