月潭水庫(kù)庫(kù)岸再造預(yù)測(cè)分析

程陳 王驍

目前河流水文水動(dòng)力模型已廣泛應(yīng)用于工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、洪水調(diào)度、洪水預(yù)報(bào)和水資源管理，摸索高精度的模擬技術(shù)是模型構(gòu)建永恒的追求，也是技術(shù)難點(diǎn)。本文以典型站為案例，分析涵閘孔流流量綜合率定成果應(yīng)用于河流涵閘出流模擬的可行性和必要性，這對(duì)改進(jìn)軟件涵閘孔流模擬的技術(shù)方法，提高構(gòu)建模型的模擬精度具有重要意義

一、工程概況

月潭水庫(kù)位于安徽省黃山市休寧縣新安江主源率水河上，是一座以防洪為主，結(jié)合供水、發(fā)電等綜合利用的大（2）型水利樞紐。月潭水庫(kù)正常蓄水位165.0m，設(shè)計(jì)洪水位169.4m，校核洪水位172.0m，死水位為157.0m，水庫(kù)總庫(kù)容1.55億m3，電站裝機(jī)容量20MW，工程等別為Ⅱ等。推薦壩型為混凝土重力壩。重力壩最大壩高36.6m，壩頂高程 173.6m，壩頂寬7.0m，樞紐工程由混凝土重力壩、泄洪表孔、泄洪底孔、發(fā)電引水管道、發(fā)電廠房及升壓開關(guān)站等建筑物所組成。

二、庫(kù)岸地質(zhì)分類及分布范圍

根據(jù)岸坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層巖性組合等，月潭水庫(kù)庫(kù)岸一般可分為巖質(zhì)岸坡及土質(zhì)岸坡兩類。

1.巖質(zhì)庫(kù)岸

庫(kù)區(qū)巖質(zhì)庫(kù)岸巖性以千枚巖系為主，山坡基巖大多裸露，風(fēng)化不深，片理裂隙較發(fā)育，片理傾角60°～75°，而自然山坡坡度為35°～50°。

庫(kù)區(qū)巖質(zhì)岸坡主要分布在壩址向上游至陳霞大橋左右側(cè)庫(kù)岸，長(zhǎng)約13.6km；上呈村上游至石田村下游茶塘河口左側(cè)庫(kù)岸，長(zhǎng)約3.8km，石田林場(chǎng)向上游0.8km的左側(cè)庫(kù)岸，溪口老大橋至茶亭灣左側(cè)庫(kù)岸，長(zhǎng)約0.48km，石坑上游至木干橋左側(cè)庫(kù)岸，長(zhǎng)約2.4km；陳霞至金村右側(cè)庫(kù)岸，長(zhǎng)約3.8km，郎村下游右側(cè)庫(kù)岸，長(zhǎng)約2.1km。

2.土質(zhì)庫(kù)岸

土質(zhì)岸坡主要揭露①層輕粉質(zhì)壤土～輕壤土、②層砂卵礫石、③層重～中粉質(zhì)壤土、④層粉質(zhì)壤土夾碎石，土質(zhì)岸坡坡度陡緩不一。

土質(zhì)岸坡主要分布在以下庫(kù)岸段，左側(cè)庫(kù)岸：陳霞大橋至上呈村長(zhǎng)約3.0km，茶塘河至石田林場(chǎng)長(zhǎng)約2.1km，溪口大橋下游溪口村長(zhǎng)約2.2km，茶亭灣至石坑村長(zhǎng)約1.3km；右側(cè)庫(kù)岸分布在：金村至溪河口長(zhǎng)約10.0km，絕大部分為土質(zhì)庫(kù)岸，郎村至庫(kù)尾長(zhǎng)約2.0km。

