东庄水库黄土岸坡的塌岸预测方法研究
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中图 分 类 号 ：Ｔ Ｖ ６ ９ ７ ． ３ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ １ —１ ２ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ ３ ９ ８— ０ ３
Ｕ 引 舀
水 库塌 岸系 指水 库 蓄 水后 ， 松散 堆 积 体 或 遇 水 易 冲刷 、 崩解 的半 岩质 岩 层 ， 受 库 水浸 泡 、 风浪 及 船 行 波 浪冲击 、 水流 侵蚀 以及干 湿交替 等 的影 响 ， 导 致库 岸 岩 土体风 化加剧 ， 抗 剪强度 降低 ， 以及 库水 位涨 落 引起 库 岸地下 水动 水 压 力 变化 ， 造 成 库 岸 侵 蚀一 剥蚀 、 崩塌 、 滑移等 再 造 变 形 ， 使 库 岸 线 不 断 后 移 的不 良地 质 现 象¨ “ 。 目前 ， 水 库 塌 岸 的 长期 预 测 仍 主 要 采 用 卡 丘 金法 、 佐洛 塔廖 夫 法 、 两段 法 、 库 岸 结 构 法 等 图解 预 测
盐 岩 。天然状 态下 ， 库 区岸 坡 稳 定性 好 ， 水库蓄水后 ， 库水 位 附近黄 土岸坡 受库 水影 响将产 生塌岸 。
２ 东 庄 水库 黄 土岸 坡 塌 岸 预Байду номын сангаас 方 法
２ ． １ 卡 丘金法
（ ｍ） ， ｈ ＝ ０ ． ６ ４ ａ ｒ ｓ ｈ （ ８ ． １ ｈ ） ， 浪高用 安德 烈扬 诺 夫经 验 公 式进行 计 算 １ ｏ ３ ： ｈ＝ ０ ． ０ ２ ０ ８× ×Ｌ 力， 式 中 为
预测 ， 东 庄水库 局部段 为深 厚 的黄土岸 坡 ， 对该 类 岸坡 选 用卡 丘金法进 行 塌岸预 测是合 适 的 。卡 丘 金法 依据
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ６—０ ４ ；改 回 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ６—２ ０
作者简介 ：岳永 峰 （ １ ９ ７ ９一） ，男 ，工程 师，地质工程专业 ，从 事工程地质勘察工作 。Ｅ—ｍａ ｉ ｌ ：６ ２ ５ ４ ５ ０ ９ ３ ７ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
方法 。
库水升 降范 围 内各 类岩 土 体水 下 水 上稳 定 坡 角 ， 根 据 几何关 系 ， 用 图解法 求得最 终塌岸 宽度 ， 见图 ｌ 。
１ 东庄水库 区基本地质条件
东庄水 库 区位 于 泾 河 下 游 峡 谷 段 。正 常 蓄水 位
７ ８ ９ ｉ ｎ高程 时 ， 水 库 回水 至 彬县 枣 渠 电站 ， 回水 长度 约 ９ ６ ． ７ ｋ ｍ， 主要 涉及陕西省淳化 、 礼泉 、 永 寿和彬 县 四县 。 水库 区处于 陕北 黄土塬 区西南 缘 ， 河谷 深 切 ， 冲沟
ｔ
图１ 卡 丘 金 法 预 测 塌岸 示意 图
Ｆｉ ｇ ． １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ａ ｎ ｋ ｃ ｏ ｌ ｌ ａ ｐ ｓ ｅ ｂ ｙ Ｅ Ｆ Ｋａ ｙ ｒ ｕＨ
库 区基岩 为二 叠 系 、 三叠 系砂 页 岩 及 奥 陶 系碳 酸
式中： ５ 。 —— 塌岸 带最 终 宽度 （ ｍ） ， Ｓ ＝Ｎ×Ｓ ； Ａ —— 库 水位 变化 幅度 （ ｎ） ｉ ； ／ Ｖ ＿ ＿ ＿ 一 与 土颗 粒 大小 有 关 的 系数 ， 粘 土取 Ｎ：１ ． ０ ， 壤 土取 Ｎ＝０ ． ８ ， 黄土 取 Ｎ＝ ０ ． ６ ， 砂 土 取 Ｎ＝０ ． ５ ， 砂 卵石 取 Ｎ ＝０ ． ４ ； ｈ ｐ — — 波 浪 冲刷 深 度
岳永峰 ，罗延婷 ，李 伟
（ １ ． 黄河勘测规划设计有限公司， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ３ ；２ ． 河海大学 地球科学与工程学院， 江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ８ ）
摘
要 ：结合 东庄水库工程 ，对黄 土岸坡选 用卡丘金法进行塌 岸预测 。在 实际的操作过 程 中发现卡 丘金法
