对唐家山堰塞湖溃坝洪水计算的主要认识

通过溃坝计算可以对堰塞坝的溃决影响作出定量估计，以制定有效的除险方案和避险措施。采用MIKE 11溃坝洪水计算模型，对唐家山堰塞湖不同溃决历时、溃口形状及溃口发展过程情况下的溃坝洪水进行了计算分析，并对河道糙率、通口电站滞洪、干流洪水遭遇等条件进行了敏感性分析。通过上述计算分析，提高了对溃坝洪水及下游洪水演进的基本认识。     

唐家山堰塞湖溃坝洪水分析及泄流冲刷模拟

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。     

唐家山堰塞湖溃坝洪水演进及下泄过程复演

将溃坝模型和传统一维非恒定流模型相结合,建立了溃坝洪水演进数学模型。采用DEM数字模型插值技术,快速获取了模型计算所需的断面地形,适合于资料缺乏情况下的应急模拟计算。采用该模型,进行了唐家山堰塞湖典型溃坝模式下的洪水演进计算和湖水实际下泄过程的复演计算。实测资料的验证结果表明,计算与实测的水位、流量过程符合较好,模型可靠。建立的模型及相关处理方法值得在堰塞湖应急除险及其它溃坝问题模拟计算中推广应用。     

两种溃坝模型在唐家山堰塞湖溃决模拟中的对比

基于唐家山堰塞坝溃决的实测数据,使用BREACH模型及中国水科院DB-IWHR模型,对唐家山堰塞坝溃决过程进行了反演分析,并对两种模型进行参数敏感性分析。研究结果表明:使用针对唐家山的参数,两种模型均可较好地反演唐家山溃决洪水的过程,BREACH模型的下游坡比和孔隙率是对结果影响比较敏感的输入参数;DB-IWHR模型在冲刷参数和下游水深计算两方面做了改善,较好地解决了这一问题;DB-IWHR提供了一个Excel格式的计算软件,数值分析稳定性好,使用简洁客观,可供类似堰塞湖应急处置时参考。     

唐家山堰塞湖应急除险水文分析计算

在唐家山堰塞湖应急除险过程中，长江水利委员会水文局等单位多渠道、多途径、多方案收集必要的基础资料，及时地提供准确、可靠的水文分析计算成果，为唐家山堰塞湖除险方案的制定、快速处理并减小堰塞湖的威胁发挥了重要的作用。在简述通口河流域概况以及唐家山堰塞湖湖区水文特性的基础上，介绍了长江委水文局、长江科学院和成勘院3家单位拟定的堰塞湖容积曲线。着重分析了唐家山堰塞湖入湖设计洪水和涪江干流沿程各控制断面设计洪水的计算方法及主要成果。     

唐家山堰塞湖区域水文特性分析

对唐家山堰塞湖所在的通口河流域概况、径流、洪水、堰塞湖区水文特性等进行了阐述,拟定了堰塞湖容积曲线,对泄流渠下泄洪水过程进行了分析与归纳,在基本资料缺乏的条件下,在较短的时间内综合多种因素,为除险工程设计与实施提供水文成果。而后期的水情预报,提供了准确的湖区最高水流与过流时间,为工程除险提供决策依据。     

唐家山堰塞湖应急处置施工技术和施工组织

唐家山堰塞坝顺流向长802 m，横向宽610 m，高82～124 m，堰塞体积为2 037万m\+3，抬高水位约70 m，蓄水量约3.18亿m\+3。由于施工过程中不确定因素多，拟定了3个开挖方案，根据工程特性，经过比较，选择以机械开挖为主，小规模爆破（孤石解炮、清石坎等）为辅，人工装运钢丝石笼码砌护坡的基本方案。针对明渠沿线地形地质特点，施工时划分为3个作业区，即上游高地为第1区，中间凹地为第2区，下游石坎和陡坡段为第3区。 在实际施工中，由于参战各方共同努力，保证了机械设备24 h高效率施工，提前超额完成了指挥部下达的泄流渠开挖任务。     

金沙江“10·10”白格堰塞湖溃坝洪水反演分析

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。     

唐家山堰塞湖形成机制及应急处置工程措施研究

通过唐家山堰塞湖的形成机制分析和堰塞坝物质组成研究,针对各种渍决可能及堰塞坝特点,提出了三种工程处理措施方案,根据现场施工情况及水文特性及时进行动态调整,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,创造了堰塞湖处理的奇迹.     

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。     

唐家山堰塞湖水文气象预报应急保障实践

唐家山堰塞湖排险过程中的水文气象预报存在监测站网稀缺、监控和预报手段受限等困难。通过深入分析流域特征，利用多种气象预报手段，借用临近水文站北川站的产流预报方案，参照临近流域的雨洪对应关系，在较短的时间内制定了降雨预报和产汇流预报方案，并应用静库容调洪演算方法，库水位涨差预报相关图、水力学计算方法等技术手段开展唐家山水位的预报。阐述了唐家山堰塞湖水文气象预报技术特点和应急预报途径，总结了开展堰塞湖水文气象预报的成功经验及存在问题。     

唐家山堰塞湖水文应急监测

唐家山堰塞湖水文应急监测,具有洪水量级大、流速快、地震区域监测条件十分恶劣、人身安全保障程度差等特点,因此水文部门必须运用先进的水文仪器设备与技术措施,对水文信息采集、传输、处理进行设计和应急勘测,从而为唐家山堰塞湖的抢险排险提供准确、可靠的实时水文信息。详细介绍了水文应急监测的目的、主要内容和作用,以及监测成果的质量控制及安全保障措施。