均质粘性土坝漫顶溃决过程数值模拟研究

大坝一旦失事溃决,对下游造成的生命和财产损失无法估计。溃坝的模拟计算能够为预估溃坝洪水带来的影响,建立下游预警系统,提前制定应急预案提供有效的科学依据,从而能够将洪水灾害造成的影响减少到最小程度。本文在已有溃坝数学模型基础上建立了针对粘性土均质土坝漫顶溃决的计算模型,可对大坝溃决过程、溃坝洪水下泄过程及上游水库水位下降过程进行水力学模拟,在论述其溃坝机理后,结合现场试验实测资料验证了此模型的实用性,对于防灾减灾及大坝失事后果的评价具有重要意义。并为今后溃坝模型的发展提出了建议。     

均质黏性土坝漫顶溃决过程数值模拟研究

大坝一旦失事溃决,对下游造成的生命和财产损失无法估计。溃坝的模拟计算能够为预估溃坝洪水带来的影响,建立下游预警系统,提前制定应急预案提供有效的科学依据,从而能够将洪水灾害造成的影响减少到最小程度。在已有溃坝数学模型基础上建立了针对黏性土均质土坝漫顶溃决的计算模型,可对大坝溃决过程、溃坝洪水下泄过程及上游水库水位下降过程进行水力学模拟,在论述其溃坝机理后,结合现场试验实测资料验证了此模型的实用性,对于防灾减灾及大坝失事后果的评价具有重要意义。并为今后溃坝模型的发展提出了建议。     

基于属性综合评价模型的水库溃坝后果评价

水库溃坝后果包括溃坝导致的生命损失、经济损失和社会与环境影响3个方面,通过确定溃坝后果严重程度评价指标体系和评价标准,提出了基于属性理论的溃坝后果严重程度的评价模型及评价方法。以贵州省的花溪水库为例,运用该模型和方法对花溪水库溃坝后果严重程度进行了评价。结果表明:花溪水库溃坝的生命损失、经济损失和社会与环境影响损失均极其严重,溃坝后果综合严重程度属于极其严重类。     

基于二维水动力模型的溃坝洪水数值模拟研究

【目的】研究水库溃坝洪水影响。【方法】以辛庄水库为例,通过建立二维水动力模型,模拟了不同溃决方案下溃坝洪水演进过程,计算了下游高速铁路处淹没水深、流速、冲刷深度等,分析了溃坝洪水对下游高速铁路的安全运行影响。【结果】水库未溃决时,溢洪道最大下泄洪水能够正常通过铁路涵洞,对下游工程影响较小;水库大坝正面溃决的影响要比侧面溃决的影响大,下游部分铁路路基顶面过水,影响铁路正常运行;大坝溃决后最大流速是未溃决时的2.15～2.48倍,涵洞处最大冲刷深度是未溃决时的1.56倍。【结论】二维水动力模型可较好的模拟溃坝洪水演进过程和淹没范围,研究成果可为水库溃坝洪水灾害预防提供参考和数据支撑。     

基于FLUENT三维数值模拟的溃坝洪水流动特性分析

为了研究溃坝水流在演进过程中的水位变化规律及负波的存在对水流演进过程产生的影响,利用FLUENT软件建立溃坝洪水三维数值模型,对溃坝时水面流动状态进行数值模拟分析。该模型耦合VOF法和k-ε紊流模型求解雷诺平均N-S方程,采用有限体积法将模型离散为六面体结构性网格,并用PISO算法进行数值求解。考虑下游有水的全溃坝、下游无水设障碍物的全溃坝、下游无水的局部溃坝3种工况,分别模拟计算溃坝水流的流动状态,首先通过与前人的实验数据进行对比分析,验证了该数值模型的正确性,然后分析溃坝水流在3种工况下水流水位变化趋势和分布状况,进一步研究了溃坝水流的流动特性和演进过程。     

新疆平原拦河水库溃坝洪水演进的数值模拟计算

针对新疆平原拦河水库溃坝洪水的特点 ,建立了坝址处和水库下游的二维洪水演进数值模型 ,提出了解算方法 ,并以夹河子水库 196 1年 4月 16日实际发生的溃坝洪水为例 ,进行了模拟计算 ,给出了溃坝坝址处的最大流量 ,溃口宽度 ,淹没水深 ,流速和淹没历时等洪水风险信息。     

梯级水库群洪水溃坝模拟

以某河流的7个梯级水库为研究对象,合理地拟定各梯级水库不同大坝类型(土石坝、拱坝、混凝土重力坝)的溃决形式、溃口发生过程及形态,针对各类型水库漫顶即溃坝和土石坝漫顶溃坝,拱坝、重力坝漫顶过流不产生溃坝两种极限状态,运用Dam Break溃坝模型原理,计算主汛期超标准洪水和后汛期超标准洪水时梯级水库的连锁响应以及溃坝洪水向下游库群的演进过程.分析流城内各水库清坝发生的因果关系,并得出各水库溃坝发生的相对时间及各特征断面的最高水位、流量等特征值.汛期超标准洪水时流城梯级水库的溃坝模拟分析结果,为降低大坝风险、制定应急预案和防灾减灾提供了科学的决策依据.     

