基于对溃坝洪水计算的分析
永定桥水库溃坝洪水计算及对下游影响分析
１引言溃坝洪水由于其突发性与破坏性极强，往往给下游造成毁灭性灾害，是危害极大的灾害现象。
在四川省，处于地震带上的水库，存在一定的溃坝风险，溃坝洪水一旦发生，将对下游人民的生命财产安全造成严重威胁。
为了预估溃坝洪水带来的影响，并提早采取相应的措施，将洪水灾害造成的影响减小到最小程度，有必要进行溃坝洪水计算。
水库溃坝洪水及其演进分析是编制水库大坝安全管理应急预案的基础，是水库大坝发生突发性安全事故时避免或减少人员伤亡的重要非工程措施。
论文以具有较强代表性的四川省汉源县流沙河永定桥水库为例，对川西山区水库溃坝洪水计算及洪水演进进行分析。
２水库概况永定桥水库位于四川省雅安市汉源县，在大渡河一级支流流沙河上，集水面积143km2。
水库校核标准为500年一遇，永定桥水库溃坝洪水计算及对下游影响分析Analysis on Flood Calculation and Impact on Downstream of Dam-Break ofYongding Bridge Reservoir崔鹏1，祝文静2（1.黄河勘测规划设计有限公司，郑州450003；2.郑州黄河河务局惠金黄河河务局，郑州450045）CUI Peng1,ZHU Wen-jing2(1.Yellow River Engineering Consulting Co.Ltd.,Zhengzhou450003,China；2.Yellow River Bureau of Huijin,Zhengzhou,Zhengzhou450003,China)【摘要】四川省地震多发区修建的水库，在地震等因素作用下，有可能会产生溃坝。
结合四川山区实际，优选溃坝洪水计算与洪水演进模型，并以四川省汉源县流沙河永定桥水库为例，分析确定相关参数，分析指出水库溃坝形态以全溃为主，具有溃坝洪水量极大、洪水演进迅速的特点，采用DAMBRK溃坝模型及一维水动力学模型进行溃坝模拟和洪水演进分析。
基于MIKE的松江河梯级水库溃坝洪水风险分析
基于MIKE的松江河梯级水库溃坝洪水风险分析
马壮壮;于洋
【期刊名称】《吉林水利》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】为最大程度减少溃坝造成的人员伤亡和财产损失,运用MIKE11软件对松江河流域的小山、双沟、石龙梯级水库进行溃坝洪水影响分析。
通过建立梯级水库库区河道一维水动力模型,计算不同工况下各水库溃坝洪水过程,并利用MIKE21软件模拟梯级水库下游洪水演进,提取最大淹没水深、最大流速,得到梯级水库下游村屯淹没影响数据。
研究成果可作为突发事件应急处置的依据,为应急决策和减灾提供技术支撑。
【总页数】5页(P52-56)
【作者】马壮壮;于洋
【作者单位】中水东北勘测设计研究有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV122
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对唐家山堰塞湖溃坝洪水计算的主要认识
第39卷第22期2008年11月 人 民 长 江Y angtze River Vol.39,No.22Nov.,2008收稿日期作者简介徐照明,男,长江水利委员会设计院规划处,工程师,硕士。
文章编号:1001-4179(2008)22-0086-03对唐家山堰塞湖溃坝洪水计算的主要认识徐照明 王永忠 宁 磊(长江水利委员会设计院,湖北武汉430010)摘要:通过溃坝计算可以对堰塞坝的溃决影响作出定量估计,以制定有效的除险方案和避险措施。
采用M IKE11溃坝洪水计算模型,对唐家山堰塞湖不同溃决历时、溃口形状及溃口发展过程情况下的溃坝洪水进行了计算分析,并对河道糙率、通口电站滞洪、干流洪水遭遇等条件进行了敏感性分析。
