介绍溃坝简化水力计算

本文介绍美国天气推荐的溃坝简化计算模型，该模型基于水力学堰流基本理论，推求溃坝最大流量，和紧靠坝下游处的最大水深，并以这个最大流量和最大水深为下游洪水演进计算提供依据，成果最大误差为１０－１５％，同动力模型的成果比较，其误差是偏于安全的，可编程序上机计算，计算简便，精度高。     

水电工程溃坝洪水计算

某电站为—待建电站，位于高山峡谷区，河道比降较大。其下游为某城市，一旦大坝溃决，将对人民的生命财产安全造成极大的威胁。为此，进行溃坝洪水计算，可预测溃坝后，洪水的淹没范围和程度，以便提早采取相应的措施，减少损失。     

水库群溃坝洪水计算

湖北大畈核电厂址上游已建及规划的中型水库共有7座,众水库之间的关系较为复杂.溃坝后,洪水波不但沿河道演进,还继续在富水水库库区内演进,较为特殊.采用溃坝水力学和河道水力学公式,对这些水库溃坝后的洪水波进行了演进计算,并与影响厂址防洪安全的洪水事件进行组合,分析了溃坝对厂址处的水位影响,为工程可研阶段提供设计依据.     

不同河道状况下的堰塞坝溃坝洪水特性研究

采用溃坝流量经验公式计算并比较分析了不同溃决模式、工程引流措施和上游来水、上游河道及坝址状况对唐家山堰塞坝溃坝流量过程的影响,采用一维溃坝洪水演进数学模型计算分析了溃坝洪水在北川至绵阳、重庆段的演进过程,比较分析了溃坝前下游河道不同水流状态和不同边界条件对溃坝洪水传播特性的影响。经过对堰塞坝实际泄流的洪水演进过程的复演计算,证明数值模拟结果与实际情况较为吻合。     

滑坡堰塞湖溃坝波影响因素分析

滑坡堰塞湖坝体随着上游水位的不断上升极易失稳。基于流体计算软件Fluent,对水体在重力作用下的塌落及演进过程进行数值模拟,分析溃坝洪水在下游河道传播过程中的影响因素,结果表明:上下游水深比、下游河道坡降及弯曲程度均对溃坝洪水的推进速度、波形及流量产生影响。水深比比较小时,下游洪水推进较快;下游河道坡降越大,洪水推进速度越快,流量越大;下游河道弯曲度≥0.25时,溃坝洪水受影响比较明显,波前传播速度减缓,能量耗散增大。     

箱型结构物封堵溃坝水力学特性试验研究

介绍了用箱型结构物通过爆破下沉方法封堵溃坝的水力学模型试验。基于相似理论，研究堵口过程中的水力学特性变化，得到了溃口附近的流速、流态规律，以及箱体周边的流速情况。成果为实际确定沉箱堵口方案提供了依据，同时也为今后其它堵口技术方案的研究提供参考。     

溃坝及洪水演算模型的开发与应用

平原河流两岸人烟稠密，大坝溃决或暴雨洪水危害是十分大的。美国的溃坝及洪水演算数学模型，在西方一些平原河流洪水预警系统中应用广泛。该模型可以较好地模拟各种类型的大坝在各种情况下溃决的全过程，可以采用多种方法推求溃决洪水过程线。该模型在采用不稳定流法模拟各种洪水在河道中，特别是有宽阔河滩地的平原河道中的传播方面，有突出的优点。另外，该模型采用多个大坝实际溃决资料及多场实测洪水资料验证，其计算结果是可靠的。国内采用其进行大坝溃决洪水计算，冰川湖溃决洪水计算以及不稳定流计算，均取得较好成果。因此，在平原河道上建设包括该模型的水情自动测报系统，其社会效益和经济效益将是十分显著的。     

带调节水池船闸水力计算数学模型

将带调节水池船闸的水力计算概化为一维非恒定流水力学问题，建立了相应的方程组和差分格式。通过算例，从水力特性角度，说明带调节水池船闸是解决高水头船闸水力学问题的一个较好的布置型式。     

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。     

溃坝后果综合评价模型特性分析及适用性研究

溃坝后果评价是计算大坝风险的核心内容之一,溃坝损失后果评估是否准确直接关系到大坝风险度的大小。溃坝后果评价是一件复杂繁琐且系统性工作,需要将生命损失、经济损失、环境影响和社会影响等4个方面的评估结果进行综合。随着数学理论发展,线性加权综合评价、模糊数学综合评价、物元综合评价、灰色关联度综合评价、主成分分析综合评价等成为常见综合评价模型。而每种模型方法各有特点,实际适用性效果各异。就常见的5种综合评价模型,以江西省5座水库溃坝后果评价为例,对5种评价模型计算特性和结果进行了比较分析,获得了每种方法使用技术要点,并得出在对多座水库的溃坝后果严重程度评估排序时,线性加权综合评价模型应用效果最为可靠,其次推荐采用物元综合评价模型的结论。     

