检索结果-南通市图书馆

泥石流沟堰塞坝溃决模式及溃决流量研究 ——以七盘沟为例

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

泥石流沟堰塞坝溃决模式及溃决流量研究 ...

作者：张亿西南科技大学

学位级别：硕士

堰塞坝由崩滑流、泥石流堵塞沟道阻断河流形成,汶川地震后形成100多个堰塞坝。堰塞坝溃决形成溃决型泥石流,具有成灾时间短、冲击力强、破坏力大的特点。本文以强震区典型堵溃型泥石流沟道—七盘沟堰塞坝为原型,以室内水槽模拟试验为研... 详细信息

堰塞坝由崩滑流、泥石流堵塞沟道阻断河流形成,汶川地震后形成100多个堰塞坝。堰塞坝溃决形成溃决型泥石流,具有成灾时间短、冲击力强、破坏力大的特点。本文以强震区典型堵溃型泥石流沟道—七盘沟堰塞坝为原型,以室内水槽模拟试验为研究手段,设计由黏粒含量、坝体宽高比、来流流量、初始含水率等不同控制因素组合的26组堰塞坝溃决物理模型试验,对堰塞坝溃决模式、不同溃决模式的动力演化过程、溃坝流量、流量放大系数进行了研究。主要结论如下:（1）通过对溃坝过程分析,将堰塞坝溃决模式分为渗流冲刷平衡、漫顶冲刷溃决、渗透滑移冲溃。渗流冲刷平衡:水流下渗阶段→细颗粒侵蚀→渗流大通道形成→水流溢过坝顶→大颗粒骨架阻水消能→渗流冲刷平衡。漫顶冲刷溃决:过坝溢流+坝坡渗流→冲蚀坑形成→水流下切形成冲沟→冲沟“溯源侵蚀”→形成“陡坎”、“跌水”→溃口贯通→溃口上游坝体倾倒破坏→溃坝。渗透滑移冲溃:坝底水流入渗→坡脚浸润、坍塌→坡脚部分悬空→背水坡产生拉裂缝→坝坡滑移、解体、破碎、液态化→水流漫顶→部分坝体垮塌→溃坝。（2）堰塞坝溃决过程分为侵蚀启动、快速侵蚀和侵蚀减弱三个阶段。时间上,漫顶冲刷溃决在侵蚀第一阶段侵蚀速率较小,渗透滑移冲溃在第一阶段获得较大侵蚀速率,两种溃决模式在侵蚀第二阶段获得最大侵蚀速率,在侵蚀第三阶段侵蚀速率回落,侵蚀速率呈现出先增大到峰值后减小的规律。在空间上,漫顶冲刷溃决在侵蚀第一阶段主要侵蚀对象为坝体背水坡、背水坡坡脚,侵蚀速率较小,渗透滑移冲溃在侵蚀第一阶段主要侵蚀对象为背水坡坡顶、背水坡以及背水坡坡脚,侵蚀速率较大,两种溃决模式在第一阶段侵蚀速率最大值均出现在靠近背水坡坡顶处;两种溃决模式在侵蚀第二阶段侵蚀对象均为坝顶,在这一阶段水动力条件较强,侵蚀速率达到峰值,峰值出现在坝顶位置。侵蚀第三阶段主要是对迎水坡的侵蚀,侵蚀速率低,侵蚀速率最大值出现迎水坡坡面,因此,侵蚀速率最大值有从背水坡向迎水坡转移的趋势。（3）坝体抗侵蚀能力随黏粒含量先减小后增大,溃坝泥石流重度、洪峰流量、流量放大系数随黏粒含量先增大后减小;坝体抗侵蚀能力、溃坝泥石流重度随宽高比增大而增大,峰值流量、流量放大系数随宽高比增大而减小;来流流量大,水动力条件强,水流冲刷能力越强,溃决时间变短,溃坝泥石流重度、洪峰流量随上游流量增大而增大,流量放大系数随来流流量增大而减小;初始含水率低的坝体抵抗水流侵蚀能力越强,溃坝泥石流重度、洪峰流量、流量放大系数随初始含水率增大而增大。（4）建立堰塞坝溃坝流量放大系数的数学模型,选取研究区两个堵溃点以及银杏坪沟一个堵溃点进行验证,证明公式具有一定适用性,对流量放大系数预测具有一定作用,但由于堰塞坝溃决的复杂性,在实际运用中存在一定局限性。

