安庆市短历时暴雨强度公式推求

为推求受近年极端天气影响下的安庆市短历时暴雨强度公式,首先收集了安庆市1983~2012年的暴雨整编资料,采用年最大值法选取了10个历时下的雨强样本;然后采用P-Ⅲ型、指数和耿贝尔分布曲线进行适线,确定了P-Ⅲ型分布曲线为其理论频率曲线,得到了10个历时下各频率对应的雨强;采用高斯—牛顿法推求了各单一重现期下的暴雨强度分公式和所有重现期下暴雨强度总公式的参数。误差检验发现暴雨强度分公式的精度符合要求;而暴雨强度总公式的精度达不到要求,进而分析了精度达不到要求的原因。除个别历时下的雨强外,单一重现期下的新公式计算的雨强值均大于1981版暴雨强度分公式计算的雨强值,其中2年、5年一遇的雨强值比1981版公式计算的相应雨强值偏大1.4%~20.4%,计算结果与近年来安庆市受极端天气影响下的短历时降雨强度增大的趋势相一致。推荐使用暴雨强度分公式计算相应重现期下各历时的暴雨强度,其他重现期下的暴雨强度公式参数采用已知重现期下的暴雨强度分公式的参数内插获得。     

基于灰关联度Monte-Carlo法的下坪滑坡稳定敏感性及可靠度研究

为定量研究影响滑坡不同因素的敏感性大小,同时考虑滑坡材料的空间变异性,提出了一种基于灰关联度Monte-Carlo法的滑坡评价方法,对下坪滑坡的渗透稳定敏感性及失效概率进行了数值模拟。结果表明,不同影响参数对滑坡稳定性影响大小排序为库水位水平h>降雨强度q>内摩擦角φ>粘聚力c,降雨与库水位水平是影响滑坡稳定的主要因素,而粘聚力与内摩擦角是影响滑坡稳定的次要因素;当库水位水平越低而降雨强度越高,滑坡的破坏概率呈现直线式上升。因此在低水位遇高降雨情况下,需对滑坡进行实时监测,以便及时采取措施。研究结果为评价滑坡稳定性提供了一个新思路。     

三峡库首区某滑坡变形特征及影响因素分析

针对库区地质灾害的特点,以三峡库首区秭归县某滑坡为例,基于近年来GPS位移监测、库区降雨与水位变化资料,分析了滑坡的变形特征,并研究了降雨与库水位变化因素对滑坡变形的影响.结果表明,该滑坡变形区呈推动式变形特征,其水平累积位移曲线具用期性台阶状位移特征,且受降雨和库水位变化影响较大,两者联合作用影响更大.     

上海市杨浦区设计面暴雨量与设计暴雨雨型研究

选择上海市杨浦区作为试验区域,对极端性天气下不同重现期和不同历时的设计面暴雨量、设计暴雨雨型进行计算。设计面雨量的计算利用研究区附近3个站点3种历时1978~2015年的降雨资料及上海市频率曲线参数的等值线图插值进行频率计算,得到各重现期的设计面暴雨量;设计暴雨雨型的计算利用江湾站2001~2015年逐分钟暴雨资料,先用模糊识别法进行雨型分类,然后用PC法分别对单峰型和双峰型暴雨进行雨型设计,得到具有代表性的杨浦区设计暴雨雨型。     

基于降雨-库水联合作用下三门洞滑坡演化过程与机制

三峡水库自2003年6月蓄水以来,大量滑坡发生了复活变形。为研究在库水位升降和降雨联合作用下滑坡复活变形的演化过程与机制,以秭归县三门洞滑坡为例,基于滑坡长期的地表位移监测数据,分析了滑坡变形的时空演化过程;基于领域粗糙集理论,对滑坡复活变形的主要诱发因素进行了判别;通过数值模拟分析了滑坡的变形演化趋势。结果显示,三门洞滑坡受周期性水位下降和汛期降雨的影响,其累计位移具有明显周期性和阶跃性。在空间上,滑坡不同部位的变形诱发因素并不相同,滑坡中后部变形主要受降雨影响,前部变形则主要受库水位下降影响。整体上滑坡变形对降雨和库水位的响应均存在一定的滞后性,变形强度从前至后逐渐减弱,为典型的牵引式变形模式。滑坡在快速降低水位并叠加暴雨后处于最危险状态,虽然滑坡目前处于基本稳定状态,但安全储备不高,随着变形的持续增加,在汛期和暴雨情况下存在整体失稳的可能,研究结果为同类型滑坡的防治提供了一定参考。     