改进溃口宽度经验公式在洪水模拟中的研究

大坝的溃口宽度与土石坝发生溃坝后下游洪水的淹没范围紧密相关，是计算溃坝时最大流量的重要参数。在铁道部科学研究院以及黄河水利委员会溃口宽度计算经验公式中，溃口宽度都与库容、土石坝长度以及坝高有关，只是土石坝长度的幂次方项不相同。在运用以上2个溃口宽度计算公式对7个国内外土石坝溃坝案例进行对比计算后，计算出的溃口宽度相比实际宽度都有较大误差，为探究土石坝长度对洪水溃坝的影响，并使经验公式计算结果更接近真实溃口宽度，对以上7个溃坝案例数据使用Allometricl模型进行拟合，提出溃口宽度计算优化公式。并对另外2个国内溃坝案例进行验算，发现溃口宽度误差均在4.5%以内，表明优化公式比常用经验公式精度高，可为计算土石坝的溃坝最大流量提供依据。再使用DBFL-IWHR模型与传统公式计算下游断面洪水演进情况并进行对比，发现传统公式计算出的下游断面最大流量相比DBFL-IWHR模型较小，同时下游断面最大流量到达时间相比DBFL-IWHR模型较大。     

考虑矿砂淤积的尾矿坝溃坝洪水数

为模拟尾矿库溃坝稀性泥石流的演进, 在溃坝洪水数学模型的基础上,加入非恒定流输沙方程,建立能同时模拟水流和泥沙运动的平面二维溃坝水流泥沙数学模型。最后将该模型应用于云南某尾矿坝溃坝后的洪水演进及矿砂在下游的淤积过程,模型计算结果可为灾后影响评估及预防措施制定提供依据。     

基于EFDC模型的清河水库溃坝洪水演进模拟

大坝安全事关水库的防洪、发电、灌溉等效益,更关系着人民群众的生命财产安全。分析水库溃决洪水影响,可为水库防洪风险管理、灾害评估、抢险预案等提供重要的技术支持。以清河水库为例,采用DAMBRK模型分析不同情景溃坝洪水过程,应用高分辨率DEM数字高程模型提取研究区域的格网地形数据,基于EFDC水动力模块建立清河下游洪水演进水动力模型,模拟了淹没水深、淹没范围和淹没历时等洪水风险要素,为清河水库下游地区的防洪减灾决策提供技术支撑。     

考虑矿砂淤积的尾矿坝溃坝洪水数值模拟

为模拟尾矿库溃坝稀性泥石流的演进,在渍坝洪水数学模型的基础上,加入非恒定流输沙方程,建立能同时模拟水流和泥沙运动的平面二维溃坝水流泥沙数学模型.最后将该模型应用于云南某尾矿坝溃坝后的洪水演进及矿砂在下游的淤积过程,模型计算结果可为灾后影响评估及预防措施制定提供依据.     

基于ArcMap溃堰洪水风险可视化建模及其应用

利用坝区Arc Map空间数据及属性数据联合分析,构建溃堰洪水风险可视化模型,给出溃堰洪水淹没及其风险损失。对溃堰洪水沿程最高水位矢量化表征,建立溃堰洪水水面栅格数据模型,耦合库区地形栅格数据模型,通过空间数据分析和可视化表征分析围堰溃决过程及其下游淹没水深场、洪水淹没程度。拉哇水电站溃堰洪水风险图实例说明模型具有可行性和有效性,为选择合理导流方案及工程安全管理提供高效的技术支撑。     

抬高水库汛限水位的洪水资源化利用研究

以河北洋河水库汛限水位分析为例，采用水库洪水调度多目标动态规划模型，模拟计算了不同频率入库洪水下水库不同汛限水位所对应的蓄、泄洪关系。在此基础上建立了综合考虑入库洪水、水库安全运行、下泄洪水超下游地区防洪标准、下泄洪水减少导致下游生态环境用水破坏等不确定性因素的水库汛限水位抬高风险评估模型与多目标风险决策模型，并对不同汛限水位下洪水资源化利用效益进行了计算，得出了不同频率入库洪水下的水库最优分期汛限水位方案。     

