基于快速连溃洪水计算的梯级堰塞湖风险分析
发布时间：2021-02-09 15:01
地震滑坡堵江作用形成的梯级堰塞湖,上下游单元之间存在级联效应,增大了溃决风险和成灾规模。及时合理的应急方案可以有效保证上下游的生命财产安全,然而现阶段缺乏快速定量的梯级堰塞湖的风险分析方法。以溃口洪水计算为核心,结合河道洪水演进计算和水库调洪计算,提出了一种梯级堰塞湖连溃洪水的快速计算方法,并应用至国内外第一个具有详细数据资料的梯级堰塞湖小岗剑梯级堰塞湖溃决实例中。定性分析了堰塞湖风险等级,使用提出分析方法进一步定量反演计算连溃洪水过程,评估了应急处置工程效果,分析不同组合状况下连溃洪水的规模。结果显示:反演计算其连溃峰值流量为3 736 m3/s,与实测值3 950 m3/s基本一致。当不开挖泄流槽时,连溃峰值流量高达4 865 m3/s,泄流槽降低梯级洪峰30%。快速定量连溃洪水计算可以辅助优化联合调度方案,是减轻连溃洪水灾害、保护流域整体安全的一种行之有效的非工程措施。研究结果可以为梯级堰塞湖定量风险评估以及应急除险预案制定提供理论依据。
【文章来源】：水利水电技术. 2020,51(03)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
小岗剑梯级堰塞湖地理位置示意
图2是ERMINI等 [24]针对堰塞湖风险分析提出的无量纲堆积体指标法DBI。DBI是根据84座堰塞湖收集的资料,以坝体体积、流域面积和坝高为指标的堰塞体稳定性分析方法,计算简单,可用于堰塞湖形成初期的应急安全评价。公式为DBΙ=log A a V d /Η d ?????? ??? (12)
小岗剑上堰塞体爆破成槽后,坝顶开始过流,在水流的冲刷下泄流槽开始逐渐加宽加深,导致坝体漫顶溃决,溃口流量下泄后造成下游堰塞湖接连溃决,形成梯级连溃。位于一把刀下游3 km出山口处的汉王场水文站(见图1)记录了连溃洪水过程:6月12日12:20溃决洪水开始逐渐增加,12:40下泄流量达到150 m3/s,随后溃口流量增加显著,13:07左右流量增加至1300 m3/s,至13:17达到最大洪峰流量约3950 m3/s,峰值流量过后,14:10左右溃坝洪水降低至1000 m3/s以下,具体连溃流量过程线如图3所示。根据图中曲线积分得到溃坝过程中总泄洪流量为1.27×107 m3,与勘测过程中得到总泄洪量约1.09×107 m3[2]基本相当,误差主要来源于堰塞坝材料分布不均,堰塞坝往往很少发生完全溃决,因此仍有部分库水未下泄。3 基于快速连溃洪水计算的定量风险分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]An approach to quick and easy evaluation of the dam breach flood[J]. CHEN ZuYu,PING ZiYi,WANG NaiXin,YU Shu,CHEN ShuJing. Science China（Technological Sciences）. 2019(10)
[2]土石坝和堰塞坝溃决机理与溃坝数学模型研究进展[J]. 陈生水,陈祖煜,钟启明. 水利水电技术. 2019(08)
[3]堰塞湖溃坝快速定量风险评估方法——以2014年鲁甸地震形成的红石岩堰塞湖为例[J]. 石振明,熊永峰,彭铭,熊曦,朱艳. 水利学报. 2016(06)
[4]梯级大坝溃决洪水渐进增强机制数值模拟[J]. 黄卫,曹志先. 武汉大学学报(工学版). 2014(02)
[5]串珠状堰塞湖级联溃决对汶川震区河流演化的影响[J]. 朱兴华,崔鹏,陈华勇,唐金波,邹强. 四川大学学报(工程科学版). 2012(04)
[6]汶川地震堰塞湖分布规律与风险评估[J]. 崔鹏,韩用顺,陈晓清. 四川大学学报(工程科学版). 2009(03)
硕士论文
[1]土石坝溃决冲刷与洪水演进研究[D]. 李相南.中国水利水电科学研究院 2017
本文编号：3025815
【文章来源】：水利水电技术. 2020,51(03)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
小岗剑梯级堰塞湖地理位置示意
图2是ERMINI等 [24]针对堰塞湖风险分析提出的无量纲堆积体指标法DBI。DBI是根据84座堰塞湖收集的资料,以坝体体积、流域面积和坝高为指标的堰塞体稳定性分析方法,计算简单,可用于堰塞湖形成初期的应急安全评价。公式为DBΙ=log A a V d /Η d ?????? ??? (12)
小岗剑上堰塞体爆破成槽后,坝顶开始过流,在水流的冲刷下泄流槽开始逐渐加宽加深,导致坝体漫顶溃决,溃口流量下泄后造成下游堰塞湖接连溃决,形成梯级连溃。位于一把刀下游3 km出山口处的汉王场水文站(见图1)记录了连溃洪水过程:6月12日12:20溃决洪水开始逐渐增加,12:40下泄流量达到150 m3/s,随后溃口流量增加显著,13:07左右流量增加至1300 m3/s,至13:17达到最大洪峰流量约3950 m3/s,峰值流量过后,14:10左右溃坝洪水降低至1000 m3/s以下,具体连溃流量过程线如图3所示。根据图中曲线积分得到溃坝过程中总泄洪流量为1.27×107 m3,与勘测过程中得到总泄洪量约1.09×107 m3[2]基本相当,误差主要来源于堰塞坝材料分布不均,堰塞坝往往很少发生完全溃决,因此仍有部分库水未下泄。3 基于快速连溃洪水计算的定量风险分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]An approach to quick and easy evaluation of the dam breach flood[J]. CHEN ZuYu,PING ZiYi,WANG NaiXin,YU Shu,CHEN ShuJing. Science China（Technological Sciences）. 2019(10)
[2]土石坝和堰塞坝溃决机理与溃坝数学模型研究进展[J]. 陈生水,陈祖煜,钟启明. 水利水电技术. 2019(08)
[3]堰塞湖溃坝快速定量风险评估方法——以2014年鲁甸地震形成的红石岩堰塞湖为例[J]. 石振明,熊永峰,彭铭,熊曦,朱艳. 水利学报. 2016(06)
[4]梯级大坝溃决洪水渐进增强机制数值模拟[J]. 黄卫,曹志先. 武汉大学学报(工学版). 2014(02)
[5]串珠状堰塞湖级联溃决对汶川震区河流演化的影响[J]. 朱兴华,崔鹏,陈华勇,唐金波,邹强. 四川大学学报(工程科学版). 2012(04)
[6]汶川地震堰塞湖分布规律与风险评估[J]. 崔鹏,韩用顺,陈晓清. 四川大学学报(工程科学版). 2009(03)
硕士论文
[1]土石坝溃决冲刷与洪水演进研究[D]. 李相南.中国水利水电科学研究院 2017
本文编号：3025815
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3025815.html
