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1.
为研究粉质黏土堤防漫溢溃决破坏过程及其对水流要素和土体性质的响应规律,以河道流量、筑堤土体含水率和孔隙率为变量,在弯道水槽中开展了9组堤防漫溢溃决概化试验.通过试验发现,粉质黏土堤漫溢溃决溃口发展过程可分为垂向侵蚀和横向扩宽两个阶段,垂向侵蚀阶段以"陡坎"后退为主要形式;筑堤土体含水率与孔隙率不仅影响了溃口垂向侵蚀以及横向扩宽速度,而且决定了溃口最终形态,河道流量主要影响堤防溃口的横向扩宽速度;溃口处流速以及下游水位变化受溃口高度的制约.拟合得到土体黏聚力与土体含水率、孔隙率的相关关系式;通过试验数据提出了由土体黏聚力和水流参数表达的"陡坎"侵蚀后退速度计算公式,证明具有一定合理性. 相似文献
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对土石坝溃决模拟技术的最新研究成果进行了总结和评价,在此基础上对该研究领域今后的研究工作提出了若干建议,包括:应研究提出不同坝型溃决可能性分析评价方法;针对不同坝型开展溃坝离心模型试验,揭示在不同致灾因子作用下,土石坝溃决机理和溃口发展过程;开展土石坝初始管涌形成以后发展过程的试验研究,揭示孔流转变为堰流的控制条件;针对溃坝水流的流线曲率较大、溃坝水流大多是非恒定超临界流以及筑坝材料粒径级配范围变化大等特点,开展大型溃坝水工水力学模型试验,揭示不同坝型的溃口流量过程、泥沙输移及下游河道洪水演进规律。 相似文献
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黄河下游主槽两侧修建的生产堤通常仅能抵御中小洪水,用于保护滩区农田与村庄安全;当遭遇大洪水引发生产堤溃决时,漫滩洪水会严重威胁滩区群众的生命财产安全。当前研究溃堤洪水的传播过程与演进机理多采用数值模拟,而原型观测及模型试验成果十分有限。通过溃堤漫滩洪水的概化模型试验,模拟了生产堤溃决后主槽内的水位变化及不同程度漫滩洪水的传播过程。试验结果表明:(1)溃堤后漫滩水流以涨水波的形式向滩区迅速传播,主槽内水位具有先降低,然后维持稳定,再升高,最后趋于稳定的变化过程,且溃口上、下游水位变化速率不同;滩区水位总体表现为持续升高,最后趋于稳定的趋势。(2)漫滩洪水波的波前到达时间主要与滩区地形及距溃口的距离有关,波前首先以溃口为中心呈近似对称式椭圆形分布,而后转变为非对称分布;溃堤水流在滩区传播过程中伴有水跃发生,水跃发生的位置由距溃口较远处逐渐趋向溃口位置。(3)溃口流量与溃口内外水位差直接相关,呈先减小、然后维持稳定、再减小最后为0的变化特性。研究成果不仅可以提升对溃堤洪水在滩区演进规律的认识,丰富溃堤洪水动力学理论,还可为数学模型验证提供实测资料。 相似文献
4.
当前洪水风险分析按照典型设计标准洪水进行计算的模式难以满足实际防洪管理需要,为了提高洪水风险分析的实时性以及适应洪水演进的动态性,设计了动态实时洪水风险分析框架。在本框架中,先采用一维和二维动态耦合水动力学数值方法耦合溃堤模型,然后在樵桑联围防洪保护区建立洪水演进模拟模型,通过灵活处理模型计算边界条件以及动态设置溃堤功能,计算不同设计标准洪水发生时,堤防出现单一溃口或者组合溃口后保护区内洪水演进过程。按照上述框架开发了樵桑联围动态实时洪水风险图编制与管理应用系统,并利用历史洪水资料开展模型验证,验证结果表明,2008-06洪水马口站、三水站、大熬站、甘竹（一）站的实测最高水位和模型计算最高水位的绝对误差分别为-0.10、0.10、0.09、0.04 m,均满足洪水模拟精度要求。利用模型计算了西江发生200年一遇的洪水情况下,江根堤防出现溃口后的洪水流量及溃口内外洪水水位变化过程,模拟溃口宽度168 m,最大溃口洪水流量达到5 190 m3,分析了堤防溃决后3、6和24 h洪水漫延导致村落淹没情况,结果表明其满足合理性分析。 相似文献
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6.
