崩滑体在山区河道中的堆积特点及其对航道的影响研究
河岸上的崩滑体滑动后侵入航道中，直接改变河床的形状，造成航道尺度不足甚至堵塞航道，这对于河道的行洪和航道的通航不利。因此有必要研究崩滑体在不同型式河道中的堆积特点，预测其对河道地形和通航条件的影响情况，为后期航道整治提供水下堆积体堆积特征的认识。本文应用理论分析和数值模拟手段对崩滑体在河道中的堆积情况进行研究，研究了崩滑体规模和河道型式对崩滑堆积体的形状和结构的影响，进而探讨了崩滑体堆积形态对航道尺度、流态的影响，主要结论如下: (1)将研究区河段概化为V型顺直河段，V型弯曲河段，U型顺直河段和U型弯曲河段四种河道型式。经过分析得出影响崩滑体堆积的因素主要有崩滑体的重心高程、体积大小、滑面坡度、物质组成和摩擦系数等。 (2)对于U型和V型河道，U河岸坡度小于V型河岸的坡度，计算表明崩滑体在V型河道中的运动时间小于U型河道，崩滑体在河道中的运动时间受河岸坡度和河床宽度影响。当河岸坡度低于50°时运动时间主要受坡度影响，当坡度大于50°受运动时间河床宽度影响较大。当河岸坡度和河床宽度一定时可以用来判断崩滑体在河岸上的运动时间。 (3)崩滑体在河岸上的堆积长度，随着坡度增加而呈现先增加后减小的趋势，即当坡度从20°增加到35°堆积长度增加幅度较快，当坡度超过35°时堆积长度随坡度增加的趋势变缓，在坡度达到50°后堆积长度随坡度增加呈现小幅度的减小。这是因为当坡度较小时，坡脚对崩滑体的约束较小，崩滑体初始加速度随坡度增大而较大，因而可以运动较长距离;当坡度增大到一定值时，坡脚的约束较大，河床宽度有限，导致崩滑体在河床上运动距离较小，堆积长度减小。这可以用来预测在河岸坡度已知的情况下崩滑体在河道中的成灾范围。 (4)不同体积的崩滑体在河道中的堆积长度、堆积宽度和堆积高度随着崩滑体规模增大而增大，但是当体积大于8×104m3时，堆积长度、宽度和高度的增加趋势变慢，这主要是堆积体造成局部流速增大，水流冲刷导致大部分土石颗粒被水流带走。这可以用来判断不同规模的崩滑体在航道中堆积趋势，预测其对航道通航的影响程度。 (5)崩滑体体积在百万立方米级别以下时，堆积参数对于研究区域河段的航道尺度没有明显的影响，但是对于航道的水流流场影响较大，使得堆积坝顶部最大流速达67m/s，上游壅水范围为200m～600m。对于弯曲河段，横向流速最大可达07m/s，局部横向比降最大可达8％，纵向比降局部可达13％，这对于船舶的驾驶安全造成极大的威胁。
山区河道;崩滑体;堆积特征;水流流态;航道尺度
重庆交通大学
硕士
水利工程
叶四桥
2018
中文
TV133
75
2018-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）