关键词：堰塞坝溃决模式动力演化溃决流量控制因素

基于径向基网络的堰塞体溃决峰值流量预测研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

水力发电学报 2024年第5期43卷 68-79页

作者：王琳张润宇苑鹏飞王桑蓬西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

堰塞体由天然滑坡堆积而成,受上游来流冲刷和渗透极易发生溃决,给下游人们生命财产造成严重威胁。快速、准确地预测溃决峰值流量是堰塞体抢险工作的重中之重。现有研究基于数据库—统计回归—溃决模型的思想,提出了一系列堰塞体溃决峰... 详细信息

堰塞体由天然滑坡堆积而成,受上游来流冲刷和渗透极易发生溃决,给下游人们生命财产造成严重威胁。快速、准确地预测溃决峰值流量是堰塞体抢险工作的重中之重。现有研究基于数据库—统计回归—溃决模型的思想,提出了一系列堰塞体溃决峰值流量预测模型,但均未综合考虑堰塞体冲蚀特性和颗粒组成对溃决流量的影响,且随着数据的不断扩充,预测模型难以取得预期效果。因此,本研究基于国内外2060例堰塞体溃决信息数据库,通过考虑堰塞体几何特征、冲蚀特性和颗粒组成,提炼出堰塞体高度(H_(d))、堰塞体宽度(W_(d))、堰塞体体积(V_(d))、水库库容(V_(l))、溃口深度(H_(w))、溃口平均宽度(W_(b))、堰塞体中值粒径(d_(50))7个影响参数,并将堰塞体冲蚀程度分为5类,构建了考虑冲蚀特性的堰塞体溃决峰值流量预测模型。选取数据齐全的120座堰塞体溃决案例对模型进行验证,均方根误差(RMSE)和相关系数(R2)分别为9581 m^(3)/s与0.965,并和国内外已有典型参数模型进行比较。结果表明,考虑堰塞体冲蚀特性和d50参数的模型可以更好地预测溃决峰值流量,能够为堰塞体溃决抢险进程中的溃决洪水演进、下游受灾区域划分等工作内容提供合理参考。

关键词：堰塞体冲蚀特性溃决流量参数模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

堰塞坝漫顶溃决模型试验研究

人民长江 2025年

作者：焦煦廖海梅杨兴国李楠周家文赵青贵州大学土木工程学院四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室

由滑坡等失稳地质体快速堆积并堵塞河道形成的堰塞坝，溃决后往往会对下游人民生命财产安全造成威胁。本文以“11.3”白格堰塞坝为参照原型，通过水槽模型试验，研究了不同蓄水量、细颗粒含量及几何比尺条件下漫顶溃决过程。结果表明，... 详细信息

由滑坡等失稳地质体快速堆积并堵塞河道形成的堰塞坝，溃决后往往会对下游人民生命财产安全造成威胁。本文以“11.3”白格堰塞坝为参照原型，通过水槽模型试验，研究了不同蓄水量、细颗粒含量及几何比尺条件下漫顶溃决过程。结果表明，堰塞坝漫顶溃决过程主要分为溯源侵蚀（阶段Ⅰ）、溃决发展（阶段Ⅱ）、溃决稳定（阶段Ⅲ）三个阶段。当蓄水量从3200L增加到4200L、5400L时，洪峰流量分别增加20.1％、39.5％，并且溃口最终展宽及下切深度也有所增加。当细颗粒含量较少时，坝体在蓄水阶段可能会发生渗流，随着细颗粒含量的增多，坝体抗冲刷能力减弱，坝体稳定性减小，洪峰出现时间相对提前，洪峰流量增加，溃口展宽及深度增加。在试验设计时应避免模型比尺过小，当模型坝高约为10 cm时，与模型坝高32cm相比，溃决洪峰流量会增大约45％，溃口最终展宽增大约23％，且残余坝宽也有明显减小。研究成果可为堰塞坝溃决机理分析及水槽模型试验设计提供参考。

关键词：堰塞坝溃决过程溯源侵蚀溃决流量几何比尺

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于物理模型试验的堰塞坝冲刷溃决过程研究

工程科学与技术 2021年第6期53卷 43-53页

作者：谢忱李从江杨兴国范刚李海波周家文四川省水利水电勘测设计研究院四川成都610072 四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

中国是堰塞湖灾害最严重的国家之一,堰塞湖对上游淹没区和下游溃决演进区的人民生命财产安全构成巨大威胁,深入掌握堰塞坝冲刷溃决过程可为应急泄流道的设计和下游应急避险措施的制定等提供重要科技依据。以2018年金沙江白格滑坡堰塞湖... 详细信息