库水位变动下庄屋滑坡变形与稳定性分析

库水位变动是三峡库区滑坡等地质灾害频发的重要原因之一。为研究库水位变动对库岸涉水滑坡变形和稳定性的影响,以庄屋滑坡为例,结合GPS位移监测数据和数值模拟分析,探讨了该滑坡在库水升降过程中变形和稳定性的响应规律。结果表明,庄屋滑坡受库水影响滑坡后缘变形大于前缘,为推移式滑坡。水位变动过程中,滑坡渗流和稳定性变化具有动水压力型滑坡特点,即在水位上升时滑体内地下水浸润线呈内凹趋势,水位下降时滑体内地下水浸润线呈外凸趋势,且具有一定的滞后性;库水位上升时滑坡稳定性系数增大,水位下降时减小;当库水位保持在恒定水位时,稳定性系数也逐渐趋于稳定。     

库水位骤降条件下动水压力型滑坡稳定性分析

三峡水库蓄水后库区部分滑坡已显著变形,且随库水位下降过程响应明显,因此分析日降幅条件下库区动水压力型滑坡稳定性就十分重要。为此,采用GEO-studio软件分析库水位骤降条件下滑坡体不同区段的稳定性,发现库水位作用于滑坡体的下滑段时,滑坡体稳定系数随库水位下降而下降,库水位下降速度越大,稳定系数下降越快,但若最终库水位一致,滑坡稳定性系数相差不大;库水位下降作用于滑坡体阻滑段时,滑坡表现出一定的动水压力效应,整体结果为浮托减重,稳定系数先下降后上升;整体而言提高日降幅对动水压力型滑坡稳定性的影响有限。     

库水位+降雨条件下四方井粘土心墙坝坝坡渗透稳定可靠度分析

针对粘土心墙坝坝坡稳定仅局限于确定性分析,考虑到尚缺乏研究坝体材料空间变异性的问题,以四方井水库粘土心墙坝为例,对库水位联合降雨工况下的坝坡渗透稳定性进行数值模拟,同时基于Monte-Carlo法分析了可靠度规律。结果表明,单纯的库水位骤降监测点孔压随时间呈单调下降趋势,库水位骤降速率越大,孔压下降速率越快。降雨联合库水位工况在降雨时刻孔压有一个突升的过程;库水位骤降情况下安全系数随库水位下降呈先下降后上升最终保持不变,库水位骤降速率越大,最小安全系数越小,出现的时间亦越早;不同类型降雨工况安全系数在降雨过程中有一个突降的过程,最终安全系数回升至初始值,其中后峰型降雨安全系数降幅最大,前锋型降雨安全系数降幅最小;降雨发生在库水位骤降后期最为危险,最小安全系数也越小;库水位骤降情况平均失效概率约为30%,不同类型降雨条件下平均失效概率基本小于10%,降雨发生在库水位骤降不同时刻下失效概率平均约为60%。对降雨发生在库水位后期的情况应加强监测,防止坝坡失稳灾害的发生。     

考虑降雨重现期的尾矿坝渗流稳定性分析

降雨为影响尾矿坝渗流的一个重要因素,根据多年降雨资料,利用P-Ⅲ型分布描述降雨重现期,模拟得到坝坡的浸润线分布,结合改进Green-Ampt入渗模型得到坝坡湿润锋的发展过程,并以集安某尾矿坝为例,探讨了降雨重现期对尾矿坝坡顶、坡脚处孔压分布、浸润线变化及坝体稳定性的影响。结果表明,坝体孔压变幅与降雨重现期呈正相关;在堆积坝顶部浸润线先上升后下降,而在坡脚处浸润线不断上升;降雨重现期越长,坝体安全系数越小,降雨结束后安全系数的回升速率远小于暴雨期间的下降速率;坝体可靠度指标随降雨不断减小,停雨后有明显的回升,与安全系数的变化规律不一致。     

不同资料年限下城市暴雨公式型式研究

考虑到近20年城市化进程的快速推进,较久远的降雨数据无法反映现有城市化水平下的降雨特性。以淮安市为例,选取1980～2016、1990～2016年两种不同年限资料作为基础数据,基于城市暴雨分公式与总公式的精度和设计雨强对比,进行暴雨公式研究。结果表明,1990～2016年暴雨强度分公式和总公式的设计雨强均高于1980～2016年的设计雨强,表明城市化进程使暴雨公式结果偏大,更贴近目前城市雨情现状;暴雨强度分公式重现期越小精度越高,整体精度高于总公式约30%～40%,结合设计雨强因素分析可知,当重现期偏小时选取分公式,当重现期不低于50年时选取总公式。研究成果可为城市防洪排涝、海绵城市建设的工程规划与设计提供参考。     

