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1、水利水電技術第45卷2014年第9期土石壩潰口流量過程分析王立輝1,甘貽強2,周伯豪1,佘文公3(1.福州大學土木工程學院,福建福州350108;2.北京振沖工程股份有限公司成都分公司,四)J1成都610091;3.浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020)摘要:基于土石壩漫頂潰決物理過程基礎上,綜合水庫調洪演算、漬口泥沙沖蝕計算和潰口邊坡穩(wěn)定性分析,構建潰口流量過程的數值計算模型。利用該模型計算分析某土石壩水庫發(fā)生漫頂漬決的潰口流量過程,計算分析結果表明,模型合理,計算精度較好,能反映土石壩潰口流量過程變化特點。關鍵詞:土石壩;漫頂潰決;流量過程
2、;數值計算中圖分類號:139.231文獻標識碼:A文章編號:1000.0860(2014)09.0055—04Analysisonprocessofdischargethroughbreachofearth·rockfllldamWANGLihuil,GANYiqian92,ZHOUBoha01,YUWengon93(1.CoHegeofCivilEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou350108,Fujian,China;2.ChengduBranchofBeijingVibroflotationEngineerin
3、gCo.,Lid.,Chengdu610091,Sichuan,China;3.ZhejiangInstituteofHydraulics&Estuary,Hang'-hou310020,Zhejiang,China)Abstract:Basedonthephysicalprocessoftheovertoppingfailureofearth-rock_filldam,anumericalcalculationmodeloftheprocessofdischargethroughthebreachisestablishedwhichintergra
4、tedwithreservoirfloodrouting,ersionofbreachsedimentandanalysisontheslopstabilityofthebreach.Moreover,themodelisappliedtoanalyzetheprocessofthedischargethroughthebreachcreatedbytheovertoppingfailureoftheearth·rockfilldamofareservoir.Theresultshowsthatthemodelisreasonablewithbett
5、ercalculationaccuracy,andthenCanreflectthechangingfeaturesoftheprocessofthedischargethroughbreachoftheearth—rockfilldam.Keywords:earth-rockfilldam;overtoppingfailure;dischargeprocess;numericalcalculation潰口流量過程分析是潰壩研究的主要內容之一。潰壩洪水演進一般需要潰口流量過程作為上游邊界條件;此外,理解潰口發(fā)展和潰口洪峰流量,是評估潰壩風險和制定應急
6、預案的關鍵所在?。目前,國內外針對土石壩漫頂破壞機理、潰決過程開展了大量研究,并取得多項重要成果舊。41;國內許多學者也就不同角度提出側重點不同的潰壩模型"‘61,但因土石壩材料復雜,壩體沖蝕輸運機理與過程具有明顯個案性,導致模型在應用中均存在一定的局限性。本文應用試驗數據與理論分析相結合的方法研究土石壩潰IZl流量過程,以期為土石壩潰決提出一種簡便可靠、普適性較強的潰口流量模型。WaterResourcesand唧d唧o
7、ⅢEngineeringV01.45No.91土石壩漫頂潰壩潰口流量過程計算模型模型由水庫調洪演算、潰口沖刷和潰口邊坡穩(wěn)定分析三
8、部分耦合組成。1.1水庫調洪演算假定山內庫容和庫水位為線性關系,根據水量平衡原理Qi—Q。一Q。一Q其他=坐d(1)t收稿日期:2014.Ol一22基金項目:國家自然基金項目(51079130);浙江省重大科技計劃資助項目(2007C13012);浙江省科技計劃項目(2013C33033)。作者簡介:王立輝(1972一),男,湖南桃江人,高級工程師,博士。王立輝,等∥土石壩潰口流量過程分析式中,Qi為人庫洪水;Q。為潰口流量;Q。為漫頂溢流量;Q其他為大壩其他過水設施(溢洪道等)出流量,如失控無法過流可省略;%為庫容;t為計算時間。1.2漫頂溢流量漫
9、頂潰壩初期,HR>H。,漫過壩頂溢流量計算公式"1為Qc=CcL’c√29(HR—Hc)1。5(2)式中,L