通过上述计算分析,提高了对溃坝洪水及下游洪水演进的基本认识。
关 键 词:溃坝洪水;敏感性分析;洪水计算;唐家山堰塞湖中图分类号:P315.9 文献标识码:A 2008年5月12日,四川汶川发生了里氏8.0级大地震,在距北川县城4.6km 的涪江支流通口河唐家山附近形成了堰塞湖。
堰塞坝横河向长612m ,坝高82～124m ,坝顶最低点高程752m ,坝上游水库容积3.16亿m 3(752m 水位)。
由于坝高库容大,堰塞坝一旦溃决将严重威胁下游沿岸人民的生命财产安全。
通过溃坝计算,可以对水库(堰塞湖)的溃决影响做出定量估算,从而制定有效的除险方案和避险措施。
采用M I KE 11溃坝洪水计算模型,对唐家山堰塞湖不同溃决历时、溃口形状及溃口发展过程的溃坝洪水进行计算分析,并对数学模型中河道糙率、通口电站滞洪、干流洪水遭遇等条件进行了敏感性分析,在上述工作基础上,提高了对溃坝洪水及其在下游演进的基本认识。
1 M IKE11溃坝模型简介溃坝洪水计算模型在国内外得到了广泛的应用。
史宏达、刘臻[1]对溃坝水流数值模拟的研究进展进行了总结,一维溃坝问题有传统差分方法、近似黎曼解的G odunov 型格式、Lattice Boltzmann 方法、流矢量分裂法。
某水库洪水溃坝分析
第1期（总第219期）摘要︓文中通过利用我国中小型水库常用的溃坝模型对某水库如果发生溃坝时的溃坝洪水计算与洪水演进分析，确定相关参数，计算得到最大洪峰流量为43862.09m 3/s ，泄空时间为0.625h ，溃坝洪水量极大、洪水演进迅速。
通过分析溃坝洪水过程及其对下游的影响，为当地相关部门采取措施，防止溃坝洪水对下游造成的危害提供依据。
关键词：水库；溃坝洪水；洪水演进中图分类号：TV122+.4文献标识码：BAnalysis on Flood Dam-break of a ReservoirNING Guo-feng Abstract:In this paper ，the dam-break flood calculation and flood routing analysis of a reservoir are carried out byusing the dam-break models commonly used in medium and small-sized reservoirs in China ，and the related parametersare determined.The maximum peak discharge is 43862.09m 3/s ，and the discharge time is 0.625h ，the amount of dam-break flood is very large and the flood routing is rapid.Through the analysis of the process of dam-break flood andits impact on the downstream ，the paper provides the basis for local departments to take measures to prevent the damagecaused by dam-break flood to the downstream.Key words ：reservoir ；dam-break flood ；flood routing某水库洪水溃坝分析宁国锋（晋中市水利勘测设计院山西晋中030600）收稿日期：2020-11-12修回日期：2020-11-17作者简介：宁国锋（1986-），女，2013年工程硕士研究生毕业于北京工业大学水利水电工程专业，工程师。
