梯级溃坝洪水洪峰增强机制

发布时间：2021-05-16 11:56

　　我国在多条河流上修建了大量梯级水库,梯级坝溃决诱发洪水大大超过单坝溃决洪水洪峰,因此亟需加深对梯级坝溃决洪水洪峰增强机制的认识.本文建立了梯级坝溃决洪水演进过程的一维浅水动力学模型,发展了一套能捕捉激波、干湿边界和保平衡结构的数值求解方法,通过大量算例,系统研究了梯级坝溃决洪水演进过程的质量转化和能量转化机制.研究结果表明,梯级溃决中,上游溃决诱发的洪水大大增大下游水库的质量和动量,形成一个带动量的水塔,同时在尾部残留一个动量较大的射流,不断补充下游坝体溃决后水塔的质量和动量,持续维持洪峰高度.根据该射流-水塔机制,建立了梯级坝溃决洪水演进过程对应的射流-水塔单坝溃决洪水过程等效模型,该等效模型基本反映了梯级坝溃决诱发洪水的洪峰过程,并成功预测了多个坝间距为百公里量级的梯级坝溃决洪水洪峰高程和流量,可望为流域防洪和梯级坝设计提供理论依据. 

【文章来源】：力学学报. 2020,52(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【文章目录】：
引言
1 控制方程与数值方法
    1.1 控制方程
    1.2 数值方法
    1.3 模型验证
        1.3.1 溃坝问题简单波解
        1.3.2 Well-Balance行为
2 梯级坝溃决洪水演进
    2.1 梯级坝溃决洪水演进过程
    2.2 梯级坝连续溃决洪峰增强现象
3 梯级坝溃决洪峰增强机制
    3.1 能量转化机制
    3.2“水塔”机制
4 分布式“射流-水塔”模型应用
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
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[2]一种基于黎曼解处理大密度比多相流SPH的改进算法[J]. 杨秋足,徐绯,王璐,杨扬.  力学学报. 2019(03)
[3]基于非结构/混合网格模拟黏性流的高阶精度DDG/FV混合方法[J]. 邵帅,李明,王年华,张来平.  力学学报. 2018(06)
[4]非结构网格二阶有限体积法中黏性通量离散格式精度分析与改进[J]. 王年华,李明,张来平.  力学学报. 2018(03)
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[9]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)
[10]风沙与水沙运动多重时间尺度与深度积分模式[J]. 李志晶,曹志先,胡鹏,Gareth Pender.  力学学报. 2013(02)

博士论文
[1]梯级土石坝连溃洪水计算模型及小岗剑堰塞湖反演分析[D]. 陈淑婧.中国水利水电科学研究院 2018
[2]自然坝体溃决机理与水沙动力学过程[D]. 岳志远.武汉大学 2010

硕士论文
[1]梯级土石坝连溃数值模拟[D]. 李仟.郑州大学 2017
[2]连锁溃坝水流特性模拟研究[D]. 袁岳.安徽理工大学 2016



本文编号：3189645