中国是堰塞湖灾害最严重的国家之一,堰塞湖对上游淹没区和下游溃决演进区的人民生命财产安全构成巨大威胁,深入掌握堰塞坝冲刷溃决过程可为应急泄流道的设计和下游应急避险措施的制定等提供重要科技依据。以2018年金沙江白格滑坡堰塞湖为研究背景,采用室内物理模型试验的手段对堰塞坝冲刷溃决过程进行了系统研究。结果表明:堰塞坝冲刷溃决过程一般可分为4个阶段:过流孕育阶段、溯源侵蚀阶段、溃决发展阶段及河床再平衡阶段,其中:当溯源冲刷的陡坎追溯到上游坡顶,泄流槽进口断面在侵蚀作用下突然拓宽,泄流槽将连通形成底坡i>0的斜坡道,进而导致水流流速和流量突然增大,堰塞坝进入溃决快速发展的阶段。试验进一步探究了泄流槽开挖位置、开挖深度和宽度对溃决过程的影响。研究发现:当泄流槽开挖宽度不变,深度增大时,洪峰流量降低、峰现时间延迟,溃决流量过程线更为平坦;当泄流槽开挖深度不变,宽度增大时,峰现时间延迟。最后,对泄流槽的优化设计提出建议,泄流槽位置宜布置在坝顶高程最低的垭口,以减小洪峰流量,缩短溃决历时;开挖泄流槽时,应优先考虑加大泄流槽深度,最大限度地降低溃决时的堰塞湖水位。

关键词：滑坡堰塞湖物理模型试验冲刷溃决溃决流量泄流槽

同方期刊数据库

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

无粘性土堤漫顶溃决水流运动试验研究

水科学进展 2011年第4期22卷 532-538页

作者：魏红艳余明辉梁艳洁武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

堤防溃决时溃口附近水流形态及溃决流量变化过程的正确描述是指导溃口堵复及时避险、预测溃堤洪水演进并进一步评估淹没损失的前提条件。通过弯道水槽中的概化模型试验,根据无粘性土堤防漫顶溃决的溃口变化和水流运动特征,将无粘性土堤... 详细信息

堤防溃决时溃口附近水流形态及溃决流量变化过程的正确描述是指导溃口堵复及时避险、预测溃堤洪水演进并进一步评估淹没损失的前提条件。通过弯道水槽中的概化模型试验,根据无粘性土堤防漫顶溃决的溃口变化和水流运动特征,将无粘性土堤防溃决过程分为漫流、冲槽、展宽及稳定4个阶段。试验系统研究了堤防溃决后河道以及溃口附近水位的变化过程,研究了河道洪水流量、洪水位和筑堤材料对溃口处水位的影响。基于大量的试验资料,进一步归纳总结出溃决流量与溃口口门宽度及溃口处水头变化之间的关系。

关键词：无粘性土堤漫顶溃决弯道水槽试验溃口处水流形态溃决流量

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

非均质结构堰塞坝溃决机理模型试验

工程科学与技术 2023年第1期55卷 129-140页

作者：石振明张公鼎彭铭钟启明蔡烁同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 南京水利科学研究院江苏南京210029 长沙理工大学计算机与通信工程学院湖南长沙410114

堰塞坝是由滑坡等失稳地质体快速堆积并阻塞河道而形成的天然坝体,溃决后会对下游人民生命财产安全造成严重威胁。深入开展非均质结构对堰塞坝溃决过程的影响研究,可为堰塞坝灾害的风险评估和应急处置提供重要参考。依托自主研发的水槽... 详细信息

堰塞坝是由滑坡等失稳地质体快速堆积并阻塞河道而形成的天然坝体,溃决后会对下游人民生命财产安全造成严重威胁。深入开展非均质结构对堰塞坝溃决过程的影响研究,可为堰塞坝灾害的风险评估和应急处置提供重要参考。依托自主研发的水槽试验装置,通过开展不同结构类型堰塞坝的溃决模型试验,分析了均质、竖向非均质和水平非均质结构对坝体溃决的影响。研究发现:1)堰塞坝侵蚀过程受局部区域材料性质影响严重。2)均质坝中,随着中值粒径增大,材料抗侵蚀能力增强,溃决特征先由层状冲刷变为陡坎侵蚀,再变为多级陡坎侵蚀,峰值流量逐渐减小,峰现时间逐渐推迟。3)竖向非均质坝中,坝体上部材料主要影响溃口形成阶段历时和坝前水位;中部材料主要影响溃口发展阶段的溃口下切速率;底部材料主要影响下游坡脚稳定性和残留坝体形态。受溃口加速下切和溃决流量增加彼此间相互叠加影响作用,中部及底部材料分布对峰值流量的影响最为显著。4)水平非均质坝中,坝体内部4个区域对溃口发展的影响不同。过流侧上方材料影响溃决前期的溃口下切速率;过流侧下方、对岸侧上方材料分别影响溃决中后期的溃口下切、展宽速率;对岸侧下方材料对溃口发展影响最小。泄流槽设计时,应考虑非均质结构的影响,基于坝体结构特征采用工程措施限制溃口深切、促进溃口展宽,以降低峰值流量。

