大南川水庫(kù)潰壩的數(shù)值模擬研究.pdf

1、大壩的安全不但影響工程的效益，而且還影響到人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，大壩潰決形成的洪水，傳播速度快，流量大，會(huì)給下游帶來(lái)災(zāi)難性的后果。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在二十世紀(jì)，壩高在15m以上的潰壩事件就有200多起，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)和生命損失。潰壩問(wèn)題因此備受關(guān)注。
　　 本文主要應(yīng)用數(shù)值模擬方法，對(duì)大南川水庫(kù)潰壩過(guò)程及對(duì)下游的危害進(jìn)行分析。
　　 首先，本文總結(jié)了土石壩可能的破壞形式、破壞原因及破壞過(guò)程，在此基礎(chǔ)上建立潰口水流數(shù)值模型，

2、利用堰流計(jì)算公式和水量平衡原理建立瞬時(shí)潰壩模型，用來(lái)模擬瞬時(shí)全潰和瞬時(shí)部分潰壩；根據(jù)管涌潰壩的機(jī)理和過(guò)程，建立管涌逐漸潰壩模型，管涌階段的流量計(jì)算采用孔流公式，潰決階段的流量計(jì)算采用寬頂堰流公式，假設(shè)管涌為矩形，潰口為梯形并呈線性發(fā)展，結(jié)合水量守恒方程和泥沙輸運(yùn)方程建立逐漸潰壩模型，用于模擬管涌引起的潰壩潰口流量過(guò)程計(jì)算，并將該模型用于美國(guó)Teton壩潰壩實(shí)例計(jì)算，計(jì)算結(jié)果能比較好的反應(yīng)實(shí)際情況。
　　 其次，采用MIKE21水

3、動(dòng)力學(xué)模塊建立二維洪水演進(jìn)模型，以潰口流量過(guò)程為邊界條件，采用矩形結(jié)構(gòu)網(wǎng)格剖分計(jì)算域，對(duì)二維非對(duì)稱矩形部分潰壩進(jìn)行模擬，并與Gabutti模型[52]結(jié)果進(jìn)行了比較，從比較結(jié)果看該模型能直觀正確的反映其物理過(guò)程。
　　 最后，以青海省大南川水庫(kù)土石壩潰壩為例，根據(jù)水庫(kù)的特點(diǎn)擬定了7個(gè)計(jì)算方案，利用所建立的模型分別模擬了不同方案的潰口流量過(guò)程以及下游洪水的演進(jìn)過(guò)程。研究了不同方案時(shí)的流量過(guò)程線和最大流量，下游一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)洪水水位過(guò)程，