库水位涨落与降雨联合作用下绿草码头滑坡渗流场分布规律及稳定性分析

滑坡体的稳定性对水库的安全运行有重大影响,而地下水的运动是影响滑坡体稳定性的重要因素。结合现场调查,采用饱和—非饱和渗流分析法研究了库水位涨落与降雨联合作用下滩坑水电站库区绿草码头滑坡体的渗流场,并在此基础上采用极限平衡分析法分析了滑坡可能的失稳破坏模式与程度,评价了滑坡在库水涨落与天然降雨联合作用下滑坡的稳定性变化规律。结果表明,库水涨落与天然降雨联合作用对滑坡稳定性有不利影响,滑坡存在渐近失稳的可能,需加强对滑坡的监测和巡查,以掌握滑坡体的变形发展趋势。     

基于饱和-非饱和渗流理论的大华滑坡渗流及稳定分析

针对库水位的升降与降雨影响库岸滑坡的稳定性,以大华滑坡为例,基于饱和-非饱和渗流理论,采用SEEPW模拟库水位升降及降雨入渗时滑坡体内瞬时渗流场,将渗流计算获得的孔隙压导入SLOPEW中与极限平衡模型叠加,计算并分析评估了滑坡在各工况下的安全系数和稳定性,研究结果为库岸滑坡的防治奠定了基础.     

库水位变动及降雨共同作用下心墙坝坝坡稳定性研究

为研究库水位变动和降雨共同作用对心墙坝上下游坝坡稳定性的影响,考虑渗流场和应力场的耦合作用,基于非饱和渗流原理,考虑不同降雨强度、不同降雨类型（4种）及不同库水位升降速率,对心墙坝遭遇库水位变动和降雨时的渗流和坝坡稳定性情况进行有限元模拟。结果表明,水位变动速率主要影响上下游坝坡安全系数趋于稳定的时间;降雨类型和降雨强度是影响心墙坝下游坝坡安全系数的主要因素,但对上游坝坡的安全系数变化影响较小;在下游坝坡安全系数〖JP2〗趋于稳定时,各降雨类型的安全系数大小为前锋型≥中锋型＞〖JP〗平均型＞后锋型;无论是水位上升阶段还是水位下降阶段,降雨都会降低下游坝坡的安全系数。该研究结果为心墙坝遭遇极端工况条件时进行风险分析和应急管理提供了参考依据。     

库水位下降速率对库岸老滑坡间歇性复活的影响

库水位波动对库岸涉水滑坡的变形失稳有重要影响,以白家包滑坡为例,根据野外勘察资料和GPS监测数据分析滑坡变形特征,利用Geo-Studio软件对不同工况下滑坡渗流场和位移变形进行了模拟分析,并研究了滑坡在6种不同工况下的稳定性。结果表明,白家包滑坡位移变形呈阶梯陡坎状,间歇性增长,滑坡变形规律与库水位调度规律同步吻合;库水位下降主要影响滑坡前缘,库水位下降速率越大,位移变形速率越大,位移变形量越大;库水位下降时,稳定性系数一直减小,下降速率越大,滑坡越容易发生失稳破坏。     

基于灰色关联度理论的库水位变动-降雨联合作用下的边坡渗透稳定性研究

针对库水位+降雨条件下的边坡渗透稳定性研究缺少定量化敏感性分析的问题,利用Geostudio软件模拟了三峡库区某边坡在库水位骤降及库水位骤降+降雨条件下的渗透稳定性规律,同时基于灰色关联度理论对不同边坡物理力学参数进行了稳定性的定量化敏感性分析。结果表明,库水位骤降条件下不同监测点的孔压均随时间增加逐渐下降,在叠加降雨过程时孔压有一个"突升";库水位骤降下的安全系数先减小后增大,降雨发生在第18～20d时安全系数最小;粘聚力c、内摩擦角φ、饱和渗透系数k对边坡稳定性影响较大,而重度γ对边坡稳定性的影响相对较小。     

