三种堰塞坝溃口发展及最大溃决流量公式拟合

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1、中国农村水利水电·２０１５年第５期１２９文章编号：１００７－２２８４（２０１５）０５－０１２９－０４三种堰塞坝溃口发展及最大溃决流量公式拟合杨华，陈云良，何利君，王子豪，周宏伟（四川大学水利水电学院，成都６１００６５）摘要：通过对汶川地震所产生的上百座堰塞湖调查发现，堰塞坝按照其组成大致可分为均质细坝、均质粗坝及分层坝。对三种堰塞坝分别开展了８次漫顶溃决试验研究，根据对溃坝过程的摄影记录，采集到溃口宽度、深度和最大溃决流量等实时试验数据，并以美国水道试验站公式为基础拟合出３种具有针对性的堰塞坝的最大溃决流量公

2、式，该成果可对堰塞湖应急处置、预警、避险等决策提供技术支持。关键词：堰塞坝；溃口形态；最大溃决流量公式中图分类号：ＴＶ１３９．１６文献标识码：ＡＢｒｅａｃｈＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＰｅａｋＢｒｅａｋＤｉｓｃｈａｒｇｅＦｏｒｍｕｌａｆｏｒＴｈｒｅｅＴｙｐｅｓｏｆＢａｒｒｉｅｒＤａｍｓＹＡＮＧＨｕａ，ＣＨＥＮＹｕｎ－ｌｉａｎｇ，ＨＥＬｉ－ｊｕｎ，ＷＡＮＧＺｉ－ｈａｏ，ＺＨＯＵＨｏｎｇ－ｗｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇ

3、ｄｕ６１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｆｔｅｒｔｈｅｓｕｒｖｅｙｏｆｈｕｎｄｒｅｄｓｏｆｂａｒｒｉｅｒｌａｋｅｓｉｎｃｕｒｒｅｄｂｙＷｅｎｃｈｕａｎＥａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｂａｒｒｉｅｒｄａｍｓｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｈｏｍｏｇｅ－ｎｅｏｕｓａｎｄｆｉｎｅ－ｐａｒｔｉｃｌｅｄａｍｓ，ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓａｎｄｃｏａｒｓｅ－ｐａｒｔｉｃｌｅｄａｍｓａｓｗｅｌｌａｓｓｔｒａｔｉｆｉｅｄｄａｍｓｂｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｈａｖｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ８ｏｖｅｒｔｏｐｐｉｎｇｂｒ

4、ｅａｃｈｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎｅａｃｈｋｉｎｄｏｆｂａｒｒｉｅｒｄａｍｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｃｏｒｄｏｆｔｈｅｄａｍｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅａｕ－ｔｈｏｒｓｈａｖｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｒｅａｌ－ｔｉｍｅｔｅｓｔｄａｔａｓｕｃｈａｓｂｒｅａｃｈｗｉｄｔｈ，ｄｅｐｔｈ，ａｎｄｔｈｅｐｅａｋｄｉｓｃｈａｒｇｅ，ｅｔｃ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｒｅａｃｈｓｉｚｅ，ｔｈｅｐａｐｅｒｔｈｅｎｃｏｎｄｕｃｔｓｒｅｆｉｔｔｉｎｇｏｎｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｏｆｔｈｅＵ．Ｓ．ＷａｔｅｒｗａｙｓＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔ

5、Ｓｔａｔｉｏｎ（ＷＥＳ）ａｎｄｃｏｍｅｓｕｐｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏｒｍｕｌａｓｏｆｐｅａｋｂｒｅａｋｄｉｓｃｈａｒｇｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｂａｒｒｉｅｒｄａｍｓ．Ｔｈｏｓｅｆｏｒｍｕｌａｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｔｏｆａｃｉｌｉｔａｔｅｅｍｅｒｇｅｎｃｙ，ｗａｒｎ－ｉｎｇ，ｒｅｆｕｇｅａｎｄｏｔｈｅｒｄｅｃｉｓｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｒｒｉｅｒｄａｍ；ｂｒｅａｃｈｆｏｒｍ；ｆｏｒｍｕｌａｏｆｐｅａｋｄｉｓｃｈａｒｇｅ［１－８］。作者通过量的模型实验研

6、究，取得了一系列的重要成果０引言对汶川地震所产生的上百座堰塞坝调查发现，堰塞坝根据物质堰塞湖主要是地质灾害引发大规模、大方量的山体崩塌、组成大致可分为３类：一类堰塞坝由结构松散、覆盖层深厚的滑坡阻塞河道形成的，具有瞬时形成、机理复杂、物质组成不山体垮塌形成，主要为土和碎石构成，例如安县肖家桥堰塞坝、详、溃决灾害巨大等特点。研究堰塞湖溃决模式及对最大溃决绵竹小岗剑堰塞坝，本文称为均质细坝；二类堰塞坝由松散岩石山体崩塌形成，主要为尺寸相近的块石构成，例如都江堰关流量的预测将对堰塞湖应急处置、预警、避险等决策提供可

7、靠门山沟堰塞坝、窑子沟堰塞坝，本文称为均质粗坝；三类堰塞坝的技术支持。由山体顺层滑坡堵塞河道形成，具有明显上细下粗的分层特为了提高堰塞湖的安全控制水平，减轻或避免堰塞湖溃决点，例如北川唐家山堰塞坝、都江堰枷担湾堰塞坝，本文称为分损失，国内外学者针对堰塞湖的溃决机理，溃决过程展开了大层坝。由于堰塞坝的物质组成是堰塞湖最大溃决流量预测的关键因素之一，开展针对性的堰塞坝漫顶溃决试验研究是非常收稿日期：２０１４－０８－１７基金项目：四川大学青年教师科研启动基金项目（２０１２ＳＣＵ１１０６３）。必要的。作者简介：杨华（

8、１９９１－），女，硕士研究生，研究方向为水利水电工本文针对上述３种坝型分别开展了８次漫顶溃决试验。程。Ｅ－ｍａｉｌ：１５２７２３４１１９＠ｑｑ．ｃｏｍ。试验在模型水槽内完成，用摄像机记录了堰塞坝漫顶溃决试验通讯作者：周宏伟（１９７８－），男，讲师，研究方向为堰塞湖。Ｅ－ｍａｉｌ：全过程，根据采集溃口宽度、深度和最大溃决流量等实时试验６４８２１３２１＠ｑｑ．ｃｏｍ。数据，分析３种类型堰塞坝的溃决过程和