水库溃坝的模拟计算方法

溃坝模型对溃坝过程进行模拟,预测溃口发展及溃坝洪水过程线,对于大坝失事后果的评估、防洪减灾以及保护人民生命财产安全等具有重要意义。     

土石坝溃决过程数值模拟研究进

土石坝的溃决将对淹没区的人民生命财产带来巨大灾难,因此土石坝溃决过程的研究对溃坝致灾后果的评价具有重要意义。首先对大坝的溃决原因进行了分析,并依据常用的土石坝溃决数学模型的分类标准,着重介绍了土石坝溃决参数模型、土石坝溃决过程简化模型和土石坝溃决过程精细化模型的研究进展,对现有成果的优缺点进行了分析总结,并对今后研究的重点提出了相关建议。     

土石坝水库溃坝洪水非恒定流演进计算应用研究

本文通过对老鹰嘴水库工程土石坝溃坝洪水研究,预测水库大坝溃口发生的过程(如形状、深度、宽度、溃口扩张的速度等),计算溃口出水流量,通过水库库容演算,预测水库溃口过流量的过程线;对大坝在正常蓄水位、大坝校核洪水、大漫顶三种情况下的溃坝洪水,进行了下游河段洪水非恒定流演进计算,分析最不利为大坝漫顶工况,并在大坝漫顶工况下根据不同溃决状态,分别计算出1/4溃决、1/2溃决、全溃决的下游淹没水位、影响范围人口等数据,为制定相应的应急措施提供依据。     

溃坝计算问题综述

溃坝洪水灾害巨大,溃坝计算能够提供溃坝洪水灾害的淹没范围、水深、历时、流速等一系列信息,是水库编制安全应急预案的重要依据。从溃坝水流理论研究、经验公式及溃坝模拟和洪水在下游演进计算等方面对溃坝的计算问题进行综述,回顾和总结了目前国内外溃坝计算所采用的方法、已取得的成果及研究进展,并提出了进一步研究的方向和发展趋势。     

小型水库超标准洪水溃坝模拟及风险分析

我国小型水库数目众多,承担着防洪、灌溉、供水等重要作用。为减少水库遇超标准洪水溃坝后下游风险区的生命财产损失,以南王水库为研究对象,考虑水库遇超标准洪水下瞬时溃坝与渐进式溃坝两种溃坝形式,采用DB-IWHR溃坝模型模拟溃口流量过程,利用MIKE软件构建一二维耦合模型模拟洪水演进情况并进行风险分析。结果表明,下游淹没情况符合溃坝洪水演进的一般规律,模型可较好模拟超标准洪水引起大坝溃决的溃口流量与洪水演进过程,可为小型水库超标准洪水溃坝应急预案提供参考。     

溃坝洪水研究进展

溃坝洪水研究的目的是计算溃决坝址的流量、水位过程线,并向下游作洪水演进得到沿程的流量、流速、水位、波前与洪峰的到达时间,评估下游洪水淹没损失情况,以便于采取措施,降低洪水风险。从溃坝水流理论研究、溃坝问题的试验研究、溃坝模拟及洪水在下游演进这3个方面对溃坝洪水研究进行了综述,回顾和总结了国内外溃坝洪水研究的发展历程、已取得的成果和近些年的进展,提出了将来要研究的重点,并对研究前景进行了展望。目前溃坝理论的数值求解发展迅速,由试验提出了溃坝机理,研究不断模型化;但高强输沙理论未建立,溃口冲刷过程未能准确表达,对梯级溃坝和冰湖溃决洪水研究较少。今后应加强溃坝水流理论研究,开展大尺度、多库溃坝模型试验研究,积极做好梯级溃坝和冰湖溃决洪水模拟,进一步建立快捷可靠的区域溃坝洪水预报系统。     

韩江南北堤防洪保护区溃坝洪水演进数值模拟研究

洪水分析计算是洪水风险图编制的基础。基于一维、二维水力学耦合模型,建立了韩江南北堤防洪保护区溃坝洪水演进数学模型,分析探讨了韩江南北堤瞬溃后溃口流量水位关系、主要地物特征点的水位和流速变化以及洪水演进过程。结果表明:溃口峰值流量出现在溃坝瞬间,随外江水位下降,溃口流量减小,至溃坝99 h后基本为0。湘桥区距溃口最近,受洪水破坏最严重,最大流速值超过1. 3 m/s。云路镇、登岗镇和湘桥区由于地势较低,最大淹没水深普遍在2 m以上。     

长江口青草沙水库咸潮期溃坝模拟

针对长江口青草沙水库咸潮期高水位运行条件下长兴岛一侧坝体溃坝风险,采用比较分析、经验公式和土力学分析3种方法对溃口发展进行计算,研究溃坝洪水传播及对岛内重要防洪对象影响。结果显示,自坝体渗透破坏至洪水横穿长兴岛最快仅需7 h,最大溃口流量2 496 m³/s,洪水横向扩散速度显著大于纵向速度;洪水对岛内振华重工长兴基地、长兴镇居住区等重要防护对象均产生不利影响,洪水最短抵达时间分别为4 h 55 min、3 h 45 min,最大淹没水深分别为4.93、5.19 m,近40%面积持续水深达1 m以上。研究成果可为平原区溃坝洪水分析、青草沙水库堤坝管理、长兴岛溃坝洪灾应急管理等提供重要参考依据。     