局地暴雨对南水北调中线水位流量的影响

为准确分析短历时强暴雨对渠道水位流量的影响,以南水北调中线北拒马河节制闸区域为例,建立考虑降雨过程的一维非恒定流仿真模型,设定不同的雨区覆盖范围,模拟了降雨频率P=1%、降雨历时120min典型设计暴雨下渠道的响应过程。仿真表明,暴雨使雨区上游流量减小,距离雨区越近,减幅越大;使雨区内渠道的流量增大,且距离雨区中心越近,增幅越大。暴雨过程中,无论雨区范围大小,最大水位升幅均出现在北拒马河节制闸闸前,幅度与暴雨强度相关,降雨频率P=1%、降雨历时120min暴雨条件下为0.09m。暴雨结束后,随雨区覆盖范围的差异,北拒马河节制闸的闸前水位分别呈现下降、不变或上升趋势。当雨区范围达76km时,水位开始上升;当雨区范围达180km时,水位历时48h升至预警水位。     

考虑降雨空间异质性的流域洪水过程模拟研究

气候变化等因素使得降雨时空分布不均匀性增强，研究洪水对降雨空间异质性的响应关系，对于指导干支流不同频率暴雨组合遭遇条件下的流域洪水模拟意义重大。以山东省沂河临沂站以上流域为例，应用新安江模型构建流域水文模型。利用1980～2020年6～9月逐小时降雨数据进行频率分析，推求沂河流域降雨历时为72 h的不同重现期的设计暴雨。通过不同重现期的暴雨组合设计情景，利用构建的水文模型模拟，对临沂站的洪水过程进行分析，得到降雨空间异质性对洪水过程的影响关系。结果表明，降雨空间分布对洪峰流量的影响显著，靠近流域出口的区域降雨量是洪峰流量的决定性因素，降雨空间异质性高的情景下，较小的降雨也可能产生较大的洪水峰值流量。研究结果可为降雨空间异质性导致的干支流洪水遭遇条件的下游断面洪水预报提供参考。     

三峡库区白家包滑坡变形特征及位移预测分析

为降低白家包滑坡可能造成的危害,收集并分析白家包滑坡自2006年以来的专业监测数据及变形机制,确定降雨和库水位等外界因素是导致滑坡体变形的主要因素。为预测白家包滑坡在外界诱因下的位移发展变化趋势,采用灰色关联法计算滑坡位移与降雨量、库水位升降的关联性,利用BP神经网络算法预测白家包滑坡累计位移,并对比分析了实测位移与预测位移的差异。结果表明,库水位下降和降雨是诱发白家包滑坡变形的主要因素;BP神经网络算法预测效果较好,白家包滑坡在2014年10月~2016年10月的累计位移预测曲线呈台阶状变化,ZG324、ZG326测点的最大位移达到1 031、1 209mm。     

大型岩质水库滑坡复活变形过程的影响因素分析

鉴于识别处于复杂环境下的滑坡体变形影响因素是目前滑坡变形机理研究的重点。以三峡库区木鱼包滑坡为例,基于监测数据识别出滑坡变形的阶跃段,统计得出阶跃段往往出现于高库水位阶段,约在175.0～165.0m之间波动。应用格兰杰因果检验得出库水位高程变化将导致滑坡阶跃段的出现,并进一步以Geo-Slope模拟实际库水位波动与不同库水位变化速率下滑坡稳定性的变化。结果表明,木鱼包滑坡的阶跃段出现与稳定系数下降段相对应,均处于库水位的高水位阶段,且库水位处于172～175m时滑坡稳定性系数将接近最小值,确定了滑坡复活变形的影响因素是高库水位阶段。研究成果对滑坡的复活变形机理研究及防灾预警均具有重要意义。     

厦门市管网排水与河道排涝标准关系分析

因河道排涝系统与管道排水系统均单独设计,两个系统采用的选样方法、设计暴雨历时及边界条件不同,造成排水与排涝标准的不衔接。对厦门市长系列雨量资料进行统计分析,采用年多个样法与年最大值法得出短历时不同选样方法重现期的对应关系。在此基础上,统计雨强较小、降雨历时较长、总降雨量较大的次雨量绘制频率曲线,即考虑河道高水位对管道排水的破坏率的影响下,分析管道排水与河道排涝重现期的对应及衔接关系,作为河道排涝设计标准的依据。结果表明,考虑河道与管道规划施工的衔接,当管道的设计标准为1、2、3、5年时对应的河道设计标准分别为5、10、15、20年。