混凝土坝溃口在不同溃决方式下水力特性研究

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本文运用物理模型和数值模拟相结合的方法,以某工程实际河道地形为建立实验模型基础,在假定溃口尺寸最终相同且位于枢纽中部的条件下,对溃口坝体在整体滑移溃坝、以大坝建基面纵向中线为轴向下游旋转倒塌溃坝和坝体以开门式向下游打开溃坝这三种溃决方式下进行了试验和数值模拟研究。分析了在这三种溃决方式下的溃口的水位、流速、流量以及溃坝波在上游的传播变化过程,尤其对溃口流量的变化与经验计算方法的流量过程进行详细对比分析,得到如下具体研究成果:  (1)试验各溃决工况下的溃口流量过程线与对应工况下经验算法得到的理论流量过程线相比,由于溃决过程中的流量过程线在溃决后短时间内有一个流量陡增的过程,相比经验算法它能更好的描述坝体溃决后溃口初期的流量变化;流量陡增后的一段时间内考虑溃决过程的流量过程线与理论流量过程线吻合较高;随后考虑溃决过程的流量过程线均逐渐小于理论流量过程。经验算法并不能准确的描述溃口流量的变化过程。  (2)在同种坝体溃决方式下,下游水位的增加会减小溃口的最大流量值以及推迟溃口最大流量的出现时间,但这种推迟幅度很小。下游水位增加的同时还会使得溃口水位的下降速度降低,但对溃口初始几秒内的水位变化影响较小。  (3)得到溃坝负波在三种溃决方式下,其首波在向上游传播过程中到达上游各水位测点的时间几乎相同。
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