西部水电工程控制技术：溃坝分析及洪峰高度计算

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：在分析坝址处溃坝后初瞬水流流态的基础上，假定河道底坡水平，忽略阻力影响，并近似认为溃坝前上下游流速为零，河道断面形状如图6.4-3所示。运用式，计算溃决洪峰传递至下游拟建坝址处的洪峰高度。表6.4-5下坝址处洪峰高度计算结果

崩滑堵江形成的天然堵江坝高几米至几百米，溃坝后形成的洪水异常凶猛。因此，做好溃坝洪水灾害的定量预测至关重要。其中，最受关注的问题是峰顶流量和洪峰演进变化预测，其计算方法如下。

1.溃决洪水顶峰流量计算

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图6.4-3　河道断面示意图

由于堵江坝体逐级溃决过程相当复杂，且计算结果也与实际出入较大。因此，为计算简便此处仅考虑坝体的瞬间全部溃决。在分析坝址处溃坝后初瞬水流流态的基础上，假定河道底坡水平，忽略阻力影响，并近似认为溃坝前上下游流速为零，河道断面形状如图6.4-3所示。设Bx=B（Hx/H1）n（n为河槽形状指数），利用特征线法，联解动力方程和连续方程，可得初溃水流的特征如下。

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则可归纳出统一的峰顶流量计算公式：

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式中：qm为峰顶流量，m3/s；λ为流量参数；B为坝长或全溃时溃口宽度，m；g为重力加速度，m/s2；H1为溃坝前（上游）水深，m。

本法适用于坝址下游为干涸河槽，或坝下游水深H0与坝前水深H1之比值小于一定的临界值。此临界值可由下式计算：

对于几种典型河槽断面，可参照表6.4-3进行计算。

2.溃决洪峰演进过程计算

溃决洪水洪峰高度演进是决定灾害程度的直接因素。溃决洪水过程线与溃坝型式、最大流量、入湖（库）流量、下游水位等有关，至今无统一推求方法。采用水量平衡原理分析出的概化过程线，作为近似的溃坝洪水过程线。图6.4-4（a）为四次抛物线形式，在溃决初瞬流量即达Qmax，紧接着流量迅速下降，最后趋近于上游来水量Q0；图6.4-4（b）为一条无因次溃决洪水过程线形式，即溃坝初瞬泄量由一初始流量迅速增至最大流量，再逐渐递降趋近于上游入库流量。(https://www.chuimin.cn)

表6.4-3　滑坡坝全溃时峰顶流量计算简表

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图6.4-4　溃坝洪水过程线

理论分析表明，坝体突然溃决后，溃坝洪水向下游传递的流态可分为上游静水区、过渡区、涌波区和下游静水区。一般采用不恒定流计算方法进行洪流演进计算，经检验可采用以下公式计算下游距坝址某处的洪峰高度Hmx：

式中：Hmx为距坝址x处洪峰高度，m；H10为溃坝最大水深，m；A为河谷断面系数，A=F/H（F为断面面积，H为断面高度）；i0为河床比降；W为堰塞湖库容，m3；x为下游距坝址距离，m。

此处选取乐安水电站林达滑坡为例计算峰顶流量和洪峰高度。对形成的堵江坝体，按式（6.4-12）计算溃决洪水的顶峰流量，其计算参数和计算结果见表6.4-4。

表6.4-4　溃坝峰顶流量计算结果

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在顶峰流量计算的基础上，分析溃决洪峰的演进过程。运用式（6.4-12），计算溃决洪峰传递至下游拟建坝址处（距离约6km）的洪峰高度。其计算参数和计算结果见表6.4-5：1号次级滑体局部滑动形成的堵江坝体一旦溃决，在下游拟建坝址处将形成13.25m高的洪峰；1号次级滑体整体滑动形成的堵江坝体溃决，将在拟建下坝址处形成23.54m高的洪峰；2号次级滑体局部滑动形成的堵江坝体溃决，在下游拟建坝址处将形成6.23m高的洪峰；2号次级滑体整体滑动形成的堵江坝体溃坝，在拟建坝址处会形成12.55m高的洪峰。

表6.4-5　下坝址处洪峰高度计算结果

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西部水电工程控制技术：溃坝分析及洪峰高度计算

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