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基于圆弧与平面滑动模式的上荆江崩岸过程模拟对比分析

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应用基础与工程科学学报 2023年第1期31卷 38-51页

作者：孙启航夏军强邓珊珊周美蓉石林武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室湖北武汉430072 湖南省水利水电科学研究院湖南长沙410006

基于平面滑动与圆弧滑动模式,构建了具有最危险滑动面搜索过程的崩岸概化模型.该模型耦合了坡脚冲淤、潜水位及河岸稳定性计算模块,其中圆弧滑动模式考虑了土体的垂向分层结构.采用该崩岸模型计算了2014年上荆江典型断面的崩岸过程,结... 详细信息

基于平面滑动与圆弧滑动模式,构建了具有最危险滑动面搜索过程的崩岸概化模型.该模型耦合了坡脚冲淤、潜水位及河岸稳定性计算模块,其中圆弧滑动模式考虑了土体的垂向分层结构.采用该崩岸模型计算了2014年上荆江典型断面的崩岸过程,结果表明:在坡度较缓的断面,圆弧滑动模式的计算误差更小;在荆55断面,圆弧和平面滑动模式计算的崩塌次数分别为10次和2次,崩岸宽度的相对误差分别为21.5%和29.9%;在荆61断面分别为7次和1次,崩岸宽度的相对误差分别为1.0%和6.1%.最后开展了河岸土体参数的敏感性数值试验,分析了土体抗剪强度参数及土体垂向分层结构对崩岸过程的影响:随着抗剪强度参数的增加,模拟的总崩岸宽度呈减小趋势,单次崩岸宽度和崩岸次数的变化趋势与黏聚力及内摩擦角代表的力学特性有关;另外砂土层作为软弱夹层会通过增大单次崩岸宽度或崩岸次数来增加总崩岸宽度.

关键词：河道崩岸概化模型失稳模式平面滑动圆弧滑动垂向分层上荆江

上荆江枯水位对河床冲刷及水库调度的综合响应

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地理学报 2017年第7期72卷 1184-1194页

作者：朱玲玲杨霞许全喜长江水利委员会水文局武汉430010 中国长江三峡集团公司三峡枢纽建设运行管理局宜昌443133

为系统揭示长江中游近期枯水情势及其对三峡水库蓄水的直接和间接响应,本文以冲刷剧烈、枯水位降幅最大的上荆江为例,通过统计其不同形式枯水位的变化特征,建立了水位下降与河床冲刷、水库不同运行方式的相关关系。结果表明,沙市站同流... 详细信息

为系统揭示长江中游近期枯水情势及其对三峡水库蓄水的直接和间接响应,本文以冲刷剧烈、枯水位降幅最大的上荆江为例,通过统计其不同形式枯水位的变化特征,建立了水位下降与河床冲刷、水库不同运行方式的相关关系。结果表明,沙市站同流量枯水位几乎与枯水河槽河床平均高程等幅下降,枝城站枯水位下降幅度较小与本底河床形态、河床粗化及航道整治工程有关。上荆江汛前枯水位降幅、最低水位及极枯水位历时等枯水情势会受到三峡水库补水调度的影响,这种补水效应沿程递减,至沙市站补水调度仍然无法抵消河床下切对枯水位造成的影响。

关键词：上荆江同流量枯水位枯期水位年最枯水位枯期补水调度

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上荆江河岸崩退过程的概化模拟

科学通报 2016年第33期61卷 3606-3615页

作者：邓珊珊夏军强周美蓉李洁武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

崩岸是上荆江河段河床变形过程的一个重要方面,它与近岸水流冲刷及河岸土体特性等因素密切相关.三峡工程运用后该河段河床冲刷下切显著,导致局部河段的崩岸现象较为突出.本文改进了河岸崩退过程的概化模型,耦合了坡脚冲刷、潜水位变化... 详细信息

