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1、第27卷第1期水利水电科技进展2007年2月Vol.27No.1AdvancesinScienceandTechnologyofWaterResourcesFeb.2007溃坝问题研究综述12王立辉,胡四一(1.浙江省水利河口研究院防灾减灾所,浙江杭州 310020;2.南京水利科学研究院水文水资源所,江苏南京 210024)摘要:针对大坝的安全及溃坝问题,从理论分析、物理试验、数值模拟、模型研究、资料统计分析等方面对溃坝问题的研究进行了综述,概括归纳了目前国内外在溃坝研究上的重点、研究方法和阶段成果,分析了各种研究方法的特点以及国际上关于溃坝研究的发展动向。关键词:溃坝;大坝安
2、全;数值模拟;综述+中图分类号:TV698.237文献标识码:A文章编号:1006O7647(2007)01O0080O0612Studyondamfailure2relatedproblems//WANGLi2hui,HUSi2yi(1.DepartmentofDisasterPreventionandMitigation,ZhejiangInstituteofHydraulics&Estuary,Hangzhou310020,China;2.HydrologyandWaterResourcesDepartment,NanjingHydraulicResearchInstitu
3、te,Nanjing210024,China)Abstract:Areviewwasmadeofthestudyondamfailure2relatedproblemsfromtheanglesoftheoreticalanalysis,numericalsimulation,physicalexperiment,modelstudy,dataanalysis,andsoon.Thekeypoints,researchmethods,andstageachievementsindamfailureresearchathomeandabroadweresummarized,andc
4、haracteristicsofdifferentresearchmethodsandthetrendoffurtherstudyontheproblemswereanalyzedaswell.Keywords:damfailure;damsafety;numericalsimulation;reviewT 大坝溃决时,库区蓄水将突然下泄,造成下游水其中U=(A,Q)(2)位陡涨和库水位陡降,这种非恒定流,包括坝址上、下2TQF=Q,+gI1(3)游河道的水流波动称为溃坝波[1],它是一种断波,水AT流的一些物理参数在断面上产生间断,其数学模型S=(0,g(A(s0-sf)+I
5、2))(4)为圣维南方程组的黎曼问题。溃坝洪水与其他类型式中:x为沿明渠的空间坐标;t为时间坐标;Q,A的洪水相比,具有其特殊性,影响因素复杂,产生机理分别为断面的流量和湿周面积,两者均为x和h的目前仍不完全清楚,溃决过程中溃决模式(瞬溃、渐函数,其中h为水深,是x和t的函数;g为重力加溃)、溃口形状、决口泥沙输运、边坡稳定性、决口的扩速度;s0为河床底坡;sf为摩阻坡度;I1和I2为静水展过程、下游河床的水文水力因素等都会影响溃坝洪压力项:水波的传播。溃坝洪水理论上属于洪水水力学的范hI1=∫(h-η)B(x,η)dη(5)畴,但溃坝洪水波往往发生于大坝和堤防的突然溃决0时段,
6、其流量、水位在极短的时间内急剧变化,波形在hdB(x,η)[2]I2=∫(h-η)dη(6)传播过程中发生间断,流态急剧变化,其分析计算0dx需要采取特殊的方法作特殊的处理。式中B(x,h)为明渠水深h=η时的湿周断面宽[3]:1 溃坝问题的控制方程5A(x,η)B(x,η)=(7)5η明渠中的溃坝波的传播通常由浅水方程来描对于非单一湿周断面明渠,其明渠沿程湿周断面可述,它是Navier2Stokes方程组在不可压缩流体和静以表示为下面的函数关系式:水压的假设下沿垂向积分的平均值。nA(x,h)=a(x)h(8)111 一维溃坝问题的控制方程式中湿周断面形状系数n在同一形状的明渠
7、中是常忽略旁侧水流的一维浅水方程组一般形式:数,a(x)则随明渠方向的距离x而变化。当n=1时5U5F+=S(1)5t5x明渠湿周断面为矩形,a(x)则是矩形湿周断面明渠作者简介:王立辉(1972—),男,湖南桃江人,博士,从事暴雨洪水与防灾、减灾研究。E2mail:wlh0411@yahoo.com.cn·80·水利水电科技进展,2007,27(1)Tel:025O83786335E2mail:jz@hhu.edu.cnhttp://kkb.hhu.edu.cn的底宽;n=2时
