数值模拟技术是国内外开展崩塌滑坡涌浪研究的重要手段， 该方法可以较系统地分析涌浪灾害，具有准确、经济、合理等优势，其形成的结果可视化程度高，有利于崩塌滑坡涌浪灾害预警。 根据力学模型，数值模型可分为流体力学模型和水波动力学模型。 利用Navier-Stokes 流体力学方程模型，国内外一些研究者采用有限元法、 有限差分法、有限体积法进行了相关研究[1] 。 该模型精细地刻画了水质点的运动，能很好地研究地质灾害体-水体-空气的三相相互作用形成涌浪，但用于模拟涌浪长距离传播和爬坡则过于微观， 而使得计算十分繁琐，所需计算资源非常大，耗时较长，不利于模拟涌浪长距离传播和爬坡。 根据波浪数学模型，水波动力学模型可分为Boussinesq 模型、非线性浅水波模型（Non-linear Shallow Water Wave Equations）和潜势流模型（Potential Flow Equations）[2-5] 。波浪理论关注水面的质点运动，这与地质灾害涌浪预测所关注对象一致，该理论在国外广泛应用于各类型涌浪及海啸的预测预报中， 如美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA) 目前主要使用南加利福尼亚大学研制的MOST(Method Of Splitting Tsunami)，康奈尔大学研制的海啸数值模拟软件COMCOT (Cornell Multigrid Coupled Tsunami Mode1)，日本东北大学研制的TUNAMI 模型等。

武汉地质调查中心在四阶包辛奈斯克模型FUNWAVE 基础上，二次开发形成了库区崩塌滑坡涌浪灾害的快速评价系统软件FAST （FAST, Fast Assessing System for Tsunami， 专利号：ZL 2012 1 0429021.6）[6] ， 软件克服了现有技术进行计算所需资源非常大、耗时较长、不利于模拟涌浪长距离传播和爬坡的缺点，能够快速合理地确定水库崩滑体涌浪灾害预警范围及其风险管理评价。 FUNWWAVE 模型利用国内外案例都进行过实例验证，取得了较好的应用效果。 本次模拟工作将采用FAST V2.0 进行棺木岭危岩的涌浪模拟分析，棺木岭危岩是 “三峡地区万州-宜昌段交通走廊1:5 万环境地质调查”项目组在工作过程中新发现的地质灾害点， 该灾害点尚未纳入秭归县群测群防体系，主要威胁对象为对岸的漂流码头、船只及游客。 本次主要模拟145 m、175 m 水位下危岩体以坐滑式入水后的涌浪传播情况，计算结果可为棺木岭危岩体地质灾害涌浪避险及预警提供参考。

1 危岩体概况及变形破坏机理分析

1.1 危岩体概况

棺木岭崩塌隐患点位于三峡库区九畹溪支流左岸， 距九畹溪入长江口的河道长度约1.5 km，位于九畹溪旅游下客码头的对岸（图1）。 危岩区属构造侵蚀溶蚀低中山区，周边地形陡峻，地形切割剧烈，沟谷多呈“ V”字型。 该段支流峡谷在三峡水库蓄水至175 m 后，水深约105 m 左右，峡谷江面宽度只有约215 m。斜坡受产状275°/⊥、355°/W∠70°两组裂缝近直角相交、贯通，使岩体脱离母岩，形成危岩体（图2）。 同时危岩体自身上发育约10 条纵向裂缝， 较多纵向裂缝的张开部分在基座岩体，延伸至危岩体后为闭合状态。有4 条纵向裂缝延伸至危岩体顶部。 危岩体平均高度50 m， 沿陡崖宽度50 m，平均厚度20 m，危岩体体积约5 万m3。 主崩方向初步判断为355°方向。危岩区出露的岩性主要为寒武系三游洞组（Csy）厚层白云岩夹薄层硅质白云岩，局部含泥质条带，岩层产状278°∠22°。 从岩性在东侧陡崖上分布情况看， 高程195 m 以上、146 m以下为厚层白云岩， 高程160-195 m、146-155 m为薄层状白云岩，155-160 m 为薄层状泥质白云岩夹一层厚层白云岩，含泥质条带，构成危岩体基座。