关键词：堰塞坝物理模型试验溃决侵蚀溃决流量非均质结构

土石坝溃决过程中溃口发展及溃坝洪水计算方法探讨

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

水力发电 2019年第9期45卷 43-47页

作者：杨忠勇罗铃杨百银马良黄琼李盼盼朱士江徐刚三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 水电水利规划设计总院北京100120 深圳市深水水务咨询有限公司广东深圳518012

水库大坝是我国防洪、抗旱等广泛采用的水利工程措施,但坝体溃决也会造成不可估量的损失。洪水漫顶冲刷导致的溃口发展是土石坝溃决的主要形式。传统计算方法中溃口发展过程一般由用户人为指定,虽然计算方便,但缺乏对水流和坝体之间相... 详细信息

水库大坝是我国防洪、抗旱等广泛采用的水利工程措施,但坝体溃决也会造成不可估量的损失。洪水漫顶冲刷导致的溃口发展是土石坝溃决的主要形式。传统计算方法中溃口发展过程一般由用户人为指定,虽然计算方便,但缺乏对水流和坝体之间相互作用关系的考虑。为此,结合已有研究成果讨论了一种新方法来计算溃口发展过程,计算结果表明,溃口发展过程是高度非线性的,若将其作为线性处理,可能会低估最大溃坝流量。

关键词：土石坝溃口发展溃决流量计算方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

堰塞坝溃决机理及流道优化设计

堰塞坝溃决机理及流道优化设计

作者：谢忱四川大学

学位级别：硕士

堰塞坝是山体滑坡、崩塌、泥石流等堵塞河道而形成的一种天然坝体,其壅水形成的水库称为堰塞湖。堰塞湖灾害有突发性、连锁性、巨大破坏性,影响范围广等特点,是一种备受关注的自然灾害类型。我国是世界上堰塞湖数量最多、受灾最为严重... 详细信息

堰塞坝是山体滑坡、崩塌、泥石流等堵塞河道而形成的一种天然坝体,其壅水形成的水库称为堰塞湖。堰塞湖灾害有突发性、连锁性、巨大破坏性,影响范围广等特点,是一种备受关注的自然灾害类型。我国是世界上堰塞湖数量最多、受灾最为严重的国家之一,如1933年岷江叠溪堰塞湖、2018年金沙江白格堰塞湖等均造成了重大损失。堰塞湖上游淹没与下游溃决洪水严重威胁两岸居民安全、构筑物正常运行以及河流健康。开展堰塞坝溃决过程及机理研究对于制定科学合理的应急抢险方案具有重大意义,而科学有效的应急抢险技术对治灾减灾,减小人员伤亡和经济损失也十分重要。本文依托2018年金沙江白格两次滑坡堰塞湖事件,采用堰塞湖现场调查、物理模型试验、数值模拟相结合的技术手段,在堰塞坝溃决过程、溃决机理、泄流槽优化设计等方面开展了深入研究。主要研究内容及取得的成果如下:(1)以2018年“11.3”金沙江白格堰塞湖为原型,根据相似理论设计了堰塞坝溃决小尺度物理模型试验。原型和模型几何比尺为250:1,设计坝长3.2 m,宽1.6 m,高0.4 m。坝体材料采用砂、石、土混合物,混合比为69:17:14,中值粒径d50=1 mm。设计上游来流量1.3 L/s,库容2.3m3。(2)基于试验结果,堰塞坝溃决过程可划分为四个阶段:Ⅰ.过流孕育阶段,从上游湖水进入泄流槽底坎起始至泄流槽全线过流结束,此阶段库水位持续上涨,同时下游坝面渗流溢出点不断上移,渗流量增大;Ⅱ.溯源侵蚀阶段,该阶段侵蚀点从下游坡面溯源到上游坝顶,溃口的形状近似于上窄下宽的“喇叭形”;Ⅲ.溃决发展阶段,泄流槽底部连成顺直的斜坡道,溃决流量陡增至峰值后迅速减小,侧壁坍塌现象明显,溃口形态呈中间窄两头宽的“哑铃型”;Ⅳ河床再平衡阶段,溃口形态不再变化,床面粗化。前三个阶段分别历时236s、258s、486s。当下泄流量等于来流量时溃决过程结束,最终溃口达不到原始河床,而留有一定高度的残留坝体,坝脚存在着泥沙淤积的现象。(3)开展了泄流槽不同开槽位置(坝中间和一侧),深度(H=0、5、10cm)和宽度(B=3、6、9cm)工况下的堰塞坝溃决试验,根据试验溃决流量和库水位变化对上述因素的影响进行分析。结果表明:泄流槽开挖深度增大,洪峰流量降低,峰现时间延迟,溃决流量过程线坦化。泄流槽开挖宽度对溃决过程影响复杂,过宽或过窄都会导致溃决风险增大,因此开挖宽度存在一个合理的范围。(4)以2018年“10.10”金沙江白格滑坡堰塞湖为原型,基于无人机获取的高精度地形数据,构建了白格滑坡堰塞坝的三维数值模型,采用Flow-3D软件泥沙冲刷模型模拟了堰塞坝自然溃决过程,模拟洪峰流量和洪峰时间分别为9719 m3/s和13日5时10分,与现场实测数据较吻合。模拟过程再现了堰塞坝溃决过程中的溯源侵蚀、流道下切、横向拓展与下游泥沙淤积现象。