土石坝漫顶溃决往往在其下游产生巨大的洪水灾难,研究坝体溃决及洪水演进是防灾减灾的需要。对土石坝漫顶溃决过程现象、机理及其模拟的研究进展进行了综述。讨论了物理模型试验的尺度设计,总结了不同尺度、不同类型、不同条件溃坝试验的研究成果;按照参数模型、简化物理模型、精细物理模型,分类总结了漫顶溃坝数学模型研究进展;阐述了溃坝洪水演进方面的试验与模拟研究。在此基础上,对该研究领域今后的研究工作提出了若干展望,包括河道边界对溃坝过程及溃坝洪水传播过程的影响、非均质土石坝溃决机理、溃坝过程中挟沙水流冲蚀规律、溃坝下游河床的冲淤调整及泥沙分选、溃坝对水生态环境的冲击影响等。 相似文献
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土石坝漫顶溃决往往在其下游产生巨大的洪水灾难,研究坝体溃决及洪水演进是防灾减灾的需要。对土石坝漫顶溃决过程现象、机理及其模拟的研究进展进行了综述。讨论了物理模型试验的尺度设计,总结了不同尺度、不同类型、不同条件溃坝试验的研究成果;按照参数模型、简化物理模型、精细物理模型,分类总结了漫顶溃坝数学模型研究进展;阐述了溃坝洪水演进方面的试验与模拟研究。在此基础上,对该研究领域今后的研究工作提出了若干展望,包括河道边界对溃坝过程及溃坝洪水传播过程的影响、非均质土石坝溃决机理、溃坝过程中挟沙水流冲蚀规律、溃坝下游河床的冲淤调整及泥沙分选、溃坝对水生态环境的冲击影响等。 相似文献
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传统固定结构的计算网格不适于处理计算边界动态变化的问题,利用动网格技术,结合土力学中粘性土河岸的崩塌机理,建立了可变网格下的堤防溃口展宽二维数学模型,在对模型进行验证对比的基础上,对北江下游的大塘围蓄滞洪区口门处的崩塌展宽过程进行了模拟,模型计算结果表明:随着溃堤水流对堤防土体的冲蚀,堤防发生崩塌破坏,溃口洪水流量迅速增大,与实际相符,说明通过采用可变网格与土力学中粘性土河岸崩塌机理相结合的计算方法,使得模型具备准确模拟蓄滞洪区口门处横向崩塌展宽过程的优点。 相似文献
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可可西里卓乃湖溃决后湖区环境变化及盐湖可能的溃决方式 总被引：1，自引：0，他引：1
2011年9月卓乃湖溃决后引发的区域沙漠化灾害现象对区域生态环境已经造成了一定影响。同时下游的盐湖在接收洪水后水位持续上涨, 对青藏公路工程走廊内管线工程运行安全造成了重大的威胁。本文根据野外考察资料对卓乃湖的溃决过程和溃决后的影响进行了简要分析, 并对下游盐湖可能的溃决方式进行了分析。卓乃湖的溃决是由于湖区降水增多导致湖水外溢, 冲垮湖堤造成的。卓乃湖溃决后出露湖底成为沙尘暴的策源地, 出露湖底和周边草场形成了大面积的沙漠化区域。随着卓乃湖湖水不断排出, 洪水对出水口和下游河道进行着持续的冲蚀作用, 一方面导致湖底出露面积进一步扩大, 湖区沙漠化现象加剧, 另一方面导致下游河道侵蚀加深加宽, 对区域地形破坏进一步加强。对比卓乃湖区地形条件和水平衡特征, 盐湖的溃决方式将与卓乃湖类似, 洪水对下游的破坏作用要大于库赛湖区和海丁诺尔湖区。由于盐湖每年可排出的水量大于卓乃湖区, 当盐湖溃决后, 后期洪水对河道的冲蚀作用要大于卓乃湖区。 相似文献
10.
为研究生产堤溃口横向展宽过程的发展规律,以黄河下游生产堤土体为材料,开展概化模型试验,分析溃口处水深、流速、流量以及溃口宽度的变化。试验结果显示,溃口横向展宽的机理主要表现为水流冲刷堤身下层土体伴随上层悬臂土体发生绕轴崩塌;随着溃口展宽,堤前水深持续下降但下降速率逐渐减小,溃口流速呈先增大后减小的趋势,流速峰值约为1.1 m/s;随着主槽流量增加,溃口宽度发展至0.7 m时,溃口的水深、泄流流量、流速、展宽速率均有所增加。基于对溃口展宽的影响因素分析,提出溃口横向展宽速率的计算关系式,计算溃口展宽过程与实测值符合较好。研究结果不仅有助于生产堤展宽机理及发展规律的研究,还可为数学模型的建立与验证提供参考资料。 相似文献
11.
