关于某工程水库坍岸的研究
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摘 要：水库坍岸是水库蓄水后，水库周边岸坡土体在水位升降、洪水冲刷及风浪冲蚀下不断发生坍落破坏，库岸岸线后退的地质现象。
关键词：水库坍岸；水上休止角；水下休止角
Abstract: The reservoir bank collapse is a reservoir, reservoir bank soil in water level fluctuation; flood scouring and wind erosion occurs constantly slump damage, Reservoir Shoreline retreat geological phenomenon.
Key words: reservoir bank collapse; water angle; angle of repose
中图分类号：TV62
1地质背景
研究区位于金沙江沿岸，亚热带季风气候显著，降雨量小，蒸发量大。干湿季节分明，雨季（湿季）主要集中在每年5～10月，旱季（干季）主要集中在11月至次年4月。
研究区属侵蚀高中山与高原峡谷地貌，地形陡峻，沿金沙江两岸阶地、洪积台地等缓坡平台分布较多，台面地形平缓，上面分布有较多村庄、农田。研究区土质岸坡分布较多，主要为第四系冲积物、冲洪积物、坡洪积物、残坡积物、崩坡积物及滑坡堆积物等组成。
2工作方法
1）地质调查。地形地貌和地层岩性调查；土地类型及村庄分布调查；休止角调查。
2）勘探。勘探点布置和勘探孔（坑）地质观察描述；地层结构及密实程度描述。
3）试验。常规试验及各土层休止角试验。
3水库坍岸预测
3.1 坍岸预测方法
常用的坍岸预测方法有类比图解法、计算图解法、动力法、两段法等几大类，各类方法是在实际工程中经验总结而成，在实用性和准确性方面各有其优缺点。考虑到研究区水库实际情况，坍岸预测采用经典的计算图解法。计算图解法是根据水库现今的岸坡剖面，计算并绘制预测库岸的坍岸剖面，根据各土层的水下休止角、水上休止角及浪击带稳定坡角，利用几何关系求解岸坡最终坍岸宽度及高程。其精度取决于计算参数的选定，对于均质和非均质岸坡，其计算过程和方法略有差异。
(1) 均质岸坡坍岸宽度计算方法：
图3.1-1均质岸坡坍岸预测示意图
其计算公式如下：
式中：
S——最终坍岸宽度；
N——与岩土体类型有关的系数，砂土的N值为0.5，亚粘土的为0.6，粘土的为1.0，当原始岸坡较陡，库水水深较大时，难于形成水下堆积阶地，此时N实际应等于1；
A——水位变幅；
hp——波浪影响深度，设计死水位以下波浪影响深度一般取1～2倍波高；
hb——波浪爬高，大体为0.1～0.8倍波高，对细粒土取小值，粗粒土取大值；
hs——正常蓄水位以上岸坡的高度；
α——水库水位变动和波浪所及影响范围内，形成均一的浅滩磨蚀坡角；
β——水上岸坡的稳定坡角（土层水上休止角）；
γ——原始岸坡坡角。
(2) 非均质岸坡坍岸宽度计算方法：
图3.1-2非均质岸坡坍岸预测示意图
其计算公式如下：
式中：
S——预测坍岸宽度；
Hi——正常蓄水位以上第i层土的厚度；
hi——第i层土的厚度；
αi——第i层土的水下休止角；
βi——第i层土的水上休止角；
γ——原始岸坡坡角。
坍岸计算采用的起始点为死水位以下波浪冲刷深度，当库岸前分布有阶地、漫滩、洪积扇等缓坡台地时，且台地较宽，高程高于死水位时，以台地的后缘与岸坡接触点为坍岸起始点。坍岸计算采用的正常蓄水位应为不同频率的淤积回水水位。
3.2 坍岸预测参数取值
坍岸预测的准确性直接与坍岸预测参数的取值相关。坍岸计算的水上、水下休止角取值应在部分土层现场实测的基础上，结合室内试验、经验判断，并参考类似工程，综合确定。研究区各土层休止角见表3.2-1。
研究区各土层休止角统计表
表3.2-1
3.3水库坍岸范围预测
水库蓄水后，正常蓄水位上、下的地形坡度，若均小于该土层的水上、水下休止角，则不会发生坍岸；若大于该土层的水上、或水下休止角，则可能会发生坍岸。对于不同类型的土质岸坡，选用相应的计算方法，并结合实际情况选取土层休止角进行计算，即可得出坍岸范围。水库坍岸范围的预测对于水库移民征地具有较重要的意义。
4结论
水库坍岸主要发生在地形较陡的土质岸坡，其产生主要受地形地貌、岸坡形态、地层岩性、岸坡结构、松散堆积物特性、水位变动、波浪作用及人类工程活动等诸多因素的控制。坍岸预测范围的准确性主要受地层岩性及各土层休止角的影响较大，地质调查过程中应尽量实测到各土层的休止角并查清地层结构特征。
参 考 文 献
1 水利水电工程地质手册 水利电力出版社 1985
2 水电水利工程水库区工程地质勘察技术规程(DL/T 5336-2006) 中国电力出版社 2006
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。