风速（ ｍ ／ ｓ ） ， 取 当地 最 大风 １ ６ ｍ ／ ｓ ； Ｌ为 吹程 （ ｋ ｍ） ， 取
卡丘 金法适 用 于塌岸 范 围内全部 为松 散层 的塌岸
水 库蓄水 达到正 常洪 水位时 ， 预测库 岸 段水 库 宽度 ； 当 起 算点 Ｍ 为基 岩面或河 床 时 ， 取ｈ ＝ ０； ｈ Ｂ — — 浪击 高 度 或浪爬 高 （ Ｉ ｎ ） ， ｈ ＝ ３ ． ２ Ｋ ｈ ｔ ｇ ａ， Ｋ为被 冲蚀岸 坡粗 糙
第２ ７卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ８月
资 源环 境 与 工 程
Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎｔ＆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖｏ １ ． ２ ７， Ｎｏ ． ４ Ａｕ ｇ． ， ２ ０１ ３
东庄 水 库 黄 土 岸坡 的塌 岸预 测 方 法研 究
第 ４期
岳永峰等 ： 东庄 水 库 黄 土 岸 坡 的 塌 岸 预 测 方 法研 究
３ ９ ９
系数 ， 一般 取 Ｋ＝ ０ ． ６ ０， 砂 岸取 Ｋ＝ ０ ． ５ ５～ ０ ． ７ ５ ， 砾 石岸 取 Ｋ＝０ ． ８ ５～ ０ ． ９ ０ ； 日 —— 正 常 蓄 水 位 以 上 岸 坡 高 度 （ ｍ） ， 实 际为计 算 剖 面 上 塌 岸后 缘 点 Ｐ与 正 常 蓄水 位
的不足 ，并根据 实际的地质条件 ，新建模型及计算 方法——几 何 图解 法。综合 卡丘金 法及 几何 图解法完成
东庄水库黄土岸坡的塌岸预测 ，能使预测 结果更接近 实际，为水库塌岸 的处理提供 可靠依据 ，对 于整个水
库 工程 安 全 具 有 重 要 意 义 。
关键词 ：东庄水库 ；黄土岸坡 ；塌 岸预测 ；几何 图解法
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
卡丘 金法计算 公式 如下 ：
『 （ Ａ ＋ｈ Ｐ ＋ｈ Ｂ ） ｃ ｏ ｔ ｃ ￣ ＋（ Ｈ —ｈ Ｂ ） ｃ ０ １
众多， 河 曲发育 。库 区两岸坡 顶塬 面较 平缓 ， 大 部分 被
【 一 （ Ａ ＋ ｈ ｐ ） 。 ｔ
Ｊ
黄 土覆 盖 ， 边缘 发育有 深切 的沟谷 。
Ｕ 引 舀
水 库塌 岸系 指水 库 蓄 水后 ， 松散 堆 积 体 或 遇 水 易 冲刷 、 崩解 的半 岩质 岩 层 ， 受 库 水浸 泡 、 风浪 及 船 行 波 浪冲击 、 水流 侵蚀 以及干 湿交替 等 的影 响 ， 导 致库 岸 岩 土体风 化加剧 ， 抗 剪强度 降低 ， 以及 库水 位涨 落 引起 库 岸地下 水动 水 压 力 变化 ， 造 成 库 岸 侵 蚀一 剥蚀 、 崩塌 、 滑移等 再 造 变 形 ， 使 库 岸 线 不 断 后 移 的不 良地 质 现 象¨ “ 。 目前 ， 水 库 塌 岸 的 长期 预 测 仍 主 要 采 用 卡 丘 金法 、 佐洛 塔廖 夫 法 、 两段 法 、 库 岸 结 构 法 等 图解 预 测
盐 岩 。天然状 态下 ， 库 区岸 坡 稳 定性 好 ， 水库蓄水后 ， 库水 位 附近黄 土岸坡 受库 水影 响将产 生塌岸 。
２ 东 庄 水库 黄 土岸 坡 塌 岸 预Байду номын сангаас 方 法
２ ． １ 卡 丘金法
（ ｍ） ， ｈ ＝ ０ ． ６ ４ ａ ｒ ｓ ｈ （ ８ ． １ ｈ ） ， 浪高用 安德 烈扬 诺 夫经 验 公 式进行 计 算 １ ｏ ３ ： ｈ＝ ０ ． ０ ２ ０ ８× ×Ｌ 力， 式 中 为
预测 ， 东 庄水库 局部段 为深 厚 的黄土岸 坡 ， 对该 类 岸坡 选 用卡 丘金法进 行 塌岸预 测是合 适 的 。卡 丘 金法 依据
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ６—０ ４ ；改 回 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ６—２ ０
作者简介 ：岳永 峰 （ １ ９ ７ ９一） ，男 ，工程 师，地质工程专业 ，从 事工程地质勘察工作 。Ｅ—ｍａ ｉ ｌ ：６ ２ ５ ４ ５ ０ ９ ３ ７ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
方法 。
