混凝土坝不同溃决方式下溃口水力学试验研究

混凝土坝溃决一般在极短时间内发生,以往研究很少考虑其溃决过程和溃决方式。根据混凝土坝结构特征和受力特点,假定了滑动式、倾倒式、开门式3种可能的溃决方式,通过物理模型试验研究了3种溃决方式的溃口水力学特征,并同经验瞬溃计算结果进行了比较。成果表明:溃口峰值流量试验值一般比计算值要小,3种溃决方式中,滑动式溃口峰值流量最大,危害最大。试验考虑了混凝土的溃决过程和溃决方式对溃口水流特征的作用,可为经验公式修订和溃坝机理研究提供指导。     

水库溃坝流量简易计算方法解析实例

坝的溃决，按溃决范围分为全溃和局部溃两类，按溃坝过程分为瞬时溃（溃坝时间很短）与逐渐溃，组合成四种情况。具体某个坝可能溃决的情况与坝型、库容、壅水高度和溃坝原因有关。文章所举实例为瞬时溃决，一溃到底。     

考虑漫溢过程的一维堤防溃决分洪计算研究

以平原河道梁济运河为例,考虑漫溢过程进行河道堤防溃决分洪计算。对于由缺口漫溢演变为溃堤的堤防溃决,简化为先漫溢、后溃堤的两阶段溃决过程,河道洪水演进采用MIKE11一维水动力模型,溃决分洪按侧堰自由出流计算。在既定的水力条件及假定溃口尺寸条件下,计算漫溢、漫溃、瞬溃等3种溃决形式的分洪流量、水位过程,相对于一阶段的瞬溃方案,二阶段的漫溃方案的溃决分洪水量较大、溃决时间较长,较符合河道堤防溃决发展过程。     

溃决型黏性泥石流冲击下大颗粒堰塞坝溃决流量计算方法研究

震后环境下大颗粒堰塞坝溃决流量是设计溃决型黏性泥石流防治工程的关键参数。在宽顶堰流量计算公式的基础上,结合水静力学和流体力学,建立估算大颗粒堰塞坝溃决流量的堵溃模型。为解决如何确定堵溃模型中堵塞系数ω这一难点,通过多处溃决型黏性泥石流典型案例,回归分析堵塞系数ω与最大颗粒直径D的相互关系。最后采用2013年7月13日汶川县七盘沟溃决型黏性泥石流案例检验大颗粒堰塞坝堵溃模型适用性。结果表明:溃决流量堵溃模型中堵塞系数与最大颗粒直径成正比,在泥石流实地调查中,仅需确定泥石流携带的最大颗粒尺寸、潜在堰塞坝宽度和泥石流平均流速,即可快速预测潜在泥石流堵溃点处的溃决流量;七盘沟泥石流的溃决流量估算结果误差较小,为12%,说明大颗粒堰塞坝堵溃模型可用于估算震后地区溃决型黏性泥石流中大颗粒堰塞坝的溃决流量。     

唐家山堰塞坝溃坝可能性及冲刷形式初步分析

结合已有资料和研究成果，统计分析了堰塞坝可能的溃坝方式，分析表明，洪水漫坝和坝体渗透破坏或基础渗透破坏是造成堰塞坝溃坝的主要原因。进一步对唐家山堰塞坝堰体物质抗冲能力、突溃与渐溃可能性和堰塞坝渐溃的可能模式等逐一进行了分析。分析认为，由于该堰塞坝规模巨大，且上游坝坡较缓、下部结构较密实、整体稳定性较好，不存在整体溃决的危险，溃决过程是逐步渐变的，不会发生瞬时溃决。     

混凝土面板坝溃决过程分析

通过对已发生的面板坝溃坝事故研究发现,面板坝溃决过程是局部逐渐未溃到底溃坝模式.通过建立混凝土面板坝溃决过程物理模型,并进行模拟计算,得到不同时间面板折断高度与下泄流量的关系和溃坝下游河道沿程流量变化情况,并由此得出溃坝过程中下泄流量的变化趋势.通过实例研究,验证了该方法的合理性和有效性.     

景洪水电站施工围堰溃堰模型试验与数值计算

在水电站施工过程中,当遭遇超标准洪水时,围堰发生漫顶溃决,将对工程施工及下游城市安全产生巨大的影响.通过水工模型试验并结合数学模型,对景洪水电站二期围堰溃决对下游影响进行研究分析.试验结果表明:下游围堰渐溃,对下游地区影响较小,而上游围堰溃决对下游地区影响较大,其瞬溃的影响尤甚;同时,数值计算结果与物理模型实测数据吻合较好.     

