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1.
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金沙江白格堰塞坝自然泄流冲刷溃决过程数值模拟
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《人民长江》,2021年第8期
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堰塞坝冲刷溃决及溃决洪水演进过程十分复杂,其溃决洪水对下游人民生命财产构成巨大威胁。利用数值分析方法对大型滑坡堰塞坝的溃决演进过程进行模拟和重演,对堰塞湖下游的避险与防灾减灾具有重要指导意义。以2018年金沙江"10·11"白格滑坡堰塞湖为例,基于无人机获取的地形数据,建立白格滑坡堰塞坝的三维数值模型,采用Flow-3D软件对堰塞坝的自然泄流冲刷溃决过程进行模拟,分析泄流槽内的流速、冲淤变化特征以及下游溃口处的洪峰流量演变过程。模拟结果表明:堰塞坝漫顶冲刷可以划分为溃决冲刷前、溃口快速拓展阶段、洪峰时刻、溃口稳定发展阶段4个时间段;溃决泄流过程中,泄流槽斜坡道上的水流流速较大,冲刷深度最大,堰塞坝下游出现明显淤积;白格堰塞湖溃决过程中出现了明显的溯源侵蚀现象,在泄流槽不断下切的过程中,泄流槽跌坎不断向上游移动。模拟结果有助于进一步深化对金沙江"10·11"白格滑坡堰塞坝冲刷溃决过程和机理的认识,对于堰塞湖应急处置措施和科学避险方案的制定具有一定的参考价值。
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2.
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不同横断面泄流槽的地震堰塞湖溃决实验研究 被引次数：1
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赵万玉 陈晓清 高全 贾世涛《泥沙研究》,2011年第4期
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堰塞湖的溃决问题是研究堰塞湖的核心内容之一,也是堰塞湖进行排险和处置的重要依据.本文以唐家山堰塞湖为原型,设计室内1∶250的近似模型实验,完成了堰塞湖自然溃决实验、梯形槽堰塞湖溃决实验、三角形槽堰塞湖溃决实验和复式槽堰塞湖溃决实验,通过对溃决过程中堰塞坝内部土体体积含水量变化特征、泄流槽侵蚀特征和溃决流量过程的分析,获得以下认识:(1)溃决初期以下切侵蚀为主、后期以侧蚀为主；溯源侵蚀方面,自然溃决表现最强烈,人工辅助溃决实验中溯源侵蚀由强到弱依次为:复式槽、三角形槽、梯形槽；(2)人工辅助溃决在一定程度上削减了洪峰流量,与自然溃决相比减小了7.7％ ～20.1％,表明开挖人工泄流槽降低坝前水位的措施对于降低堰塞湖溃决风险是可行的；(3)以溃决流量增长率高或到达溃决洪峰时间短为判定溃决初期排泄效率高的标准,对比3组人工槽溃决实验,排泄效率由高到低依次为:三角型横断面、复式横断面、梯形横断面.针对唐家山堰塞湖处置,可在梯形槽基础上开挖三角形槽变为复式槽来进一步提升溃决初期排泄效率.
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3.
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堰塞坝溃坝数学模型研究与应用
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陈生水 赵天龙 钟启明《水利水运工程学报》,2015年第3期
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针对堰塞坝坝体土石料的宽级配特性,引入与水流方向垂直的附加作用力来考虑粗颗粒对细颗粒的阻拦、遮蔽作用以及细颗粒对粗颗粒的包围、填实作用,提出了一个可模拟堰塞坝漫顶溃决过程溃口发展规律与流量过程的数值模型和相应的计算方法,利用该模型对唐家山堰塞坝泄流过程进行了模拟,得出的泄流槽发展规律与洪水流量过程与实测资料接近,验证了该模型和计算方法的合理性.进一步,利用笔者建议的数学模型及数值计算方法,比较分析了唐家山堰塞坝除险过程中泄流槽断面型式对堰塞坝泄流过程的影响,发现堰塞湖在采用泄流槽引流除险时,泄流槽深度与断面型式对其泄流过程具有重要影响,增加泄流槽深度,可明显提高泄流效率,但堰塞湖下游将承受更大的风险.对于同样深度的梯形泄流槽,如果将槽底部断面减小,形成复合梯形泄流槽,不仅可减少开挖工作量,而且没有明显降低泄流效率,同时后者的泄流过程更为平缓,最大洪峰流量减小,出现的时间滞后,堰塞湖下游承受的风险也将降低.
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4.
