混凝土坝瞬溃对水库水力学研究

张晓刚

(大石桥市水利事务中心，辽宁 大石桥 115100 )

1 概 述

随着国家科学技术的发展，我国在水利工程领域的发展也是飞速进行，大批水利工程的修建改善了河道的水利通航、水力发电、生态环境改善。但随着大坝修建的年限增长，大坝老化及受到自然灾害的冲击都有可能发生溃决。目前，研究溃坝主要有物理模型试验和数值模拟计算，对比物理模型试验，数值模拟相对可重复性强、节约成本、反演程度高[1]。

目前，溃坝洪水计算模型是水力学分析溃坝发生的重要工具，一直备受国内外学者的广泛关注和引用，许多学者对这一问题进行了大量的研究[2-3]。如唐友一通过分析研究得出溃坝溃口瞬时的最大流量 、流量过程线的简化计算方法，适用于河道型水库、湖泊水库的溃坝计算。谢任之[4]通过公式推导给出瞬时全溃、局部溃、逐渐溃的溃坝坝址峰值流量计算“统一公式”，并给出相应的流量参数表。王立辉讨论了梯级水库同时溃和相继溃、底坡等因素对溃坝波在河道传播的影响程度。因此在前人研究的基础上，本文主要通过Flow-3d建立数学模型研究混凝土坝瞬溃的上下游水位、流量变化，以期得到较为可靠的水力学参数，并为混凝土坝瞬溃提供重要的参考基础。

2 试验设计

2.1 数学模型建立

通过CAD建立混凝土坝的几何模型，通过Flow-3d进行模型的验证。根据图1所示，分别设置上游、溃口、下游3处水位波动模拟点，坝高50 m，假定溃口尺寸30×50 m，溃口位于坝体中心溃决条件为坝前水位50 m漫顶溃决，下游水位10 m。……