两级堰塞坝连溃过程数值模拟及溃口流量演化特征研究

在强震作用下,高山峡谷区易发生滑坡堵江形成串联的梯级堰塞坝,其中一级一旦溃决易引发梯级连溃。本文基于三维雷诺平均Navier-Stokes方程、湍流重正化群模型,以及悬移质和推移质冲蚀方程,并考虑溃口边坡的失稳坍塌,采用有限体积法建立了梯级堰塞坝连溃过程数值模拟方法,用于模拟连溃过程中的水动力特征及梯级堰塞坝的溃口形态演化过程。选择典型的两级堰塞坝连溃概化模型试验作为数学模型验证案例,对比实测值和计算结果发现,上下游堰塞坝溃口洪水流量过程和溃口形态演化过程基本一致,上下游堰塞坝溃口峰值流量、区间洪水演进时间等关键参数的相对误差小于±5%;比较上下游堰塞坝溃口洪水流量过程发现,梯级堰塞坝发生连溃时,溃坝洪水存在级联放大效应。选择上下游堰塞坝距离、河道坡度和下游坝坝高等三个关键参数,研究连溃洪水的放大效应及其影响因素,参数敏感性分析结果表明：下游坝溃口峰值流量随两坝间距和下游坝坝高的减小而增大,随河道坡度的增长呈先增大后减小的趋势;上游坝溃决洪水演进至下游坝时可能产生涌浪翻越并冲蚀坝顶,导致坝顶高程降低,并对下游坝发生溃决的时间以及溃口峰值流量产生影响,因此涌浪对下游坝溃决过程的影响与涌浪翻越坝顶的水量以及坝料冲蚀特性相关。选择小岗剑上、下两级堰塞坝连溃案例,通过对比计算和实测的溃口流量以及溃口形态发现,关键溃坝参数的相对误差小于±10%,验证了模型在实际案例中应用的合理性,本文提出的数值模拟方法可为梯级堰塞坝连溃风险评估和应急处置提供重要技术支撑。     

溃坝缺口自由溢流

溃坝缺口自由溢流研究的任务,为探求溃坝缺口最大流量的问题. 缺口的流态,由于溃决形式与水流边界条件的不同,而可分为:瞬溃、渐溃与堰流三种.其研究内容,主要有:(1)瞬溃最大流量的计算;(2)宽顶堰自由溢流.至于渐溃问题,因涉及因素多且复杂,故一般是由实验或经验的方法来解决. 问题的研究,由来已久,吸引了很多学者的注意,文献[1～9]提出的各种计算方法,实际应用还受限制,主要表现为:1.严格的瞬溃理论,尚限于全溃条件;2.局部溃     

榆树沟混凝土面板坝溃决过程分析

榆树沟水库工程是我国建成并过流的第l座溢流混凝土面板堆石坝。通过对混凝土面板坝溃决过程模拟，分析了溃决过程中面板的折断变化情况及对下泄流量的影响；并推求了沿下游河道沿程洪水变化过程，并与土石坝进行比较，总结面板坝溃决特点。     

上游溃坝引发库区土石坝梯级连溃的模拟研究

基于某水库溃坝过程,以单库非恒定流溃坝数理模拟计算的方式,对上游溃坝洪水涌入下游紧邻的梯级水库以及下游紧邻水库调水御洪防范库坝连溃进行模拟,结果表明:上游发生大坝突然溃决时,可能造成下游库区土石坝连续溃决;在遭遇超级溃决流量是,提前预警泄流只能起到推迟紧邻的梯级水库溃坝时间的作用,不能完全阻止下游紧邻的梯级水库发生连溃;增大紧邻梯级水库的泄流能力,可使库区漫坝洪水流速维持在不发生危险冲刷的指标范围内,但不能彻底防止水坝漫顶;通过增设非常泄洪通道提高泄洪能力,通过预警提前调整库容,能有效防止紧邻梯级水库的坝体连续溃决。可为防范上游溃坝引发紧邻库区土石坝梯级连溃的工程技术应用提供技术参考。     

浅析面板对土石坝溃坝过程的影响

国内主要大坝形式多为土石坝,其中采用混凝土面板防渗型式的土石坝,是近年来发展较快的坝型,通过对土石坝有无混凝土面板防渗的溃决过程分析,发现面板对大坝溃决过程产生影响,导致产生不同的溃决方式,以此为出发点,拟总结面板对土石坝溃决产生的影响。     