1.2 危岩体变形机理分析

据野外调查，危岩体下方发育一套含泥质条带的薄层泥质白云岩夹一层厚1.0 m 的白云岩， 易风化，沿层面形成高5-8 m 的岩腔（岩屋），长60 余m，最大深度达12 m， 使上部危岩体近1/2 悬空 （图3）。 三峡水库蓄水后在浪蚀作用下，岩腔进一步扩大，岩腔顶部10 cm 向内掏蚀近50 cm,危岩体崩塌危险进一步加剧。同时危岩体基座岩体5-8 m 厚度范围内的，压裂破碎严重，并见新鲜断面，说明近期基座应力集中区岩体所承受压力处于极限状态（图4），岩体向外鼓胀，致使裂缝中部宽度扩大，在库水位影响下，裂缝有进一步扩宽和向岩体深部延伸的趋势，从而诱发危岩体整体失稳破坏，形成大规模崩塌。

2 危岩体涌浪数值模拟分析

2.1 危岩体涌浪计算数值模型

计算区地形数据主要采用1:1 万地形图， 棺木岭附近河床高程为70 m。模拟计算区域长约9200 m，宽约6000 m，利用60 m×60 m 的网格划分为155 列，101 行。计算区域内长江呈“L”型展布，长约6.9 km。计算区内九畹溪总体呈南北向展布，长约8.2 km。 计算区地貌为典型V 型峡谷地貌，山高水深，水力坡降大，河道蜿蜒。九畹溪上游的河谷非常狭窄，大多河面宽度在100 m 左右（175 m 水位时）。 计算域内包括的主要居民点有棺木岭崩塌隐患点对面的旅游码头接待站（图5）。

（42）總諮訣北極帝命，報應出右勝府司。（《太上說玄天大聖真武本傳神呪妙經註》卷六，《中华道藏》30/580）

  

图1 棺木岭崩塌隐患点位置图Fig. 1 The location of Guanmuling slope

 

1.路；2.桥；3.隧；4.建筑物；5.居民集聚区；6.河道

  

图3 危岩体基座淘蚀岩腔Fig. 3 Scour cells of Rock foundation

2.2 涌浪模拟计算参数的确定

  

图2 棺木岭崩塌纵向裂隙Fig. 2 vertical cracks of Guanmuling slope

  

图4 基座岩体压裂破碎Fig. 4 Broken Rock foundation

岩土体的运动过程是一个能量传递、转化和耗散的过程[6] 。在与水体作用过程中，岩土体的动能传递给水体，从而形成涌浪波[7-10] 。 水库崩滑体运动中水阻力是重要因素，通过物理实验发现，运动时产生的压强水头增量与速度平方成正比。 考虑浮力、水阻力和摩擦力，根据牛顿运动定律，可得崩滑体质点的加速度计算公式为：

 

计算结果显示，涌浪波在T=14″时形成23.3 m的最大涌浪，在对岸最大爬坡高度达到11.6 m。 由于失稳方向为355°， 而九畹溪河道近南北展布，因此涌浪的传播与衰减受这一方向关系严重影响。在入水处下游方向（与失稳方向同向）涌浪影响范围大且传播衰减小，在入水处上游方向（与失稳方向反向）涌浪衰减快且影响范围小。 T=26.6″时最大涌浪传递至棺木岭上游对岸旅游码头，最大涌浪爬高为14.5 m。T=48″时，最大涌浪波抵达九畹溪入长江口，浪高11.1m。 80s 后最大浪到达入长江口对岸，浪高3.1m。 涌浪出长江口后，以长江口为源，向长江上下游传播。T=140″左右最大浪抵达长江上游路口子附近，涌浪爬高在0.6 ~ 1.1 m。T=122″时，涌浪抵达长江下游九曲脑附近， 涌浪爬高在1 ~ 1.6 m左右。 在九畹溪上游方向则衰减非常快，当T=85″最大传播浪传递至下上游最近的第一个河流转弯处（上游1 km）时，涌浪下降至1.7 m。

