典型堤防溃口水力特性的试验研究
2020-08-21李晓晨马洪福刘明潇董明家
中国农村水利水电 2020年8期
李晓晨,马洪福,刘明潇,董明家
(1.华北水利水电大学水利学院,郑州 450046;2.华北水利水电大学水力学及河流研究所,郑州 450046;3.水发规划设计有限公司,济南 250100)
我国是一个地域广阔、洪涝灾害频生的国家。洪涝灾害引发的大坝、堤防溃决严重影响了当地的正常经济发展,严重威胁了人民群众的正常生产生活和生命财产安全。例如在过去将近150年中,黄河大堤发生决口96次[1]。黄河中下游地区,在历史上深受堤防溃口带来的巨大灾难。堤防作为约束河流的最重要工程手段,被广泛用于保护河流两岸的居民和工农业生产。然而由于技术和自然地理条件限制,并不能保证堤防在任何上游来流流量下的绝对安全。当上游来流超过堤防的抵御能力,或在汛期抢险不当,都会导致堤防出现溃口[2]。因此,研究溃堤水流规律,会对溃堤灾害的预防和处理提供重要的参考价值。
堤防溃口附近的水流运动规律极其复杂,在模型试验方面,国内外学者针对溃口的水力模型试验展开了诸多研究。SOARES-FRAZO等[3]、BELLOS等[4]分别进行的水力模型实验,揭示了洪水波在不同条件下的流动规律。孙芦忠等[5]通过分析溃口口门处水力学参数的变化规律得出了计算口门流量的经验公式;陆灵威[6]则通过物理模型实验,模拟了溃堤发生时河道和洪泛区内水流过程。张晓雷等[7]进行了堤漫滩洪水的概化模型试验,模拟了生产堤溃决后主槽内的水位变化及不同程度漫滩洪水的传播过程。但溃口的堵复工作多在溃口中后期开展,针对溃口中后期口门和洪泛区的水流运动规律仍需要进一步研究。……
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