溃坝风险的社会影响评价指标初探

传统溃坝风险的社会影响侧重于重要设施、文物古迹等可以量化的指标,未考虑对"人"的影响,围绕溃坝风险下与大坝公共安全相关的政府、水行政主管部门、水库管理单位、下游影响范围内的公众、媒体等组成的共同体,较为系统的挖掘了溃坝风险的社会影响形成机理,阐述了社会影响扩散的层次性,构建了溃坝风险下的直接遭遇者、责任者、处理者、监管者、关联遭遇者、传播者、同情者、关注者、规避者9种"人"的角色分配。初步探讨了溃坝风险的社会影响评价指标,提出了人员损失、公共性、新闻性和持续时间4个指标,并给出了等级划分标准。以某水库溃坝为案例开展了应用分析研究,表明所构建的社会影响评价指标,评价结果合理、定级准确,为类似社会影响评价提供了可靠途径。     

洪水再生稻蓄留与管理技术的推广建议

近年达州频频受到洪水灾害,汛期多发生在水稻孕穗灌浆关键时期,给农业生产造成了极大损失,尤其是处于下游地带水稻,受洪水灾害农业损失十分严重。为更好的进行洪水灾后农业生产自救,笔者就洪水再生稻提出了科学割苗蓄留及科学田间管理等关键技术措施,以期能够将理论推广到生产实践中,减轻灾后带来的损失。     

张光斗院士的来信

贵刊2004年第9期发表了文章《抬高水库汛限水位的洪水资源化利用研究》。提高水库汛限水位，可多蓄洪水以供水，是有益的事。文中考虑了水库洪水调度方法，提出风险率求解方法，表4中列出风险效益以亿元计，看来风险率主要是从经济上考虑，即汛期提高汛限水位，加大泄洪流量，对下游造成的损失和多蓄洪水对下游产生的效益，研究其风险率。     

蓄滞洪区洪灾损失的评估方法及其应用

根据大黄堡洼蓄滞洪区的实际情况,建立了洪水演进模拟模型和洪灾经济财产损失评估模型,确定了各类财产的洪灾损失率,并进行了实际应用.结果表明:洪灾损失评估的详细程度可以满足防洪减灾部门对洪涝灾情评估的要求.与相同频率的洪水成灾情况相比,大黄堡水库建成后洪水所造成的经济损失会有比较大的减少.频率为5%的洪水并不产生任何淹没损失,频率为2%的洪水所造成的经济损失会从44 964万元减少到9 513万元.说明水库的建设对该区域减轻洪水灾害损失是非常有帮助的.     

蓄滞洪区洪灾损失的评估方法及其

根据大黄堡洼蓄滞洪区的实际情况，建立了洪水演进模拟模型和洪灾经济财产损失评估模型，确定了各类财产的洪灾损失率，并进行了实际应用。结果表明：洪灾损失评估的详细程度可以满足防洪减灾部门对洪涝灾情评估的要求。与相同频率的洪水成灾情况相比，大黄堡水库建成后洪水所造成的经济损失会有比较大的减少。频率为5％的洪水并不产生任何淹没损失，频率为2％的洪水所造成的经济损失会从44964万元减少到9513万元。这说明水库的建设对该区域减轻洪水灾害损失是非常有帮助的。     

永定河洪水资源化蓄滞洪区蓄水量计算

针对永定河的具体情况，利用一维河网非恒定流数值模型，计算了通过调节分洪口门的运行方式可达到的最大蓄水量。分洪口门的调度考虑了上游洪水过程、下游潮位变化引起的海水上溯以及蓄滞洪区的最大蓄水量等问题。     

基于线性加权和法的大坝风险后果综合评价模型

大坝风险后果综合评价涉及众多评价因子,各因子间存在大量不确定性,将线性加权和法应用于大坝风险后果的综合评价,以江西5座水库为例,应用层次分析法计算水库溃坝生命损失、经济损失、环境影响及社会影响等因子的权重,通过后果严重系数确定大坝风险等级并对其进行排序。结果表明,若发生溃坝事件,5座水库大坝后果均十分严重,属特别重大事故,评价结果客观合理。研究表明,线性加权和法能够较客观地反映大坝风险程度,具有概念清晰、过程直观、计算简单等特点,为大坝风险后果综合评价提供一条新途径。