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某水库库区古滑坡体安全监测与资料分析

文档作者：周克明文档来源： 1．南京水利科学研究院 2．水利部南京水利水文自动化研究所		点击数：	更新时间： 2025年02月19日
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上一篇：某隧道进口滑坡治理

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第47卷第15期
2 0 1 6年8月
人 民 长 江
Yangtze River
Vo1．47．No．15
Aug．， 2016
文章编号：1001—4179(2016)15—0059—04
某水库库区古滑坡体安全监测与资料分析
周克明
(1．南京水利科学研究院，江苏南京210029； 2．水利部南京水利水文自动化研究所，江苏南京210012)
摘要：为了解某水库蓄水后对库区古滑坡体的影响，对该滑坡体建立了自动化安全监测系统。监测项目包括
表面及内部变形、地下水位、降雨量及库水位，系统采用太阳能供电、GSM通讯。通过对滑坡体安全监测资料
分析，认为该滑坡体目前基本稳定；当水库水位在149 m以上骤降时，地下水位滞后于库水位下降，不利于滑
坡体稳定，应提高观测频次及资料分析。
关键词：滑坡体；库水位；地下水位；库区
中图法分类号：P642 文献标志码：A DOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2016．15．012
水库修建之前，库区处于不稳定或临界状态的滑
坡体可能已发生过滑坡，现存的滑坡体大部分处于稳
定状态。水库蓄水之后，库区地下水位必然大幅度升
高，可能影响潜在滑坡体的稳定，或形成新的库区滑坡
体。在水库运行期间，库水位的频繁变化更有可能诱
发库区滑坡。因而对滑坡体的安全监测关乎水库的安
全运行。
滑坡体安全监测一般包括表面观测及内部变形、
地下水位、降雨量等监测项目 。土石坝安全监测技
术规范规定了近坝岸坡变形的监测项目 ，混凝土坝
安全监测技术规范中涉及了滑坡体变形、地下水位监
测 。
1 库区滑坡监测布置
某水库拦河坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高
83．2 m，坝顶长256 m，宽7 m，坝顶高程163．2 m，水
库设计洪水位、正常蓄水位、汛限水位分别为162．2，
154．5 m和144．5 m，2012年3月23 13水库下闸蓄水，
2013年1月26 13首次蓄水至正常高水位。
坝址上游右岸约3 km处有一个古滑坡体，滑坡体
平面上呈马蹄形，长约185～265 m，平均宽140 m，中、
下部厚度为25～30 m，上部厚度为l5～20 m，滑坡体
总方量约为55万m 。滑坡体属于牵引坐落型，滑体
前缘深厚，滑动面平缓，与河床高程接近。天然状态下
稳定情况较好，水库蓄水后滑体前缘被库水淹没深50
m左右，整体抗滑稳定安全系数降低，特别是水位骤降
时，存在整体失稳的可能，危害工程安全。
该滑坡体安全监测项目包括内部变形、地下水位、
降雨量、库水位，采用自动化数据采集。具体安全监测
测点如图1所示。
240
220
{ 200
180
{咂160
140
120
1O0
图1 滑坡体安全监测测点布置剖面
1．1 内部变形监测
内部变形(或倾斜)监测可以及时发现滑坡体内
部破坏部位，可以进一步解释表面变形的缘由。内部
存在断层、软弱夹层是滑坡体的成因之一。
沿滑坡体的主滑动面方向，从滑坡体的前缘、中部
及后缘各设1个内部变形监测的测斜孔，形成一个纵
向监测断面，在纵断面的左右侧各设1个测斜孔，共计
5个测斜孔，从整体上掌握滑坡体的变形情况。滑坡
收稿日期：2016—04—07
基金项目：水利科技推广项目“水库库区滑坡监测与预警系统技术成果转化与示范”(TG1412)
作者简介：周克明，男，高级工程师，主要从事工程安全监测自动化系统的设计、施工、监测资料分析等工作。E—mail：
382842629@ qq．corn
人 民 长 江 2016盎
体前缘的IN3孔内安装5个固定测斜仪接入自动化系
统，其他孔采用活动测斜仪观测。测斜管钻孔穿过断
层、软弱夹层直至稳定岩层。测斜管采用直径70 mm
的ABS工程塑料管，钻孔孔径为110 mm，在钻孔完成
后即进行测斜仪保护管安装，避免在滑坡体内部变形
或塌孔，不然就无法将测斜保护管埋入孔中。测斜管
安装时，其十字凹槽的一个方向与滑坡主滑动面方向
一致。
1．2 地下水位监测
地下水位的升高是导致滑坡体破坏的重要因素之
一
。滑坡体的失稳很大程度上是因为地下水位的抬高
造成内部水压升高而诱发，因此两者的变化一般是相
关的。
地下水位监测共设5个测压管，分别设置在5个
测斜管附近。测压管钻孔置于地质勘探时的地下水位
以下1 m，钻孔孔径110 mm，内设直径50 mm镀锌钢
管，测压管底部1．5 m为花管段，底部不设沉淀段。测
压管内设振弦式渗压计接人自动化系统，引出电缆采
用镀锌管保护，以提高系统的防雷抗干扰能力。
1．3 降雨量监测
降雨是触发滑坡的重要因素，降雨量是滑坡监测
的重要项目之一，已成为区域性滑坡预报预警的基础
和依据 。
在滑坡体的中部设1个雨量计进行降雨量监测，
接入自动化系统。
1．4 库水位监测
库区滑坡体安全监测还需要包括库水位的监测。
黄井武等通过有限元模拟得出水库水位骤降是库区滑
坡体的最不利工况 。不同于常规滑坡体的安全监
测，库区滑坡体地下水位受库水位影响明显，当库水位
骤降时，地下水位滞后于库水位下降，滑坡体内部水压
力增大，对滑坡体稳定是不利的。
在滑坡体附近设1个库水位测点，接入自动化系
统。
1．5 自动化系统
滑坡体的5个固定测斜仪、5个地下水位计、1个
降雨量计、1个库水位计由2个数据采集模块实现自
动化数据采集，系统采用30 w 太阳能板配合100 Ah
蓄电池供电。滑坡体距管理局约3 km，测站与数据采
集中心站各设GSM实现无线通讯，避免敷设电缆或光
缆以节约系统投资。
1．6 人工巡视检查
巡视监测对滑坡监测非常重要，这是对用监测设
备采集安全信息的一个必要补充 。对滑坡体来说，
