雪隆囊古堰塞坝溃决洪水演进数值模拟研究

发布时间：2017-08-20 07:13

  本文关键词：雪隆囊古堰塞坝溃决洪水演进数值模拟研究

  更多相关文章： 古堰塞坝 溃决洪水洪峰流量 反演计算 Fluent 数值模拟

【摘要】：滑坡堵江事件在国内外广泛存在,形成的堰塞坝的稳定性一般不高,当受到暴雨、地震等作用时,堰塞坝就可能发生溃坝,瞬间产生的巨大洪水对下游河道及沿河两岸造成毁灭性破坏。因此溃坝洪水计算意义重大,而其中洪峰流量又直接决定了溃坝洪水的灾害程度。合理的洪峰流量计算对评估滑坡坝危险性、滑坡坝的治理和减灾防灾具有重要意义。但目前对于古堰塞坝溃决研究成果较少.本次研究雪隆囊古堰塞坝溃决是该堰塞坝溃决研究前沿质料,对于古堰塞坝后续研究有重要意义,也丰富了古堰塞坝研究资料。国内外目前有许多计算洪峰流量的方法,它们是基于不同原理来计算的。本文采用几种方法对金沙江上的雪隆囊古堰塞坝溃决时的洪峰流量进行了反演计算,并进行了对比和分析。通过反演计算,得出雪隆囊古堰塞坝的溃决洪峰流量在10168?~16091?之间。本文引入基于有限体积法和VOF(Volume of Fluid)方法的Fluent软件对溃坝洪水进行数值模拟,采用Gambit建立溃坝模型。本文分别对溃坝洪水进行二维模拟和三维模拟。二维模拟采用梯形溃口底部无坡降和梯形溃口底部存在坡降两种模型进行对比分析,结果表明溃口底部存在坡降加速溃坝洪水演进,证明在堰塞坝溃决过程中洪水对溃口底部的冲刷加速堰塞坝溃决,加快溃坝洪水流速。三维模型采用梯形溃口,底部无坡降。三维数值模拟结果表明堰塞坝溃决洪水水体边缘湍流是形成坝体下游混杂堆积的主要原因。三维数值模拟中得出溃决洪水流量在坝体下游300m处洪水流量为9087?,200m处洪水流量为13205?,100m处洪水流量为19381?,坝体根部位置洪水流量为23419?。与回归方程法、利用沉积物粒度尺寸反演溃坝洪峰流量计算方法所得结果接近,两者相互验证。
【关键词】：古堰塞坝 溃决洪水洪峰流量 反演计算 Fluent 数值模拟
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV122.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 引言11-19
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 溃决洪水计算研究现状13-15
• 1.2.2 堰塞坝溃决模拟研究现状15-17
• 1.3 研究内容以及技术路线17-19
• 2 研究区概况19-24
• 2.1 地理位置19
• 2.2 地形地貌19-20
• 2.3 地质构造20
• 2.4 地层岩性20-23
• 2.5 水文地质23-24
• 3 雪隆囊古堰塞坝概况24-30
• 3.1 古堰塞坝特征24-25
• 3.2 古堰塞湖沉积特征25-27
• 3.3 古堰塞坝溃决沉积特征27-30
• 4 古堰塞坝溃决洪水计算30-56
• 4.1 洪峰流量计算方法30-41
• 4.1.1 国内标准中的计算方法30-32
• 4.1.2 物理预测计算法32-34
• 4.1.3 水流能量计算法34-41
• 4.2 雪隆囊堰塞坝溃决洪峰流量反演计算41-54
• 4.2.1 回归方程法42-43
• 4.2.2 利用沉积物粒度重建古洪水43-51
• 4.2.3 结果分析与讨论51-54
• 4.3 本章小结54-56
• 5 堰塞坝溃决洪水数值模拟分析56-79
• 5.1 堰塞坝溃决模式、溃口形状和溃坝模型56-60
• 5.1.1 堰塞坝溃决模式56-57
• 5.1.2 溃口几何形状模型57-58
• 5.1.3 溃坝模型58-60
• 5.2 Fluent软件介绍60-64
• 5.2.1 Fluent模拟采用数学模型60-64
• 5.2.2 Fluent模拟流程64
• 5.3 溃决水流二维数值模拟64-72
• 5.3.1 溃口底部无坡降数值模拟64-67
• 5.3.2 溃口底部存在坡降数值模拟67-69
• 5.3.3 二维模拟结果分析对比69-72
• 5.4 溃决水流三维数值模拟72-78
• 5.4.1 溃决水流三维数值模拟模型建立72-74
• 5.4.2 溃决水流三维数值计算74-78
• 5.5 本章小结78-79
• 6 结论与展望79-82
• 6.1 结论79-80
• 6.2 展望80-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-88

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本文编号：705234