基于COMSOL的洛河治理工程中河道岸坡安全穩定性分析研究

楊淑惠

(洛陽水利勘測設計有限責任公司，河南 洛陽 471002)

隨著工業化發展，部分河流常年排污，導致河道寬度變窄或淤泥增加，水質變差，因而河道治理在我國許多河流中逐漸開展規劃[1-3]。河道治理不可避免會造成原有岸坡的開挖擾動，對岸坡穩定性是一定挑戰，許多水利工程師認為岸坡穩定將很大程度提升河道治理效率，因而針對岸坡安全穩定性分析研究具有重要作用[4-6]。一些學者通過模型試驗，探討岸坡失穩臨界狀態，提出防止岸坡失穩的措施[7-9]；當然部分學者采用理論分析手段，結合現場岸坡監測數據，分析數據之間的內在聯系，及時預警岸坡失穩[10-12]；數值分析作為高效率計算手段，在岸坡穩定性分析中，納入工程實際資料，基于不同工況條件，獲得岸坡安全穩定系數，為準確評價岸坡安全狀態提供重要理論參考。

1 工程概況

洛河在河南流域面積超過12 000 km2，河道寬度維持在200～450 m，周邊植被覆蓋性較好，水土保持還較理想，但在洛寧區段由于墾荒過度導致岸坡上泥土沖入河流中，該區段內洛河含沙量急劇增大，根據斷面監測表明，最大含沙量達75 kg/m3，雨水季節沙量監測值可達到630萬t，泥沙粒徑以0.17～0.35 mm為主。目前洛河流域內共建設有數量較多的中小型水庫，其中以故縣大型水庫容量為最大，達11.75億m3，水庫防洪壩體達到120 m高，徑流量超過13.00億m3，承擔著區域內防洪灌溉以及調控水位的重要作用，另還修建有小型水電站，裝機容量6 kW。由于近幾年工業不加節制發展，洛河河道常年淤積較嚴重，通航困難，甚至由于泥沙過多沖擊小型水電站，導致需要停機維護，河流內水流暗涌較多，水生態系統破壞較嚴重，為此，洛河管理部門考慮對河道進行整治維護。……