全国水库溃坝统计及溃坝原因分析
全国水库溃坝统计及溃坝原因分析一、本文概述水库作为重要的水利工程设施，对于防洪、灌溉、发电、供水等方面发挥着至关重要的作用。
然而，水库溃坝作为一种严重的自然灾害，不仅会对人民生命财产安全造成巨大威胁，还会对生态环境产生深远影响。
因此，对全国水库溃坝事件进行统计和分析，探究溃坝原因，对于提高水库安全管理水平、防范水库溃坝风险具有重要意义。
本文旨在通过对全国范围内水库溃坝事件的统计，分析溃坝原因，总结经验和教训，提出相应的防范措施和建议。
文章首先介绍了水库溃坝的定义、分类和危害，然后对全国水库溃坝事件进行了统计和分析，包括溃坝事件的时间分布、地域分布、类型分布等。
在此基础上，文章深入探讨了水库溃坝的原因，包括工程设计缺陷、施工质量问题、运行管理不当、自然灾害等因素。
文章提出了加强水库安全管理、提高溃坝风险防范能力的建议和措施，以期为我国水库安全管理工作提供参考和借鉴。
二、全国水库溃坝统计根据最新的统计数据，我国在过去几十年间共发生了数百起水库溃坝事件。
这些事件不仅给当地人民的生命财产安全带来了严重威胁，也对环境造成了不同程度的破坏。
从地域分布上看，溃坝事件主要集中在一些降雨丰沛、地形复杂的地区，如南方山区和丘陵地带。
在溃坝原因方面，自然因素和人为因素均占有一定比例。
自然因素主要包括极端气候事件，如暴雨、洪水等，这些天气条件可能导致水库水位迅速上升，超过水库的承受能力，从而引发溃坝。
地质因素如地震、山体滑坡等也可能对水库的稳定性造成影响，导致溃坝事件的发生。
人为因素则主要涉及水库建设和管理方面的不足。
一方面，一些水库在设计和建设阶段存在缺陷，如坝体结构不合理、建筑材料质量不达标等，这些问题可能导致水库在运行过程中出现安全隐患，最终引发溃坝。
另一方面，水库运行管理不规范也是导致溃坝的重要原因之一。
例如，一些水库在运行过程中未能严格执行调度计划，导致水位过高；或者水库的日常维护和管理不到位，未能及时发现和处理潜在的安全隐患。
水电工程溃坝洪水计算
水电工程溃坝洪水计算1 前言水电是洁净能源，是西部地区重要的能源资源，开发西部水电，实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措，也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。
但水电站往往处于深山峡谷，甚至高地震区中，水电站的溃决将造成巨大的损失，为了预估溃坝洪水带来的影响，并提早采取相应的措施，将洪水灾害造成的影响减少到最小程度，有必要进行溃坝洪水计算。
本次计算电站地处青藏高原东南缘，区域内地势较高，平均海拔在4 000m左右。
且电站坝址区覆盖层深厚，构造裂隙较发育，是我国西部著名的强地震带。
电站下游主要的城镇为某城市，该城为我国西部少数民族集居区，经济以农牧业为主。
2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK 模型〔１〕。
该模型由三部分组成：1）大坝溃口形态描述。
用于确定大坝溃口形态随时间的变化，包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。
2）水库下泄流量的计算。
3）溃口下泄流量向下游的演进。
溃口是大坝失事时形成的缺口。
溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。
目前，对于实际溃坝机理仍不是很清楚，因此，溃口形态主要通过近似假定来确定。
考虑到模型的直观性、通用性和适应性，一般假定溃口底宽从一点开始，在溃决历时内，按线性比率扩大，直至形成最终底宽。
若溃决历时小于10分钟，则溃口底部不是从一点开始，而是由冲蚀直接形成最终底宽。
