基于溃口演变过程的堤防溃决分洪过程模拟

以东荆河右岸堤防为例,在缺乏堤防的土力学特性、水土作用机制以及可参考的实际溃堤事件的情景下,阐述溃口尺寸及演变过程的概化方式.为精确模拟淹没出流状态下的溃口流量,将河道和淹没区耦合为一维、二维水动力学模型,模拟并分析溃堤洪水的分洪流量过程.结果表明,在汉江遭遇1964年型200年一遇洪水时,东荆河力家月堤段右岸溃口的分...     

黄河下游右岸堤防典型段溃决过程研究

结合历史溃口、河防工程、河势影响和社会经济生态影响等情况,选择高村和胡家岸作为黄河下游堤防右岸典型段溃口位置,建立平面二维溃堤模型,对溃口溃决过程进行模拟,分别采用高村和艾山水文站1982年型近1 000 a一遇洪水过程作为进口流量,对典型河段溃堤过程中洪水演进、溃口冲深和展宽、横断面发展等进行分析,重点研究了溃口口门发展过程及分洪流量过程。计算结果表明:高村、胡家岸溃口最终宽度分别为900、720 m,分流比分布分别经过2、3 d之后达到稳定,为80%和75%。     

堤防溃决的流动分析及冲刷坑计算

以平面二维浅水方程和不平衡输沙理论作为建模基础 ,采用高分辨率有限元格式捕捉溃坝涌波的传播 ,建立了堤坝瞬间溃决后水流运动和河床冲刷的二维数学模型。计算了不同溃口宽度、不同流量和不同粒径土体组成条件下的堤坝瞬时溃决的水流演进和冲坑发展 ,为钢木土石组合坝的结构受力及稳定性分析提供水动力学条件。     

堤防效益计算应考虑失事影响

江河修建堤防的防洪效益一般都是考虑在天然径流情况下无堤与有堤的洪患比较的减免效益。此文作者提出在计算堤防效益时，不考虑失事影响计算出的防洪经济效益偏大，采用堤防期望现值计算方式所得出的防洪效益结论趋于合理，这一观点值得进一步商榷与探讨。     

堤防工程失事概率分析方法及溃决模式研究

根据从控制洪水向洪水管理转变的技术要求,简述了在洪水风险分析中开展堤防工程失事概率分析和溃决模式研究的必要性。讨论了堤防漫顶概率、溃堤概率和堤防溃口发展过程模型等方面的一些分析方法、经验关系和经验数据。建议尽快出台适合我国国情的堤防工程安全管理技术导则,提出实用的堤防工程可靠性计算方法,开发堤防溃决过程模型。     

长江簰洲湾堤防溃决原因分析和重建方案研究

长江簰洲湾堤防位于二元结构地基之上，1998年特大洪水期间，由于长期高水位浸泡，堤身和堤基已充分饱和，渗流计算结果表明，堤基弱透水覆盖层承受着40％的堤防水头，但堤基覆盖层的厚度较小，堤防溃口时堤基覆盖层的渗透坡降接近甚至超过了临界渗透坡降，因而堤基覆盖层被渗流顶穿，粉细砂层随之发生管涌，最终导致堤防溃口，因堤基粉细砂层厚度大，垂直防渗措施不适于该堵口复堤工程，经渗透稳定性评价和综合分析，建议在簰洲湾堤防堵口复堤工程中采用堤外铺盖和堤内压盖相结合的渗流控制方案，实践证明该渗控方案易于实施，安全可靠，经济合理。     

河道分叉、分洪及网络分洪的水面曲线计算

随着城市防洪工程规划设计的不断深入，城市分叉河道的水面线计算计算成为确定城市防洪工程规模的重要基础数据，介绍了河道分叉、网络分洪中有关水面曲线计算的问题。     

不同水头高度下堤防溃决冲刷坑变化特性研究

洪水极具破坏性,对溃堤洪水造成的堤后冲刷现象进行深入研究和内在规律探讨具有重要的理论和实践意义。文章以太子河本溪段河道为工程背景,利用物理模型试验的方法,对不同溃决水头高度下的冲坑形态进行试验研究。结论显示,冲坑深度和范围随着水头高度的增加而增大,但是水头高度与冲刷坑变化速率之间的关系并不明显。     

堤防溃决影响范围快速评估的步骤有哪些？

地震引起的地面不均匀沉降，将给河道堤防工程带来很多安全隐患和损坏，极易引起堤防溃决；地震经常引起山体滑坡，造成大量的泥土、石块堆积在河道内，使河道过流断面和能力减小，引发堤防内洪水漫溢。在做好抗震救灾时应密切监测水利工程安全和河道淤积阻塞情况．开展堤防溃决或漫溢后影响范围和程度的快速评估工作．这对于预防震后次生水灾害的发生，指导应急预案的编制、预警报的形成和群众转移安置．减少堤防溃决造成的人员伤亡和经济损失等具有重要的意义。     

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。     

堰塞坝漫顶溃决计算方法研究

准确快速进行溃坝洪水预报能够为防灾减灾提供重要的技术支撑。堰塞坝漫顶溃坝模型试验显示,在强烈的非恒定流作用下,坝体材料以高强度推移质输沙同时伴有悬移质挟沙的运动形式向下游输移,水流对坝体的冲刷输移量不断增大并逐渐趋于平衡。溃口因受侧向侵蚀而逐渐拓宽,边岸随着侵蚀后退而逐渐变陡并发生坍塌,直接影响洪水的下泄过程。在上述试验基础上,采用非平衡输沙变化方程及河流动力学输沙公式计算溃口通道的冲淤变形,引入边岸侵蚀和崩塌模式模拟溃口展宽过程,并依据横向变形方程计算侧向侵蚀的宽度,建立了堰塞坝漫顶溃决洪水预测计算方法。利用唐家山堰塞坝溃坝实测资料检验的结果表明,本文建立的预测计算方法同实际测量资料较为符合。     

