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堰塞坝溃口展宽过程实验研究

中国水土保持科学 2017年第6期15卷 19-26页

作者：刘定竺崔鹏蒋德旺中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学北京100049

由于溃口各处水沙作用差异较大,不同位置的展宽过程不同,目前对溃口展宽过程的研究多着眼于某一断面,不但不能反映溃口整体的展宽过程,还会影响溃决流量计算的精度。为研究不同坝高、坝后坡比条件下溃口整体展宽过程,本研究设计了6组水... 详细信息

由于溃口各处水沙作用差异较大,不同位置的展宽过程不同,目前对溃口展宽过程的研究多着眼于某一断面,不但不能反映溃口整体的展宽过程,还会影响溃决流量计算的精度。为研究不同坝高、坝后坡比条件下溃口整体展宽过程,本研究设计了6组水槽实验,分析了45个断面的观测数据,发现:1)溃口展宽随溢流的发展表现出不同的形式,以溯源侵蚀的结束为时间节点,溯源侵蚀期间为近等宽阶段,溯源侵蚀结束后为弯曲阶段。2)在断面上,展宽模式可分为线性模式和突变模式,分别占45个断面的13.3%与86.7%;突变模式进一步可分为弱侵蚀过程Ⅰ和强侵蚀过程Ⅱ,其中强侵蚀过程只发生在弯曲阶段。3)突变模式下,过程Ⅰ侵蚀率沿程呈首尾大-中部小的"U"型分布,溃口首部和溃口尾部侵蚀率较大,中间近等宽段侵蚀率有所减小,坝后坡比越大,该过程中溃口相同位置处的侵蚀率越大;随着溢流的发展,水流结构复杂,具有明显的二次流特征,导致过程Ⅱ的侵蚀率沿程分布呈"S"型;对2个过程而言,坝高越高,相同位置处的侵蚀率越大。上述对于堰塞坝溢流展宽过程的新认识,有益于今后深入定量研究溃口展宽过程和力学机理。

关键词：堰塞坝漫顶溢流溃口展宽侵蚀率溯源侵蚀

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不同沟床坡度堰塞坝溃口下切过程试验研究

长江科学院院报 2020年第12期37卷 59-66页

作者：刘邦晓朱兴华郭剑姜程长安大学地质工程与测绘学院西安710054 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安710054 长安大学环境科学与工程学院西安710054

为了解堆积于不同坡度沟床上的堰塞坝溃口下切过程,开展了7组不同沟床坡度(7°,8°,9°,10°,11°,12°,13°)的水槽试验。试验结果表明:堆积于不同坡度沟床上的堰塞坝在漫顶溢流破坏模式下具有相似的溃口下切过程,具体可分为3个阶段,... 详细信息

为了解堆积于不同坡度沟床上的堰塞坝溃口下切过程,开展了7组不同沟床坡度(7°,8°,9°,10°,11°,12°,13°)的水槽试验。试验结果表明:堆积于不同坡度沟床上的堰塞坝在漫顶溢流破坏模式下具有相似的溃口下切过程,具体可分为3个阶段,即溃口贯通阶段、加速侵蚀阶段、减速侵蚀阶段。不同沟床坡度条件在一定程度上影响溃决的加速侵蚀阶段,当沟床坡度≥9°时,加速侵蚀阶段以下切侵蚀为主、溯源侵蚀为辅的特征现象被削弱;溃决历时与沟床坡度呈非单调关系,随沟床坡度的增加呈现出先减少后增加的变化趋势;平均下切侵蚀和溯源侵蚀率与沟床坡度呈非单调关系,随沟床坡度的增加呈现出先增加后减小的变化趋势。沟床坡度缓于11°时,溃决历时对沟床坡度的敏感性高于坝前库容;沟床坡度陡于11°时,溃决历时对沟床坡度的敏感性低于坝前库容。