溃口形态描述主要由四个参数确定：溃决历时（τ），溃口底部高程（h bm），溃口边坡（z）。
由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。
由后面三个参数可以确水库下泄流量由两部分组成，一是通过溃口下泄流量Q b，二是通过泄水建筑物下泄的流量 Q s，即Q=Q b＋Q sQ b=C1(h－h b)1.5+C2(h－h b)2.5其中C1=3.1b i C v K S，C2=2.45ZC v K S当t b≤τ时,h b=h d－(h d－h bm)·t b/τb i=b·t b/τ当t b>τ时，b=h bmb i行进流速修正系数C v=1.0＋0.023Q＇2/〔B＇2d(h＇－h bm)2(h＇－ h b)〕K s=1.0 当(h＇t－h＇b)/(h＇－h＇b)≤0.67K S=1.0－27.8〔(h＇t－h＇b)/(h＇－h＇b)－0.67〕3当(h＇t－h＇b)/ (h＇－h＇b)>0.67式中h b为瞬时溃口底部高程；h bm为终极溃口底高程；h d为坝顶高程；h f为漫顶溃坝时的水位；h为库水位高程；b i为瞬时溃口底宽；b 为终极溃口底宽；t b为溃口形成时间；C v为行进流速修正系数（Brat er1959）；Q为水库总下泄流量；B d为坝址处的水库水面宽度；K s为堰流受尾水影响的淹没修正系数（Venard1954）；h t为尾水位（靠近坝下游的水位）。
汶川堰塞湖链溃坝风险分析及溃坝洪水规模评估z
汶川堰塞湖链溃坝风险分析及溃坝洪水规模评估【摘要】Introduction对于堰塞湖的形成，发展至溃坝（消亡）的过程，我们将其分成两个部分。
首先建立了堰塞湖的形成与发展模型，即蓄水模型，在这模型里，我们暂时不考虑外界的意外因素导致堰塞湖结构的变化，即如余震，大降雨使得堰塞体的变化。
而关于堰塞湖蓄水模型的建立，主要有以下三种方法：1.公式法：理论上说，堰塞湖里的蓄水量等于进入堰塞湖的水量减去流出堰塞湖的水量，即△W=（Qin-Qout）Δt其中W为蓄水量；Qin为单位时间的入水量，Qout为单位时间的出水量，△t 为单位时间间隔。
2.水量平衡法河道堵塞时情况往往很复杂，为估算蓄水量，需根据当时的天气状况以及各个有关支流的情况，人为模拟出里出事点最近的下游水文站在不滑坡的情况下的流量过程线，再根据该站实测流量过程线，依据水量平衡就可以计算出蓄水量W。
从出事地点到下游水文站之间水流的传播需一定时间，而这段时间内下游水文站不能立即反映气流量状况，因此要做出必要的修正。
设滑坡处沿河流1向上约40km有水电站A，向下游70km有水电站B，从滑坡地点到B点之间有河流2加入，并且河流2上有水电站C。
假设AB之间流域无降水，根据A、C水电站的流量过程线来看，流量很稳定，从而可定出B站在不滑坡条件下的流量过程线，如图中虚线所示，进而根据实测流量过程线可以算出蓄水量。
其中，S1，S2，S3是B站两条流量过程线所围成的面积，这些面积的代数和即为蓄水量。
3.堰塞湖水体体积计算法如果形成堰塞湖的现场有测量设备，可根据水面宽度，会睡长度，结合卫星遥感数据，利用DEM （地面高程模型）和GIS （地理信息系统）技术，根据堰塞湖水体形状，用立体几何公式计算蓄水量。
由于条件的限制无法亲临堰塞湖现场和数据的匮乏，我们决定采用第一种方法，即公式法。
下面我们将对此方法进行修正。
△W=u [（Qin-Qout ）Δt ]无论是由于地震，火山爆发，还是泥石流等而形成的堰塞湖，最根本的原因都是因为外来物质堵塞了河流使得河水无法通过。
水利毕业论文基于洪灾损失率的北沙河洪水影响损失估算分析
水利毕业论文基于洪灾损失率的北沙河洪水影响损失估算分析基于洪灾损失率的北沙河洪水影响损失估算分析摘要：北沙河是我国一个重要的水利工程，然而，由于频繁的洪灾事件，该地区常常面临巨大的损失和影响。
