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中细粒土占比 １７％，粗粒土占比 ８３％。坝料基本物理力学参数见表 ２。
表 ２ 坝料基本物理力学参数
３
编号 粒径?ｍｍ 重度?（Ｎ?ｍ ） 临界希尔兹数 夹带系数 推移质系数 内摩擦角?（°） 比例?％
１ ０．４５ ２６２０ ０．１５ ０．０２ ７ ６５ １７
２ ３．５ ２６２０ ０．２０ ０．０２ ７ ６５ ８３
为实现准确模拟，还原了坝体尺寸、颗粒级配及边界条件。其中，模型的上边界设置为流量边
界，入流量为 ０．７５Ｌ?ｓ，模拟试验中为恒定的入流过程；下边界设置为自由出流边界，两侧设置为刚
体无滑移边界。模型采用 １ｃｍ网格单元进行离散，同时在上游坝、下游坝的坝轴线处设置流量监测
断面，获取溃坝过程中的溃口流量过程，进而与试验结果进行对比。三维计算模型和监测断面设置如
图 ２。
图 ２ 三维计算模型和监测断面图
３．２ 溃口流量过程 图 ３为断面 ２ － ２与断面 ３ － ３
的流量监测数据，与试验实测数据对比结果见表 ３。
结果显示上游坝于蓄水 １１０ｓ后发生漫顶，１１６ｓ达
到溃口峰值流量 ７．０Ｌ?ｓ，与试验实测值的相对误差
为 ２．８％；下游坝于 １２１ｓ发生漫顶，１２６．７ｓ达到溃
口峰值流量 １１．７Ｌ?ｓ，为上游坝的 １．７倍，与试验实
测值的相对误差为 ４．５％。由此可 以看出，数值模
拟较好地还原了模型试验的级联溃决流量过程，并
图 ３ 溃口流量过程实测值与计算值对比图
且证实了梯级堰塞坝连溃洪水的级联放大效应。
表 ３ 实测值与数值模拟计算结果
结果 上游坝峰值流量?（Ｌ?ｓ） 上游坝溃决后下游坝发生漫顶时间?ｓ 下游坝峰值流量?（Ｌ?ｓ）
实测值 ７．２ １１ １１．２
计算值 ７．０ １１ １１．７
３．３ 纵断面溃口形态演化过程 为了验证数值模拟方法在溃口形态演化过程计算中的合理性，选取
纵断面 １ － １（如图 ２）的计 算结 果（如 图 ４），针对溃 坝 洪 水 特 征 及 坝 体 形 态 演 化 规 律 分 析 梯 级 连 溃
过程。
数值模拟结果表明，单个堰塞坝的溃决过程可分为 ４个阶段：表层冲蚀、溯源冲蚀、沿程侵蚀和
溃口稳定。对于上游堰塞坝，第一阶段（如图 ４（ａ）（ｂ））：坝体于上游蓄水后 １１０ｓ发生漫顶，随后漫
顶水流对下游坡面进行表面冲蚀，冲蚀主要集中在下游坝脚；第二阶段（如图 ４（ｃ））：溯源冲蚀逐渐
向上游发展，直至上游坝坡顶部，在此期间上下游坝间河道开始蓄水且水位逐渐抬升；第三阶段（如
图 ４（ｄ）），随着漫顶水头的增大，水流切应力增加，溃口快速下切，坝顶高程开始下降，并伴随溃口
的横向拓展，溃口流量也相应增长并出现峰值，在该阶段中，坝间水位开始呈现出快速抬升状态，并
呈现出湍流特征和涌浪；第四阶段（如图 ４（ｅ）—（ｈ）），随着溃口的快速下切与展宽，上游水位迅速下
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