崩岸是上荆江河段河床变形过程的一个重要方面,它与近岸水流冲刷及河岸土体特性等因素密切相关.三峡工程运用后该河段河床冲刷下切显著,导致局部河段的崩岸现象较为突出.本文改进了河岸崩退过程的概化模型,耦合了坡脚冲刷、潜水位变化及河岸稳定性计算模块,并在稳定性分析中考虑了侧向水压力、孔隙水压力及非饱和土体基质吸力的作用.采用该模型计算了2005年上荆江典型断面(荆34和荆55)的崩岸过程,计算结果表明:这两个断面的河岸分别发生6次和4次崩塌,且多发生于洪峰期和退水期;总崩退宽度为27和20 m,且计算与实测的岸坡形态较为符合.最后开展了相关河岸土体参数的敏感性数值试验,分析了土体物理力学特性变化对崩岸过程的影响:河岸崩退次数、宽度总体上随土体抗剪强度及渗透系数的增大而减小,前者基本呈单向变化,而后者还与崩塌时坡脚的冲刷幅度有关;此外潜水位滞后于河道水位的变化特点,降低了退水期的河岸稳定性.

关键词：河道崩岸河岸土体特性水流冲刷潜水位概化模型上荆江

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上荆江实体模型试验研究

长江科学院院报 2002年第4期19卷 15-17,21页

作者：孙贵洲段光磊长江科学院河流研究所湖北武汉430010 长江委荆江水文资源勘测局湖北荆州434002

为了调整上荆江河势及预测三峡工程兴建后上荆江河势变化趋势 ,分阶段进行了上荆江实体模型河势调整试验和河床冲刷试验研究工作。试验结果表明 :在上荆江河势调整试验中 ,通过系列工程布置 ,对改善沙市、郝穴河弯的河势 ,促使主泓南移... 详细信息

为了调整上荆江河势及预测三峡工程兴建后上荆江河势变化趋势 ,分阶段进行了上荆江实体模型河势调整试验和河床冲刷试验研究工作。试验结果表明 :在上荆江河势调整试验中 ,通过系列工程布置 ,对改善沙市、郝穴河弯的河势 ,促使主泓南移起到较好效果 ;三峡工程运用初期 30年内 ,上荆江陈家湾至新厂段河床冲刷自上而下沿程发展 ,整体河势基本保持不变 ,局部河势有所调整。

关键词：上荆江实体模型模型设计冲刷试验

上荆江河段河岸土体组成分析及岸坡稳定性计算

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水力发电学报 2014年第2期33卷 168-178页

作者：宗全利夏军强许全喜邓春艳武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000 长江水利委员会水文局武汉430010 长江科学院河流研究所武汉430010

崩岸是上荆江河段河床演变的一个重要方面。崩岸过程不仅与近岸水流动力作用有关,而且还与河岸土体组成及力学特性密切相关。本文对上荆江4个典型断面的崩岸土体进行了现场取样与室内土工试验,较全面地分析了崩岸土体组成及力学特性。... 详细信息

崩岸是上荆江河段河床演变的一个重要方面。崩岸过程不仅与近岸水流动力作用有关,而且还与河岸土体组成及力学特性密切相关。本文对上荆江4个典型断面的崩岸土体进行了现场取样与室内土工试验,较全面地分析了崩岸土体组成及力学特性。试验结果表明:上荆江河岸为上部黏性土和下部非黏性土组成的二元结构,且在大部分河岸上部黏性土层厚度超过其下部非黏性土层厚度;黏性土层的抗剪强度随含水率变化明显,随含水率增加,黏聚力先增大后减小最后趋于稳定,而内摩擦角呈减小趋势。根据上荆江崩岸发生形式及过程,结合崩岸土体的土工试验结果,综合考虑水流冲刷作用和水位变化等因素,计算了两个典型河岸在枯水期、高水期和退水期的岸坡稳定性,得到了不同水位及不同坡脚横向冲刷距离下河岸稳定的安全系数。计算结果表明:当河岸坡脚冲刷达到一定距离时,高水期安全系数将明显低于枯水期,说明崩岸在汛期比在枯水期更容易发生;退水期安全系数明显低于相同条件下枯水期和高水期;涨水期河岸安全系数随水位升高呈先减小后增大趋势,说明水位变化对河岸稳定性有重要影响。