因此，本论文旨在通过基于洪灾损失率的方法，对北沙河洪水的影响损失进行估算和分析。
本文首先介绍了洪水的基本概念和产生原因，接着详细分析了北沙河洪灾事件的历史数据和特点，然后提出了基于洪灾损失率的估算方法，并通过数据分析和模型计算得出了北沙河洪水的影响损失。
最后，针对所得结果进行了讨论和总结，提出了进一步的研究方向。
引言：水利工程是保障社会发展和人民生活安全的重要基础设施，然而，由于气候变化等原因，洪灾事件在我国多发频发。
北沙河水利工程是我国重要的水利工程，但由于地理特点和气候条件等原因，该地区经常面对洪水的威胁。
因此，对北沙河洪水影响损失进行准确的估算和分析，对水利工程的设计和防洪措施的制定具有重要意义。
1. 洪水的基本概念和产生原因洪水是指河流、湖泊等水域的水位超过警戒水位，造成周边地区受灾的自然灾害。
洪水的形成通常是由降水量过大、降水密度过大或不可适应的降水量引起的。
气候变化、植被变化和土地利用变化等因素都可能导致洪水的发生。
2. 北沙河洪灾事件的历史数据和特点通过对北沙河地区历史上的洪灾事件进行统计和分析，发现洪水的发生与当地的气候特点、降雨情况和水域地形等因素密切相关。
北沙河洪灾事件通常发生在夏季和秋季，且降雨量较大。
这些洪灾事件给当地居民的生活和财产安全带来了严重的威胁。
3. 基于洪灾损失率的估算方法基于洪灾损失率的方法是常用的洪水影响损失的估算方法。
该方法通过分析历史上的洪灾事件数据，建立洪水影响程度与损失之间的关系模型，然后根据实际洪灾情况，利用模型进行损失的估算。
4. 北沙河洪水的影响损失估算通过收集北沙河地区历史上的洪灾事件数据，利用基于洪灾损失率的方法进行影响损失的估算。
根据统计数据和模型计算，得出北沙河洪水的影响损失为X万元。
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基于对溃坝洪水计算的分析
[摘要]兴修水库，对防洪、灌溉、发电、航运、养殖都起着很大的作用，一般情况下，必须而且可以确保大坝的安全。
但是，由于某些特殊原因，例如战争、地震、超标洪水、大坝的施工质量不佳，地基不良及水库调度管理不当等，都会使坝体突然遭到破坏，而形成灾难性的溃坝洪水，给下游带来极其严重的危害。
因此，研究和预估溃坝洪水，对于合理确定水库的防洪标准和下游安全措施是非常必要的。
【关键词】洪水；计算；分析
1.前言
溃坝可分为瞬时全溃、部分溃和逐渐全溃。
不过，由于导致溃坝的因素甚为复杂，难于事先全面考虑，从最不利的结果着想，可以认为溃坝是瞬时完成的。
因此，以下仅对瞬时全溃或部分溃的情况进行讨论，所谓全溃是指坝体全部被冲毁；部分溃则指坝体未全冲毁，或溃口宽度未及整个坝长，或深度未达坝底，或二者兼有的情况。
实验表明溃坝水流的物理过程，如图1所示，溃坝初期，库内蓄水在水压和重力作用下，奔腾而出，在坝前形成负波，逆着水流方向向上游传播，称为落水逆波；在坝下形成正波，顺着水流方向向下游传播，称为涨水顺波。
由于波速随水深而增加a，所以落水逆波前边的波速总大于后面的波速，使其波形逐渐展平；坝下游涨水顺波的变化正相反，因为后面的波速总大于前面的波速，于是形成了后波赶前波的现象，使波额变陡，成为来势凶猛的立波。
例如，1928年美国圣弗兰西斯科坝失事，下游2.2km处观测得波额高达37m，万吨大的混凝土巨块都被冲走，不过，经过一段河槽调蓄及河床阻力作用之后，立波逐渐坦化，最终消失。
图2示意地表示出一次溃坝洪水在坝址及下游各断面的流量过程线，从图上可以看出，坝址处峰形极为尖瘦，溃坝后瞬息之间即达最大值，然后随时间的推移而急速下降，呈乙字形的退水线。
随着溃坝洪水向下游的演进，过程线逐渐变缓。
1.坝址断面（第I断面）；
2.坝下游第II断面；
3.坝下游第III断面；
4.坝下游第IV断面。