参照组采用常规康复护理，观察组实施循证护理干预：组建护理小组，所有成员均经过循证护理培训，患者接受护理前，护理小组要集体查阅高血压脑出血相关的文献、书籍，针对患者的病情作出评估，提出问题，寻找实证，并制定相应的护理计划[2] ，从心理干预、并发症护理、康复训练、营养支持等几方面入手。

由于水波传播的方向性、水波折射、反射和叠加作用，使得沿程河道中的波高并非呈简单单一下降趋势和对称性的下降趋势，而是一个复杂的波变化衰减过程。

 

在本文看来，无论是从全国统一市场还是从地方区域市场角度来测度都有一定的意义。从市场的整体性角度分析的是全国房地产业发展的总体状况，它有助于宏观经济政策的制定和执行，而随着国内市场一体化程度不断提升，这种研究的意义也在不断增强。区域性的市场分析则对于研究特定区域的市场结构有帮助。因此，本文拟从以上两个方面综合分析中国房地产业的市场集中度问题，并以此为出发点，探索现阶段优化中国房地产业市场结构的基本方略。

2.3 计算结果分析

计算每时步为0.46 s，计算5000 时步，共模拟2300 s（38 min）的涌浪过程。 经过FAST 计算，得到了一系列的结果文件。

周围神经鞘瘤是一种多发肿瘤，其中既有良性病变，也有恶性病变。明确诊断的患者需要根据周围神经鞘瘤所处部位以及与周围组织关系确定手术治疗方案，帮助患者恢复健康。早期对疾病的有效诊断是实施治疗干预的前提[1]。为进一步丰富周围神经鞘瘤临床诊断方法，总结不同影像学特点，从而为周围神经鞘瘤的诊断提供依据。本文依据我院2015年9月—2017年8月期间收治的45例周围神经鞘瘤患者，回顾分析其CT诊断、MRI诊断资料，各项资料分析如下。

（1）145 m 水位时的涌浪计算结果分析

  

图5 棺木岭滑坡涌浪计算域地貌三维展示图Fig. 5 3D sketch map of Guanmuling slop calculation domain

  

图6 棺木岭入水速度计算示意图Fig.6 Velocity of water entry calculation method for Guanmuling

 

表1 棺木岭涌浪源参数输入输出表Table1 Input and output parameters of Guanmuling wave source

  

库水位（m）145 175库水位 145 175入水体积（m3）入水速度（m/s）入水处水深(m)崩滑体淹没长度(m)崩滑体总长度(m)50000 25.2 30 22 50 50000 15.3 60 45 50崩滑体厚度(m)崩滑体宽度(m)入水处河面宽度(m)失稳方向(°)20 50 30 355 20 50 60 355

  

图7 棺木岭坐滑后瞬时水面图(145 m水位)Fig. 7 Instantaneous surface flow patterns of Guanmuling slope sliding(water level is 145 m)