关键词：堰塞坝沟床坡度漫顶溢流下切侵蚀溯源侵蚀

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不同沟床坡度堰塞坝溃口展宽历程试验研究

工程地质学报 2020年第6期28卷 1272-1280页

作者：刘邦晓朱兴华郭剑姜程马会安裴迎慧长安大学地质工程与测绘学院中国西安710054 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室中国西安710054 长安大学环境科学与工程学院中国西安710054

为了解堰塞坝在不同沟床坡度地段的溃口展宽历程,进行了沟床坡度为7°~13°,间隔为1°的7组水槽试验。对比分析7组试验观测数据,评价不同沟床坡度对堰塞坝溃口展宽历程的影响。得到如下结果及结论:(1)漫顶破坏的堰塞坝在不同沟床坡度地... 详细信息

为了解堰塞坝在不同沟床坡度地段的溃口展宽历程,进行了沟床坡度为7°~13°,间隔为1°的7组水槽试验。对比分析7组试验观测数据,评价不同沟床坡度对堰塞坝溃口展宽历程的影响。得到如下结果及结论:(1)漫顶破坏的堰塞坝在不同沟床坡度地段的溃口展宽历程是十分相似的,根据其溃决特征,可将其展宽历程划分为溃口贯通、突变和稳定边坡形成等3个阶段。(2)在突变阶段溃口边坡沿x轴方向会发生多次失稳,溃口顶部形态在背水坡呈“S”型,在坝顶呈“U”型,在迎水坡呈“弧”型。(3)不同沟床坡度条件会影响突变阶段的溃决特征,随沟床坡度的增加突变阶段溃口边坡单次失稳规模表现出先增大后减小的特征,溃口边坡失稳次数呈现出先减少后增加的特征。(4)溃口边坡的稳定性主要取决于溃口的侧蚀宽度和下蚀深度,其与溃口顶、底部侧蚀宽度之差呈负相关关系,与溃口下蚀深度呈正相关关系。(5)不同沟床坡度堰塞坝的溃决流量随溃决时间的延长具有相同的变化趋势,但不同沟床坡度堰塞坝的溃决峰值流量和峰值流量到达时间却不尽相同,随沟床坡度的增加峰值流量逐渐减小,峰值流量到达时间先提前后推迟。

关键词：堰塞坝沟床坡度漫顶溢流溃口展宽

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基于物理过程的冰碛湖稳定性评价模型

工程科学与技术 2024年

作者：张淼慧张晨笛王昊张波中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室中国科学院大学资源与环境学院中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室

全球气候变化背景下，青藏高原冰碛湖溃决严重威胁下游居民点和水利水电设施安全。为确定冰碛湖溃决的临界条件、定量分析冰碛湖稳定性，综合冰碛湖扩张、滑体入湖涌浪、涌浪传播、漫顶溢流和管涌侵蚀等多物理过程建立了冰碛湖稳定性评... 详细信息

全球气候变化背景下，青藏高原冰碛湖溃决严重威胁下游居民点和水利水电设施安全。为确定冰碛湖溃决的临界条件、定量分析冰碛湖稳定性，综合冰碛湖扩张、滑体入湖涌浪、涌浪传播、漫顶溢流和管涌侵蚀等多物理过程建立了冰碛湖稳定性评价模型。模型明确了漫顶溢流与管涌溃决的临界条件，以终碛坝坝前水头与溃决临界坝前水头之比作为冰碛湖稳定性系数，既实现了冰碛湖稳定性定量评价，又可揭示冰碛湖溃决主导机制。在西藏嘉龙错应用模型，结果表明，近三十年来嘉龙错漫溢与管涌稳定性系数分别增长了近3倍和1倍，冰碛湖的稳定性显著降低，未来诱发冰湖溃决的主导机制为漫顶溢流。冰碛湖稳定性与平均水深、入湖滑体体积和背水坡坡度成负相关，与坝高成正相关。相同体积刚性滑体对冰碛湖稳定性的降低超过散体滑体，散体滑体诱发冰碛湖漫溢溃决的临界体积比刚性滑体高出一个数量级。本模型将为青藏高原冰碛湖溃决洪水风险定量评估提供重要技术支撑。

关键词：冰碛湖溃决终碛坝漫顶溢流管涌稳定性