中国水利水电边坡数据库及xml 技术的应用

第26卷增2岩石力学与工程学报Vol.26Supp.22007年12月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringDec.，2007收稿日期：2007–09–07；修回日期：2007–11–10基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目(50509027)；国家自然科学基金雅砻江水电开发联合资助重点项目(50539100)作者简介：赵宇飞(1979–)，男，硕士，2002年毕业于河北工程大学采矿专业，2005年于中国水利水电科学研究院岩土工程专业获硕士学位，主要从事岩石力学试验与数值分析方面的研究工作。E-mail：[e-mail]中国水利水电边坡数据库及XML技术的应用赵宇飞，陈祖煜(中国水利水电科学研究院，北京100044)摘要：简要地介绍中国水利水电科学研究院开发的水利水电边坡登录数据库，这套数据库是基于过去的十几年中中国的水利水电工作者收集到的117个滑坡实例上形成的。这套数据库内容丰富，涵盖边坡工程中地质情况、开挖与治理设计、监测等方面；同时还介绍对这些边坡资料的分类以及整理工作，通过表格的形式，列举边坡的分类统计成果。这个边坡数据库可为今后工程中类似边坡的设计与治理提供重要的参考与借鉴。目前，飞速发展的计算机技术为边坡资料的网络共享提供便利。XML技术具有简单易读、具有很强的可拓展性以及可以跨平台传输数据等优点，在网络技术中得到广泛的应用，再结合SQLSever2000数据库，为边坡登录数据库的全球网络共享提供技术支持。以漫湾水电站左岸边坡为例，说明XML技术在边坡数据库中的应用，并简述构建网络共享数据库的思路。关键词：边坡工程；边坡数据库；网络共享中图分类号：P642.22文献标识码：A文章编号：1000–6915(2007)增2–4432–07DATABASEFORSLOPESRELATEDTOCHINA′SWATERRESOURCESANDHYDROPOWERDEVELOPMENTSUSINGXMLZHAOYufei，CHENZuyu(ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch，Beijing100044，China)Abstract：Thedatabaseofslopesrelatedtothewaterresourcesandhydropowerdevelopmentsareintroducedbriefly.Thisdatabasearebasedonthe117slopecasesselectedbyChinesehydroelectricworkersinthepastyears.Thecontentsofthisdatabaseareveryabundant，includingthebasicgeologyinformation，excavationandcontroldesignandmonitoringaspect，andsoon.Andatsametime，allslopecasesindatabasearedividedaccordingtotheslopeproperty，theheightandstabilitystatusofslopes，rockmassstructures，thefailuremodesandthetriggeringfactorsoffailures.Thispaperintroducestheresultsofclassificationandarrangementofslopecasesbyusingtables.Thisslopedatabasecanprovideimportantreferencestothedesignandconstructionofslopesinsimilarplacesfuture.Atpresent，theadvancedcomputertechnologyhasmadethisdatabasepossibletoshareontheinternet.XML(extensiblemarkuplanguage)hasmanyadvantages，soitisappliedwidelyinwebfield.CombinedwithSQLSever2000，itcanprovidethetechnologysupportofsharingthedatabaseinweb.TakingtheManwanhydroelectricpowerstationleftbankslopeasanexample，theapplicationofXMLtechnologytotheslopedatabaseisexplained，andthemethodofconstructingthedatabasesharedinnetworkissimplyillustrated.Keywords：slopeengineering；databaseforslopes；shareontheinternet第26卷增2赵宇飞，等.中国水利水电边坡数据库及XML技术的应用•4433•1引言中国是一个水力资源十分丰富的国家，可开发水电资源蕴藏量居世界首位。但目前中国水电开发率还比较低，按2004年水能资源普查结果看，中国水能资源开发也只达到22.3%[1]。大力开发水电能源是当前中国重要的能源政策之一。中国西南地区是水资源的富集地区，但其地形地貌多为高山峡谷，自然条件十分复杂恶劣。在这些地方开发水电能源，高边坡稳定问题十分突出[2]。建国以来，在水利水电工程的建设和运行过程中发生的库区、坝区滑坡事故，造成了重大的经济损失和人员伤亡。在矿业、交通等其他行业内也有类似的滑坡灾害发生。在今后的几十年内，我国将修建大量中、大型水电工程，随着高坝大型水库的日益增多，高边坡问题也会愈加突出。