尾矿坝逐渐溃决的挟砂水流与冲刷研究

为了进行尾矿坝逐渐溃决的泄砂量估算,通过借鉴水闸前水流流动和冲刷规律,建立了尾砂冲刷相关理论,并采用了不同于一般河道冲刷的计算方程,利用浑水挟沙力的变化计算了尾砂床面的下降,以便进行下一时段的尾砂泄流量计算.计算结果表明,距溃口最近的床面挟沙力约为20.03kg·m-3,床面下降0.54cm,远大于距离溃口较远的床面.计算反应了挟砂水流和尾砂冲刷的一般规律,为逐渐溃坝泄砂量计算提供了一种新的思路.

大桥水库大坝逐渐溃决的数值模拟

根据逐渐溃坝模型原理和FLUENT软件的二次开发程序,建立两种逐渐溃坝模型,编制水库水位随溃坝洪水下泄而变化的UDF程序和溃口动态变化的UDF程序,对大桥水库大坝溃决过程和溃坝水流进行三维数值模拟,较准确地描述了大坝溃决的机理、溃口发展过程、坝址处洪水的水位和流量过程线,对比分析了线性模型和冲蚀模型的水位过程、流量过程、水面形态、流速分布等模拟结果。分析表明,三维逐渐溃坝模拟能形象而精确地展示溃口的水面形态和流速场分布。

堰塞体逐渐溃决数学模型研究

堰塞体是高位岸坡在地震作用下滑坡导致正常河道被堵塞而形成的天然堆石体。根据堰塞体溃决的特点采用有底坡明渠出流形式,结合冲刷率与速度平方成正比的关系建立堰塞体逐渐溃决数学模型。对“10·10”白格堰塞体溃决过程计算分析,结果表明:当冲刷系数α=0.0007~0.0009,糙率n=0.030~0.035时,溃决洪峰流量为8813.04~14087.49m 3/s之间,与实测值相比,洪峰流量误差在32%之内。当采用冲刷率与流速的平方成正比的冲刷方式时,建议冲刷模型系数α在0.0007~0.0009之间选取,可降低计算结果误差。增大泄流槽的糙率n,减少冲刷系数α,可以减少溃决洪峰流量,延缓洪峰流量出现时间。边坡角度θ对于洪峰出现时间、断面最大流速、洪峰流量大小影响都较小。

冰碛湖溃决泥石流流量计算方法

冰碛湖溃决泥石流是高山高寒地区一种常见的灾害类型,虽爆发频率低,但造成的危害极大,该类型的泥石流防治是区域开发建设中必须要面对的问题,而流量计算又是其核心问题之一。以西藏地区近100 a以来的冰碛湖溃决实例为基础,探讨了溃口深度的计算方法;以逐渐溃决模型和配方法为基础,分析了冰碛湖溃决泥石流的容重峰值流量与洪峰演进计算方法的适用性与流程;通过案例的对比研究,探讨了计算模型参数率定与误差来源。结果表明:瞬间溃决模型高估了冰碛湖溃决泥石流的峰值流量,泥石流的预测值偏保守;而逐渐溃决模型更接近于冰碛湖溃决的物理机制,在冰川U型谷内,可不考虑泥石流的堵塞作用,泥石流的峰值流量预测值与实测值较吻合;在冰川U型谷外或近沟口段则需考虑泥石流的堵塞作用。文中提出的计算模型作为冰碛湖溃决泥石流防治工程参数设计的依据是可行的。

考虑上游洪水因素下土石坝溃决流量研究

当土石坝坝体上游遭遇超标准洪水时,坝体往往会发生漫顶溃决灾害。为了预测溃口溃决流量,采用逐渐溃决方式和水量平衡原理的方法,对宁夏市旗眼山水库进行模拟。计算结果表明:当溃口扩展到第84min时,溃口流量达到最大值,为3284.75m^3/s,对应的坝前水位1189.76m,总的下泄流量亦达到最大值,为3404.75m^3/s;计算得出的土石坝溃口处流量值处于二分之一溃坝和全溃理论计算值之间,较符合土石坝的溃决情况,可以为水库下游防洪预警方案的制定提供参考。适当的增加溢洪道和泄洪洞的泄流能力,可以有效地消减溃坝洪水的峰值流量,并且减少洪峰流量对下游城市的淹没风险。

唐家山堰塞湖溃口流量数值模拟

传统的溃坝计算,主要研究的是定水位局部逐渐溃的模式,真实的溃决过程涉及到上游水位的变化、溃口形状的非指数规律变化,且他们之间相互制约。采用侵蚀崩塌的侧向扩展溃决理论,建立溃口侵蚀扩展模型,并以唐家山堰塞湖的实例作为计算验证依据,并考虑了上游水位的不断变更及相应时刻溃口形状变化下的泄量对溃口冲刷的影响,相对于没有考虑水位影响的计算,更切合于实际情况,使用这种模拟方法得到的结果与实测数据相当吻合。