从145 m 瞬时水面图来看，涌浪以棺木岭危岩体入水处为源点迅速向四周推进（图7）。 在推进过程T=14″时形成24.2 m 的最大涌浪， 而后在14.6″时冲上了对岸， 在对岸最大爬坡高度达到19.9 m。由于失稳方向为355°， 而九畹溪河道近南北展布，因此涌浪的传播与衰减受这一方向关系严重影响。在入水处下游方向（与失稳方向同向）涌浪影响范围大且传播衰减小，在入水处上游方向（与失稳方向反向）涌浪衰减快且影响范围小。 T=24.7″时最大涌浪传递至棺木岭上游对岸旅游码头，最大涌浪爬高为16.7 m。 T=53.2″时，最大涌浪波抵达九畹溪入长江口，浪高10.2 m。 80.7″后最大涌浪到达入长江口对岸，浪高3.0 m。 涌浪出长江口后，以长江口为源，向长江上下游传播。 T=160″-180″左右最大浪抵达长江上游路口子附近， 涌浪爬高在0.6-1.1 m。 T=130″--140″时，涌浪抵达长江下游九曲脑附近，涌浪爬高在1~1.6 m。 在九畹溪上游方向则衰减非常快，当T=92″最大传播浪传递至上游最近的第一个河流转弯处（上游1 km）时，涌浪下降至0.8 m。

SR模型的建模结果如图9(b)所示,从图9(b)可以看出,SR模型的拟合曲线非常接近于测量曲线,残差在2.5 μm以内,模型决定系数为0.991。因为SR模型是基于主轴转速1条件下的所有样本进行热误差建模,而SIR模型是基于49个样本均值进行热误差建模,因此,SR模型的拟合精度要稍高于SIR模型。总的来说,两种模型均有较高的拟合精度。

通过涌浪最大浪高图（图8）和剖面图（图9、10）可知，在九畹溪河道上，涌浪的波高严重不均衡，下游涌浪强度明显高于上游。在长江河道上，以九畹溪口为扰动点，向上下游衰减，衰减近似平缓。在九畹溪上游存在着非常明显的急剧衰减区[11] ，急剧衰减区呈断崖形式下降，在不到500 m 内涌浪下降高度近20 m； 其原因是滑动方向与这一方向完全不一致，没有直接的涌浪传递过来，同时河流往上游一直为河流转弯和变狭窄， 这些都导致涌浪能量的衰减和不易传播进来。 在入水点的下游，由于滑动方向一致于河道， 涌浪衰减率非常有限，1500 m长河道衰减约15 m，是涌浪危害航道的重点区域。在长江航道上2.5 ~ 3 km 河道衰减约1.5 m， 可视为平缓衰减区。

根据牛顿定律，坐滑式入水可列式（1）、（2）：

高中物理中，强化“合作学习”教学理念，是在课程进行支出，对基本知识和定理定律进行大致了解的过程，也是掌握课程基础的体现.小组合作学习以小组为单位，在实际的教学良性循环中，实现高中生对物理知识点如匀变速直线运动中的平均速度V平=S/t (定义式) 下的有用推论和中间时刻速度 Vt/2=V平=(Vt+V0)/2 、末速Vt=V0+at等知识厚度的理解.

（2）175 m 水位时的涌浪计算结果分析

根据棺木岭主剖面，带入相关参数（表1），迭代计算可以得到145 m 水位时， 最大运动速度为25.2 m/s，175 m 水位时，最大运动速度为15.3 m/s。175 m 水位时危岩体一半部分浸泡在水中，运动初始就要抵抗水阻力，运动速度要明显小于145 m 工况时。

  

图9 九畹溪河道深泓线最大波高图（145 m水位）Fig.9 Maximum wave of Jiuwanxi river talweg(water level is 145 m)

  

图8 河道各点最大浪高分布图(145 m水位)Fig. 8 Distributions of the maximum wave height of each point in water(water level is 145 m)

式中G 为重力，Ff 为浮力，α 为斜坡角度，f 为摩擦系数，u 为即时运动速度， 为水的密度，s 为迎水面面积。 取灰岩岩块和灰岩斜坡的摩擦系数f 为0.57。 通过体积近似相等的作图法，重心滑距约45 m（图6）。

  

图10 长江主河道深泓线最大波高图（145 m水位）Fig.10 Maximum wave of Yangtze river talweg(water level is 145 m)

