遥感在皂市水库环境工程地质研究中的应用

利用遥感技术,针对湖南澧水支流渫水皂市水库坝区区域地质和为库区的物理地质现象,对具有多级遥感平台、不同波段和不同比例尺的1973年的 Landsat Mss 宜昌幅卫星像片和1987年的1:33000黑白航空像片进行解译。结果表明:皂市坝址区及外围地壳稳定性好;库区发育的物理地质现象大多处于稳定状态,仅少数尚在发展过程中,且分布于库尾;皂市水库库岸条件良好,全长104公里的库岸,稳定、较稳定及不稳定的库岸分别占95.7%、2.7%和1.6%;蓄水对库岸及地壳稳定性影响很小。

皂市水库诱震地质条件及危险性初评

对湖南皂市水库库区及区域地壳运动、沉积建造以及浅部岩溶、古岩溶及深部岩溶作用作了较深入的研究与探讨,对与库区关系较密切的断裂及其活动性进行了考察,否定了沿主要库段南缘分布的袁公渡断裂.在上述工作基础上,认为水库区不存在诱发较大地震的地质条件,即使诱发较小有感地震,对大坝亦无影响。

皂市水库生态友好型优化调度

以水电站年发电量最大为优化目标,以满足由逐月频率法计算的水库下游适宜生态流量下限为约束条件,构建皂市水库生态友好型优化调度模型,并利用该模型选取典型年,采用动态规划法进行皂市水库常规调度与优化调度的发电效益对比以及优化调度与生态优化调度的发电效益对比研究。结果表明,总体平均而言,皂市水库优化调度比常规调度年发电量可增加1.8%,基于保障下游河段生态径流过程的皂市水库生态优化调度比优化调度年发电量减少0.95%。

江垭—皂市水库联合优化运行规则研究

针对澧水流域常发生强度大、历时短的暴雨洪水问题,结合江垭、皂市水库原有防洪调度规划建立了并联水库优化运行模型,得出了江垭—皂市水库优化运行规则,根据起调水位、预报洪水频率即可得出控泄流量和闸门启闭规则。经各种设计洪水组合模拟计算,理论上可将江垭、皂市水库防洪库容利用率提高到100%,可减小三江口流量13 965 m3/s、降低水位1.69 m,石门以上防洪标准可由17年一遇提高到30年一遇,对澧水流域防洪安全保障具有重要意义。

皂市水利枢纽移民安置规划及实施过程

兴建皂市水利枢纽工程共需移民43 016人,其中农村移民40 635人,集镇居民及单位移民2 360人,企业移民21人;复建维新、磨石、阳泉3个新集镇;复建、补偿企业19家;对公路等专业项目工程进行了施工图设计或复建规划。介绍了皂市水利枢纽工程建设征地移民安置规划设计工作过程和主要规划成果及实施情况,总结了移民规划设计及实施的经验教训,可为今后移民规划设计及实施工作提供借鉴。

基于多目标混合蛙跳差分进化算法的皂市水库优化调度

随着社会经济的发展和对生态保护需求的增强,以防洪和兴利为目标的传统水库综合调度已经不能满足多样化的需求,进行多目标的水库综合优化调度显得尤为重要。为实现皂市水库水资源综合效益最优化,平衡社会效益、经济效益和生态效益,面向水库的发电、供水和生态要求,在不同来水条件下建立基于多目标混合蛙跳差分进化算法(Multi-objective Shuffled Frog Leaping Differential Evolution Algorithm,MSFL-DEA)求解的皂市水库优化调度模型,并采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)与逼近理想点法(Technique for Oder Preference by Similarity to Ideal Solu⁃tion,TOPSIS)的组合赋权法进行不同决策偏好的方案优选。结果表明:随上游来水减少,水库的发电效益下降最为显著,其次为生态效益和供水效益;各来水频率下,生态与发电、供水与生态的竞争关系相对更为明显,发电与供水之间相对较弱;根据不同决策偏好,得出供水优先、发电优先、生态优先以及均衡优化4组方案,对比认为均衡方案偏向折中,且年内各月的供水、生态及发电过程也相对协调(以P=75%为例);该方案在来水频率分别为50%、75%和95%时,年发电量分别为3.697、2.981、2.155亿kWh,供水满足度为0.871、0.775、0.702,生态满足度为0.861、0.699、0.615。研究成果有利于提高水资源利用效率,为皂市水库的科学调度决策提供参考。

