考慮不同泄流槽方案的堰塞壩潰決機理分析
——以唐家山堰塞壩為例*

?

考慮不同泄流槽方案的堰塞壩潰決機理分析
——以唐家山堰塞壩為例*

近年來，頻發(fā)的地質(zhì)構(gòu)造活動和極端氣候災害誘發(fā)了大量堰塞壩，嚴重威脅上下游群眾的生命財產(chǎn)安全。開挖泄流槽是最常用降低堰塞壩潰決風險的措施，由于時間非常急迫、交通極度癱瘓，其開挖量非常有限，因此如何利用有限的開挖量將潰壩風險降低至最小是亟待解決的問題。本文基于水土耦合沖刷機理，提出了考慮不同泄流槽方案的堰塞壩潰決機理分析方法，并應用于唐家山堰塞壩。該方法根據(jù)水力學參數(shù)和壩體抗沖刷性參數(shù)動態(tài)計算瞬時壩體沖刷率，進而分析泄流槽對潰決全過程的影響，從而自動獲取最優(yōu)的泄流槽設計方案。將此方法應用于唐家山堰塞壩案例發(fā)現(xiàn)：唐家山堰塞壩泄流槽最優(yōu)設計時潰壩洪峰流量為1700m3·s-1，小于實際峰值流量6500m3·s-1，主要是因為增大泄流槽的縱坡率，顯著增強潰壩前的沖刷并形成雙洪峰，從而有效降低了潰決峰值流量。由于復合槽相對較小的水力半徑限制了潰壩前的沖刷，使得臨潰時水位較高，因此潰壩峰值流量比單槽大，潰壩風險降低效果不如單槽。

堰塞壩 泄流槽 優(yōu)化設計 峰值流量 復合槽

0 引 言

堰塞壩是由地震、強降雨等使山體發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等堵塞河道形成的天然壩(趙萬玉等， 2011)。2008年5月12日MS8.0級汶川地震引發(fā)至少257個堰塞壩，其中規(guī)模最大的壩高82m、庫容3.16×108m3的唐家山堰塞壩(Cui et al.，2009)，迫使下游20萬人緊急撤離(石振明等， 2014)。……