察尔森水库溃坝洪水模拟计算

采用经验公式法对察尔森水库溃坝洪水进行模拟计算,根据大坝可能出现的溃坝风险,模拟了大坝溃决后保护区内洪水的演进过程,模拟的计算结果提供了淹没水深、淹没范围等洪水风险信息,为察尔森水库防洪风险管理提供了依据。     

基于HEC-RAS的镜泊湖水库溃坝洪水风险分析

准确高效地预测分析大坝失事后溃坝洪水的演进,对于应急抢险决策与风险处置具有重要意义。文章以镜泊湖水库为研究对象,借助HEC-RAS软件构建溃坝二维洪水演进模型,输入水库的库容、水位及相关地形矢量图,剖析镜泊湖水库溃坝洪水向下游演进过程中的水力要素变化规律以及洪水淹没状况,模拟水库溃坝后的洪水演进过程并分析计算其淹没范围,为防洪调度管理和应急预案的编制提供理论依据。     

溃坝洪水数值模拟

本文通过对某水库溃坝洪水计算,介绍了溃坝洪水计算中的一些简单易行的计算方法。并利用Preissmann四点隐式差分格式对圣维南方程组进行离散,求解洪水的传播。分析表明结果具有较高的精度,所提方法是合理可行的。     

小型水库溃坝洪水演算探讨

本文简要介绍了现有溃坝洪水的计算方法,根据新疆奎屯河"87"溃坝性洪水演算实例.推荐了一种简单可靠的适合小型水库溃坝洪水计算的方法.     

特大洪水演变过程及不确定性研究项目专题(三)——溃坝模型

研究小组通过现场溃坝试验和试验室溃坝试验收集到了大量的数据,并以此作为今后建模模拟研究工作的基础.研究小组对现有各模型进行了测试,对其模拟性能进行了比较.文章介绍了模拟研究得到的主要成果,并以此为用户提出建议,以期提高模型选择的水平和使用效果.     

溃坝应急措施和保障体系研究

在分析近年来避免溃坝造成人员伤亡的成功案例的基础上,对溃坝应急措施进行了分析,按功能可分为预防型措施、控制型措施和恢复型措施,并对其现状和法律依据进行了总结。探讨了应急保障体系的内容、发展方向,以及平时需要做的工作。从管理层面、技术层面、认识层面对应急措施和应急保障体系提出了建议和对策,对大坝安全管理工作有重要意义。     

耦合溃口演变的二维洪水演进数值模型研究

为更好地模拟溃坝洪水过程,本文采用源项法耦合了溃口演变模型DB-IWHR与基于GPU加速技术的二维水动力模型,建立了一个包含上游库区二维水动力过程、溃口演变和下游淹没区二维洪水演进的高性能耦合模型。模型中所用源项法为在同一时间步长内,通过二维浅水方程的源项将溃口演变模型计算的流量转换为二维水动力模型溃口上下游各标记网格水深的变化值,以此来实现溃口上下游之间的水量交互。该模型的优势在于所用源项法简单易实现,充分考虑溃口的冲刷过程及上下游水动力过程,同时引入GPU技术加速计算。最后,将耦合模型应用于一个土石坝和两个堰塞坝溃决算例,所得结果与实测吻合较好,模型运行快速高效,这表明基于源项法的耦合模型可实现对土石坝、堰塞坝溃坝等灾害事故的合理高效预测,为应急抢险工作提供有力支撑。     

沟后水库溃坝原因分析

沟后水库大坝溃决后，曾引起国内外坝工专家，学者的广泛关注和讨论，有的单位还开展了专题研究。这种研究和讨论，将有助于加深对该大坝溃决原因的认识和分析，从现有资料来看，其主要原因是面板系统及坝顶趾板缝结构与施工质量问题，存在着漏水，坝体结构没有设置关键性的排水层，致使弱透水性的砂砾石坝体饱和，坝体上部首先失去静力稳定而造成大坝溃决。今后，我们应当从中认真吸取经验教训，避免类似溃坝问题再度发生。     

柳州市古偿河水库溃坝洪水分析

分析了古偿河水库在最不利的工况下发生溃坝,采用铁道科学研究院推荐公式和黄河委员会的参数模型计算公式,计算得到最大洪峰流量为110 192.8 m3/s,瞬时全溃洪水的泄空时间为3 831 s(63.8 min),通过分析溃坝洪水过程及其对下游柳州市的影响,为当地政府及有关单位采取措施,防止、减少溃坝洪水对下游造成的危害提供依据。     

基于风险分析的大坝设计洪水标准研究

在分析和评价传统大坝设计洪水标准的基础上,详细探讨了基于风险分析确定大坝防洪安全标准和设计洪水标准的方法,建立了可接受风险水平约束下的大坝防洪安全标准的风险决策模型,初步解决了风险分析中生命损失不宜货币量化的问题。建议我国把基于风险分析的设计洪水标准作为防洪标准规范的使用参考。     

特大洪水演变过程及不确定性研究项目专题(四)——洪水演进

洪水演进专题研究的目的是加强对溃坝洪水的认识和理解,以及开发可控结构失事后模拟山谷和城市区域灾难性淹没的预测工具.研究人员通过试验室试验和对西班牙Tous大坝的溃坝洪水进行分析研究,为模型模拟提供了基础.文章介绍了其整个研究过程和主要结论,供参考.