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堰塞坝背水面坡度对溃决过程影响机理大尺度试验
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黄卫 齐子杰 段文刚 汪利先 李利 於思瀚《四川大学学报(工程科学版)》,2022年第54卷第3期
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堰塞坝溃决物理概化试验是当前研究堰塞坝溃决机理较为可行的方法，但在现有堰塞坝溃决试验中，由于试验坝体尺寸较小、试验上游库容不足，导致试验的溃决过程与实际堰塞坝溃决存在较大差异。为尽量克服库容的不足所带来的影响，本文采用了最大库容达380m3的大尺度堰塞坝溃决试验系统。本文以无粘性、宽级配砂砾料堰塞坝为对象开展了多组室内大尺度溃决试验来揭示堰塞坝溃决机理，并通过设置不同背水面坝坡来研究其对溃决过程的影响。通过试验发现堰塞坝溃决过程可以分为沿程冲刷、溯源冲刷、快速发展和溃口稳定四个阶段。在溃决过程中发现陡坎侵蚀和溃口两侧土体失稳坍塌是溃口快速发展的主要机理。不同背水面坡度下的沿程冲刷阶段冲蚀特征基本相似，而溯源冲刷阶段及快速发展阶段溃决过程差异显著，较大的背水面坡度使溯源冲刷阶段跌坎水流更容易得到发展，进而影响溃口处的垂向冲深及侧向发展，导致快速发展阶段更易形成垂向落差较大的陡坎洪水冲蚀。从溃决历时来看，坡度的增加使溃口发展更快、峰值流量出现时间更早，进而导致溃决历时缩短。坝顶溃口宽度及峰值流量也会随着坡度的增加而增加。在本试验还较好地重现了天然堰塞坝下游河道两岸的淤积现象，并根据堰塞坝溃决过程中的水流特点、泥沙运动及溃决完成后下游河道的地貌，初步分析了淤积区的形成机理。
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5.
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金沙江白格堰塞湖溃坝洪水分析
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周兴波 杜效鹄 姚虞《水力发电》,2019年第3期
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准确分析预测堰塞湖溃坝洪峰流量可为应急处置方案的制定和应急决策提供技术支撑。采用基于双曲线模型的冲刷侵蚀溃坝洪水分析方法,结合"10·11"和"11·03"白格堰塞湖溃坝洪水分析预测与应急抢险实践,对"10·11"白格堰塞湖自动漫顶溢流过程、"11·03"白格堰塞湖开挖人工导流槽和不开挖人工导流槽溃坝洪水过程进行了分析计算,并与应急除险过程中的实测资料进行对比。结果表明,数值计算结果与实测数据基本一致。这说明冲刷侵蚀模型的溃坝洪水分析方法可较好地分析预测堰塞坝溃决过程,白格堰塞坝溃决洪水分析预测时冲刷侵蚀率取a=1. 1,b=0. 000 5是合适的。此研究成果可供类似土石坝、堰塞坝风险分析和处理类似堰塞湖提供一定参考。
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6.
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金沙江“10·10”白格堰塞湖溃坝洪水反演分析
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陈祖煜 张强 侯精明 王琳 马利平《人民长江》,2019年第50卷第5期
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准确预测堰塞湖溃坝洪水流量过程在堰塞湖应急抢险过程中极其重要。以白格堰塞湖下游水文站实测的洪水过程为依据,通过DB-IWHR溃坝洪水分析程序和GST洪水演进模型,分别采用不同冲刷侵蚀参数对"10·10"白格堰塞湖漫顶自然泄流过程进行了反演分析。结果发现:冲刷参数a=1.100 0、b=0.000 6时,叶巴滩、拉哇水文站模拟结果与实测流量结果最为接近。由此判断"10·10"白格堰塞湖溃决洪峰流量为10 882.78 m~3/s,溃决历时6.2 h到达洪峰流量,最终溃口水面宽度为99.66 m。运用DB-IWHR溃坝洪水分析程序结合基于GPU加速技术的GST洪水演进模型,计算效率得以大大提高,可以在应急抢险工作中实现快速、精准的预测。
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7.
