理论教育 崩岸因素权重排序分析

崩岸因素权重排序分析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-2天兴洲右岸崩岸面积与年汛期平均流量关系图环流作用和河弯曲率分别排序第二和第四,这二者的影响在下荆江蜿蜒型河段中是统一的。在水流的动力条件因素中,回流淘刷导致崩岸也具有一定的作用,其权重排序第三。河岸组成与滩槽高差的权值并列排序第五。在长江中下游,因非法滥采江沙而导致江岸崩滑的事故时有发生,并严重影响着堤防安全。

崩岸因素权重排序分析

从表4-11中可看出,崩岸影响权重总排序18个因素中,纵向水流冲刷的权值排第一是显然的,这可将经验认识(即一般情况下纵向水流冲刷是影响长江中下游河道崩岸的首要因素)进一步量化,同时可反映出其在众多因素中的相对重要性程度。它对崩岸的影响主要表现为流量的大小,即水流动能的大小对崩岸有着很大的影响。如汉口天兴洲分汊河段右汊青山夹在20世纪50~60年代为由支汊向主汊发展阶段,由于主、支汊的交替,右汊分流比逐渐增大,主流冲刷青山夹左岸中部发生崩岸且崩岸位置较固定。根据1956~1964 年的资料显示(图4-2),该处平均崩岸面积与青山夹年汛期平均流量(据汉口站流量与青山夹流量相关关系求得)具有较好的关系[1]。从而可知,流量的大小会对崩岸产生重要的影响。可以看出,在较长的时段内崩岸强度主要受纵向水流冲刷的影响。同时,深泓逼岸、水流顶冲都表现出纵向水流对崩岸的作用。

图4-2 天兴洲右岸崩岸面积与年汛期平均流量关系图

环流作用和河弯曲率分别排序第二和第四,这二者的影响在下荆江蜿蜒型河段中是统一的。河道弯曲半径小,水流对于河岸的交角大,顶冲作用强,同时弯道环流也强,二者的权重之和为0.231,仍小于纵向水流冲刷的权重,然而与纵向水流共同作用下,三者权重之和为0.496。可见,下荆江蜿蜒型河道在自然演变情况下崩岸发生之频繁,崩岸速度之大,理应是首屈一指的。对于城陵矶以下的中下游分汊河道,一般来说不存在系统的弯道环流结构,但河弯曲率在纵向水流对河岸的作用中仍具有重要的影响,特别是影响主流线与河岸的交角和河弯贴流的长度

在水流的动力条件因素中,回流淘刷导致崩岸也具有一定的作用,其权重排序第三。一般情况下,它的形成取决于一定的纵向水流条件。然而在特殊的水流和边界条件下形成的“口袋型”窝崩,这种回流造成的崩窝危害最大。

河床组成权值排序第四,说明它对长江中下游崩岸的发生也具有较大的作用,体现了基本河槽泥沙运动的强弱对崩岸的宏观影响。长江中下游河床相的粉砂、细砂,极易起动、扬动与输移。近岸河床受到冲刷形成深槽,随着水流继续冲刷,深槽逐渐向岸坡逼近,河岸变陡增高,失去稳定并易发生崩岸,所以河床组成条件所表现的抗冲性在崩岸事件中是与水流动力条件相互作用中矛盾的另一方面,对崩岸的发生及其强度理应起着重要的作用。

河岸组成与滩槽高差的权值并列排序第五。二元结构具有上层河漫滩相的河岸组成,形成条件较复杂,其构成也较复杂。随着土体黏粒含量不同常体现出不同的抗冲性,同时随着土体的物理力学性质不同而表现出不同的边坡稳定性。但这两个崩岸影响因素在河床演变中都是以床沙的组成及其运动情况为前提的。

无控制情况下的近岸挖沙会直接改变河床在自然情况下的组成情况,破坏水沙平衡,引起水流与河床的重新调整,并将对局部河段的河势产生不利影响,加速岸坡冲刷,甚至会使河岸边坡变陡引起崩岸。在长江中下游,因非法滥采江沙而导致江岸崩滑的事故时有发生,并严重影响着堤防安全。

无预防情况下的江边水工建筑物可能形成局部水流结构导致局部冲刷,它对崩岸影响程度与无控制情况下的近岸挖沙的权值并列排为第六,均是不可忽视的因素。(www.daowen.com)

河岸地下水作用权值排序第七。高水位持续的时间与河岸地下水作用影响土体的力学性质,产生的崩岸往往表现为以岸坡不稳定而发生的局部的或孤立的崩窝。当河岸处于水流冲刷发生平面变形的过程中,则河岸地下水作用诱发的崩岸将对河道的平面变形起某种程度的促进作用。

波浪作用权值排序第八,风成浪和船行波对崩岸的影响是局部和间歇性的。长江下游及河口区,水面宽阔,风浪、船舶航行引起的船行波均会对河岸产生冲刷。

还需提出的是突加荷载的因素(排序第九),尤其是在沿江水利港口码头工程施工过程中如果完全不加以控制,在河岸滩上堆建筑材料、河岸附近打桩振动等都有可能诱发崩岸。江滩上的临时堆场、企业营运的堆场对崩岸均施加影响,也应当予以重视。

对于人为因素的几个方面都应当发挥人的主观能动性加以控制和预防。加强采沙管理和科学论证,进行合理开采;加强水工建筑物附近河床及河岸的观测,采取适当的措施对其本身和上下游一定范围内作必要的防护和加固;加强新建工程施工组织管理,避免施工期内岸滩上过重荷载以及采取必要的削坡减载措施,都将使崩岸发生减至最小程度。

在总结已有经验认识的基础上,采用层次分析法分析计算上述各个影响因素,其权重总排序的结果在理论上和实践中都是可以接受的。在崩岸研究中,要从河流动力学观点出发,从整体上分析影响河道演变、河床冲淤和河道平面变形的因素,从具体崩窝形成的过程中紧密围绕水流泥沙运动特性和河道形态、河床组成条件进行研究;同时还要结合边坡稳定性方面的研究,全面探讨崩岸机理。另外,还需联系工程实际,采取必要的控制和预防崩岸的措施。

在治理长江中下游崩岸的过程中,主要任务是预防由纵向水流冲刷、河弯曲率较大、河床冲淤变化剧烈和河岸土质抗冲性差等因素所引起的崩岸。其中,稳定河势——对水流冲刷严重的部位实施崩岸治理,调整河势——使河弯曲率适度,改善水流流场和流态,是治河工程中的重要任务。从人为因素对崩岸的影响程度来看,有控制的条件是至关重要的。

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