水庫大壩潰堤模擬技術與分析

摘要：針對水庫大壩潰堤的破壞性分析問題，本文提出了改進兩方程湍流模型和高濃度顆粒流模型，用于分析水庫水從潰口漫溢時的流速變化、黏度變化以及對流經區域的沖蝕影響和泥沙沉積影響。其后，在Flow3D平臺上建立了水庫大壩潰口流場模型，設置仿真條件，進行模擬仿真試驗。試驗結果顯示，水庫大壩出現潰堤后，從潰口涌出的湍流龍頭流速呈先升、后降的趨勢，并且會在覆蓋流場上沉積大量泥沙。

關鍵詞：水利工程；水庫大壩；潰堤問題；模擬試驗

中圖分類號：TV69""""""""" 文獻標志碼：A

為了更高效地利用水資源，人類興建了大量水利工程，用于水資源的存儲和水勢能的蓄積。水庫是非常常見的一種水利工程[1]。水庫可為局部地區提供飲用水，或通過蓄水利用高度差完成水利發電。在現代化的生態系統建設中，水庫還會在生態協調、美化環境和濕潤空氣起重要作用[2]。但汛期來臨時，水位上漲，會對周邊地區，尤其是地勢相對較低的下游地區產生威脅。為了確保水庫安全，通常會通過大壩堤防防止水庫水溢出[3]。但是，在持續高水位的壓力作用和侵蝕作用下，一旦大壩出現局部破裂，就會發生潰堤。水庫大壩潰堤會造成重大的安全事故。因此，分析大壩整體可能出現的潰堤風險和潰堤后的影響具有十分重要的意義。目前，根據流體理論模型和仿真軟件對水庫大壩模型進行模擬是最有效的一種手段。

1水庫大壩潰堤問題的流體力學模型