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目前,我国已建成各类型水库8万余座,大坝数量居世界首位。水库大坝在防洪、供水、发电、灌溉等方面发挥了巨大的社会经济效益。然而,新中国成立以来,我国共有3400多起大坝溃决事故,带来了巨大的人员伤亡和经济损失,尤其是近些年由于快速增长的人口和不断加快的城市化进程,大坝溃决后造成的损失也随之急剧增加,这也使得大坝安全性的问题摆到了更为重要的位置。因此,研究大坝和提防溃决问题,做好洪水分析和结果演算与模拟,对于制定区域防洪应急预案,促进区域防洪减灾是十分必要的。但我国在溃坝洪水数值模拟技术方面的研究还很不系统和深入,难以为大坝安全管理提供有效的决策支持,在溃坝洪水数值模拟方面需要进行深入研究,运用溃坝洪水模拟分析的方法揭示复杂条件下溃坝洪水的水动力学特性,为建立大坝溃决风险分析与灾害评估系统提供理论和技术基础,为有效实施防洪减灾提供科学的决策依据。 本文以溃坝洪水为研究对象,简述了国内外溃坝洪水研究方法和进展,对溃坝洪水的一维与二维研究理论进行了概述,并选用了基于浅水波方程的二维溃坝洪水研究方法,提出了二维溃坝洪水数值模拟模型,包括数字离散、稳定条件和边界处理。同时基于溃坝洪水研究理论建立并分析了溃口参数模型,预测估计了大坝溃口形成的时间和洪峰流量,并对溃坝洪峰流量与各种参数间的关系进行了拟合。进而针对危害性最大的瞬时溃坝洪水进行了研究,分析了瞬时溃坝水流的控制方程及大坝瞬时全溃的溃坝洪水计算方法。以四川省某水电站为例,运用二维溃坝洪水数值模拟的方法,对其进行溃坝洪水预测,主要针对各种可能的溃坝情况进行了计算分析,得出溃坝洪水洪峰流量、淹没范围等计算结果。并提出了该水电站可进一步建立和加强防洪风险机制和预警系统,充分利用大坝水情测报网站,强化大坝的运行管理,做好大坝防洪抢险工作等防洪减灾对策。最后,提出了结论和建议。二维溃坝洪水研究方法能有效分析模拟大坝溃决和溃坝洪水淹没过程,对防洪减灾具有重要意义。建议高度重视大坝溃坝洪水研究并完善相应的防洪减灾措施。