Breach模型与River2D模型在土石坝溃坝中的耦合分析.pdfVIP

第 1期 (总第 392期) 吉 林 水 利 2015年 1月 [文章编号]1009—2846 (2015)01—0015—04 Breach模型与 River2D模型在土石坝 溃坝中的耦合分析 周清勇．傅琼华 (江西省水利科学研究院，江西 南昌 330029) [摘要]Breach是一个用于对土石坝进行溃坝分析 以获取时间和流量关系的模型，River2D是一个用于模拟下游 洪泛 区内溃坝洪水演进 以获取全要素风险信 息的模 型。两个模 型的耦合分析在保护水库的安全及管理水库 的运 行方面有着预防的作用。 [关键词 】Breach；River2D；土石坝渍坝；耦合 [中图分类号]Tv698．2+37 [文献标识码]B 病 险水库溃坝 的发生 ．可能导致下游洪泛 区 溃坝水流从很小的圆形过水管逐步发展成 ． 内灾难性的生命财产安全。因此 ．进行溃坝洪水模 溃口流量计算公式如下圆： 拟分析及预测溃坝洪水演进可 以为早期预警预报 Q6 [2g+(H一日)／(I+fL／D)]∞ (2) 及应急措施提供一定的参考信息 ．对指导和保护 式 中，Q 为通过管道 的流量 ；A为溃 31的横 水库工作具有实际的意义。目前 ．国内对 Breach模 断面面积 ；g为常数 ； 为 中心线高程 ；(H—Hp) 型和 River2D模型耦合分析在溃坝洪水 中的应用 为溃 13静态水头 江 为管道长度 ；D为管道直径 仍处于起步阶段 。本文就 Breach模型和 River2D 或宽度 为 Darcy摩擦 因子 (Morris与Wiggert， 模型耦合分析的理论基础与应用过程作简要介 1972)[3】。 绍 水流从孔El控制转变成堰控制 ．是在管道 中 的水头小于管道直径时候 ．就是当管道顶部高程 1 模型原理 ( )向上垂直发生侵蚀时，出现这种转变关系，需 要满足以下不等式 ： 1．1 Breach模型 Ⅳ日+2( ) (3) Breach溃 口模型-【】是基于预报土石坝溃坝时 (3)溃坝模式假设 间与瞬时流量的洪水过程线而开发的一个数学物 常规假设初始溃 口为矩形 ．水流冲刷的泥沙 理模型．其流量变化是进行溃坝下游洪水演进和 输运采用 Smart(1984)t4j修正的公式计算 ．即在每 制定应急处理预案 的人 口点和首要条件 一 个相同时间步长上计算 ．并分析是否会发生崩 1．1．1 Breach渍坝模式 塌 ．而后判断大坝上游面的水压力 ．漫顶溃 口宽度 (1)漫顶溃坝 计算公式如下： 溃坝水流侵蚀采用宽顶堰流量公式计算2[1： Bo=B,y (4) Qb=3Bo(H一 ) (1) 式 中，B为有效作用 的因子 ；Y为溃 口中的水 式 中，Q 为溃 口的流量 ； 为初始 的瞬时宽 流深度 度 ；日为水库水位 ； 为溃El底部高程。 漫顶溃 口宽度同时需要考虑溃 口处两边土体