Landslide dam failure can trigger catastrophic flooding in the downstream. However, field observation of such flooding is
rarely available, while laboratory experimental studies are sparse. The mechanism of landslide dam failure and the flood has
so far remained insufficiently understood. Here, we present an experimental investigation of landslide dam failure and the
flood. A total of 28 runs of experiments are carried out in a flume of 80 m × 1.2 m × 0.8 m, with differing inflow discharge,
dam composition, dam geometry, and initial breach dimension. An array of twelve automatic water-level probes is deployed to
measure the stage hydrographs along the flume, and the video recording of the dam failure processes facilitates an estimation
of the widening of initial breach. Under the present experimental conditions with dams composed of homogeneous materials,
landslide dam failure is primarily caused by erosion of overtopping flow, and lateral mass collapse is also considerable during
the cause of breach widening. Cohesive clay may act to mitigate the seepage through the dam and thus its subsidence and appreciably
modulate the dam failure process and the flood. However, the impacts of clay may be readily overwhelmed by a large inflow
discharge and initial breach. Gravels in the dam may appreciably depress the rate of the dam failure process and thus modify
the flood. The present work provides new experimental data set for testing mathematical models of the flood flow due to landslide
dam failure. 相似文献
12.
针对当前土石坝溃决机理试验研究中泥沙粒径取值偏小、各砂样粒径相差不大的现状,采用粒径对比明显的两组砂样进行了土石坝漫顶溃决试验.试验表明,在给定的较强的初始冲刷条件下,粗细两种颗粒坝体的溃决过程基本一致,均是以水流的下切侵蚀为主,在坝顶下缘位置有溯源冲刷现象出现.整个溃决过程可明显分为3个阶段,第1阶段为坝顶下缘处陡坎形成阶段;第2阶段为陡坎坍塌,冲刷加剧阶段;第3阶段为出现逆行沙垄的冲刷终止阶段.试验还发现,下游坝坡对溃决过程的影响比较显著,坝坡越陡,坝顶侵蚀速率越快,洪峰值越大.另外,由于粗颗粒抗冲刷性强,同等条件下粗颗粒坝体溃决洪水过程偏矮胖,洪峰值偏小,但是值得注意的是,相比于较大的颗粒粒径差距而言,其洪峰值的差异并不是太大. 相似文献
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The breach of landslide dam often causes significant disaster in the inundated area; the prediction of breach hydrograph is in high demand for the dam breach risk evaluation. In this study, according to the model tests and Tangjiashan landslide dam breach case, the surface erosion accompanied by intermittent mass failure is known as the key breaching mechanism for landslide dam due to overtopping failure. The downstream slope angle would gradually decrease during the dam-breaching process, whereas a planar wedge failure occurs when the breach slopes at the dam crest and downstream breach channel fail. Based on the breach mechanism, a numerical model for landslide dam breach due to overtopping is developed to simulate the coupling process of water and soil. The model focuses on the breach morphology evolution during the breaching for the sake of the improvement of breach hydrograph prediction. Furthermore, the model can handle one- and two-sided breach, as well as incomplete and base erosion at the vertical direction. The case study of Tangjiashan landslide dam-breaching feedback analysis testifies the rationality of the present model with the relative errors less than 10% for peak discharge, final breach widths, and time to peak. The sensitivity analysis indicates that the final breach depth and soil erodibility affect the breach flow prediction of the landslide dam significantly, whereas the one- or two-sided breach mode is less sensitive. 相似文献
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终碛坝广泛分布于世界各地的高山和极高山区。为了探究终碛坝的溃决过程,了解溃口的演变特征,文章以嘉龙错终碛坝的原位实验,模拟了终碛湖漫顶溃决过程。通过分析实验结果发现:（1）根据观察,将终碛坝溃决过程划分为坝体下游坡面冲刷、“溯源侵蚀”、出水口下切和溃口拓宽四个阶段。（2）上游湖区崩塌体激发的涌浪会造成溃口内的瞬时流量增加数倍,从而使得在有涌浪和无涌浪的条件下,“溯源侵蚀”过程出现陡坎和斜坡两种下切型。（3）通过分析溃口下切侵蚀过程,发现溃口的下切侵蚀发展过程主要受到坝体孔隙比和细粒含量的影响,并且溃口中点侵蚀率与水流剪应力存在一定的线性关系,符合线性侵蚀模型。通过分析发现,嘉龙错终碛坝的侵蚀系数为0.051,临界启动应力为237.64 Pa。与堰塞坝相比,可侵蚀系数比更小,而临界启动应力更大。 相似文献
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滑坡堰塞坝作为结构松散的堆积物,随着上游水位的不断上涨,其稳定性不断降低,并存在突然溃坝的风险。以唐家山滑坡堰塞坝为研究对象,基于相似原理,开展符合坝体颗粒级配的室内水槽物理模型实验,模拟了不同坝后蓄水量、不同水位和不同颗粒物质组成条件下坝体渗流、漫顶破坏的整个过程。监测结果显示：堰塞坝漫顶溃坝主要分为渗流、漫顶、冲刷和溃决4个过程;坝体堆积颗粒级配越差,坝体允许渗流坡降越小;相同材料配比的坝体,上游水位相同时,坝体底部水平位移最大,且漫顶溃坝时溃口尺寸与蓄水量正相关。该研究结果揭示了堰塞坝漫顶破坏规律,可为堰塞坝溃坝防治提供理论参考。 相似文献