堰塞坝溃坝数学模型研究与应用

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。     

水激波的积分解析解

本文发展了溃坝水激波求解的数学模型，对梯形溃口提出了解析式，给出了激波波高的具体计算算例，对矩形溃口，过去的文献资料需用三个方程求解三个未知数来表示，本文给出了以一个方程表示的解析解，该解析解具有Ｆ（ｘ，ｙ）＝０的形式，是数学意义上的解析解。本文还介绍了定量描述任一时刻，任一位置过程线的方法。     

逐渐溃坝和瞬时溃坝的模拟研究与比较

文章针对土坝的溃坝失事,采用了逐渐溃坝和瞬时溃坝两种数学模型进行研究,在论述它们各自的机理后,结合实例验证其实用性并对其各自特点分别加以分析和比较,从而为防洪预报和决策提供科学依据     

基于一二维耦合技术的溃坝洪水模拟研究

以印度尼西亚巴丹托鲁水电站溃坝洪水模拟为例,对于地形条件复杂的河流,利用MIKE软件基于一二维耦合技术构建溃坝洪水计算模型,对拟定的溃坝工况进行数值模拟。建立的溃坝洪水一二维耦合模型适用于不规则计算域和地形,通过引入了新的动态耦合技术,避免了采用单一模型时遇到的计算效率、网格精度和准确性方面的问题。通过数值模拟得到了溃口流量过程和下游海滩地区洪水演进过程,并对下游敏感区域进行淹没影响分析。模拟成果为水电站工程设计、溃坝洪水风险分析和灾害损失评估提供了技术支撑。     

溃坝洪水演进平面二维数学模型初步研究

采用逆风格式的有限差分算法,建立了浅水方程的平面二维溃坝洪水演进数学模型。提出了洪水演进计算中“干湿”边界的处理方法,较好地解决了动边界模拟问题。研制了数学模型后处理模块,实现了溃坝洪水演进过程的动态演示。采用Fraccrollo等的部分溃坝模型试验成果对数学模型进行了检验,除溃坝初期在口门附近的水位存在一定差异外,其他位置验证较好。并将该模型应用于天然干河床的洪水演进计算。     

溃坝洪水在下游水库的演进及坝前爬高

基于物理模型试验,探讨上游坝体溃决时间T_1、上游坝前水深H_1、上游水库面积S_1、下游坝前水深H_2及下游水库面积S_2等因素对溃坝洪水在下游水库演进、初始波高及下游坝前初始波浪爬高的影响。结果表明:溃坝洪水在下游水库的演进过程可分为洪水波、洪水涌浪、反射叠加、振荡衰减4个阶段。下游坝前初始波浪爬高随T_1、H_2、S_2的增大而减小,随H_1的增加而增大,与上游水库面积S_1无明显相关关系。拟合出下游坝前初始波浪爬高值经验公式,并得出各因素对波浪初始爬高影响程度从大到小的次序为:T_1、S_2、H_1、H_2。     

溃坝经济损失评估方法研究简

 根据溃坝洪水演进特征及其对经济财产的破坏作用,提出了一种基于淹没范围区划的溃坝经济损失评估方法。为便于确定溃坝洪水财产损失率,将溃坝洪水淹没范围划分为6种区域溃决区、毁灭区、重灾区、中灾区、轻灾区及安全区,制定了溃坝洪水淹没区划标准及每种分区财产损失率的建议表。为避免溃坝洪水淹没范围区划中的不相容问题,提出了基于物元模型的溃坝洪水淹没范围区划方法。该评估方法简便快捷,可以节省工作量,实现快速评估。     

溃坝经济损失评估方法研究

根据溃坝洪水演进特征及其对经济财产的破坏作用,提出了一种基于淹没范围区划的溃坝经济损失评估方法。为便于确定溃坝洪水财产损失率,将溃坝洪水淹没范围划分为6种区域溃决区、毁灭区、重灾区、中灾区、轻灾区及安全区,制定了溃坝洪水淹没区划标准及每种分区财产损失率的建议表。为避免溃坝洪水淹没范围区划中的不相容问题,提出了基于物元模型的溃坝洪水淹没范围区划方法。该评估方法简便快捷,可以节省工作量,实现快速评估。     

推移质运动的二维数学模型

本文建立了一个模拟推移质运动的二维数学模型，水流运动方程中考虑了河流弯曲处环流所引起的动量交换，推移质运动方程中则考虑了推移质运动的随机性、床沙粗细颗粒的相互影响及床沙级配沿河宽的调整。利用连续弯道清水冲刷河床变形试验资料对模型进行了检验，检验结果表明，数值计算结果在定床及动床水面线、流速沿河宽分布、冲刷过程中水位下降过程、河床的平面变形、出口断面推移质输沙率及其级配、床沙沿纵横向的分选等方面与试验结果吻合较好。