可以检查地裂缝的发展，房屋及树木倾斜，泉水、地下
水流量及水质的变化，还需要检查滑坡体上是否有不
合理的人类工程活动，如坡脚开挖、冠部加载、灌溉，位
于库区的滑坡体还要关注库水位变化幅度及速率。
2 滑坡体监测资料分析
滑坡体自动化监测系统于2Ol5年7月投入运行，
本次资料分析时段为2015年7月至2016年1月。
2．1 内部变形
从2015年7月到2016年1月，该时段内滑坡体
前缘最大变形量为3．6 mm，平均每个月变形约0．6
mm，滑坡体基本处于变形量较小的蠕变状态 。各个
测点相对于孔底的位移分布如图2所示，从孑L底到孑L
口位移量逐渐增大，孔口部位变形量最大，这符合一般
滑坡体的变形规律。测斜孔内部也没有明显的相对滑
动现象，表明该滑坡体基本处于正常状态。
图2 内部变形竖向分布
2．2 库水位及降雨量
本次资料分析时段内，库水位监测成果如图3所
示，2015年7月到l0月上旬，水库水位基本在142～
146 m之间变化，从1O月中旬到11月蓄水至153 111，
库水位上涨12．64 m左右，11月到2016年1月库水位
基本维持在153 In。
l
1
1
：
l
1
20
： 。
．
： ^_’■V 。 ÷U雨P3‘二
一UP5 库水位
图3 库水位、降雨量及地下水监测成果
从2015年7月到2016年1月底，滑坡体处降雨
第l5期 周克明：某水库库区古滑坡体安全监测与资料分析 61
量监测成果如图3所示，最大日降雨量为66．5 mm，发
生在2015年9月2日。
2．3 地下水位监测
实测资料表明，滑坡体前缘部位地下水受库水位
影响较大，后缘地下水位因位于较高部位受库水位影
响不明显。各地下水位与库水位观测成果如图3所
示，相关系数统计见表1。处于滑坡体前缘及中部的
UP2、UP3、UP4、UP5与库水位相关性较好，分别为
0．89，00．96，0．96，0．92，这是因为其位于滑坡体较低
部位，受库水位影响明显，尤其是UP3、UP4、UP5最为
明显。在本次资料分析时段内，库水位变幅12．64 n'l，
UP3、UP4、UP5三个部位的地下水位变幅分别为
11．88，12．06，10．24 11，基本与库水位变幅基本一致。
各地下水位与库水位之间滞后时间基本在1 d左右，
表明该部位随着库水位下降滑坡体内部的地下水能较
快排走。地下水位滞后于库水位下降的时间越长，越
不利于滑坡体的稳定，较短的滞后时间减弱了这方面
的影响。
典型的地下水位测点与库水位相关图如图4所
示，从图中可以看出当库水位在149 m之下时，滑坡体
内部水位与库水位相关性非常好，库水位下降时地下
水位能快速降低，对滑坡体的稳定相对有利；当库水位
在149 m之上时，地下水位受库水位影响不大。当在
水库从高水位状态骤降到149 m，地下水位仍维持在
155～157 m的较高水平，两者差值逐步增大，滑坡体
抗滑能力降低，内水压力将形成更大的下滑力，对该滑
坡体稳定较为不利 。
表1 滑坡体地下水位与库水位相关系数统计
测点相关系数 地下水位变幅／m 测点 相关系数 地下水位变幅／m
UP1 0．56 2．77 UP4 0．96 12．06
UP2 0．89 5．85 UP5 0．92 1O．24
UP3 0．96 l1．88
图4 库水位与地下水位相关
2．4 降雨量
从测压管水位观测成果看，受降雨影响不明显，地
下水位主要受库水位的影响。该滑坡体位于南方山
区，常年植被良好，降雨下渗的水量对地下水影响较
小，主要形成地表径流排入水库。
从图5中的滑坡体固定测斜仪监测成果看，当
2015年9月2日发生年最大Et降雨量，滑坡体变形约
1 mm左右，随后就恢复到原来状态，可见降雨对该部
位变形影响不大。
害一L
一2．
3．
一4．
20
图5 滑坡体固定测斜仪变形监测成果
2．5 统计模型
针对测点IN3—5从2015年7月到2016年1月
的位移量建立统计模型，模型因子的选择参考类似项
目 ]，由逐步回归分析法建立该点的统计回归模型如
式(1)所示。
v = 66．751 6 — 0．432 8H +0．004 6H2+
0．124 3Hl0+ 1．490 8sinS + 2．485 8eosS 一
1．151 2cos(2S)一64．189 6In0 (1)
式中，Y为变形量，mm；H为监测日上游库水位减去始
测日的对应水位，m；H。。为监测日前10 d的上游水位
减去始测日的对应水位，m；S为2,rrt／365，其中t为从
始测日开始计算的天数；0为从始测Et为0起算(每天
增加0．01)。
该模型的复相关系数R为0．95，剩余标准差s为
0．39 mm，表明模型拟合和预报精度比较好，可以作为
滑坡体变形监测的预测模型。
从统计模型的表达式看，入选的因子包括库水位、
温度和时效分量，表明滑坡体变形受库水位、时效影响
明显，不同于常规滑坡体统计模型，降雨量因子没有出
现在表达式内，表明该部位的变形不受降雨影响，这与
前述的定性分析结论一致。
4 结论
常规滑坡体安全监测主要包括表面变形、内部变
形、降雨量及地下水位等项目，库区滑坡体的安全监测
应包括库水位。
该滑坡体半年来变形量较小，基本处于蠕变状态。
滑坡体前缘部位地下水位受库水位影响明显，从而影
响滑坡体稳定。滑坡体前缘表面变形的统计模型中库
水位因子入选，表明该滑坡体变形受库水位影响明显。
对该滑坡体来说，库水位在149m 以上骤降时，应加密
62 人 民 长 江 2016篮
观测频次，注意滑坡体变形情况。统计模型中没有包
括降雨量因子，说明该滑坡体变形受降雨量影响较小。
参考文献：
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朱赵辉，顾冲时，程晋．凤滩大坝左岸滑坡体变形规律分析[J]．水
电能源科学，2006，24(2)：32—36．
(编辑：赵风超)
Safety monitoring and data analysis of an ancient landslide in a reservoir area
ZH0U Keming ’
(1．Nanjing Hydraulw Research Institute，Nanjing 210029，China； 2．Nanjing Automation Institute of Water Conservancy and
