上下游初始水深比对溃坝水流传播的影响

溃坝水流的传播很大程度上受着上下游初始水深比的影响,过去对溃坝洪水的试验研究很少涉及到上下游初始水深比大于0.5时的情形,大部分研究的系列性不足且较少关注洪水波在上游库区中的运动。作者在一个大尺度水槽(长18 m、宽1 m、高1.09 m)中,通过波高仪的测量手段对上下游初始水深比0～0.9范围内的大坝瞬溃洪水进行了大量实验,获取了许多新发现。研究结果表明:当下游无水时,溃坝水流波前区域的水深会出现明显的雍高,波前运动速度也明显低于Ritter解;当上下游初始水深比大于等于0.3时,溃坝水流演进一段时间后,在靠近闸门处会出现以波浪形式向库区演进的额外负波,该负波不同于以往研究中定义的与上游静水区衔接的负波;当上下游初始水深比大于等于0.5时,溃坝水流运动的稳态区会出现明显的波动,水流以波浪形式向下游演进,其中第1个出现的波浪波峰高度最高且在演进的过程中基本维持高度不变,但产生的这些波浪数量有限,波浪演进过后的断面水深会逐渐恢复稳定,且稳定后的水深与Stoker解符合较好。在试验观测到的范围内,同一水深比时,与上游静水区衔接的负波波速在演进的过程中不断降低至稳定值,而第1个出现的额外负波波速不断增加;下游波前的演进速度基本维持不变,而下游第1个出现的波浪波速会增加;另外,随着水深比的增加,第1个出现的额外负波波速变大,而下游第1个出现的波浪波速变小。从两组不同上游水深在同一水深比时各水力要素的对比情况中发现瞬时溃坝水流的运动在湿底情况下依然具有很好的相似性。

墙前水位骤降挡土墙稳定不利水深取值问题分析研究

以水工挡土墙为研究对象,探讨提出墙前墙后水位骤降过程的模拟方法并建立墙前与墙后水位降幅的关系,设定多种墙前与墙后水位降幅比值及过程水深变化来模拟不同的水位降落速度及过程,分析了3个工程实例挡墙在不同水位降幅比值情形下稳定性和墙基边缘垂直正应力状态随不同过程水深的变化趋势,结果表明,稳定安全系数最小值对应水深绝大部分是发生在墙前水位降落过程中某一过程水深,墙前不利过程水深随水位降幅比值的提高而变小,墙后不利过程水深则相反。文中初步探讨性提出的墙前墙后水位降幅比和墙后初始最大水深取值原则、不利过程水深与墙高比建议值,可供墙前水位有骤降情况的挡土墙工程设计参考。

台风暴雨影响区域的溃坝洪水演进数值计算

针对东南沿海受台风暴雨影响流域中下游地势较低洼开阔,在台风暴雨过程中容易积水,存在大面积初始水深,出现较严重内涝的特点,建立考虑下游区域初始内涝水深的二维溃坝洪水演进数值模型.基于数字高程模型(DEM)的地形数据和矩形网格,采用有限体积法和逼近黎曼格式及逆风守恒格式求解方程,并以戌浦江流域为典型,重点分析该流域存在内涝时上游水库发生溃坝的洪水演进特点.结果表明,溃坝洪水受下游初始淹没水深的顶托,下游区域的淹没水深并不是初始淹没水深和不考虑初始淹没水深溃坝计算所得水深的简单叠加,越往下游初始淹没水深对计算结果的影响越大;如果在计算中不考虑初始淹没水深,将会明显错误地估计洪水所带来的灾害风险.

不同水面线推算方法在防洪规划中的应用

MIKE11与HEC-RAS是当前应用较为广泛的模拟河道水面线的模型。以镇平县老庄镇凉水泉沟为例,根据实测的河道数据和水文气象资料,建立了凉水泉沟MIKE11水动力模型和HECRAS模型,分别进行水面线推算。计算结果表明,MIKE11水动力模型推算的水面线更加适用于研究区;两个模型模拟的水位对河道糙率的灵敏度较强,而对初始水深均不灵敏。