关键词：白格堰塞湖物理模型试验流道演化溃决流量溃决机理泄流槽设计数值模拟泥沙侵蚀模型

冰湖涌浪条件对终碛堤初始溃口形成的影响实验研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

冰湖涌浪条件对终碛堤初始溃口形成的影响实验研究

作者：周路旭中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

随着全球气候变暖,冰川快速消融致使冰冻圈地质灾害频发,主要包括冰(雪)崩、冰川泥石流、和冰湖溃决灾害等,冰湖溃决作为西藏地区典型地质灾害之一,由于其暴发频率低、破坏性强等特点,对我国青藏高原地区经济社会发展和人民生命财产损... 详细信息

随着全球气候变暖,冰川快速消融致使冰冻圈地质灾害频发,主要包括冰(雪)崩、冰川泥石流、和冰湖溃决灾害等,冰湖溃决作为西藏地区典型地质灾害之一,由于其暴发频率低、破坏性强等特点,对我国青藏高原地区经济社会发展和人民生命财产损失等造成严重损害。冰崩/冰滑坡作为冰湖溃决灾害主要的诱发因素,其激发形成的涌浪冲击终碛堤过程中由于首浪强大的冲蚀下切作用形成明显的初始溃口,初始溃口对溃决模型计算等产生重要影响。作为川藏铁路、水电开发等重大工程建设和灾害防治所关心的重要参数,对溃决过程的合理模拟和特征参数准确预测则显得极其重要。为研究冰湖涌浪条件下首浪对终碛堤初始溃口影响,通过考虑冰湖涌浪规模、冰湖水深,终碛堤形态参数等因素对初始溃口的影响,设计完成了相关室内模拟实验,探索了涌浪作用下首浪对初始溃口形成动力学特征与初始溃口流量关系,建立了初始溃口流量计算经验公式。取得如下成果和认识:(1)在涌浪规模充分的条件下,涌浪规模与与坝体表层受力存在很好的对应关系,坝体表层发生冲蚀主要是其原有极限平衡状态遭到破坏,过流涌浪在剪切力作用下使得大量泥沙启动并发生输移。坝体表层过流涌浪以下一定深度泥沙均发生流动,粗颗粒和细颗粒与水耦合形成紊流型二相水流。(2)通过模拟实验测得初始流量与影响因素数据分析认为,水位和坝高相对高差与流量特征存在明显相关关系,其高差越近,初始溃决流量越大,流量强度越大。冰湖水深、坝体形态对初始流量起主要控制作用,涌浪规模次之;坝体形态宽高比小于0.6时,初始流量梯度较大,受坝体宽高比影响强烈;当坝体形态宽高比大于0.6时,受坝体宽高比影响较弱。(3)结合实验所测数据分析处理,构建初始溃口计算公式。其中水深对初始流量的影响低于坝体宽高比,冰碛湖终碛堤宽高比对坝顶泥沙输移起重要控制作用,呈明显负相关性,而涌浪规模与水深之比和初始溃口流量呈正相关关系。

关键词：冰湖溃决涌浪模型实验初始溃口溃决流量