一维重力波模型模拟溃坝洪水的实验验证

作     者：刘文军 王波 陈云良 伍超 张建民 宋家俊 刘鑫 

作者单位：四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 

会议名称：《第二十九届全国水动力学研讨会》

会议日期：2018年

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2016YFC0401707) 四川省青年科技创新研究团队专项计划资助项目(2016TD0020) 

关 键 词：重力波模型 实验 溃坝水流 水力参数 渐进流区 稳态区 

摘      要：通过忽略圣维南方程中对流项所得到的一维重力波模型,具有可操作性强、数值计算速度快等优点,能否将其应用于溃坝洪水模拟中,有待于实验验证,截至目前尚无这方面研究工作的文献报道。本研究在一个大尺度水槽中开展了系列实验,选取了上下游初始水深比分别为0、0.1、0.4三种典型工况,从水深、流量等多个水力参数对重力波模型计算结果与实验数据进行了深入细致的比较。研究发现在下游有水时,重力波模型计算的渐进流区相比实验结果明显变短,当水深比为0.1时,重力波模型计算结果出现稳态区不断向上游发展的情况,与实验中稳态区向下游发展的情况正好相反;当水深比为0.4时,重力波模型计算的水深、流量在稳态区与实验值相差较小,具有一定的参考价值。下游无水时,重力波模型计算的结果显示下游存在一个水力参数不变的区域,与实验观测结果截然不同,此时重力波模型已不再适用于描述瞬溃水流。分析结果可为应用一维重力波模型模拟溃坝洪水提供重要参考。