為了評價(jià)河岸邊界條件和河流動力條件對岸灘穩(wěn)定性的影響,以河道岸灘崩塌影響因子層次結(jié)構(gòu)模型和權(quán)重系數(shù)為基礎(chǔ),將定性指標(biāo)定量化和定量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化,構(gòu)造了枯水期和洪水期岸灘穩(wěn)定綜合評價(jià)函數(shù),提出了考慮多種因素影響的岸灘穩(wěn)定性綜合評價(jià)方法。對擬定的3種不同土壤性質(zhì)、邊界條件和水動力條件的河段岸灘穩(wěn)定性評價(jià)結(jié)果表明,岸灘穩(wěn)定性綜合評價(jià)過程和評價(jià)方法是合理的。
【部分圖文】：

煲蛩胤治?影侗囈縑跫??河流動力條件兩大類，列為第二層。河岸邊界條件包括土壤特性和岸坡形態(tài)，主要的影響因子有土壤黏聚力、內(nèi)摩擦角、干密度及邊坡形態(tài)。河流動力條件主要為來水來沙條件，而來水來沙條件對河道的作用具體表現(xiàn)為河道沖刷，包括河岸側(cè)向沖刷和河床垂向沖刷兩個(gè)方面。另外，河流的水位變化及洪水浸泡也對崩岸有重要的影響，而洪水浸泡主要是通過對河岸浸泡時(shí)間長短來影響崩岸。因此，河岸側(cè)向沖刷、河床垂向沖刷、水位變化、河岸浸泡時(shí)間4個(gè)因子作為河流動力條件中的分析對象。層次分析結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。圖1岸灘穩(wěn)定性評價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型1．2不同時(shí)期岸灘穩(wěn)定性影響因子權(quán)重由于河道水位高低變化與岸灘浸泡狀況有很大的差異，河岸穩(wěn)定性也將隨之發(fā)生變化。在汛期，河道水位較高，且變化幅度較大，對岸灘浸泡作用明顯，河道岸灘崩岸往往會發(fā)生在汛末水位迅速降低過程中或之后。長江中下游崩岸90%以上發(fā)生在枯水期或汛后，美國密西西比河下游大多數(shù)崩岸也發(fā)生在汛后，尤以大水年之后崩岸明顯。在枯水期，河道水位較低，河道側(cè)向沖刷明顯，特別是彎道凹岸崩塌嚴(yán)重。顯然，枯水期和洪水期河流岸灘崩塌過程中各影響因子的作用是不一樣的，相應(yīng)的權(quán)重也隨之發(fā)生改變，進(jìn)而影響岸灘安全性的綜合評價(jià)。因此，利用層次分析法分別對洪水期和枯水期河流崩岸的影響因子進(jìn)行分析，對各層次中諸影響因子兩兩比較，考慮它們之間的相對重要性，列出判斷矩陣，進(jìn)行岸灘安全性影響分析，求得枯水期和洪水期條件下岸灘穩(wěn)定性各影響因子的權(quán)重系數(shù)［11-14］，如表1所示，相應(yīng)也就得到對應(yīng)枯水期和洪水期各影響因子的權(quán)重矩陣W1、W2:W1=(0.4087，0.1747，0.0628，0.1038，0.1465，0.0771，0.0157，0.0107)T