库水升 降范 围 内各 类岩 土 体水 下 水 上稳 定 坡 角 ， 根 据 几何关 系 ， 用 图解法 求得最 终塌岸 宽度 ， 见图 ｌ 。
１ 东庄水库 区基本地质条件
东庄水 库 区位 于 泾 河 下 游 峡 谷 段 。正 常 蓄水 位
７ ８ ９ ｉ ｎ高程 时 ， 水 库 回水 至 彬县 枣 渠 电站 ， 回水 长度 约 ９ ６ ． ７ ｋ ｍ， 主要 涉及陕西省淳化 、 礼泉 、 永 寿和彬 县 四县 。 水库 区处于 陕北 黄土塬 区西南 缘 ， 河谷 深 切 ， 冲沟
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图１ 卡 丘 金 法 预 测 塌岸 示意 图
Ｆｉ ｇ ． １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ａ ｎ ｋ ｃ ｏ ｌ ｌ ａ ｐ ｓ ｅ ｂ ｙ Ｅ Ｆ Ｋａ ｙ ｒ ｕＨ
库 区基岩 为二 叠 系 、 三叠 系砂 页 岩 及 奥 陶 系碳 酸
式中： ５ 。 —— 塌岸 带最 终 宽度 （ ｍ） ， Ｓ ＝Ｎ×Ｓ ； Ａ —— 库 水位 变化 幅度 （ ｎ） ｉ ； ／ Ｖ ＿ ＿ ＿ 一 与 土颗 粒 大小 有 关 的 系数 ， 粘 土取 Ｎ：１ ． ０ ， 壤 土取 Ｎ＝０ ． ８ ， 黄土 取 Ｎ＝ ０ ． ６ ， 砂 土 取 Ｎ＝０ ． ５ ， 砂 卵石 取 Ｎ ＝０ ． ４ ； ｈ ｐ — — 波 浪 冲刷 深 度
岳永峰 ，罗延婷 ，李 伟
（ １ ． 黄河勘测规划设计有限公司， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ３ ；２ ． 河海大学 地球科学与工程学院， 江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ８ ）
摘
要 ：结合 东庄水库工程 ，对黄 土岸坡选 用卡丘金法进行塌 岸预测 。在 实际的操作过 程 中发现卡 丘金法
风速（ ｍ ／ ｓ ） ， 取 当地 最 大风 １ ６ ｍ ／ ｓ ； Ｌ为 吹程 （ ｋ ｍ） ， 取
卡丘 金法适 用 于塌岸 范 围内全部 为松 散层 的塌岸
水 库蓄水 达到正 常洪 水位时 ， 预测库 岸 段水 库 宽度 ； 当 起 算点 Ｍ 为基 岩面或河 床 时 ， 取ｈ ＝ ０； ｈ Ｂ — — 浪击 高 度 或浪爬 高 （ Ｉ ｎ ） ， ｈ ＝ ３ ． ２ Ｋ ｈ ｔ ｇ ａ， Ｋ为被 冲蚀岸 坡粗 糙
第２ ７卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ８月
资 源环 境 与 工 程
Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎｔ＆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖｏ １ ． ２ ７， Ｎｏ ． ４ Ａｕ ｇ． ， ２ ０１ ３
东庄 水 库 黄 土 岸坡 的塌 岸预 测 方 法研 究
第 ４期
岳永峰等 ： 东庄 水 库 黄 土 岸 坡 的 塌 岸 预 测 方 法研 究
３ ９ ９
系数 ， 一般 取 Ｋ＝ ０ ． ６ ０， 砂 岸取 Ｋ＝ ０ ． ５ ５～ ０ ． ７ ５ ， 砾 石岸 取 Ｋ＝０ ． ８ ５～ ０ ． ９ ０ ； 日 —— 正 常 蓄 水 位 以 上 岸 坡 高 度 （ ｍ） ， 实 际为计 算 剖 面 上 塌 岸后 缘 点 Ｐ与 正 常 蓄水 位
的不足 ，并根据 实际的地质条件 ，新建模型及计算 方法——几 何 图解 法。综合 卡丘金 法及 几何 图解法完成
东庄水库黄土岸坡的塌岸预测 ，能使预测 结果更接近 实际，为水库塌岸 的处理提供 可靠依据 ，对 于整个水
库 工程 安 全 具 有 重 要 意 义 。
关键词 ：东庄水库 ；黄土岸坡 ；塌 岸预测 ；几何 图解法
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
卡丘 金法计算 公式 如下 ：
『 （ Ａ ＋ｈ Ｐ ＋ｈ Ｂ ） ｃ ｏ ｔ ｃ ￣ ＋（ Ｈ —ｈ Ｂ ） ｃ ０ １
众多， 河 曲发育 。库 区两岸坡 顶塬 面较 平缓 ， 大 部分 被
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黄 土覆 盖 ， 边缘 发育有 深切 的沟谷 。