高危堰塞湖引流槽结构形式优化试验研究

针对高危堰塞湖溃决早期泄洪效率低下以及溃决洪峰难以控制等工程难题,通过室内物理模型试验优化调整引流槽横、纵断面结构形式,对比研究了常规梯形断面、复式断面以及垂直陡坎式引流槽条件下堰塞湖溃决洪水的特点。研究结果表明：不同结构形式引流槽堰塞湖溃决洪水过程普遍可划分为溃决初始阶段、溯源冲刷阶段、快速发展阶段以及恢复稳定阶段。相比于常规梯形断面引流槽,复式断面引流槽可明显降低堰塞体过水高程,加速溃决初始阶段发展,缩短堰塞湖蓄水时间,降低最大壅高水位,可减小最大溃决洪峰约17%。垂直陡坎可增大溃决水流局部流速,加速溯源陡坎回溯冲刷,明显加速堰塞湖溃决发展,缩短堰塞湖蓄水时间,降低堰塞湖最大壅高水位,且削减溃决洪峰最低仍能达到11.4%。     

长江勘测技术发展与研究

简要介绍水利水电工程地质勘察几种常用的勘察技术方法并回顾长江勘测技术的发展历程;随着国家经济建设的发展并与之相适应,今后一段时间水利工程的分布、功能要求、环境要求、可持续发展要求将发生重大变化,预计对工程勘察技术需求带来相应的变化,对勘察方法和技术手段提出了更高的要求。     

堰塞湖形成与致灾机理及风险评估关键技术

<正>成果概况堰塞湖形成与致灾机理及风险评估关键技术研究，采用典型堰塞湖溃决现场观察观测、室内外大型物理模型试验及智能观测、大数据统计分析、数值模拟、人工智能与计算机软件开发等手段，在堰塞湖形成与致灾机理、堰塞湖风险关键信息获取技术、堰塞湖溃决风险快速评估技术等方面开展系统而深入的研究。研究成果获得授权发明专利5项、实用新型4项、软件著作权5项，在国内外期刊发表论文81篇，出版专著5部、技术手册1部，成果被SL/T450-2021《堰塞湖风险等级划分与应急处置技术规范》采纳并颁布实施，有力推动了行业的技术进步，被长江经济学会评为2022年度科学技术进步一等奖。     

基于物理模拟的堰塞湖溢流溃决机理

受持续来流影响，在大江大河内形成的堰塞湖极易在数十天甚至数天内漫顶溢流溃决，引发非常态溃决洪水，严重威胁下游沿岸地区人民群众生命财产安全。堰塞湖溃口坍塌变形发展迅速、现场观测难度大，当前普遍难以实地观测堰塞湖溃口形态变化及水力学参数，至今未能获取溃口坍塌发展的真实数据。针对堰塞湖溃决洪水威胁及溃决机理不明等难题，基于堰塞湖溃决过程现场观察及历史堰塞湖溃决案例分析，阐明堰塞体体型、材料级配、库容及上游来水量是决定堰塞体危险性的关键。并以“11·3”白格堰塞湖为原型，分别开展了堰塞湖溃决1∶80室内和1∶20野外物理模型试验，揭示堰塞体溃口发展遵循“流速驱动、流量控制”，以获得较大流速为目标的自我演化机制；溃口坍塌发展的主要动力机制是携沙水流剪切冲刷、陡坎上游负压区涡流掏刷、陡坎下游高速水流冲刷、边坡重力坍塌；堰塞体溃决坍塌依次呈现尾部下切、陡坎溯源、全断面下切、上冲下淤4个发展阶段变化特征，溃口平面形态相应依次呈现线条型、倒喇叭型、双曲面型、近似等宽型4个变化特征。陡坎溯源是溃决前最高效的冲刷方式，也是判断堰塞体漫顶过流后是否溃决的重要标志。开展堰塞湖溢流溃决大型物理模拟试验有助于推动高危堰塞湖应急疏通排水设计和堰塞体坍塌控溃技术发展，为堰塞湖应急处置提供参考。