混凝土坝溃口过程分析及水力学特性研究

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溃口流量过程不仅是溃坝洪水研究的重要内容,也是溃坝洪水波演进的入流边界,其准确与否,关系到洪水波演进模拟的准确性。对于混凝土坝的溃决,我们一般假定它为瞬时溃决,溃口流量过程的研究较为常用的计算方法是经验公式法,但它没有考虑混凝土坝溃坝过程及溃决方式对溃口流量过程的影响。本文围绕混凝土坝可能的溃决方式,通过理论分析得出了混凝土坝考虑溃决过程的溃口水力学参数计算方法,将相关计算成果应用到溃口流量过程计算中以及Flow3D三维数值模拟软件的GMO模型中,对混凝土坝溃口流量过程进行计算与数值模拟研究,取得了较好的效果。本文的主要内容和成果如下:  (1)分析混凝土坝瞬溃的溃口最大流量的不同计算公式的局限性、适用性,并选取典型经验公式作为混凝土瞬溃溃口流量过程的经验计算方法,为后续考虑混凝土坝溃决过程的溃口水力学参数计算提供验证和比较的基础。  (2)分析混凝土坝的可能溃决方式,假定了两种较为可能的溃决方式作为研究对象,分别针对这两种假定的溃决方式进行理论分析推导了混凝土坝溃决过程中溃口水力学参数计算方法。  (3)结合工程实例,采用经验公式、考虑混凝土坝溃决过程推导的公式以及FLOW3D数值模拟方法对同工况的溃口流量过程进行了比较计算分析,计算结果表明,考虑溃决过程的理论推导公式较好地反映了溃口流量的变化过程,对原经验公式起到了丰富细化的作用。成果也表明,由于混凝土坝的溃决过程历时较短,原经验公式的简化计算也具有较好的精度。
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