黄土丘陵沟壑区典型淤地坝坝系结构和溃坝模拟分析

进行淤地坝溃坝风险研究可保障淤地坝下游地区群众的生产生活和财产安全。为科学认识黄土丘陵沟壑区淤地坝坝系结构及其溃坝风险,以宁夏什字河小流域为例,采用MIKE11模型分析什字河坝系内部级联作用关系,模拟什字河坝系在暴雨洪水条件下的溃坝过程,结果表明：(1)总体上什字河坝系可划分为阳屲、姚套和穆沟3个坝系单元,各坝系单元之间在洪水泥沙的控制关系上表现为联合拦蓄、互为补充、彼此协调;什字河坝系当前泥沙淤积量占总库容的10.35%,仍具有很大淤积潜力。(2)在300 a一遇暴雨下,什字河坝系中有3座淤地坝会发生连锁溃坝,分别为民主、赵家崖、穆沟淤地坝。在暴雨开始后的11 h坝前水深达到最大值,发生溃坝后,水深会快速下降至2～3 m,之后会缓慢下降直至溃口达到最终稳定状态,水深接近0 m;溃坝前坝后水深达到最大值,发生溃坝后会急剧下降,之后缓慢下降。(3)发生溃坝前,由于降雨汇流作用主沟道内断面处水深不断上升,发生溃坝后,水深迅速上升至最大值,随后迅速下降后再缓慢下降,直至最终达到稳定状态,水深接近0 m。     

基于二维数学模型的淤地坝溃坝模拟研究

以介休市利贞寨淤地坝为研究对象,计算了溃坝流量过程线,并利用二维水动力数学模型,对淤地坝逐渐溃决和瞬时全溃两种工况下的溃坝洪水演进过程进行了模拟,得出溃坝后不同时间段洪水的淹没范围、水深及水量。采用水量平衡法对模型进行验证,最大误差仅3.27%,说明模拟精度较高。利用该模型模拟淤地坝溃坝后的洪水演进,可以科学评估溃坝的影响范围及程度,为淤地坝的防洪减灾提供技术支撑,对我省淤地坝安全运行具有重要意义。     

MIKE耦合模型模拟淤地坝对小流域暴雨洪水过程的影响

为科学认识淤地坝建设对黄土高原小流域暴雨洪水过程的影响,该文通过分布式水文模型MIKE SHE和一维水动力模型MIKE 11耦合模拟了不同坝型组合和坝系级联方式下的小流域暴雨洪水过程,研究表明:1)淤地坝系建成后会使小流域洪水的洪峰和洪水总量明显减少,其中骨干坝减幅最小,中型坝次之,小型坝减幅最大;串联、并联、混联3种坝系级联方式均使洪峰流量和洪水总量明显减小,其中混联坝系减幅最大,并联坝系次之,串联坝系最小。2)淤地坝建设改变了洪水历时,其中骨干坝和中型坝增加了洪水历时,而小型坝缩短洪水历时。3)沟道连通性指数与洪峰流量、洪水总量均有很好的相关关系,淤地坝建设明显降低了沟道连通性,通过改变沟道连通性调控了小流域的暴雨洪水过程。可为黄土高原淤地坝安全运行提供科学依据。     

黄土高原淤地坝水毁问题分析

淤地坝是黄土高原地区防止水土流失有效的工程措施之一,但淤地坝水毁事件时有发生,在一定程度上对当地群众的生活和农业生产造成影响,也制约了淤地坝的发展。超标准的暴雨洪水是引发淤地坝水毁的主要因素,同时淤地坝被淤满、坝坡无防护措施、施工质量差、管护不到位也是引发淤地坝水毁的因素。中小型淤地坝易发生水毁,水毁部位多发生在坝体。目前,业内主要依库坝破坏痕迹来推测淤地坝水毁过程,还未能真正实施对淤地坝从建坝到水毁的动态监测。由于缺乏有效的水毁风险预警体系,所以研究淤地坝水毁灾害对于淤地坝今后的发展具有重大意义。     

人工坝溃决洪水峰顶流量计算公式应用于滑坡堵江坝的可行性探讨

滑坡堵江事件在山区广泛发育,堵江形成的天然坝的稳定性一般不高,在暴雨、地震等诱发因素的作用下可能发生溃决,溃坝洪水对下游河道及沿江两岸的各种设施及居民生命造成巨大威胁,因此溃坝洪水计算意义重大,而峰顶流量和洪水演进过程中洪峰高度的变化直接决定了溃坝洪水的灾害程度。利用谢任之教授提出的人工坝溃决洪水计算方法,根据滑坡天然坝体溃决的实际情况,合理地分析溃口形态,调整了溃口宽度的取值方法,并将其应用于滑坡堵江天然坝瞬时溃决洪水峰顶流量计算中,经历史溃坝实例验证计算结果可靠,为天然坝溃决洪水峰顶流量计算提供了新的思路和方法,也为溃坝洪水灾害评价提供了重要依据。     