山区公路边坡防护技术研究

山区公路的建设可能造成边坡损坏隐患,需要及时予以防护和整治。分析总结了边坡破坏类型、原因、主要处理原则及常用边坡防护形式和具体措施。皂市水库库区公路某边坡在水库蓄水后,安全系数不足,存在边坡崩滑体整体失稳的可能性,经过对各种治理方案的优缺点比较,决定采用"削方减载+坡面锚固护坡+地表截排水"的治理方案。该边坡经过处理后,安全系数得到提高,保证了皂市水库蓄水后公路运行的安全。

基于证据权法的湖南省石门县皂市水库滑坡易发性评价

湖南省石门县皂市水库地区滑坡地质灾害频发,采用证据权法进行滑坡易发性评价可以为滑坡防治提供科学依据。本文首先以斜坡单元为基本制图单元,利用ArcGIS空间分析功能,结合历史滑坡灾害点实地复核数据、遥感影像、地形图、数字高程模型、地质图等数据,提取了坡度、坡形、斜坡高差、植被覆盖度、地层岩性、斜坡结构类型、断层缓冲距离、道路缓冲距离、河流缓冲距离等9个证据因子并划分证据层;然后基于证据权法分别计算各证据层权重值,生成了研究区滑坡易发性分区图,并进行了预测精度分析。结果表明:(1)研究区滑坡易发性可划分为高易发区、中易发区、低易发区、极低易发区4类,4类分区面积占比分别为7.5%、20.6%、54.9%、17.0%;(2)基于成功率曲线法得出分区准确率为84.7%,评价结果与灾害点分布较为吻合。

皂市水库入库流量预报初探

河流源区大型水库上游的来水,由于预见期很短,目前水文预报尚无有效的预测方法。通过分析降水与入库流量的关系,同时利用降水数值预报产品,是探索水库上游区域径流预报的一个有效途径。分析表明,渫水是典型的山区河流,河水陡涨陡降,径流的形成受降雨影响极大,流域内降水具有西多东少的分布特点。针对渫水流域12个区域雨量站2008年1月1日至2014年12月31日的降水资料进行统计,并对比分析同期皂市水库的入库流量变化。从2~11月份,皂市水库的入库流量与渫水流域的面平均降雨量存在很好的正相关关系,其中6和10月份日均流量与日降雨量的相关系数可以接近0.9。因此,利用降水量数值预报产品,结合当前雨水情实况,建立2~11月份期间分月的日均入库流量预报模型,获得了较好的预报效果。

湖南石门元家台滑坡成因机制及稳定性分析

元家台滑坡位于石门县皂市水库北西侧,现今仍威胁当地10户50余人的生命和财产安全。分析了元家台滑坡的成因机制:斜坡自身稳定性较差,长期降雨和人类活动等因素的共同作用促成了滑坡的发生;利用滑体岩土样品的实验分析数据,结合滑坡形成机制,计算分析了不同工况下元家台滑坡的稳定性:工况一(自重+地面荷载)处于基本稳定状态,工况二(自重+地面荷载+暴雨)为不稳定状态,存在再次滑动可能。

浅析皂市水库消落区生态保护及综合利用

皂市水库工程运行以来,促进了当地经济和社会发展。水库消落区的水土资源具有相对不可替代性,研究表明,汛期(非汛期)135 m高程以上水库消落区面积达913 hm2,淹没风险较小,应对其进行保护和综合利用。在对消落区水土资源进行分析的基础上,探讨生态保护与综合利用的相对关系,提出重要片区消落区的规划方向,以实现生态保护优先,提高综合利用价值的目标。