根据对溃坝水流物理过程的试验研究，曾提出许多关于溃坝流量过程计算方法及其向下游传播的演算方法，其中有些在理论上是比较严密的。
但这些方法计算工作量大，资料条件要求高，限于溃坝的边界条件难以定准，其计算成果的精度并不一定高。
因此，对于中小水库，多采用具有一定精度、且较为简便的半理论半经验公式或经验公式，计算坝址处溃坝最大流量及其向下游的传播。
2.坝址处溃坝最大流量的计算
调查溃坝的情况表明，中小水库的土坝、堆石坝短时间局部溃的较多，刚性坝（如拱坝）和山谷中的土坝容易瞬间溃毁，为安全计，对于设计情况可考虑按瞬间溃坝处理，以瞬间全溃及局部溃的最大水流理论为指导，在总结国内外各种计算方法的基础上，对所做600多次试验资料综合归纳，得到了适合于瞬间全溃或局部溃的坝址处溃坝最大流量计算公式。
经使用200多组溃坝试验记录和实际的溃坝资料，对该公式和国内外的其他公式进行检验，表明该公式适用条件广、计算精度高，误差均不超过20%。
Qm=0.27√g（L/B）1/10（B/b）1/3b（H-K’h）3/2 （1）
式中：Qm——坝址处溃坝最大流量（m3/s）；
g——重力加速度（m/s2）；
B——坝址处在库面宽（m），通常就等于坝长；
H——坝前水深（m），对于设计条件，可取坝高值；
L——库区长度（m），一般可采用坝址断面至库区上游库面突然缩小处的距离。
b——溃口的平均宽度（m），最大（全溃时）等于坝长，此值可按以下方法估计：当溃坝时的蓄水量V≥100万m3时，按b=k1V1/4B1/7H1/2估计（k1称坝体材质系数）。
对粘土类坝、粘土心墙或斜墙坝和混凝土坝取1.19，均质壤土坝取1.98）：当V<100万m3时，按b=k2（VH）1/4估计（坝体施工和管理质量好的k2取6.6差的取9.1）。
两式中，B、b、H的单位为m，V的单位为万m3。
B/b一般不应超过17；一溃口处残留坝体的平均高度（m），为安全计，对于设计条件可取h=0；
K’——经验系数，近似按K’=1.4（bh/BH）1/3估计。
3.溃坝最大流量向下游演进的计算
正如从图所看到的那样，坝址处的溃坝流量过程线在向下游演进中，将不断展平，溃坝的最大流量将很快衰减。
我们可以用非恒定流解法，由坝址处的溃坝流量过程逐段演算出下游各断面处的流量过程，从而得到各断面处的最大溃坝流量和出现时间，不过，这种做法非常麻烦，工作量很大，中小水库设计中使用的不多，这里只介绍一些使用简便且有一定精度的经验公式方法。
3.1水库下游某断面溃坝最大流量的计算
溃坝在下游某断面处形成的最大流量，根据国内外许多单位的研究，大都采用下面的经验
公式计算：Qm，l=V/（V/Qm+L/KVv）（2）
式中：Qm——坝址处的溃坝最大流量（m3/s）；
Qm，l——Qm演进至距坝址L处的溃坝最大流量（m3/s）；
V——溃坝时的水库有效蓄水容积（m3）；
v——洪水期间河道断面最大平均流速（m/s）；
kv——经验系数；
kVv值相当于洪水传播速度。
3.2溃坝最大流量到达下游某断面所需时间的计算
除了要知道溃坝之后在下游各断面形成的最大流量外，还需要估计它们在下游各断面什么时候出现，即需要计算溃坝最大流量从坝址下游某处的传播时间。
τ=kτ（L7/5/V1/5H1/2hm1/4）（3）
式中τ——溃坝最大流量从坝址到下游L处的传播时间（s）；
hm——下游断面处最大流量的平均水深（m），可根据式（2）计算的Qml 查该断面的水位流量关系曲线和水位平均水深关系曲线求得；
kτ——经验系数，等于0.8-1.2，水深小时取小值，大时取大值；
H——溃坝时的坝前水深（m）；
总之，溃坝洪水的计算，均属于经验性公式，由于情况复杂，资料又往往不足，故各种方法的计算成果可能相差较大。
目前对于十分重要的水库，都倾向于用物理模型结合详算法的电算来进行，而简化公式仅作为粗估之用。