基于MIKE的金盆水庫超標(biāo)準(zhǔn)潰壩洪水二維數(shù)值模擬研究.pdf

1、潰壩形成洪水的流量大，速度快，破壞力巨大。半個(gè)多世紀(jì)以來，大壩潰決的案例時(shí)有發(fā)生，潰壩給人類的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生了巨大的危害，大壩的運(yùn)行安全問題因而也廣受各個(gè)方面關(guān)注，針對大壩潰壩相關(guān)機(jī)理的試驗(yàn)研究也越發(fā)變得活躍。潰壩下泄洪水運(yùn)動十分復(fù)雜，影響因素多，早期開展的研究大多是通過物理模型來進(jìn)行。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值方法的發(fā)展，越來越多的研究者開始采用數(shù)值計(jì)算方式模擬潰壩問題，數(shù)值計(jì)算的優(yōu)越性也隨之得到體現(xiàn)。
　　黑河金盆水利工程是

2、西安市黑河引水工程的主要水源工程，是以城市供水為主，兼顧灌溉、發(fā)電、防洪等多種功能的大型水利工程。水庫下游人口密集，工廠眾多，是重要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，一旦發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水引發(fā)的漫頂潰壩，將給下游地區(qū)造成巨大損失。
　　本論文是在前人研究成果的基礎(chǔ)上，針對土石壩潰壩的特點(diǎn)，建立了一套涉及水庫調(diào)度調(diào)洪計(jì)算、潰壩發(fā)生后潰口發(fā)展過程數(shù)值模擬和下游河道以及洪泛區(qū)洪水演進(jìn)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行潰壩洪水的演進(jìn)預(yù)測。
　　本文的主要研究內(nèi)容以及成果如下:<

3、br>　　1、在回顧已有研究成果的基礎(chǔ)上，針對潰壩這一特殊水力學(xué)現(xiàn)象洪水波的特點(diǎn)以及近期實(shí)驗(yàn)研究成果，綜合水庫調(diào)洪演算、清水沖刷以及潰口沖刷侵蝕機(jī)理，在BREACH模型基礎(chǔ)上發(fā)展構(gòu)建了土石壩漫頂潰口流量過程計(jì)算物理模型，提出新的潰口發(fā)展控制模型，對金盆水庫萬年一遇潰壩過程進(jìn)行模擬，模型應(yīng)用于金盆水庫大壩潰決過程的模擬，很好再現(xiàn)了潰決時(shí)潰口的流量、展寬和下切過程。通過將模擬結(jié)果與幾個(gè)具有代表性的成熟模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，獲得金盆水庫超標(biāo)準(zhǔn)

4、洪水導(dǎo)致的漫頂潰壩洪水過程線;
　　2、介紹了MIKE21水動力模塊的原理和功能。
　　3、應(yīng)用MIKE21水動力模塊、ArcGIS10.0在30m精度黑河流域數(shù)字地形圖(DEM)的基礎(chǔ)上對潰壩洪水進(jìn)行了模擬。論文主要成果如下:(1)潰壩最大流量為65304m3/s～79446m3/s;(2)計(jì)算獲得模擬時(shí)段內(nèi)17個(gè)斷面不同時(shí)刻的洪水水深分布圖;(3)給出了33個(gè)城鎮(zhèn)代表性淹沒水深過程線;(4)不同潰壩時(shí)刻淹沒區(qū)范圍，下游村