超标准洪水下土石坝溃决快速判别分析

摘要

受全球性气候变化影响,我国极端天气事件明显增多,超标准洪水灾害的突发性、反常性、不可预见性日显突出,对水库大坝安全提出了巨大挑战。超标准洪水漫顶条件下土石坝溃决的快速判别对于防洪决策尤为重要,然而,由于土石坝坝体结构十分复杂,影响其稳定性的因素众多,迄今尚无可靠、快速判别的方法可资使用。因此,寻找一种能够在超标准洪水来临、发生漫顶情况下快速准确判别坝体稳定性的方法迫在眉睫。借鉴国内外堰塞坝稳定性相关研究成果,基于收集到的大量国内外历史溃坝资料,利用判别分析法,建立了考虑坝体材料特性的超标准洪水条件下土石坝溃决快速判别模型,并对该方法运用的原理进行介绍、运用条件进行讨论。结果表明,判别分析法能应用于超标准洪水条件下土石坝溃决快速判别分析,基于判别分析法建立的超标准洪水条件下土石坝溃决快速判别模型定性合理、定量正确,可为防灾预警提供参考。该模型揭示,土石坝溃决是水流主动力与坝体抗力力量对比的结果。集水面积代表了影响坝体稳定性的水流主动力,而坝体材料起动摩阻流速、坝高、坝宽、坝长则体现了坝体抗力。判别分析模型还可给出各参数对判别结果的影响权重。结果显示,超标准洪水条件下坝体稳定性影响权重从大到小依次为集水面积、坝体材料起动摩阻流速、坝高、坝宽、坝长。