关键词：河流泥沙工程学河岸稳定性土体组成分析二元结构河岸崩岸上荆江

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上荆江河床演变规律探讨

泥沙研究 1996年第2期 39-44页

作者：熊治平

本文根据近四十年来的实测资料，着重从河势变化和河床纵横向调整两个方面分析探讨了上荆江河床演变的现象与规律．

关键词：上荆江河床演变河势变化冲刷坑

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上荆江分汊性微弯河段河床演变原因探讨

泥沙研究 2010年第6期35卷 73-80页

作者：江凌李义天曾庆云何碧长江航道规划设计研究院湖北武汉430011 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430027

受河岸组成、人工护岸工程的控制,上荆江河道平面外形基本稳定,但分汊性微弯河段河势调整较为剧烈,影响航道条件。本文基于不同河段的河床平面形态、水沙输移特性、河床演变规律的对比分析,认识到水沙输移特性既与河床平面形态密切相关... 详细信息

受河岸组成、人工护岸工程的控制,上荆江河道平面外形基本稳定,但分汊性微弯河段河势调整较为剧烈,影响航道条件。本文基于不同河段的河床平面形态、水沙输移特性、河床演变规律的对比分析,认识到水沙输移特性既与河床平面形态密切相关,又直接影响河床演变对水沙条件的响应模式;基于此观点,对三峡工程蓄水以来上荆江分汊性微弯河段的演变特性进行了分析,进而预测分析了三峡正常蓄水后的河床演变趋势,可供航道治理参考。

关键词：上荆江河段河床演变原因探讨 Upper river channel 输移特性平面形态三峡工程蓄水预测分析直接影响演变特性演变趋势演变规律响应模式水沙条件护岸工程河势调整河岸组成航道治理

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上荆江河段南五洲崩岸整治工程护岸形式选择

长江科学院院报 2012年第12期29卷 10-14页

作者：杨梦云张根喜朱勇辉湖北省荆州市长江河道管理局公安分局勘测设计院湖北公安434300 湖北省荆州市长江河道管理局湖北荆州434000 长江科学院水利部江湖治理与防洪重点试验室武汉430010

南五洲险段常年抢护但崩岸仍时有发生,采用的水下抛石措施,需大量开山采石而对开采区生态环境产生不可逆转的破坏,同时在工程实施区域需大面积削坡以维持坡面稳定,个别堤段还需退垸堤防、侵占农田、重建相关水工建筑物和农田水利设施等... 详细信息

南五洲险段常年抢护但崩岸仍时有发生,采用的水下抛石措施,需大量开山采石而对开采区生态环境产生不可逆转的破坏,同时在工程实施区域需大面积削坡以维持坡面稳定,个别堤段还需退垸堤防、侵占农田、重建相关水工建筑物和农田水利设施等,其经济效益和社会效益都有待综合评估。为此,根据南五洲险段崩岸的主要影响因素及近岸地形变化趋势,针对南五洲险段崩岸整治措施的选择问题进行了详细的分析论述。提出了在不改变河势和对岸滩岸稳定、保持防洪态势和既有航道条件下,利用水下承台堆石护脚、阻滑桩结合长充沙管袋护脚,同时水上护坡工程二级护坡采用三维植被网护坡的新思路。

关键词：上荆江崩岸整治护岸形式阻滑桩护枕护脚承台堆石护脚生态护坡

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上荆江河段客观因子碍航程度的加权评价

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2012年第3期36卷 628-630页

作者：孙松平徐胜陈松周海宾荆州海事局荆州434000 武汉理工大学航运学院武汉430063

在对上荆江客观碍航因子进行调研分析的基础上,针对各客观因子的碍航程度,结合其多维性、模糊性的特点,将层次分析(AHP)和模糊综合评价这两种方法有机结合起来,对各种碍航因子进行加权和综合评价.这种模糊层次评价方法(FAHP)将定性分析... 详细信息

在对上荆江客观碍航因子进行调研分析的基础上,针对各客观因子的碍航程度,结合其多维性、模糊性的特点,将层次分析(AHP)和模糊综合评价这两种方法有机结合起来,对各种碍航因子进行加权和综合评价.这种模糊层次评价方法(FAHP)将定性分析与定量分析的方法相结合,弥补了单纯层次分析法的不足,对综合评价碍航程度具有良好的参考价值.

关键词：上荆江碍航模糊层次分析加权评价