Hydrology，Na ng 210012，China)
Abstract： In order to understand the influence of a reservoir impoundment on an ancient landslide in the reservoir area．the
automatic safety monitoring system with GSM communication and powered by solar energy has been established in the landslide．
The monitoring items include the surface and internal deformation，groundwater level，rainfall and reservoir water leve1．Through
the analysis of the safety monitoring data of the landslide，it is believed that the landslide is stable at present．W hen the water
level falls quickly from 149m level，the variation of underground water level obviously lags behind the variation of reservoir water
level，which is adverse to the stability of the landslide，so the observation frequency and data analysis should be strengthened．
Key words： landslide body；reservoir water level；groundwater level；reservoir area
(上接第35页1
Calibration and uncertainty analysis of runoff simulation by SW AT model
LIU Wei ’ ，AN Wei ，MA Jinfeng。
(1．State Key Laboratory ofEnvironmental Aquatic Chemistry，Research Centerfor Eco—Environment Sciences，Chinese Academy of
Sciences，Beijing 100085，China； 2．Sino—Danish Center for Education and Research／Sino—Danish College of UCAS，Bei一
西笞100190，China； 3．University of Chinese Academy ofSciences，Be ng 100049，China)
Abstract： SUFI一2 and GLUE are two widely used calibration and uncertainty analysis techniques for SW AT model in recent
years．To compare the strengths and weaknesses of these two techniques，we choose Daning River watershed as the study area to
simulate the runof in watershed by using ArcSW AT2012 and conduct calibration and uncertainty analysis based on SUFI一2 and
GLUE respectively． Furthermore，SUFI一2 and GULE were compared in terms of the uncertainty of SW AT output，the fitting
effect，the computational efi ciency and the parameter uncertainty．The results indicated that both SUFI一2 and GLUE can be
well applied to the calibration and uncertainty analysis of SWAT model of Daning River watershed．However，the calibration and
uncertainty analysis based on SUFI—-2 could achieve smaller prediction uncertainty band and better fitting effect by less simula·-
tion numbers，and the parameter uncertainty analysis based on GLUE performs better than SUFI一2． For runoff simulation by
SW AT model，the calibration and uncertainty analysis of simulation output is suggested to be conducted based on SUFI一2，while
the parameters uncertainty analysis is suggested to be conducted based on GLUE．
Key words： SW AT；SUFI一2；GLUE；calibration；uncertainty analysis；Daning River watershed

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