雅砻江流域滑坡涌浪对库区的影响分析

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1、雅砻江流域滑坡涌浪对库区的影响分析AnalysisontheLandslide-GeneratedWavesofYalongRiverBasinanditsImpactonReservoirArea（申请硕士学位）一级学科：水利工程学科专业：水利水电工程作者姓名：张涛指导教师：马斌副教授天津大学建筑工程学院二○一五年十一月摘要当库岸边坡失稳，滑坡体急剧滑入河道中时，将产生涌浪。边坡失稳可能由多种因素导致，一般在水库蓄水、泄水过程中库区的水位变化过快导致滑坡，长期水流、风浪的侵蚀也会导致岸边边坡沿着软弱夹层发生滑动失稳，除此还有海啸、地震等严重的地质灾害同

2、样导致滑坡的产生。涌浪以滑坡处为源点，激起巨大的涌浪向上下游推进，大量土石进入河道不但会堵塞河道，严重会造成库容的减少，影响水库的调蓄的作用，同时涌浪对上下游的城镇、码头以及水工建筑物造成很大的伤害。位于雅砻江上游的锦屏一级水电站，在第三阶段的蓄水后水位达到1840m，针对库岸稳定性进行了现场地面地质调查复核，特别是对于上游一些大型的滑坡体、变形体的稳定状况进行复核。该流域段内岸坡倾倒变形强烈，在天然及暴雨情况下，均未见滑动迹象，岸坡局部失稳整体稳定性较差。针对于雅砻江上游存在众多潜在的危险边坡，对于此类问题的研究变得迫在眉睫。本文以前人对于滑坡涌浪的经

3、验公式为基础，以锦屏一级上游最大的滑坡体（水文站滑坡体）为研究对象，通过理论分析、数值模拟对比分析的手段进行研究论证。通过比较分析选择潘家铮院士的涌浪经验公式计算滑坡失稳后，得到的最大滑速、最大初始涌浪高度值、对岸涌浪高度以及坝址的涌浪高度等数据。数值模拟方面，利用经典流体模拟软件——Fluent，结合动网格技术与UDF程序结合来模拟滑坡体的滑动，VOF技术来跟踪自由水面跟流场状况，通过对河道建立切面施加探针提取涌浪高程数据，经过数值模拟的结果来分析水文站滑坡体失稳后，对滑坡体进入河道后的涌浪产生、传播、消散的规律进行研究，并论证涌浪传播到锦屏一级坝址时

4、是否会发生涌浪漫堤的可能性，经过计算两种方法误差在正常范围10%之内。通过数值模拟6中工况来论证滑速、水深、体积变化率对于涌浪特征值的影响，得出结论涌浪特征值的敏感性因素按敏感度依次为滑速、水深、库岸体积变化率。在涌浪的能量衰减，在时间、空间上基本符合指数函数的衰减规律，通过对滑坡涌浪的产生的规律的研究制定了加固、治理滑坡体的方案。本文的研究成果是基于理论分析以及数值模拟来进行，且针对于雅砻江锦屏一级具体的工程实例，成果可以作为大型滑坡体失稳的危险性预测的分析方法。建议通过模型试验的方法来进行进一步的论证合理性，其研究成果将对类似的工程项目的提供有效的方

5、法、可行的方向、合理的数据范围。关键词：边坡失稳；数值模拟；最大初始涌浪高度值；Fluent软件；危险性预测ABSTRACTWhenreservoirbanklandslidelosesstability,thelandsliderunsintotheriverchannelrapidlythatcausesthesurge.Theslopeinstabilitymaybecausedbyavarietyoffactors.Thewaterlevelrapidchangesinthereservoirareawillleadtolandslidesdur

6、ingtheimpoundingandsluicing.Longtermwaterflow,windandwaveerosionmaycontributetolandslideinstabilityalongtheweakinterlayer.Besidestheseriousgeologicaldisasterssuchastsunamis,earthquakeswilldothesephenomena.Judgethelandslidepointasthecenter,thelandslideprovokedahugesurgetopushtowar

7、dstheupstreamanddownstream,hugestoneandearthslidingintotheriverwillnotonlyblockthechannelbutdecreasestoragecapacitywhichwillinfluencetheregulationofreservoir.Thesurgewillcausegreatharmtoupstreamanddownstreamtowns,docksandhydraulicstructure.ThewaterlevelofJinpingfirstclasshydropow

8、erstationlocatedintheupperreachesoftheYa