洪水演進(jìn)模型及沖擊荷載研究.pdf

1、中國是一個(gè)多災(zāi)國，災(zāi)害種類、強(qiáng)度、頻率均居世界首位，而在所有災(zāi)害中，洪水災(zāi)害損失最大。建國后，洪水災(zāi)害造成的損失占各種自然災(zāi)害總損失的40％。多年來，人們一直以為洪水的沖擊作用歷經(jīng)時(shí)間短，而且作用的范圍也有限，因此沒有引起足夠的重視。洪水的來勢是無法控制的，人們也無法準(zhǔn)確的預(yù)測洪水的沖擊范圍，導(dǎo)致洪水過后房屋大量被沖毀。近年來由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對于房屋的安全性要求越來越高。因此，針對洪水沖擊作用的特點(diǎn)，建立洪水沖擊荷載模型，研究洪水沖

2、擊對建筑的影響，提高建筑抗擊洪水沖擊作用能力是一項(xiàng)十分重要的研究工作。 本文根據(jù)Saint-Venant方程組顯式差分格式，在考慮底坡、水流阻力的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了潰壩潰堤的一維洪水演進(jìn)模型，該模型能夠簡便的計(jì)算不同時(shí)刻、不同地段洪水演進(jìn)過程中水深、流速等。同時(shí)根據(jù)該模型文章分別計(jì)算了三種工況下的水深和流速并給出了相應(yīng)的曲線圖。 由于洪水演進(jìn)模型能夠提供洪水流動(dòng)過程中任意時(shí)刻、任意位置的水深、流速等數(shù)據(jù)。因此在洪水演進(jìn)模型的

3、基礎(chǔ)上，本文將一元非恒定流能量方程與洪水演進(jìn)的解析解相結(jié)合，推導(dǎo)出一維洪水沖擊荷載的計(jì)算公式，再利用演進(jìn)模型提供的水深、流速等數(shù)據(jù)，即可方便的求出任意位置處的沖擊荷載值。該模型能夠較好地計(jì)算不同時(shí)刻、不同位置和不同高度處洪水沖擊面的沖擊荷載。通過該公式可以得出沖擊荷載是隨水深呈線性變化的，且與上游靜水位、距潰口的距離、沖擊面高度、沖擊時(shí)刻等參數(shù)有關(guān)。為了進(jìn)一步考察洪水沖擊荷載的其他影響因素，文中對大、中、小三種型式的洪水及不同的糙率、不