受冻土影响流域洪水预报方法分析

第二章 人工冻土融沉特性及预报模型2.1 人工冻土冻胀融沉机理及影响因素分析冻胀是指土中水分冻结成冰时引起的土体体积膨胀。

冻胀外观表现为土层鼓包、开裂、均匀或不均匀隆起，实质为冻结过程中，土中水份（包括土中原孔隙水和外界向冻结锋面迁移、补给的水）冻结成冰，使土中孔隙填充、颗粒触点间的间距扩大，从而引起土颗粒的相对位移。

衡量冻胀的主要指标是冻胀率，冻胀率是指冻结时的冻胀量与冻结深度的比值，其计算公式如下：%100×Δ=fH hη (2-1) 式中:η——冻胀率，%；h Δ——冻胀量，单位mm；f H ——冻结深度，不包括冻胀量，单位mm。

当冻结地层温度上升时，冻土将发生融化，冻土中的冰晶融化成水，体积缩小9%；另外，颗粒接触处的冰融化后，降低了冰和土颗粒包裹体的胶结程度，原来由包裹体承受的部分上部作用力转移到了土骨架上，增大了作用在土骨架上的有效应力，而在此过程中产生的未冻水则减小了土颗粒间的摩擦，土颗粒结构易于调整，在自重应力作用下，土体中的孔隙将被压缩，土体体积减小，发生融沉。

冻土融化后产生的沉降，由融化沉降和压缩沉降两部分组成，分别用融沉系数和融化压缩系数来表示。

融沉系数的大小与压力无关，只与土体本身的属性及冻融条件有关，是衡量土体融沉特性的主要指标，其计算公式为：0α=%1000×Δh h （2-2） 式中: 0α——冻土融沉系数，%；0h Δ——冻土融化下沉量，单位mm； 0h ——冻土初始高度，单位mm。

融化压缩系数反映了在上部荷载作用下融土固结产生的沉降量。

某一压力范围内冻土融化压缩系数的计算公式为：ii ii ic p p S S a −−=++11 (2-3)式中: ic a ——融化压缩系数，单位kPa -1；i S ——某一压力稳定后的单位固结变形量，单位cm/m； i p ——某级压力值，单位kPa 。

某一压力稳定后的单位固结变形量由式2-4计算： i S =h h iΔ （2-4） 式中: i S ——某一压力稳定后的单位固结变形量，单位cm/m； i h Δ——某一压力下的变形量，单位mm； 0h ——冻土初始高度，单位mm。

大洋河流域洪水预报浅析作者：郭富兴原秀红刘洋来源：《科技创新导报》2020年第08期摘; ;要：岫岩水文站位于大洋河流域上游，是大洋河的重要控制站。

岫岩水文站担负着岫岩地区重要的防汛抗旱任务，做好大洋河流域洪水预报、提高洪水预报精度，为各级政府提供及时准确的水文信息和水文预报服务至关重要。

本文根据大洋河流域特性，收集了岫岩水文站历年暴雨洪水采用单位线法进行汇流计算。

考虑到流域降雨雨型、降雨强度、暴雨中心位置、暴雨走向等因素，分析了6场暴雨单位线供洪水预报时采用。

关键词：岫岩水文站; 大洋河流域; 防汛抗旱; 水文预报中图分类号：TV122; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1674-098X（2020）03（b）-0082-021; 流域概况大洋河发源于岫岩县偏岭镇一棵树岭南侧，河源高程928.90m，上游偏岭、哈达碑、石灰窑、兴隆街道等乡镇的支流汇合后流经岫岩、杨家堡、岭沟镇在哨子河乡与哨子河汇合。

境内河长111.8km，流域面积为1961.6km2，平均坡降2.19‰，本流域多属山区，部分河段落差大，水资源较丰富，多年平均地表水资源量8.14亿m3。

大洋河支流较多，流域面积100km2以上的支流有6條。

大洋河流域水系图见图1。

2; 暴雨洪水特性岫岩满族自治县大洋河属黄海岸流域，近海季风气候明显，每年7—8月份，受西太平洋副热带高压、华北气旋、台风及高空槽等天气过程的影响，常常出现暴雨和大暴雨天气，如岫岩水文站1937年降水量1215mm，7、8月份降水793.5mm，占全年降水的65.3%;1964年降水量1451.3mm，7、8月份降水896.0mm，占全年降水的61.7%;1985年全年降雨1039.8mm，7、8月704.3mm，占全年降水的67.7%;1995年全年降雨1037.3mm，7、8月644.7mm，占全年降水的62.2%。

寒冷地区路基冻害原因分析和整治方法福前线位于三江平原腹地，西起福利屯站，东至前进镇站，全长226.3KM。

路基土质不良，大部分为砂粘土、膨胀土、质泥土，渗透土差，地下水丰富，加之全年平均气温在零下3℃，属寒冷地区。

路基土质为冬季冻结、春季开始融化、夏季全部融化的季节性冻土，每年冬季冻害发生频繁。

所谓冻害，为土体在冻结过程中因冻胀所引起的病害。

由于土中的水在冻结过程中能向冷冻锋锋面迁移，并不断冻结排出冰层，且体积增大9%，即造成土体的冻胀，在融化时又会造成土体的沉陷，由于路基土体在融化过程中存在下卧隔水层还会产生翻浆冒泥等病害。

因此，路基冻害是严寒地区分布很广的线路病害之一，路基冻害的存在，不仅给线路养护工作带来一定的难度，而且制约了列车安全、提速、重载目标的实现，抑制了铁路跨越式发展战略的实施。

１前言冻害是我段以及哈尔滨铁路局管内分布很广，表现非常明显的季节性病害。

就我公司气候特点，冻害期一般为每年的10月份至次年5月份（见图1），从冻害的发展，可以将其分为三个阶段，即发生期（10月15日~12月15日），平稳期（12月30日）。

图1冻害发展变化图发生期，即冻害产生的阶段，这一阶段冻起高度很大，冻高呈正值快速增长，随着气温的降低冻高速度不断加剧，一般以11月15日~12月15日前后为变化迅速阶段，这一阶段对行车安全构成的威胁较大，但其是一个上涨过程，检查人员容易发现，可以及时进行处理。

平稳期，这一阶段气温相对较为稳定，冻害发展变化缓慢，其冻起高度相对稳定，对行车安全的危害较小，但需经常检查线路，以防天气的突然变化。

回落期，亦称冻融期。

这个阶段随着天气的转暖，冻害的变化呈负增长趋势，一般每年4月5日~5月30日左右为冻融速度最快阶段，因这一阶段轨道几何尺寸的变化不是很大，检查人员不易发现，因此这一阶段对行车安全的影响最大。

２路基冻害的分类２.１按纵向外部形态分⑴冻峰：路基面在短距离内的冻胀高度大于相邻两地段的冻胀高度所形成的凸起部分（图2）。