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上游洪峰流量对堰塞坝漫顶溃决影响试验研究
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《人民黄河》,2015年第5期
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考虑堰塞湖上游洪峰流量对堰塞坝溃决过程的影响,以4种不同上游洪峰流量为变量进行8组水槽试验,观测溃坝过程和溃口的变化,总结堰塞坝漫顶溃决的4个阶段,即漫顶下渗阶段、大通道形成阶段、大通道快速冲刷阶段和稳定阶段。结果表明:最大溃口流量随上游洪峰流量的增大呈对数型增长趋势,上游洪峰流量的增大对溃坝过程影响明显,具体表现为上游洪峰流量越大,快速冲刷时间越短,溃口发展和二次垮塌的平均速率和规模越大,且溃口洪水过程由单一的水位涨落变为持续性高水位过程。
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8.
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基于快速连溃洪水计算的梯级堰塞湖风险分析
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陈淑婧 郑 轩 王江波 张 燕 于 沭《水利水电技术》,2020年第51卷第3期
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地震滑坡堵江作用形成的梯级堰塞湖,上下游单元之间存在级联效应,增大了溃决风险和成灾规模。及时合理的应急方案可以有效保证上下游的生命财产安全,然而现阶段缺乏快速定量的梯级堰塞湖的风险分析方法。以溃口洪水计算为核心,结合河道洪水演进计算和水库调洪计算,提出了一种梯级堰塞湖连溃洪水的快速计算方法,并应用至国内外第一个具有详细数据资料的梯级堰塞湖小岗剑梯级堰塞湖溃决实例中。定性分析了堰塞湖风险等级,使用提出分析方法进一步定量反演计算连溃洪水过程,评估了应急处置工程效果,分析不同组合状况下连溃洪水的规模。结果显示:反演计算其连溃峰值流量为3 736 m~3/s,与实测值3 950 m~3/s基本一致。当不开挖泄流槽时,连溃峰值流量高达4 865 m~3/s,泄流槽降低梯级洪峰30%。快速定量连溃洪水计算可以辅助优化联合调度方案,是减轻连溃洪水灾害、保护流域整体安全的一种行之有效的非工程措施。研究结果可以为梯级堰塞湖定量风险评估以及应急除险预案制定提供理论依据。
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9.
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金沙江“10·10”白格堰塞湖溃坝洪水反演分析
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陈祖煜 张强 侯精明 李慧《水利水电快报》,2019年第7期
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<正>准确预测堰塞湖溃坝洪水流量过程在堰塞湖应急抢险过程中极其重要。以白格堰塞湖下游水文站实测的洪水过程为依据,通过DB-IWHR溃坝洪水分析程序和GST洪水演进模型,分别采用不同冲刷侵蚀参数对"10·10"白格堰塞湖漫顶自然泄流过程进行了反演分析。结果发现:冲刷参数=1.100 0、=0.000 6时,叶巴滩、拉哇水文a b
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10.
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堰塞湖冲刷及溃决试验研究 被引次数：6
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牛志攀 许唯临 张建民《四川大学学报(工程科学版)》,2009年第41卷第3期
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地震引发地震堰塞湖，对下游居民的生命安全造成很大威胁。通过建立一套以高速摄影为主，辅以桩群定位的模型试验方法，研究了堰塞湖从沿程冲刷到溯源冲刷的全过程，观测了溃决的水流和形态变化。观测发现溃口的变化是一个逐步渐变，底部为溯源冲刷，两边逐渐溃塌的过程。漫顶冲刷条件下，堰塞体呈现出全断面的溯源冲刷。随时间的推移，冲刷系数存在由大变小的规律，从空间上存在从上游往下游变小的规律。堰塞体模型的溃口不断扩大，冲积扇形状逐渐变大，向两边和上游延伸，最终形成一个上游窄下游宽、不规则的梯形冲刷沟，此结果可为堰塞湖排险、溃坝洪水研究等参考。
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11.
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堰塞坝泄流冲刷平衡形态的影响因素研究
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罗利环 黄尔 张文江《人民黄河》,2010年第32卷第11期
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根据模型试验观测可知,堰塞坝泄流过程大致可分为溯源冲刷、下切展宽、粗化稳定三个阶段,冲刷稳定后床面形态可分为头部粗化区、细沙落淤区、粗化床面区、推进细沙区、原河道区.分析不同入库流量、坝体级配、坝后坡度对堰塞坝泄流冲刷平衡形态的影响,结果表明:入库流量对堰塞坝泄流冲刷平衡形态影响不大,而坝体级配、坝后坡度对堰塞坝泄流冲刷平衡形态有较大影响.
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12.
