考虑河床坡度和泄流槽横断面影响的堰塞坝溃决过程试验研究
2022-09-21石振明张公鼎马晨议
水文地质工程地质 2022年5期
石振明,张公鼎,彭 铭,马晨议
(1.同济大学土木工程学院地下建筑与工程系, 上海 200092;2.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室, 上海 200092)
堰塞坝是滑坡体在运动过程中受到地形阻碍而在河道沟谷中堆积形成的天然地质体[1-2]。由于没有经过人工压实和改造,堰塞坝通常呈不规则形状,材料粒径变化范围广,坝体结构松散,缺乏足够的稳定性[3-4],因此极易在短时间内发生溃决[5-6]。溃决后的洪水会严重威胁下游人员生命和财产安全,例如1933年叠溪堰塞坝[7-8]和2000年易贡堰塞坝[9-10]溃决均对下游造成了巨大危害。为了预防或减轻堰塞坝溃决后的洪水灾害,对于潜在风险较大的堰塞坝,常采取的工程措施是在坝顶低凹处开挖满足设计过流要求的泄流槽,降低堰塞湖水位和库容,清除坝体表面高冲蚀性物质,以提前引流泄洪,控制溃口发展和溃决流量,以降低堰塞坝的溃决风险及危害,最终达到排除险情的目的[11]。因此,开展不同地形条件和工程处置措施对堰塞坝溃决过程影响的研究具有重要意义。
长期以来,水槽模型试验是研究堰塞坝溃决过程和溃决机理的重要手段。例如,Gregoretti 等[12]开展了粒径范围分别为2~5 mm、5~9.5 mm 和6~13 mm的3 种砾石材料堰塞坝的溃决试验,研究了无泄流槽条件下的坝体破坏模式,提出了基于坝前水位的堰塞坝破坏临界条件。Chen 等[13]通过水槽试验分别模拟了由地震和降雨诱发的2 种不同特性堰塞坝的溃决过程,研究了坝体材料和坝体形态等因素对堰塞坝破坏模式和下游沉积情况的影响。……
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