Page 128 - 2024年第55卷第4期

图 １２ 溃口的三维展示结果与实际溃口图像对比

表 ６ 小岗剑上、下两级堰塞坝连溃计算结果与实测值对比
３
对比项 洪峰到达时间?ｍｉｎ 峰值流量?（ｍ ?ｓ） 溃口底宽?ｍ 溃口底高程?ｍ
小岗剑上堰塞坝 １７０ ３２２７．６ １０２．５ ８０７．８
小岗剑下堰塞坝 １７４ ３７２３．５ １１７．６ ７５６．２
实测值 １８５（水文站） ３９５０（水文站） １１２．５（小岗剑上） ８１３．２（小岗剑上）
相对误差 ５．９％ ５．７％ ８．９％ ０．７％

６ 结论

本文基于三维雷诺平均 Ｎａｖｉｅｒ － Ｓｔｏｋｅｓ方程、湍流重正化群和坝料冲蚀方程，考虑溃口边坡的稳定
性，基于有限体积法提出了三维精细化数值模拟方法来描述堰塞坝梯级连溃过程，并通过模型试验和
参数敏感性分析验证了本文模型的合理性，阐明了连溃洪水的放大效应。主要结论如下：
（１）提出了梯级堰塞坝连溃精细化数值模拟方法，通过再现典型堰塞坝梯级连溃物理模型试验的
溃口流量过程和溃口发展过程，分别从连溃洪水水动力特征及堰塞坝溃口形态演化规律等方面验证了
数值模拟方法的科学性和可靠性，为开展梯级堰塞坝连溃数值模拟研究提供了有效的技术手段。
（ ２）从梯级堰塞坝分布特征、河道势能和堰塞坝几何形状出发，阐明了两级堰塞坝连溃时洪水的
级联放大效应，并通过开展关键参数敏感性分析，揭示上下游堰塞坝距离、河道坡度以及下游坝高度
对溃决洪水放大效应的影响规律，发现下游坝溃口峰值流量随两坝距离和坝高的减小而增大，随河道
坡度的增长呈先增大后减小的趋势。
（ ３）发现了上游坝溃决形成的涌浪对下游坝溃决过程的影响，当涌浪具有足够大的动量时，可在
下游坝发生漫顶前率先翻越坝顶并对坝体进行冲蚀，涌浪翻越坝顶的水量及坝料冲蚀特性对下游坝发
生溃决的时间及溃决过程将产生不同程度的影响。
（ ４）反演了小岗剑上、下两座堰塞坝的连溃过程，通过对比溃决流量过程以及溃口形态演化过程
计算结果和实测值发现，关键溃坝参数的相对误差均小于±１０％，验证了本文数值模拟方法在实际案
例中应用的可行性，可为堰塞坝连溃风险预测及应急预案制定提供重要技术支撑。

参 考 文 献：

［ １］ 冯震宇，杨兴国，周家文，等．堰塞坝溃决参数及其寿命预测［Ｊ］．水利学报，２０２４，５５（３）：３６７ － ３７７．
［ ２］ ＣＵＩＰ，ＺＨＵＹＹ，ＨＡＮ Ｙ Ｓ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅ１２ＭａｙＷｅｎｃｈｕａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅ － ｉｎｄｕｃｅｄｌａｎｄｓｌｉｄｅｌａｋｅｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ａｎｄｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｒｉｓｋｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ［Ｊ］．Ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ，２００９，６（３）：２０９ － ２２３．
［ ３］ 柴贺军，刘汉超，张倬元．一九三三年叠溪地震滑 坡 堵 江 事 件 及 其 环 境 效 应 ［Ｊ］．地 质 灾 害 与 环 境 保 护，
１９９５，６（１）：７ － １７．
［ ４］ 刘宁，杨启贵，陈祖煜．堰塞湖风险处置［Ｍ］．武汉：长江出版社，２０１６．
［ ５］ ＣＡＯＺＸ，ＰＥＮＤＥＲＧ，ＷＡＬＬＩＳＳ，ｅｔａｌ．Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｄａｍ － ｂｒｅａｋｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｏｖｅｒｅｒｏｄｉｂｌｅｓｅｄｉｍｅｎｔｂｅｄ［Ｊ］．

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