前言

河流在天然狀態下，豐水期水位上漲，枯水期水位下降，逐漸形成較為穩定的河流岸坡。但由于水庫的建造和蓄水后，對庫岸已存在的不穩定地質體和原有的滑坡、崩塌體會產生浸潤和浮托作用，且在水電站運行中，庫水位的漲落、風浪作用、庫水動力作用等都將對河流岸坡的穩定性產生不利影響，必然產生松散堆積層岸坡的庫岸再造。

水庫塌岸威脅著水庫沿岸城鎮、道路、農田和人民生命財產安全，形成的大量土石淤積于庫中，減少了水庫的有效庫容，并改變了河流形態，影響港口、航道的正常運行，易引發安全事故。

本書以金沙江溪洛渡水電工程為例，研究水庫蓄水后的水庫塌岸預測與風險評價問題，在詳細的野外調查和室內分析的基礎上，基于高分辨率數字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）和航空影像，以地理信息系統（Geographic Information System,GIS）組件開發模式，將塌岸預測方法、邊坡極限平衡方法以及概率分析方法嵌入GIS軟件平臺，開展水庫涉水岸坡的塌岸范圍預測與穩定性評價，并利用GIS空間分析功能將塌岸穩定性評價成果應用于塌岸風險評價之中，以滿足不同層次的風險表達,主要研究成果如下：

（1） 基于DEM和數字正射影像（Digtal Orthophoto Map,DOM）的水庫塌岸預測參數獲取。水上及水下穩定坡角是進行水庫塌岸預測的關鍵指標，單純依靠野外測量的方法難以滿足要求。本書利用高分辨率影像獲取地貌信息，基于高分辨率DEM獲取地形信息，實現了大范圍內水上及水下穩定坡角的批量獲取。

(2) 基于DEM的水庫塌岸范圍預測插件開發與應用。針對侵蝕型塌岸，基于GIS組件進行插件開發，將山區河道型水庫塌岸預測的“兩段法”從二維空間拓展到三維空間，將二維的塌岸寬度預測拓展到三維的塌岸體積預測和塌岸后的岸坡形態預測。

(3) 基于DEM的潛在塌岸體三維穩定性計算。針對滑移型塌岸，通過二維畢肖普法，搜索得到主剖面位置處對應的臨界圓弧滑動面，以該臨界圓弧滑動面的圓心和半徑構造三維球形滑動面；結合潛在塌岸體DEM構建潛在塌岸體的三維地質模型，引入三維畢肖普法，實現三維安全系數的計算。

(4) 基于DEM的剖面線掃描算法的岸坡穩定性評價。以極限平衡法為基礎，對可能發生滑移型塌岸的區域，以DEM構造剖面線進行掃描的方式，實現多個二維剖面空間的安全系數計算；以多個安全系數表達岸坡的穩定狀態，并引入概率分析的方法，對岸坡的穩定性進行可靠度分析。

(5) 基于GIS的水庫塌岸風險評價。借助GIS這一橋梁，將單體塌岸風險評價與區域塌岸風險評價相結合，提高了區域塌岸風險評價的定量化程度。

全書共6章,包括：緒論，溪洛渡庫區地質環境與塌岸條件，基于GIS的侵蝕型塌岸預測研究，基于GIS的滑移型塌岸預測研究，水庫塌岸風險評價，結論與展望。本書的出版得到了NSFC-河南聯合基金項目（U1704243）、河南省科技攻關項目（152102210111）、河南省科技創新人才計劃（154100510006）、華北水利水電大學高層次人才科研啟動項目（201402）、華北水利水電大學青年科技人才創新計劃（70461）的聯合資助。

本書所涉及的研究工作尚有不足之處，需要繼續深入探討。限于作者水平，書中不免存在疏漏，敬請廣大讀者批評指正。

作者

2018年3月