泥石流拦砂坝排泄孔优化及其数值模拟研究

为改善拦砂坝排水孔堵塞问题,提出了以调节泥石流流量为主的排水孔优化策略;并通过数值模拟初步研究了横、纵断面形态对优化后的排水孔(排泄孔)排泄能力的影响,以及排泄孔对不同性质的泥石流的排泄效果。通过对横断面形态、纵断面形态及浆体容重三因子的正交组合,进行了80组模拟试验,以平均排泄流量珚Q和坝前泥深下降速率为主要评价指标,结果表明具有合理宽深比的矩形横断面相对最优。对容重较小的流体,窄深型的矩形断面排泄能力最好;而对高容重流体,则正方形断面相对更好。在可流动范围内,排泄效果随着排泄孔纵比降的增大而增大;而增大沿程排泄孔横断面截面积(变截面一坡到底喇叭型)可提高相同纵比降排泄孔的排泄能力。同时,随着流体容重的增加,排泄孔的排泄能力逐渐降低。