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土坝溃坝试验研究与应用
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沈登乐《江淮水利科技》,2009年第5期
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本文根据模型试验和在滁州市进行的碾压式均质土坝现场溃坝试验研究,发现土坝漫顶溃决是个逐渐发展的过程,溃决持续时间一般在2h以上。结合滁州市2008年发生的2座小水库成功抢险案例分析,认为土坝遇洪水漫顶采用应急抢险泄流方案是可行的。具体的抢险方法应该依据具体坝体特征,选择坝体两端坝高较低、坝基基岩较高、对下游影响较小的坝段开挖泄流槽引冲形成局部溃口泄洪,避免主坝段溃决造成重大损失。泄流槽应有足够宽度,深度以能够确保泄流槽形成自身冲刷为宜,推荐泄流槽开挖深度应该大于1m。
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13.
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不同底床坡度下的堰塞坝溃决过程研究
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蒋先刚 吴雷《岩石力学与工程学报》,2019年第Z1期
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针对缺乏底床坡度对堰塞坝溃决过程影响的现状,采用7种底床坡度(1°,2°,3°,7°,9°,11°,13°)进行堰塞坝溃决试验,结果表明:不同底床坡度条件下的堰塞坝溃决过程分为3个阶段,其中第I阶段溃口发展缓慢,在背水坡形成明显的水流坡折点,第II阶段溯源侵蚀强烈,溃口快速下切和展宽,溃口类似于梯形,第III阶段水沙运动减弱并趋于平衡。峰值流量与底床坡度呈非单调关系,其随底床坡度的增大先增大后减小。当底床坡度较小时,溯源侵蚀是溃口下切的主要动力;随底床坡度逐渐增大,牵引侵蚀对溃口纵向和横向发展的作用增大。溃口宽度与深度之比随底床坡度的增大先增大后减小,且以3°为分界值。溃决后的溃口宽深比随底床坡度的增大呈先趋于1,后渐小于1的规律。
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14.
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堰塞坝溃决特征和机理的试验研究
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张健楠 余斌 张惠惠《人民黄河》,2014年第10期
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汶川震区泥石流沟道内存在大量地震诱发堰塞坝,溃决后极易形成泥石流,为研究其溃决特征和机理,通过松散堆积堰塞体的临界溃决试验,研究了在不同颗粒级配条件下,堰塞体溃决的临界溃决流量以及堰塞体溃决后的流量,得出:1堰塞体的临界溃决流量随颗粒中值粒径的增大而增大,在相同颗粒中值粒径条件下,临界溃决流量随颗粒的不均匀系数Cu的增大而减小,Cu>50则临界溃决流量趋于固定值;2在上游来水流量较小时,增大来水流量后,下泄洪峰流量略有增加,堰塞体溃决产生的流量占洪峰流量比重较大,而来水流量较小,对溃决后洪峰流量的贡献也较小。
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15.
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白格堰塞湖溃决洪水特性分析及其对下游梯级电站的影响
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《四川水力发电》,2021年第4期
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堰塞湖溃口洪峰流量及到达时间的准确预测是堰塞湖下游梯级水电站在制定应急方案时的重要参考依据。在重点分析了金沙江白格堰塞湖形成机制的基础上,考虑堰塞体溃口出流、冲刷及侧向拓展,按照1/2和1/3的溃决演变方式,计算出堰塞体下游梯级电站坝址处的洪峰流量及到达时间。结果表明,下游坝址离堰塞体距离越远,洪峰流量越小、到达时间越长。
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16.
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唐家山堰塞湖溃坝洪水分析及泄流冲刷模拟 被引次数：1
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朱勇辉 范北林 卢金友 张细兵 杨文俊 渠庚《人民长江》,2008年第39卷第22期
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土石坝溃坝数学模型BRESZHU建立在溃坝试验及原型溃坝案例中所观察到的溃坝机理基础之上。模型先后用不同国家的多组溃坝试验资料进行率定和验证,并被成功应用于原型堤坝溃决案例的模拟,结果良好。"5.12"地震唐家山堰塞湖险情发生后,其不断升高的水位和不断增大的湖容给下游百万群众的生命财产安全造成了巨大威胁。运用BRESZHU模型并结合坝下游溃坝洪水演进模型针对堰塞湖上游可能出现的不同频率洪水、坝体的不同溃决方案和不同溃决过程等对数10种工况下唐家山堰塞湖的调洪、溃坝及洪水传播过程进行了计算与分析,为抢险方案和应急预案的制定提供了有力的技术支持。险情结束后运用BRESZHU模型及时对湖水下泄过程中泄流渠断面发展及坝址处洪水过程等进行了模拟,结果表明模型计算的下泄洪水过程(水位、流量)及泄流渠断面发展等与实测情况符合较好。
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17.
