近坝库区狭窄河道滑坡涌浪产生及其传播规律研究

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近坝库区狭窄河道滑坡由于在水库高水位运行、强降雨、地震等作用因数下,隐患滑坡体长期处于干湿条件中容易发生失稳下滑,大规模滑坡入水激起巨大涌浪,涌浪横向传播危害过往船只,涌浪纵向传播危害大坝安全及河道沿岸人民生命财产安全甚至引发漫坝和溃坝事故,造成巨大人员和经济损失。因此有必要研究近坝水库岸坡塌滑激起涌浪的初始最大高度及其影响因素、分析其传播规律,研究成果对科学预防、预测和减少滑坡涌浪造成的灾害损失具有重要的现实意义。  本文以青海省某山区狭窄河道型库区为依托背景,结合物理水槽概化实验和数值模拟研究探讨了近坝库区狭窄河道滑坡涌浪产生及其传播规律。论文首先概述滑坡涌浪的分类及其产生过程,接着结合实验现象明确定义滑坡涌浪最大首浪高度。针对近坝库区滑坡体设计三种形状、六个滑块进行物理模型实验研究;探讨了相对涌浪高度随形状、相对下滑高度、相对体积因素的变化规律;得出了初始涌浪最大高度计算经验公式;分析了涌浪的爬高、横向及纵向传播规律;并借助明渠非恒定流中的连续性方程和运动方程对滑坡涌浪沿程急剧衰减阶段进行了理论解析,通过量纲分析与回归分析给出了河道沿程涌浪高度衰减传播经验公式;简化得出坝前涌浪动水压强计算荷载。最后基于FLOW-3D软件建立三维数值水槽,运用物理实验数据对数值水槽进行了验证,对近坝库区狭窄河道滑坡涌浪的产生过程与传播过程实现了可视化。
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