考虑溃决生命损失的土石坝群加固排序方法研究

基于传统的土石坝加固排序方法存在等级划分评价尺度过粗和没有考虑生命损失影响的缺点。探讨一种考虑溃决生命损失的区域病险土石坝群除险加固排序方法。该技术综合考虑土石坝自身安全性状以及渍坝生命损失修正因素,将土石坝安全与失事后果相联系,为区域病险土石坝群除险加固更加合理排序提供了依据。并通过实例验证,该方法的精确性和实用性。     

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。     

土石坝漫顶溃决过程数值模拟研究

针对水动力条件变化复杂、水土耦合作用强烈的土石坝溃决过程,结合水库调洪演算、清水冲刷以及溃口冲刷侵蚀机理,在Breach模型基础上建立了土石坝漫顶溃口流量过程计算物理模型。结果表明:模型对JP水库大坝溃决过程的模拟,很好地再现了溃决洪水流量过程线、溃口展宽和下切过程,验证了模型的合理性和应用潜力。     

考虑水沙相互作用的河堤溃决二维数值模型

该文建立了洪水漫堤导致河堤溃决的平面二维水沙运动数值模型,以模拟溃口扩展和堤身冲刷的过程。该模型基于有限体积法、采用显式格式求解平面二维水流运动和非平衡全沙泥沙输移方程,并考虑了边坡崩塌、底床急剧变形以及高浓度泥沙输移对水流运动的影响。溃口处的混合流场采用HLL approxim ate Riemann solver处理,非黏性土溃口边坡的崩塌采用不同干、湿静止角处理。通过对英国HR Wallingford实验室一组实验的计算,结果表明该模型能较好地模拟非黏性土堤坝溃决过程中的溃口展宽、坝体冲刷、流场分布以及溃口流量过程线。对模型参数的敏感性分析显示了水沙耦合溃决模型的非线性特征。     

土石坝溃决过程中溃口发展及溃坝洪水计算方法探讨

水库大坝是我国防洪、抗旱等广泛采用的水利工程措施,但坝体溃决也会造成不可估量的损失。洪水漫顶冲刷导致的溃口发展是土石坝溃决的主要形式。传统计算方法中溃口发展过程一般由用户人为指定,虽然计算方便,但缺乏对水流和坝体之间相互作用关系的考虑。为此,结合已有研究成果讨论了一种新方法来计算溃口发展过程,计算结果表明,溃口发展过程是高度非线性的,若将其作为线性处理,可能会低估最大溃坝流量。     

考虑地下水入渗的一维水动力学模型研究

考虑地下水入渗的一维水动力学模型可从物理机制上综合模拟河道水流与地下水之间的互动关系,为地下水入渗过程活跃河段的水流模拟提供基础方法。引入达西定律,通过渗流方向假设及渗流路径长度假设,推导构建了地下水入渗项的数学表达式。分析表明,该项可合理反映河道水流与地下水间的补给与反补给关系;将其整合至圣维南方程组,并通过Preissmann四点线性隐式差分格式求解。从理论上讨论了该模型的适用条件。当地下水入渗没有严格符合假设条件时,可通过调整渗透系数及平均导渗率弥补。考虑地下水入渗的一维水动力学模型能够动态反映河道上各断面水流与地下水之间的交互关系,定量分析地下水入渗水量,有利于提高一维水流的模拟精度。     

考虑隧洞充水过程的衬砌裂缝宽度计算

分析压力隧洞实际充水过程中的衬砌工作性态,给出稳定渗流状态下的裂缝宽度方程以及考虑充水过程的衬砌裂缝宽度计算方法,以此大体反映钢筋应力(sσ)和裂缝宽度(2a)的发展史,认为其最大值与充水过程有关,其长期稳定值与过程无关。实例计算表明:稳定渗流、衬砌、围岩分开工作状态下的最大钢筋应力σs′及2a值与不透水衬砌常用公式的计算值相比差别很大,而两者联合工作时差别不大。     

无黏性土坝漫顶溃决过程及机理研究

以室内试验为技术手段,以无黏性非连续宽级配沙砾料土坝为研究对象,首次尝试采用“埋入式轻型冲蚀捕捉器”动态记录溃决过程.在上游恒定来流量30 L/s条件下,研究了洪水漫顶条件下坝体(1 m高)的冲蚀过程和溃口水力要素变化过程.明确提出了坝体溃决过程的4个阶段:即侵蚀沟形成发育阶段(下游坡面侵蚀缓慢渐进)→“多级跌坎”冲刷阶段(下游坡面冲蚀能力逐渐加大)→“瀑布状跌落水流”冲蚀阶段(坝体快速溃塌)→坝体冲蚀趋于稳定阶段.初步分析了坝体溃决的机理,揭示了冲蚀过程的非均衡性和溃口水力要素的强非恒定流特性.     

雅砻江唐古栋垮山堵江溃决洪水过程研究

雅砻江唐古栋垮山堵江形成巨大库容后溃江，下游拓个水文站中洼里站被冲毁，泸宁和小得石水站取得 宝贵的实测资料。本文对雅砻江３００公里直到金少江河口进行了洪水演算，经多次迭代得出的上游洪水过程线与成都勘测设计研究院洪痕复核资料相符，并纠正了水文年鉴的错误数据，按新得出的上游洪水过程线作为上游边界进行计算，得出的泸宁和小得石站的计算值五实测值一致。