从吕梁“9·19”特大暴雨洪水看淤地坝的防洪减灾作用

2010年9月19日,山西省吕梁市多个县(市、区)突降大雨或暴雨,局部降特大暴雨,暴雨引发的洪水造成了较大损失。位于暴雨中心区的方山县店坪沟流域、石张流域和离石区阳坡流域坝系的71座大中型淤地坝共拦蓄洪水1 430万m3,除5座受损外其余均经受住了这场暴雨洪水的考验,突显了其在拦蓄泥沙、调节洪水、减轻灾害方面的重要作用,成为保护下游人民群众生命财产安全的坚实屏障。在此次淤地坝抗洪的过程中也暴露出了淤地坝建设管理方面存在的一些问题,针对这些问题,提出建立稳定的投资渠道、加快淤地坝除险加固步伐、坚决杜绝破坏淤地坝的行为、切实加强淤地坝防汛工作等4条建议。     

次暴雨下小理河流域淤地坝拦沙能力分析

2017年7月26日,黄河支流无定河发生100年一遇的暴雨洪水。小理河流域位于本次200 mm左右雨量的特大暴雨区内,流域内洪水泥沙危害十分严重。淤地坝是该流域治理水土流失的主要工程措施之一,对于拦截泥沙起到了一定作用。针对本次暴雨对小理河流域646座淤地坝开展了调查,测量了215座淤地坝坝库泥沙淤积厚度及面积等,估算出了淤地坝泥沙淤积量,并对其中22座淤地坝的坝库淤积泥沙取样176个,进行了颗粒级配分析。实测数据为年度咨询及明确淤地坝对下游河流输沙过程的影响提供了科学依据。     

甘肃省淤地坝工程的溃坝风险评价模型

[目的] 运用淤地坝工程溃坝风险评价模型,确定淤地坝工程发生溃决可能性的大小,为淤地坝运行管理提供技术支撑。[方法] 通过调研和对溃坝风险问题的梳理,形成淤地坝工程溃坝风险评价指标体系,运用层次分析法确定指标权重,构建了甘肃省淤地坝工程溃坝风险评价模型。[结果] 该模型包含水文风险（B₁）、运行风险（B₂）、管理风险（B₃）、工程风险（B₄）4个风险类型模块（其权重分别为0.12,0.13,0.12,0.63）及其下的16个具体评价指标;水面/泥面距拦泥坝高的距离（D₁）、剩余淤积库容（D₄）、有无3个管理负责人（D₇）、坝体变形（D₁₂）分别是4个风险类型模块的最大权重评价指标;对各指标的评分标准作了规定,依据综合风险得分将输出的风险等级和预警等级各划分为3级。[结论] 淤地坝工程溃坝风险评价模型由输入、分析和输出3个模块组成,层次清晰,架构明确。评估模型的构建可对汛期淤地坝工程风险的评价提供实时预警数据。     

河南省淤地坝安全自动化监测系统设计与应用

[目的] 设计淤地坝安全自动化监测系统,实现淤地坝监测数据的实时传输与预警,提升河南省淤地坝安全管理能力。[方法] 选取5座典型淤地坝作为试点,进行淤地坝安全自动化监测系统的设计、施工、安装和试运行,初步建立了淤地坝安全预报模型。[结果] 监测系统实现了淤地坝雨量、水位、渗压、变形和位移、应力、视频等监测数据的自动化采集和安全隐患预测预警,提升了淤地坝安全监控能力。[结论] 系统运行后有助于增强河南省全省的淤地坝系统安全管理,为黄土高原地区淤地坝汛期安全运行提供一种全新的信息化管理模式。     

临汾市组织开展淤地坝防汛抢险应急实战演练

7月16日,临汾市在全市范围内组织开展了淤地坝防汛抢险应急实战演练。参加演练的各有关县淤地坝防汛领导机构,制定了周密的淤地坝防汛演练方案,选取下游有村庄、企业等敏感因素的淤地坝作为演练地点,以预警发布、撤避转移、灾民安置、后勤保障为重点内容开展演练。通过演练,让洪水易发区的群众充分了解避险与自救知识,掌握预警信号、撤避路线与