溃坝洪水在河谷中的演进模拟——以波兰的大坝为例

摘要

大坝会对其下游河谷地区的居民和基础设施造成潜在威胁.波兰法律规定,必须要对第Ⅰ类和第Ⅱ类水利工程建筑物的溃坝情况进行分析,并且要对洪水波运动、波高及危险区域进行确认.不同法规都对大坝类别做出了定义,建筑物高度和水库高度及储水量等决定大坝的类别.由于很多分析是多年前进行的,因此很有必要通过现代数值法对大多数的分析结果进行验证.最新的洪水演进数学模型以及采用地理信息系统的数值地形模型将运用到波兰目前已完成的新项目框架中.本论文阐述了Besko溃坝后在Wislok河谷洪水波的预测结果.rn Besko水库数值计算的例子解决了最重要的问题（预测溃坝后带来的水力方面的影响），即河谷下游的最高水位和排水率、接近河谷特定区域的水位变化时间、洪水分布和纵向水位概况。了解这些参数，特别是洪水区的水深，可完成对风险进行分析。rn 根据认可的溃坝方案得出的数值模拟结果显示，大坝溃口的出水流量比Besko大坝断面的控制流量大10倍。溃坝15min后，溃口的水位下降了3m，5h后，下降了18.5m多。河谷的分布使得水库中的水波涛汹涌地往外流，在宽大的Besko河谷中停留了下来，然后流出了狭窄的Wislok深谷。溃坝11min后，水流出了长5km的区域。洪水行波使得宽广的Besko河谷中的水位大约升高了1m，下流河谷中的水位升高了0.70m。狭窄的沟壑，也就是大坝的下游，在13m处的水位之差是最大的。