考虑降雨-洪水-泥沙作用下的淤地坝溃决致灾风险评估

淤地坝一旦遭遇极端降雨极易导致洪水漫顶溃决,将对下游人民群众造成极大威胁,亟需开展淤地坝溃决风险定量评估。现有研究忽略泥沙对溃决致灾过程的影响。本研究通过分析降雨诱发的泥沙对溃决致灾的影响过程,揭示降雨-洪水-泥沙作用下的溃决致灾机制,建立考虑降雨-洪水-泥沙作用下的淤地坝溃决致灾风险定量评估模型,将传统的“降雨-洪水”研究发展为“降雨-洪水-泥沙”,实现溃决坝体的精准判定和风险定量评估。将模型应用于王茂沟流域两次溃决案例,并评估不同重现期降雨量的溃决致灾风险。结果表明:考虑泥沙对溃决致灾过程的影响,判定关地沟3坝、背塔沟坝和康和沟3坝溃决,判定结果与实际溃决情况吻合,忽略泥沙影响则背塔沟坝的溃决判定存在差异。与忽略泥沙对溃决致灾的作用相比,考虑泥沙作用2017-7-26降雨下关地沟3坝、背塔沟坝和康和沟3坝起溃时间分别提前11 min、13 min和7 min,有利于及时发出预警,快速撤离两岸群众,提升了淤地坝预警的准确度。不同重现期降雨量下,关地沟3坝10年一遇溃决流量为4.82 m^(3)/s,200年一遇溃决流量为5.97m^(3)/s。黄柏沟2坝和关地沟4坝在目前淤积情况下,可抵御200年一遇降雨。

黄河2017年第1号洪水雨洪泥沙特性分析

2017年第1号洪水期间,无定河白家川站洪量1.53亿m^3、输沙量1.02亿t,支流大理河绥德站洪量1.08亿m^3、输沙量0.90亿t,子洲、绥德县城泥沙落淤量约为1 000万m^3。干流龙门水文站洪量为5.69亿m^3、输沙量为0.60亿t,黄河北干流吴堡至龙门河段发生淤积,淤积量为0.69亿t。通过分析洪水的雨洪泥沙特性,并与历史情况进行对比认为:对于中小强度降雨,黄土高原水土保持措施具有较好的减水减沙作用,但对高强度暴雨洪水,其减水减沙作用降低,若今后再次遭遇大范围高强度降雨过程,黄河仍会出现大沙年份。近年来北干流河段采沙剧烈,对黄河河道输沙影响不容忽视。