表1 庫(kù)岸預(yù)測(cè)穩(wěn)定坡角參數(shù)取值推薦表

表2 庫(kù)岸預(yù)測(cè)塌岸寬度表

圖1 卡丘金圖解法塌岸預(yù)測(cè)簡(jiǎn)圖

三、庫(kù)岸再造影響因素

水庫(kù)運(yùn)行期，水庫(kù)回水線附近的水庫(kù)岸坡，由于地質(zhì)環(huán)境尤其是水文地質(zhì)條件的變化，庫(kù)周原始天然岸坡的穩(wěn)定性亦將產(chǎn)生一定程度的變化，即產(chǎn)生庫(kù)岸再造問(wèn)題。庫(kù)岸再造的形式主要有巖質(zhì)岸坡沿不利結(jié)構(gòu)面的崩塌、滑坡，土質(zhì)岸坡的局部窩崩、塌岸等。月潭水庫(kù)庫(kù)岸巖質(zhì)岸坡巖層陡峻，基巖風(fēng)化不深，庫(kù)岸再造作用輕微，庫(kù)岸穩(wěn)定性較好，庫(kù)岸再造主要為土質(zhì)庫(kù)岸段，其影響因素主要有：地形條件、水庫(kù)岸坡的地層巖性、水庫(kù)水位升高導(dǎo)致的水文地質(zhì)條件的改變及浪蝕作用等。

四、庫(kù)岸再造的預(yù)測(cè)方法及參數(shù)的選擇

1.預(yù)測(cè)方法

月潭水庫(kù)巖質(zhì)庫(kù)岸穩(wěn)定性較好，這里僅針對(duì)土質(zhì)庫(kù)岸進(jìn)行塌岸預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)方法采用現(xiàn)行水利行業(yè)常用的卡丘金圖解法。簡(jiǎn)化的卡丘金圖解法塌岸預(yù)測(cè)見圖1。實(shí)質(zhì)是預(yù)測(cè)正常蓄水位與死水位間水位變幅帶及正常蓄水位以上各巖土層岸坡長(zhǎng)期穩(wěn)定坡角，依據(jù)地質(zhì)類比的圖解法求解庫(kù)岸最終塌岸寬度。

月潭水庫(kù)蓄水運(yùn)行后，在死水位157.0m或波浪影響深度之下、正常蓄水位165m之上，以及死水位與正常蓄水位之間，原始庫(kù)岸將在水動(dòng)力條件的作用下，依據(jù)巖土層抗沖性的不同，形成一定寬度范圍的各自庫(kù)岸穩(wěn)定坡角，從而完成岸坡塌岸再造過(guò)程。

2.塌岸預(yù)測(cè)參數(shù)的選取

對(duì)于土質(zhì)庫(kù)岸，水下岸坡土層穩(wěn)定坡角、水上岸坡土層穩(wěn)定坡腳是預(yù)測(cè)庫(kù)岸再造寬度的兩個(gè)主要參數(shù)。為此對(duì)于土質(zhì)岸坡預(yù)測(cè)參數(shù)的選取，主要通過(guò)對(duì)庫(kù)岸現(xiàn)狀及土層性質(zhì)的調(diào)查、類比類似工程經(jīng)驗(yàn)提出的，見表1。

3.預(yù)測(cè)結(jié)果

根據(jù)卡丘金圖解法預(yù)測(cè)的庫(kù)岸塌岸寬度見表2。

五、結(jié)語(yǔ)

月潭水庫(kù)為山區(qū)峽谷型水庫(kù)，庫(kù)岸以巖質(zhì)岸坡為主，巖質(zhì)岸坡巖層傾角陡峻，水庫(kù)蓄水后庫(kù)岸再造作用微弱，該類庫(kù)岸穩(wěn)定性一般較好。土質(zhì)岸坡在水庫(kù)蓄水后，由于地質(zhì)環(huán)境和水文地質(zhì)條件的改變，將產(chǎn)生一定程度的塌岸，根據(jù)塌岸預(yù)測(cè)分析，除右岸郎村至庫(kù)尾村段塌岸寬度較小，其余段將產(chǎn)生一定寬度的塌岸，庫(kù)岸穩(wěn)定性較差，為保證庫(kù)岸上方農(nóng)田以及居民建筑物不受塌岸影響，建議對(duì)以上岸坡進(jìn)行防護(hù)