考虑颗粒组成的堰塞体溃口峰值流量快速预测模型

堰塞体的溃决洪水会给下游人民生命财产带来重大的威胁,快速、准确地预测溃口峰值流量,对科学评估堰塞体溃决致灾后果和应急响应具有重要意义.国内外学者基于堰塞体溃决案例调查资料,采用回归分析方法,提出了一系列预测堰塞体溃口峰值流量的参数模型,但已有的模型均未考虑堰塞体颗粒组成对溃口峰值流量的影响.基于国内外86座堰塞体案例的颗粒级配曲线,分析了3种不同类型堰塞体(土质型、混合型、块石型)的颗粒组分特性,并提出了堰塞体类型的定量划分指标.基于国内外已开展的模型试验结果及具有实测数据的堰塞体溃决案例,通过分析不同堰塞体类型、堰塞体形态、堰塞湖体积与溃口峰值流量之间的关系,选择堰塞体高度、宽度、溃决时的堰塞湖体积以及自定义的考虑颗粒组成的冲蚀因子等4个参数,采用多元回归分析方法,建立了堰塞体溃口峰值流量的快速预测模型.选取近年来发生的5座堰塞体溃决案例,对提出的模型进行验证,并与国内外已有的典型参数模型进行对比,计算结果表明,提出的参数模型计算溃口峰值流量的相对误差均在±20%以内,与其他模型相比具有一定的优势,验证了该模型的准确性.

堰塞坝溃口及洪峰参数模型评估与优化

由滑坡等失稳地质体快速堆积并堵塞河道形成的堰塞坝溃决后会对下游人民生命财产安全造成极大威胁。建立快速准确的溃决参数预测模型,是制定有效防灾减灾措施的必要条件。本文收集了75例包含坝高、库容、溃口峰值流量、坝体冲蚀系数等参数的堰塞坝案例,基于均方根误差、回归相关系数、百分比偏差三个指标对具有代表性的土石坝和堰塞坝参数模型进行评估。通过回归分析建立新的堰塞坝溃口深度预测模型及溃口峰值流量预测模型,将新建模型与现有模型对比,在实际案例中验证了模型的适用性。研究结果表明:现有模型中单参数、双参数及土石坝模型对于堰塞坝溃决参数预测效果不佳,考虑坝体易蚀性的参数模型具有较高准确性,本文所建新模型预测效果有所提升,使用范围更广,预测结果可为堰塞坝的防灾减灾措施提供参考。

韩江南北堤防洪保护区溃坝洪水演进数值模拟研究

洪水分析计算是洪水风险图编制的基础。基于一维、二维水力学耦合模型,建立了韩江南北堤防洪保护区溃坝洪水演进数学模型,分析探讨了韩江南北堤瞬溃后溃口流量水位关系、主要地物特征点的水位和流速变化以及洪水演进过程。结果表明:溃口峰值流量出现在溃坝瞬间,随外江水位下降,溃口流量减小,至溃坝99 h后基本为0。湘桥区距溃口最近,受洪水破坏最严重,最大流速值超过1. 3 m/s。云路镇、登岗镇和湘桥区由于地势较低,最大淹没水深普遍在2 m以上。