建筑物影响下的堤坝溃决水流数值模拟方法

采用基于非结构网格的有限体积法对建筑物影响下的堤坝溃决水流进行了数值模拟。为模拟建筑物对溃决水流产生的影响,模型采用了三种方法:固壁边界法、真实地形法和加大糙率法。经物理模型验证,当建筑物顶部不过流时,三种方法均能得到较好的计算结果,其中固壁边界法和真实地形法的计算结果基本一致;而加大糙率法由于对反射波的计算不如其它两种方法灵敏,因而在城区内所得的计算水深比其它方法略低一些。

堤坝溃决试验研究

近年来,由于在堤坝溃决的早期预警、应预案编制以基于风的堤坝设计方法等中的重要作用,堤坝溃决问题日渐受关注.本文介绍了在验室堤坝溃决试验中观察的堤坝溃决冲刷过程以试验分析结果.共进行了5组堤坝溃决试验,其中4组的试验材料为不同掺混比例的沙-粉沙-粘土混合料,另外1组试验材料为沙.试验堤坝高75 m,坝顶宽60 cm.试验结果示,"陡坎"冲刷(溯源冲刷)在由粘性混合土料填筑的堤坝溃决过程中扮演着非常重要的角色.在试验中观察了水流切冲刷、溯源"陡坎"表层流化、由溃决洪水射流冲击引起的"陡坎"基和"陡坎"的土力学坍失稳等冲刷象.对于沙质堤坝,其溃决过程主要由水流切冲刷主,其下游坝坡逐渐地、比较均匀地后移.沙-粉沙-粘土混合料中的粘性土部分极大地缓了堤坝溃决冲刷的速度.

洪水来临,这份保命秘籍请收下

一个地区如果连续普降暴雨、大暴雨,江河、水库如果严重超过警戒水位,不但会发生内涝,而且极有可能使堤坝溃决,引发洪水灾害。作为普通市民,洪水暴发时做好防范,掌握必要的避险与自救知识和方法,是很有必要的。

考虑水沙相互作用的河堤溃决二维数值模型

该文建立了洪水漫堤导致河堤溃决的平面二维水沙运动数值模型,以模拟溃口扩展和堤身冲刷的过程。该模型基于有限体积法、采用显式格式求解平面二维水流运动和非平衡全沙泥沙输移方程,并考虑了边坡崩塌、底床急剧变形以及高浓度泥沙输移对水流运动的影响。溃口处的混合流场采用HLL approxim ate Riemann solver处理,非黏性土溃口边坡的崩塌采用不同干、湿静止角处理。通过对英国HR Wallingford实验室一组实验的计算,结果表明该模型能较好地模拟非黏性土堤坝溃决过程中的溃口展宽、坝体冲刷、流场分布以及溃口流量过程线。对模型参数的敏感性分析显示了水沙耦合溃决模型的非线性特征。

2024年洞庭湖团洲垸溃堤过程及洪水演进模拟

蓄滞洪区是长江中下游防洪工程体系中的重要一环,研究蓄滞洪区溃堤洪水演进模拟,对于防洪减灾具有重要意义。收集了2024年洞庭湖团洲垸溃堤时实测口门宽度及流量数据,分析计算了溃口流量过程,采用平面二维水动力学模型计算了溃口过程中团洲垸内的洪水演进过程,分析了垸内淹没水深、流速等致灾要素的时空变化。结果表明:①溃口发展包括下挫冲槽、横向展宽和稳定泄流3个阶段,基于流量过程推求了进入团洲垸的总水量为2.53亿m^(3),与基于库容曲线反算的水量(2.63亿m^(3))基本相当;②验证了溃口附近流量和水位过程与实测过程基本相符,团洲垸内最高水位为31.955 m,与实测水位(31.960 m)基本一致;③模型计算的淹没范围与基于遥感影像提取的范围基本一致,在计算时段末,92.7%的区域处于重度淹没状态(淹没水深超过1.5 m),最大淹没水深约为8.2 m,垸内流速均呈先增大后减小的变化趋势,各时刻(t=4 h、t=10 h、t=15 h和t=20 h)平均流速分别为0.37,0.43,0.22 m/s和0.05 m/s。研究成果可为溃堤洪水风险评估、堤防守护等提供技术支撑。