水利水電科技進(jìn)展，2016，36(5)Tel:025-83786335E-mail:jz@hhu．edu．cnhttp://www．hehaiqikan．cn岸灘邊坡形態(tài)作為一個(gè)定性指標(biāo)，只有定性描述或簡單的等級劃分，而沒有定量數(shù)值。為了進(jìn)一步探討河岸形態(tài)對河岸穩(wěn)定的影響，通過分析不同類型岸灘邊坡形態(tài)(圖2)的穩(wěn)定狀況，引入岸灘邊坡形態(tài)坡度參數(shù)［16］:K=K0+aΔdSd－ΔuSuL(Sd+Su)(5)式中:K為岸灘邊坡形態(tài)坡度;K0為直線岸坡的坡度;Δu、Δd分別為岸坡上部凸出或凹進(jìn)的厚度(凹進(jìn)取負(fù)值)，即圖2中的EF和HI;Su、Sd分別為岸坡上部凸出或凹進(jìn)部分面積(凹進(jìn)取負(fù)值);L為直線岸坡的坡長，即圖2中的AB段;a為岸坡坡度有效系數(shù)。一般說來，岸灘邊坡形態(tài)坡度小于穩(wěn)定坡度時(shí)，岸灘處于穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)岸灘邊坡形態(tài)坡度介于崩塌坡度和穩(wěn)定坡度之間時(shí)，岸灘處于不穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)岸灘邊坡形態(tài)坡度大于崩塌坡度時(shí)，岸灘崩塌。表23個(gè)河段枯水期和洪水期影響指標(biāo)時(shí)期河段黏聚力/kPa內(nèi)摩擦角/(°)干密度/(t·m－3)河岸穩(wěn)定狀態(tài)河岸側(cè)向沖刷/m河床垂向沖刷/m河道水位變化/m河岸浸泡時(shí)間/d枯水期洪水期125.926.82.040較穩(wěn)定1.010.750.130.5218.916.42.021不穩(wěn)定0.680.460.100.1312.912.62.052很不穩(wěn)定0.540.230.261.0125.926.82.040較穩(wěn)定1.322.862.4015.0218.916.42.021不穩(wěn)定1.222.501.7017.0312.912.62.052很不穩(wěn)定0.670.793.8035.0圖2岸灘邊坡形態(tài)類型岸灘邊坡形態(tài)這類指標(biāo)現(xiàn)階段還很難用準(zhǔn)確的數(shù)值表示，仍通過模糊評判法對定性指標(biāo)進(jìn)行量化處理，具體方法是根據(jù)相關(guān)專家對所給定的指標(biāo)按規(guī)定的評語進(jìn)行評判，并賦予指標(biāo)隸屬度。指標(biāo)評語集V為V={穩(wěn)定，較穩(wěn)定，不穩(wěn)定，很不穩(wěn)定，崩塌}(6)賦予指標(biāo)評

煲蛩胤治?影侗囈縑跫??河流動力條件兩大類，列為第二層。河岸邊界條件包括土壤特性和岸坡形態(tài)，主要的影響因子有土壤黏聚力、內(nèi)摩擦角、干密度及邊坡形態(tài)。河流動力條件主要為來水來沙條件，而來水來沙條件對河道的作用具體表現(xiàn)為河道沖刷，包括河岸側(cè)向沖刷和河床垂向沖刷兩個(gè)方面。另外，河流的水位變化及洪水浸泡也對崩岸有重要的影響，而洪水浸泡主要是通過對河岸浸泡時(shí)間長短來影響崩岸。因此，河岸側(cè)向沖刷、河床垂向沖刷、水位變化、河岸浸泡時(shí)間4個(gè)因子作為河流動力條件中的分析對象。層次分析結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。圖1岸灘穩(wěn)定性評價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型1．2不同時(shí)期岸灘穩(wěn)定性影響因子權(quán)重由于河道水位高低變化與岸灘浸泡狀況有很大的差異，河岸穩(wěn)定性也將隨之發(fā)生變化。在汛期，河道水位較高，且變化幅度較大，對岸灘浸泡作用明顯，河道岸灘崩岸往往會發(fā)生在汛末水位迅速降低過程中或之后。長江中下游崩岸90%以上發(fā)生在枯水期或汛后，美國密西西比河下游大多數(shù)崩岸也發(fā)生在汛后，尤以大水年之后崩岸明顯。在枯水期，河道水位較低，河道側(cè)向沖刷明顯，特別是彎道凹岸崩塌嚴(yán)重。顯然，枯水期和洪水期河流岸灘崩塌過程中各影響因子的作用是不一樣的，相應(yīng)的權(quán)重也隨之發(fā)生改變，進(jìn)而影響岸灘安全性的綜合評價(jià)。因此，利用層次分析法分別對洪水期和枯水期河流崩岸的影響因子進(jìn)行分析，對各層次中諸影響因子兩兩比較，考慮它們之間的相對重要性，列出判斷矩陣，進(jìn)行岸灘安全性影響分析，求得枯水期和洪水期條件下岸灘穩(wěn)定性各影響因子的權(quán)重系數(shù)［11-14］，如表1所示，相應(yīng)也就得到對應(yīng)枯水期和洪水期各影響因子的權(quán)重矩陣W1、W2:W1=(0.4087，0.1747，0.0628，0.1038，0.1465，0.0771，0.0157，0.0107)T
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