溃坝模型.docx

溃坝模型溃坝模型计算一般分成分段模型求解法和整体模型求解法。本项目采用分段模型求解法。一、瞬时溃坝瞬时溃坝分成两类：瞬时全溃和瞬时局部溃。瞬时全溃适用于拱坝和小型重力坝，瞬时局部溃适用于平板坝和大型重力坝。1、溃口参数瞬时溃溃口形状一般为矩形。口门比：A、式中B为坝顶长，b为溃口宽。，一般接近0.5。B、式中H为溃坝时坝前水深。2、坝址断面处最大流量（1）瞬时全溃A、B、式中为流量系数，与溃坝瞬间的流态和河谷断面形状有关，可根据水深比、河谷断面形状查表选择。（2）瞬时局部溃A、B、式中，bm为溃口平均宽度，h为溃口处残坝坝顶至坝前水面高度，h = H - hd，hd为溃口处残坝坝顶距河底高度。C、，其中式中，为淹没系数，m为河谷断面形状指数，为矩形断面修正流量系数。3、坝址断面溃坝流量过程线坝址流量过程线采用概化方法进行计算，不区分是否部分溃决。式中，t为任意时刻，T为溃坝库容放空时间，Qt为任意时刻流量，n为指数，对于湖泊型水库，n = 0.25；对于峡谷型水库，n = 5.0水库放空时间可采用以下公式计算式中，f为系数，对于4次抛物线，f = 45；对于2.5次抛物线，f = 3.5。W为水库溃坝时可蓄泄水量。二、逐渐溃坝逐渐溃坝一般适用于土石坝。土石坝一般为漫顶和渗透溃决两种破坏模式。1、漫顶A、均质土石坝土体颗粒临界起动流速为坝体下游坝坡的冲蚀率为其中，式中，d90和d30分别为粒径小于它的颗粒含量占总重量的90%和30%的颗粒粒径；B为溃口宽度；v*为摩阻流速；vb为溃口底部水流速度；为平均流速；H为库水位高程；Hc为溃口底部高程；N为溃口处糙率系数。为溃口流量，采用宽顶堰公式计算式中，m为流量系数，可取m = 0.5。时间段增量内溃口下切深度增量为式中，为溃口底部平均宽度；L为坝顶及下游坝坡的长度；n为筑坝材料的孔隙率。时间段内水流下切深度增量为溃口宽度增量为时段内水库水位变化量为式中为入库流量；为库水位为H时的水库面积。2、渗透土石坝渗透破坏分为管涌和流土两种形式。（1）溃口流量管涌阶段：式中，为流速系数，可取0.97；为上游水库与渗透通道出口处的水位差；r为渗透通道半径。漫顶溃决阶段，采用宽顶堰公式计算：（2）冲蚀计算临界起动流速：渗透通道内土体的冲蚀率为：漫顶破坏时冲蚀率为：其中，（3）溃口发展时间段增量内渗透通道半径增量为时间段内渗透通道半径增量为当渗透通道上部坝体发生坍塌后，坝体发生漫顶溃决，时间段增量内溃口下切深度增量为式中，为溃口底部平均宽度；L为坝顶及下游坝坡的长度；n为筑坝材料的孔隙率。时间段内水流下切深度增量为溃口宽度增量为时段内水库水位变化量为式中为入库流量；为库水位为H时的水库面积。三、溃坝洪水演进计算求出坝址流量过程线后，作为上边界条件，向下游作洪水演进计算。1、一维水动力模型计算原理一维水动力学模型采用的基本方程如下： 其中，为旁侧流量，为总流量，为距离坐标，为断面平均流速，为水深，为过水断面面积，为渠底坡降，为摩阻坡度。2、二维水动力学计算原理二维水动力计算模型基本原理如下：连续方程：动量方程： 式中：为