BREACH模型与MIKE21模型在溃坝风险中的耦合分析

BREACH模型常用来模拟水库大坝漫顶及管涌溃坝模式并获取溃口流量与时间关系,MIKE21模型常用来模拟湖泊、河口、海湾等二维水动力学并获取洪泛区内洪水风险信息要素,两大模型耦合分析在保障水库大坝安全运行及风险管理方面发挥了积极作用。以BREACH模型模拟溃口流量动态数据过程与溃口演变尺寸为基础,通过Arc GIS预处理地形文件、工程建筑物参数与水文数据,构建MIKE21二维水动力学模型并计算网格差值空间,利用Flow Model模块生成溃坝洪水模拟文件,采用判别溃口流量差值是否满足精度要求的迭代法来耦合两大模型,最终结合所要分析水库大坝的工程概况,计算不同风险情况下的水库大坝溃坝洪水淹没水深与范围,进而模拟溃坝洪水演进过程。该方法已成功应用于郑州常庄水库风险分析,结果表明,该方法能客观反映溃坝洪水行洪情况,使用方便,为水库大坝运行管理与应急处置提供了一定的技术支持。

水位骤降下面板堆石坝上游盖重区稳定性分析

混凝土面板堆石坝上游侧常设置铺盖及盖重区,特殊情况下该区产生滑坡将对面板止水结构造成破坏,影响坝体渗透稳定和结构稳定。我国西北地区某混凝土面板堆石坝工程因导流洞事故而造成库水位在56 h内骤降约100 m,坝前下部铺盖与盖重区滑塌,部分面板止水结构破损。为此,利用非圆弧滑动计算方法,对该事故进行模拟计算,结果表明:止水结构的破坏主要是上游铺盖与盖重区在渗流力作用下产生沿面板表面的滑坡,滑动面上碎石等堆渣材料与止水结构产生摩擦所致;面板上铺盖与盖重区滑动范围在高程638.76~680.98 m间,滑坡堆积体以下11 m范围内的止水仍存在破坏可能。在除险加固工程中着重对该险情进行处理,采取了对该盖重区进行渗流控制以及渗流量监测的工程措施,保障该工程安全运行。