土石坝漫顶溃坝及其对下游堤防的影响

摘要

我国大量的水库工程，尤其是中小型水库工程，采用了土石坝作为挡水建筑物。随着我国经济社会的发展，土石坝溃坝的潜在风险越来越受到重视。漫顶溃决是土石坝溃决的常见形式之一，主要由水库遭遇超标准洪水、泄洪设施运行不利等原因引起。
　　土石坝一旦发生溃决，将给下游流域的防洪带来极大的威胁，大量的库水在短时间内倾入下游河道，流量可能远超自然状态下的洪水。如果水流翻过堤防，将给两岸人民的生命财产造成巨大损失。而在通常情况下，河流的堤防工程设计，难以考虑水库溃坝引起的超大洪水。因此有必要对土石坝溃坝引起洪水的过程进行模拟预测，分析其对下游堤防工程的影响，为开展防洪规划和制定防洪应急预案提供参考。本文研究了土石坝发生漫顶溃坝时的流量计算方法，并分析其对下游河道堤防的影响，完成主要工作包括:
　　第一，在总结前人对土石坝漫顶溃坝问题研究的基础上，提出了一种计算土石坝漫顶溃坝流量的数值实现方法，并针对两个不同的溃坝流量计算模型，编制了计算程序。通过这两个模型对同一个工程实例的模拟，验证了本文提出的计算方法和程序。
　　第二，采用水面线计算软件包HEC-RES分别对溃坝洪水在几种典型断面河道中的演进进行了分析，分析了上游发生溃坝的情况下，下游堤防的安全状况。
　　第三，结合安全度分析的方法，探讨了土石坝——河道体系风险的防控措施。
　　本文将土石坝——河道作为一个综合系统，对土石坝溃坝、洪水演进、洪水对堤防的影响进行了系统分析，有助于更合理地评价土石坝和堤防工程的安全性，以及更合理地开展流域防洪应急管理。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外土石坝安全风险分析研究状况

1．2．2 国内外土石坝溃决机制研究现状

1．2．3 溃坝洪水演进的理论分析研究现状

1．3 问题的提出

1．4 论文的主要内容及预期成果和创新点

1．4．1 论文的主要内容

1．4．2 论文的预期成果和创新点

第2章 土石坝漫坝溃坝成因及常用计算方法

2．1 土石坝溃坝的原因

2．1．1 洪水溢漫坝顶致使溃坝

2．1．2 土石坝渗漏致使溃坝

2．1．3 土石坝结构破坏致使溃坝

2．1．4 坝体滑坡致使溃坝

2．1．5 地震等自然灾害引起溃坝

2．1．6 人为不当因素致使溃坝

2．2 土石坝漫顶溃坝的常用计算方法

2．2．1 铁道部科学研究院公式

2．2．2 肖克利契公式

2．2．3 辽宁水利局公式

2．2．4 水库下游断面溃坝最大流量计算方法

第3章 土石坝溃坝流量概化计算及风险分析

3．1 土石坝溃口概化模拟分析

3．1．1 模型一概化计算过程

3．1．2 模型二概化计算过程

3．2 概化分析模型的算例验证

3．2．1 工程实例

3．2．2 模型一的计算结果与分析

3．2．3 模型二的计算结果与分析

3．2．4 两种模型的对比

3．3 结论

第4章 HEC-RAS运用与河道洪水演进

4．1 HEC-RAS简介

4．2 HEC-RAS的洪水演进模拟

4．2．1 HEC-RAS的模型建立

4．2．2 溃坝洪水在河道中的演进

4．3 衰减后的溃坝洪水对堤防的影响

4．4 本章结语

第5章 土石坝溃坝与洪水演进风险分析

5．1 土石坝溃坝风险

5．2 溃决与洪水演进风险分析

5．2．1 土石坝安全度分析

5．2．2 溃坝洪水安全度分析

5．2．3 土石坝与河道系统的安全度与风险分析

5．3 降低系统风险的措施

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

在校期间发表的学术论文及其他成果

致谢