库水位变动条件下斜边坡失稳机理及防治技术

本项目属于社会公益类研究。以三峡水库运行问题中库水位变动条件下斜边坡为研究对象，研究库水位变动条件下斜边坡失稳破坏演变规律重大基础理论问题，建立库岸区域斜边坡及非库岸区域的工程弃渣边坡的监测、预警、治理等工程防治技术。 立项背景：三峡水库是三峡工程的重要组成部分，175m水位岸线长5578.21km。2003年，三峡水库蓄水至135m，2006年至156m，2008年至172.8m，2010年至175m，自此三峡水库营运期水位一年一度于145m与175m间调度运行，库岸斜边坡受到库水周期性浸泡、周期性渗透牵引，地质灾情日益严重，如2008年云阳凉水井滑坡、2010年巫峡神女溪青石滑坡、2011年巫峡龚家方岸坡破坏。在本研究项目立项时，由于未高度重视库水位周期性变动问题，消落带斜边坡地质灾害孕灾机理科学论理不清，忽视了库岸抗滑桩耐久性，未重视库岸防治与土地资源开发利用等问题，灾害治理技术针对性较差。尽快提高三峡水库消落带斜边坡地质灾害减灾技术水平，已成为推动区域经济社会发展迫切需求，也是地质减灾学科发展的逻辑需求。该成果是团队历时11年（2000-2010）取得系列研究成果的科学集成、提炼与应用实践。 主要研究内容：三峡水库运行期间库岸斜边坡稳定性变化规律；水库消落带斜边坡突变破坏机制；库岸再造带宽度预测新方法；抗滑桩耐久性机理与设计方法；库岸斜边坡地质灾害监测治理新技术。 取得的主要研究成果： 12项国家发明专利（其中6项已授权），52篇学术论文（SCI收录1篇、EI收录13篇）。 研发了13种库岸斜边坡地质灾害监测治理新技术；揭示了酸性水-应力耦合作用下抗滑桩耐久性响应规律，提出了抗滑桩耐久性寿命预测及其优化设计方法；从周期性浸泡条件下土体物理力学参数劣化特性和渗透荷载周期性变化两方面，揭示了三峡水库运行期间土质斜边坡稳定性衰减规律；提出了岸坡失稳尖点突变模型，建立了塌岸预测修正卡丘金法。 成果水平：整体处于国际先进水平，在水库运行期间岸坡稳定性衰减规律、酸性水-应力耦合作用下抗滑桩耐久性等方面达到国际领先水平。 成果应用情况：成果已在三峡库区重庆境内库岸滑坡、边坡防治工程设计中大量推广应用，实施了390余个库岸滑坡治理工程和累计140多公里库岸边坡防护工程，确保了340余万居民生命财产安全，以及万州滨江路、巫山滨江路、万州港、巫山港、奉节港等交通基础设施和城市基础设施安全。社会、环境效益巨大，减灾经济效益13亿元左右。 成果推广应用前景：目前和今后20年左右的时期，是我国基础设施建设高峰期，尤其是进入后三峡时期，全面推进统筹城乡建设，沿江城市基础设施建设与维护，库区移民道路的建设与安全营运、移民城集镇地质安全，成果在后三峡时期三峡库区地质灾害防治中具有广阔推广应用前景，并对类似大型特大型水库岸坡地质灾害减灾实践具有积极意义。 2100433B

水库死水位，亦称“垫底水位”。水库正常运行的最低水位。是水库死库容顶面的水位,等于水库正常蓄水位减去水库工作深度后的水库水位,在正常情况下不能作为兴利之用。

水库正常蓄水位，亦称“水库正常高水位”、“设计蓄水位”、“兴利水位”。预期水库在正常工作情况下的最高兴利蓄水位。水位愈高,水库的库容和所集中的河流落差也愈大,但工程量和淹没土地面积相应增加。合理地设计水库正常蓄水位必须经过不同的技术、经济比较方可确定。

水库蓄泄方程指水库蓄水量与同时出库流量之间的函数关系。在较大的湖泊型水库，水面比降很小，水库蓄泄方程为单值函数，在河床式水库，水面倾斜，有一定水力坡度，形成楔形蓄水体，称动态库容。动态库容大小与入库流量有关。在有动态库容的情况下，水库蓄泄方程不再是出流量的单值函数，作水位预报时应当考虑动态库容的影响。2100433B