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堰塞湖坝体处理及溃决模拟试验研究
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曹永涛 高航 夏修杰《人民黄河》,2010年第32卷第12期
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为避免四川汶川大地震所形成的堰塞湖引发次生灾害,利用实体模型,模拟了堰塞湖坝体不同处理方式的效果及溃决过程,认为通过水泵抽水在堰塞湖坝体上快速形成一定规模的溢洪道是可行的;在采用机械开挖溢洪道时,应布置成S形并加以防护,这样可延迟溃坝口门贯通时间;试验模拟得出的溃坝最大下泄流量与原型实际泄洪形成的洪峰流量基本相当.
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18.
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唐家山堰塞湖应急排险设计及综合整治的设想 被引次数：2
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陈五一 郑家祥 谭建 唐朝阳《水力发电》,2008年第34卷第11期
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在分析研究唐家山堰塞坝地形地质条件、物质组成、通口河段水文条件的基础上,针对堰塞坝特点及各种溃决可能,提出了三种工程处理措施方案,并根据现场施工情况及水文特性及时进行动态调整,从而满足了现场施工及利用水力特性溯源冲刷泄流的要求,实现了有效控制泄流过程及减少对下游影响的目的,成功解除了唐家山堰塞湖对下游人民生命财产的严重威胁。对泄流后的唐家山综合治理进行了进一步的专题研究,提出了综合治理的设想、技术路线。
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震后泥石流沟内滑坡堰塞坝的侵蚀特征分析——以银洞子堰塞坝为例
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赵高文 王萌 杨宗佶 田宏岭 姜元俊《工程科学与技术》,2019年第5期
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强烈地震后的沟内滑坡堰塞坝是泥石流地质灾害的重要物质来源,由于季节性降雨的间歇性和沟道地形的特殊性,泥石流沟内滑坡堰塞坝的侵蚀破坏过程与堵河型滑坡堰塞坝有明显区别,本文以银洞子滑坡堰塞坝为例,对此类堰塞坝的侵蚀破坏特征进行了研究。通过多年的现场地质调查和理论分析,主要得出以下结果:1)银洞子堰塞坝受到的侵蚀效应包括降雨导致的坡面汇流冲刷,溃口水流或泥石流的下切侵蚀、侧向侵蚀和溯源陡坎侵蚀;2)横向巨大高差导致该堰塞坝漫顶溃决时的初始溃口位于坝体侧面,水流或泥石流对溃口边坡的侧向侵蚀过程为单向侵蚀,在这种侧向侵蚀和下切侵蚀共同作用下,堰塞坝的溃口边坡越来越高,堰塞坝的稳定性降低;3)银洞子沟上、下游土体强度不同导致堰塞坝的坡面侵蚀效果不同,下游一侧坝体强度较弱,坡面汇流冲刷导致堰塞坝表面被两道大型拉槽分割,堰塞坝的整体性受到影响;4)银洞子堰塞坝特殊的物质结构导致溯源侵蚀陡坎向上游的发展速度缓慢,堰塞坝的侵蚀过程不一致。在多种侵蚀效应的共同作用下,银洞子沟滑坡堰塞坝下游部分的溃口边坡高度大、完整性差,很可能失稳形成二次滑坡,将导致大量松散物质进入新形成的沟道内,从而为泥石流活动提供物源储备。
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20.
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堰塞坝溃决机理试验研究 被引次数：9
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杨阳 曹叔尤《水利学报》,2012年第Z2期
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通过水槽模型试验研究了考虑渗流情况下非黏性堰塞坝体的漫顶溃决侵蚀机理.结合试验数据,分析了溃坝过程的同阶段水流条件及坝体侵蚀的相互关系.结果表明:堰塞坝溃决过程分为:Ⅰ渗流侵蚀、Ⅱ初始溃决点形成、Ⅲ溯源蚀退、Ⅳ溃口展宽下切(洪峰过程)以及Ⅴ粗化再平衡5个阶段,溃决发展主要集中于阶段Ⅲ—Ⅳ;溃决洪峰过程与坝顶长度和入库流量相关,坝体长度越短,入库流量越大,洪峰越早越“尖瘦”;溃决流量变化与溃口展宽、下切速率相关,溃口展宽与下切同时存在阶段,展宽速率对流量变化的影响更大.另外,对溃决发展过程中展宽和下切的机理的初步探讨表明,斜坡泥沙起动这一机理能够很好地解释观察到的试验现象.
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