瞬溃条件下不同溃决形式的溃口水力特性研究

以混凝土坝瞬间溃决为研究基础,分析了混凝土坝溃决时的溃口特征,比较研究了溃口横向溃决和垂向溃决时的溃口及大坝上、下游的水力学特征。结果表明:横向溃决和垂向溃决随着溃口面积的增大,溃口流量、流速和上、下游水位在最大值与变化趋势上都有明显的不同。在溃口面积相等的条件下,横向局部溃决比垂向局部溃决具有更大的溃口峰值流量和溃口流速,上、下游水位变化也更加突出,即横向溃决比垂向溃决具有更大的危害;溃口面积较小时,这种差别更明显。     

面板坝溃决过程模拟计算

籍助物理模型试验，在搞清决口水流参数、面板受力状况、面板溃板特性、机理等的基础上，通过研究，本文提出了面板坝溃决过程的模拟计算方法，并结合沟后面板坝工程条件，进行了溃决过程的计算。把计算取得的各项溃坝数据与沟后的现场调查资料相比，二者相当吻合。     

堰塞坝溃决模拟研究综述与展望

堰塞坝几何形态、粒径级配和库容决定了其溃决机理的复杂性,而溃决过程的精细模拟和峰值流量的准确预测是应急处置的基础和关键.堰塞坝溃决过程与模拟技术是面向国家防灾减灾重大需求的前沿热点问题.在系统梳理国内外试验和数值模拟研究进展的基础上,指出以往试验研究坝体尺度小,足够大的库容基本未模拟,难以显示最终溃口形态;数学模型假设...     

某水利枢纽混凝土面板堆石坝漫顶溃决过程分析

利用笔者开发的混凝土面板堆石坝漫顶溃决过程数学模型和计算机软件,对某水利枢纽混凝土面板堆石坝的漫顶溃决过程进行分析。模拟了该坝在正常蓄水位、设计洪水位及校核洪水位时由于防浪墙倒塌发生漫顶溃决的全过程,获取了大坝在各工况下发生1/3溃决、1/2溃决和全溃决时的溃口流量过程数据,为该水利枢纽溃坝洪水风险分析及溃坝应急预案的编制提供了理论依据和技术支撑。     

梯级水库群溃决洪水对下游影响的研究

在某实际流域梯级水库群溃决洪水研究的基础上,以流域上七级水库土石坝至一级水库混凝土坝遭遇超标准洪水引起的大坝溃决,利用Mike11数值模拟软件针对水域形态、水位、流量变化有着强大的计算和分析功能,以及通过工程实列的验证——堰塞坝遭遇超标准洪水时,溃决流量和水位变化,研究梯级水库群在流量和水位对下游的影响。     

易贡湖生态环境状况分析及治理措施初步研究

受滑坡堆积体溃决影响,易贡湖湖区水面大量萎缩,湖区土地沙化、湿地系统退化、水生生态环境遭到破坏,影响了当地的经济发展。采用生态环境状况评价指标体系法,依据易贡湖溃决前后的卫片解译成果,对易贡湖溃决前后湖区生态环境状况和生态环境演替规律进行了分析。分析结果表明,湖区生态环境逐年变差,逆向演替加速。为遏制易贡湖溃生态环境逆向演替趋势,初步提出了在湖口筑坝的工程措施,以抬高湖水位,恢复易贡湖生态,推动湖区生态系统正向演替。     

基于快速连溃洪水计算的梯级堰塞湖风险分析

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。     

堵塞坝溃决对上游来流及堵塞模式的响应

“5·12”汶川地震诱发了大量山体滑坡,导致山区沟道内形成大量松散堵塞坝,其在山洪作用下可能发生溃决,而上游来流及堵塞坝形态对堵塞坝的溃决模式具有重要影响。通过水槽实验研究了不同上游来流条件及堵塞坝形态条件下堵塞坝的溃决过程,将堵塞坝的溃决模式概括为4种：正常溢流、洪水过坝冲刷、无爬高侧蚀以及爬高和侧蚀。研究了不同溃决模式下,堵塞坝的坝体溃决过程和机理,分析了不同溃决模式下溃口流量、溃决历时及溃口发展规律之间的差异。在前人研究成果的基础上,分析了正常溢流模式和无爬高侧蚀模式的溃口发展数值计算模型,借助于Meyer-Peter与Müller泥沙输移公式,计算了洪水过坝冲刷模式下,坝体溃决过程中单宽冲刷率的变化规律,并与实测值比较吻合良好。由于水流与堵塞坝相互作用的复杂性,目前对单个堵塞坝的溃决机制及沟道内多个堵塞坝级联溃决机制等问题的研究仍然不够深入,需要开展大量的研究工作。