于桥水库溃坝洪水演进研究-论文.pdf

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1、·防汛抗旱·海河水利2014．No．4DOI：10．3969／j．issn．1004—7328．2014．04．008于桥水库溃坝洪水演进研究廉铁辉，黄毅(1-天津市引滦x-~-t-桥水库管理处，天津301900；2．天津市水利科学研究院，天津300061)摘要：于桥水库作为天津市唯一一座具有防洪、城市供水、发电、灌溉等综合功能的大(1)型水库，作用和地位十分重要。开展渍坝研究编制风险图的目的是水库遭受特大洪水、强烈地震、地基地质变化等情况时，能正确预测溃17流量过程线及溃坝致灾情况，以便为避险、抢险、洪水保险等工作

2、提供依据。针对于桥水库土坝渐溃溃口采用DAMBRK模型进行分析，针对下游平原采用二维网格离散，形成了土坝溃决洪水演进的数值模型并计算分析。关键词：渍坝；溃口；DAMBRK模型；洪水演进；于桥水库中图分类号：TV122~．4文献标识码：B文章编号：1004—7328(2014)04—0022—041概况几分钟至数小时，退水过程较慢。于桥水库建成于1960年，是天津市最大的水选用DAMBRK模型计算于桥水库由于漫溢原库，也是引滦入津工程重要的调蓄水库。水库建成因造成的渐溃情况。DAMBRK模型是美国国家气以来，为下游的防

3、洪安全、保障供水等发挥了巨大的象局的溃坝洪水预报模型，由弗雷德(Fread)在效益，特别是1983年引滦人津工程建成通水以来，1988年开发研制。溃口形状由溃决历时、溃口最终为天津市经济社会可持续发展和社会稳定作出了重底宽、溃口底部高程和溃口边坡4个输人参数确要贡献。于桥水库防洪标准为千年一遇设计、可能定。模型假定溃口底部从1个点开始，在整个历时最大洪水校核，总库容l5．59亿m。，控制流域面积内其宽度以线性速率增长，一直到溃口最终宽度；2060km，正常蓄水位21．16m(大沽高程，下同)，正同时，溃口的底部高程也

4、不断发展，直到最终位常蓄水面积86．8km，平均蓄水水深4．6rn。大坝为置。根据流体力学理论计算坝址泄水过程和向下均质土坝，坝顶长2215m(主坝桩号0+000—1+935，游河道的演进。溃口洪水由宽顶堰流公式计算，考副坝桩号一0+280—0+0o0)，最大坝高24m，最大泄洪虑行进流速及下游水位对堰流可能产生的淹没影能力4138m／s。水库遭遇超标准洪水，溢洪道闸门响，并以一维非恒定流方程组的隐式有限差分解计无法开启并且主坝坝体存在重大险情时，应急措算溃坝洪水向下游的演进。选用土坝瞬溃中普遍施是将副坝桩号0+00

5、0以南凹形山口段炸开，宣泄使用的宽顶堰流公式，计算由于炸副坝原因造成的洪水。瞬溃情况流量过程。2溃口模型2．1渐溃溃口流量过程一般情况下，导致土坝溃决的原因有两类，即漫于桥水库控制流域面积较小，因此渐溃方式下不再考虑上游来水量。于桥水库大坝渐溃发生在洪溢和管涌，其中以坝顶漫溢较为常见。破坏程度取决于溃坝流量和持续时间，即溃口流量过程。管涌水溢出坝顶后，漫溢洪水对坝体冲刷后逐渐形成溃口且逐渐扩大”]，导致渐溃险情。水库下泄流量由破坏历时最短，但溃口形成的最终形状同漫溢一两部分组成，一是通过溃口的下泄流量()，二是通样。

6、坝体溃决的形式有渐溃和瞬溃两类，土坝溃决大多是渐溃形式，其洪水过程线较长，起涨段可达十过泄水建筑物的下泄流量(Q)，其计算公式为：Q=O4-Q(1)收稿日期：2014—06—25渐溃溃口为梯形时，堰流计算公式如下：作者简介：廉铁辉(1976一)，男，高级工程师，主要从事水库调度运用及水环境管理工作。O6=Cl(一)⋯+C2(一)～(2)廉铁辉，黄毅：于桥水库溃坝洪水演进研究·23·其中：C1=3．16iCvC2=2．45ZCvKs(3)C的计算公式为：c=1．0+0．O23Q(一hbm)‘(h—h6)I(4)其中：K

7、s=1．0～hb)／(h一6)≤0．67l0135681011l31516182021：1．0—27．8l(一Jlz6)／(一hb)一0．67]时间，lI图1渐溃流量变化l(Jiz，一hb)／(h—hb)>o．67l(5)30h6=d一d—hb)／r·bf=btb／'C(tb≤)—、25h6=hbm·bf=b(t6>r)(6)＼2o式中：Q为水库总下泄流量m。／s)；为漫顶溃坝时的＼l5水位(m)；为瞬时溃口底部高程m)；bi为瞬时溃口*＼1O底宽m)；c为行进流速修正系数；为堰流受尾水S＼影响的淹没修正系数；Z为坡

8、度；B为坝址处的水库一吡)、咖＼水面宽度(m)；hbm为终极溃口底高程(m)；ht为尾水0一一、删鹾阳∞蛐柏∞加加U5001U【JU1洲位(靠近坝下游的水位)(m)；Jiz为坝前水深m)；f为咖咖咖咖咖咖。时[~q／min啪咖啪咖咖咖咖。溃口形成时间(h)；为溃口形成历时(h)；6为终极溃图2渐溃水位变化口底宽m)。假设在水位达到27．72IT