如锦屏一级水电站300m的高拱坝左岸坝肩高边坡稳定问题有待解决[2]。广泛深入地收集自然界和工程建设中发生的滑坡的工程地质和岩土力学特性，是了解滑坡发生机制，建立合理的分析和治理方法的基础。以往有关滑坡实录的文献数量非常多，但是，这些文献体例各异，内容详简不一，水平参差不齐。没有一个标准的格式来对这些文献资料进行约束，给这些文献的利用带来了非常大的困难。因此，早在1987年，就开始了滑坡的登录工作。滑坡登录就是要求工作人员按照已经设计好的表格遂项记载有关边坡的全部技术信息，经过认真整理后，最后形成数据库。在过去的近20a中，中国的水利水电工作者共收集了117个边坡的技术资料，并整理、刊印成册，为今后相关边坡工程的设计与治理提供了借鉴和参考。收集到的117个边坡的分布情况如图1所示[3]。目前，飞速发展的网络技术使全球资源共享变成了可能。在这样的背景下，可利用网络技术使这部分宝贵的边坡资料能够实现全球共享，给更多相关问题的研究带来方便，同时也希望全世界的地质与岩土工作者对边坡数据库进一步地补充和完善，达到真正意义上的全球共享与共建的目的。在过去几年里，XML(可扩展置标语言)技术得到了快速发展和广泛应用，它提供了一种标准化、图1117个登录的水利边坡的分布范围(图中圆圈中的数字代表该地区登录边坡的数目)[3]Fig.1Distributionofthe117slopesandlandslidesinChina(thenumberineachcircleshowstheamountofslopesinthearea)[3]可扩展的方法，克服了HTML的缺点，更重要的一点是支持电子商务中的数据交换[4]。XML技术为边坡数据库的网络共享提供了技术支持。目前，中国的一些岩土工作者在中国岩石力学与工程学会工程实例委员会的领导下开始建立利用XML技术的网络边坡登录数据库，这部分工作已经有了一些进展。2数据库的内容简介2.1数据库登录内容简介滑坡登录工作最早开始于1987年，世界滑坡登录联合工作组在1990年发表了为滑坡登录而制定的滑坡报告技术要求的建议，明确了滑坡登录和滑坡报告中所涉及的技术名词术语等[5，6]。1995～2000年，中国水利水电系统在执行国家“八五”科技攻关项目的背景下，开展了一次水电工程中的边坡登录工作。登录工作将分散的水利水电工程边坡实例，按照统一的方法、标准和要求，对其工程地质、岩土力学特性、边坡设计、开挖爆破、监测、失稳破坏实录及文献资料等各项基本情况进行了详细的记载存档工作。2005年，在登录工作的基础上制作了可查询的数据库[7]。通过这项工作，形成了一套完整的边坡登录资料，从而可以为滑坡破坏机制、工程治理等研究提供宝贵的借鉴与参考。目前中国正在大力开发水电，进行水利水电建设，尤其是水资源十分丰富的中国•4434•岩石力学与工程学报2007年西南部地区，如四川、云南、西藏等省，这些地区地质条件十分复杂，高边坡稳定问题非常突出。边坡登录资料可为今后这些地区的高边坡治理提供重要的基础资料。在参考了国标、国内规范及国内外的研究成果与文献，以及国际滑坡登录小组建议的方法后，中国水利水电科学研究院的科研工作者完善和整理出了一套边坡登录标准。数据库中边坡登录内容按照登录标准进行了登录，使得这些边坡实录文献标准化，更加方便查询与阅读。边坡登录标准基本内容涵盖了边坡工程的各项信息，包括：(1)基本情况：边坡类型、地理信息、主要特征、稳定现状、失稳因素、基本描述等；(2)工程地质：岩体结构类型、岩性、结构面、地下水、风化、地震、平面图、剖面图、结构面统计、岩体质量等；(3)岩土力学特性：室内岩土(体)物理力学性质试验、现场试验、地应力测试等成果；(4)边坡设计与治理：稳定分析情况、设计参数、治理情况等；(5)边坡工程开挖爆破：边坡开挖部位、采用的爆破技术、装药情况、炮孔参数、安全措施、边坡安全情况、实测地面速度、加速度等；(6)边坡监测：监测项目、情况说明、仪器及布置、观测资料等；(7)边坡失稳破坏实录：基本情况、损失情况、滑坡几何形状和尺寸、造成的破坏情况、采用工程措施、滑坡平(剖)面图等；(8)文献资料汇编：内部资料、公开发表资料及有关图片等。这些内容较全面地反映了工程边坡的各方面情况，根据这些信息可方便地查询阅读所需要的边坡登录资料。2.2边坡数据库整理分析成果对收集到的边坡登录文件按照不同的分类方法进行分类整理，初步得到了下面的分析成果。(1)按边坡性质分类的统计结果根据不同的边坡性质，水利水电工程边坡可分为开挖边坡、水库边坡和河岸边坡3种类型。各类边坡登录文件数量见表1。(2)按边坡高度分类的统计结果表1依据边坡性质的分类统计表[3]Table1Statisticsaccordingtoslopetype[3]开挖边坡水库边坡河岸边坡合计424629117根据不同的边坡高度及稳定性对登录边坡进行分类统计，统计结果如表2所示。表2不同坡高边坡失稳统计表[3]Table2Statisticalresultsbasedontheheightandstabilitystatusofslopes[3]h＜10m10m＜h＜50m50m＜h＜100m100m＜h＜200mh＞200m边坡类型稳定失稳稳定失稳稳定失稳稳定失稳稳定失稳开挖边坡00022981524水库边坡100010621818河岸边坡00001114616注：失稳包括稳定以外的各种情况。从表2中可看出，在水利水电工程中，边坡高度超过100m的居多，且失稳的大多为高边坡。由此可见，高边坡的稳定问题需要得到足够的重视。(3)按边坡破坏类型分类的统计结果根据边坡的破坏类型可将滑坡分为：崩塌破坏、滑动(平面、弧面、楔形体)破坏、倾倒破坏、溃决破坏、侧向扩展拉裂破坏、流动破坏和复合破坏七类。其分类统计情况见表3。表3不同岩体结构边坡变形破坏类型统计表[3]Table3Statisticalresultsofunstableslopesbasedonrockmassstructures[3]破坏类型块状层状同