山区公路排水系统灾害评价方法及指标体系研究

论文摘要

中国公路每年雨季发生大量水毁，严重影响了公路正常交通。为了提高公路抗水毁能力，在公路设计、施工、养护及管理决策过程中全面实施主动防灾减灾，其中进行排水系统灾害评价方法及指标体系研究，完善排水系统自身减灾防灾功能，设置有效的公路排水系统将路域降雨汇集并沿排水固化沟渠迅速排离路域范围，在整个公路减灾过程中起着关键作用。 本文对公路排水系统排水设施水毁首先进行了大量野外调查，分析山区公路排水设计方法，常见排水设施水毁发生原因、环境条件和存在的问题。总结出山区高速公路排水系统水毁灾害“四典型”，提出了山区公路排水系统中减少水毁频率最高主要的三种排水设施(小桥涵、急流槽、截水沟)尚需解决“三关键”水力学问题，继而室内试验：1) 小桥涵水力学特性及自由出流后冲刷试验；2) 急流槽出流后冲刷试验；3) 压实坡面人工降雨冲蚀试验。试验获得：小桥涵自由出流后的极值流速，各种消能铺砌后冲刷坑最大深度的变化规律；急流槽出流各种消能铺砌衔接后冲刷坑的最大深度变化规律；压实黄土降雨坡面各种不同工程因素条件下冲蚀强度计算经验公式。 在水毁现象总结调查与试验基础上，从公路排水设施水毁孕灾环境危险性、排水沟渠承灾体易损性、水毁经济损失预算及防治工程措施减灾效益计算评价“四过程”研究，首先总结了山区公路排水系统的水毁的外部环境因素，给出了孕灾环境的评价指标体系；分析了山区公路排水系统的排水原则、排水特点、排水系统定义及划分方法；描述了山区公路排水与自然径流、排水沟渠设置与坡面防护的关系，归纳了排水系统现场调查、资料的处理方法；分析了排水系统的关键易损部位和排水系统完善性判定、排水沟渠构件不稳定性技术判定方法，建立了排水系统易损性评价指标体系，提出了水毁经济价值与工程防治措施效益计算办法。文中将公路排水系统水毁灾害“四过程”递进评价方法与层次系统模糊评价方法结合，水毁敏感点评价与排水系统评价结合，评价方法能够从单元排水系统至整个路段排水系统过程进行评价。文中还着重对水毁敏感点小桥涵建立了具体评价指标体系。最后，结合四川省绵阳至广元高速路的排水系统的调查，进行了公路排水系统灾害实例应用评价。

论文目录

• 1 绪言
• 1.1 公路排水技术现状
• 1.2 中国公路排水存在的问题
• 1.3 公路排水灾害评价研究方法与研究规划
• 2 中国公路排水现状调查与分析
• 2.1 山区公路排水系统共同特征
• 2.2 排水系统水毁形式调查与分析
• 2.3 小结
• 3 山区公路排水系统水毁关键水力学问题试验
• 3.1 小桥涵水力特性及涵后冲刷试验
• 3.2 急流槽下游衔接出口冲刷试验
• 3.3 坡面单元人工降雨冲刷试验
• 3.4 小结
• 4 公路排水系统灾害评价指标研究
• 4.1 公路排水相关的概念
• 4.2 灾害评价体系遵循的基本原则
• 4.3 评价方法选择与规划
• 4.4 评价体系中的关键概念
• 4.5 指标体系的建立
• 4.6 调查方法
• 4.7 各种类型排水设施设置原理与防护方法
• 4.8 边坡防护损毁类型分析
• 4.9 小结
• 5 公路排水系统灾害评价阶段分析
• 5.1 公路排水系统危险性评价
• 5.2 排水系统易损性评价
• 5.3 排水系统破坏损失评价
• 5.4 防治措施效益的评价
• 5.5 小结
• 6 小桥涵敏感点灾害评价
• 6.1 危险性评价指标及评价等级确定
• 6.2 易损性评价指标及其指标等级
• 6.3 水毁易损价值的计算
• 6.4 防治工程效益评价
• 6.5 小结
• 7 路线排水系统防治工程效益评价与计算
• 7.1 防治工程效益评价计算
• 7.2 有关排水经济损益分析中应明确几个问题
• 7.3 小结
• 8 公路排水灾害评价应用实例
• 8.1 沿线环境概况
• 8.2 资料收集
• 8.3 排水设计状况及现场状况调查
• 8.4 评价方法的选择
• 8.5 评价结果
• 9 全文总结
• 9.1 主要结论
• 9.2 主要创新点
• 9.3 建议
• 参考文献
• 作者攻读博士论文期间发表的论文
• 致谢