通过涌浪最大浪高图和剖面图可知（图11、图12、图13），175 m 水位与145 m 水位类似，在九畹溪河道上涌浪的波高严重不均衡，下游涌浪强度明显高于上游，在九畹溪上游存在着非常明显的急剧衰减区，急剧衰减区呈断崖形式下降[12] ，在不到300 m内涌浪下降高度近17 m。 在入水点的下游，由于滑动方向一致于河道，涌浪衰减率非常有限，约2 km长河道衰减约17 m，是涌浪危害航道的重点区域。在长江航道上3.5 km 河道衰减约2 m，可视为平缓衰减区。

  

图11 河道各点最大浪高分布图(175 m水位)Fig. 11 Distributions of the maximum wave height of each point in water(water level is 145 m)

  

图12 九畹溪河道深泓线最大波高图（175 m水位）Fig. 12 Maximum wave of Jiuwanxi river talweg(water level is 175 m)

3 涌浪预警分区

目前国内尚无针对内河航道涌浪的预警管理的方法[13] ，在此借鉴国家海洋局发布的《风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案》进行风险预警分区。根据这一预案，当波浪大于3 m 时为航道红色预警区，当波浪在2 ~ 3 m 时为航道橙色预警区，当波浪在1 ~ 2 m 时为航道黄色预警区， 当波浪小于1 m时为蓝色预警区。 根据这一标准，将本次涌浪事件的航道风险预警区进行了划分。

两种水位条件下，长江部分主航道、九畹溪部分船只旅游线路、九畹溪旅游码头在这次涌浪事件中处于红色—橙色预警区（图14），因此明显存在着船只和居民财产安全受危害的风险。红色预警区的范围包括棺木岭危岩体上游300 m， 下游1400 m，共1700 m 长主河道范围；在上游和下游的冲沟内，由于地形变窄，涌浪放大效应而存在局部红色预警区域； 长江九畹溪口对岸也存在局部红色预警区域；橙色预警区分布较少，主要分布在红色预警区主河道的外围和长江九畹溪口下游附近， 长约900 m。相比145 m 水位，175 m 水位时的黄色预警区范围更长，长约4 km。

4 结论及建议

在分析棺木岭危岩体变形破坏机理的基础上，运用水波动力学模型进行危岩体的涌浪数值模拟，通过对计算结果的整理，得到以下结论和建议：

  

图13 长江主河道深泓线最大波高图（175 m水位）Fig. 13 Maximum wave of Yangtze river talweg(water level is 175 m)

  

图14 棺木岭危岩体航道涌浪预警分区图Fig. 14 Warning zoning map of Guanmuling calculation domain

（1）145 m 条件下最大涌浪高度为24.2 m，最大爬高为19.9 m，1m 以上（黄色以上预警区）涌浪高度的河道长约5.4 km；175 m 条件下最大涌浪高度为23.3 m， 最大爬高为14.5 m，1 m 以上涌浪高度（黄色以上预警区）的河道长约6.6 km。

（2）在九畹溪河道上，涌浪的波高严重不均衡，下游涌浪强度明显高于上游。 在长江河道上，以九畹溪口为扰动点，向上下游衰减，衰减近似平缓。

（3）对比145 m 和175 m 水位条件下的计算结果发现，随库水位降低，产生的涌浪高度和最大爬高增大，涌浪波的衰减速率更快，同时危害范围逐渐减小。

江淮总捕头秦铁崖，接到手下送来的一封信，封皮上写着：“江云飞台鉴”，内页笔墨淋漓，文字很短，霸气十足：

（4） 棺木岭危岩体的危害形式为滑坡涌浪，危害对象主要为航道内频繁的游船和危岩体对岸的旅游码头。 由于危害航道长，低水位时九畹溪游客众多，应加强对棺木岭危岩体的监测预警。

（5）针对棺木岭当前情况，建议对相关单位和群众做好防灾宣传和地质灾害科普工作。

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