為了開(kāi)發(fā)利用水資源,我國(guó)修建了大量的水庫(kù)大壩。水庫(kù)大壩在最大限度實(shí)現(xiàn)水資源綜合利用的同時(shí),也孕育著潛在的風(fēng)險(xiǎn)。隨著時(shí)間的推移,許多水庫(kù)不可避免地出現(xiàn)老化、壩體病險(xiǎn)的現(xiàn)象。當(dāng)病險(xiǎn)積累到一定程度,或者出現(xiàn)極端的外來(lái)荷載時(shí),比如突發(fā)的地震、迅猛的洪水、戰(zhàn)爭(zhēng)等,水庫(kù)大壩可能會(huì)潰決。潰壩是水庫(kù)大壩的極端風(fēng)險(xiǎn)后果,目前關(guān)于潰壩的研究主要是單個(gè)潰壩洪水的演進(jìn)規(guī)律研究,而針對(duì)梯級(jí)水庫(kù)上游大壩潰決而下游大壩不潰的洪水演進(jìn)、回流影響以及壩前洪水的爬升過(guò)程等方面的研究并不多。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,通過(guò)向下快速抽離閘門(mén)的方式實(shí)現(xiàn)了上游水體自頂部向下迅速潰決,在矩形斷面水槽中,進(jìn)行了一系列的潰壩試驗(yàn)。主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)利用梯級(jí)水槽模型開(kāi)展不同下游初始水深條件的潰壩試驗(yàn),結(jié)果表明:下游水庫(kù)初始水深對(duì)潰壩水流運(yùn)動(dòng)模式有很大的影響,潰壩洪水在下游庫(kù)區(qū)的演進(jìn)過(guò)程,根據(jù)下游庫(kù)區(qū)內(nèi)的初始水深可以大致分為三種模式,即爬升模式、躍沖模式、推進(jìn)模式。(2)在上游水庫(kù)大壩潰決而下游水庫(kù)大壩不潰壩情況下,上游大壩(即閘門(mén))處洪水的演進(jìn)過(guò)程明顯分成四個(gè)階段,即水位迅速下降階段、水位相對(duì)穩(wěn)定階段、水位上升階段和水位緩慢下降階段。(3)上下游庫(kù)區(qū)初始水位即上下游庫(kù)區(qū)水頭差對(duì)潰壩洪水演進(jìn)過(guò)程中的流速、壩前洪水爬升高度有較大影響,由于下游庫(kù)區(qū)水體的阻礙,相對(duì)于下游庫(kù)區(qū)無(wú)水情況,下游庫(kù)區(qū)有水情況下上游潰壩洪水進(jìn)入庫(kù)區(qū)后的演進(jìn)及回流速度顯著減小。(4)潰壩洪水到達(dá)下游壩面后發(fā)生回流,在回流產(chǎn)生的負(fù)波與向下游傳播的潰壩波的交界面也會(huì)產(chǎn)生噴射流,噴射流的大小與下游庫(kù)區(qū)的水深呈正相關(guān)關(guān)系,且該噴射流的規(guī)模比潰壩洪水向下游演進(jìn)過(guò)程中形成的噴射流大。圖[25]表[6]參[81]
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TV122.4
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

槽底用水泥層均勻覆蓋，水泥上鋪設(shè)有河卵石以增加河床阻力并模擬河床底形。在水槽下方有不銹鋼做成的水箱，水槽中的水流從尾門(mén)流出，進(jìn)入水箱，從而達(dá)到循環(huán)往復(fù)效果，避免造成水資源的浪費(fèi)。在梯級(jí)水槽中，設(shè)有三個(gè)閘門(mén)來(lái)模擬梯級(jí)水壩，三個(gè)閘門(mén)分別位于距離水槽上游邊壁 370cm、590 cm 和800 cm 處。閘門(mén) 1、2 和 3 將水槽分為 3 部分，分別為上游、中游和下游，閘門(mén) 后面為出水區(qū)。此次試驗(yàn)的目的是探究上游大壩潰決而下游大壩不潰時(shí)，潰壩水流的演進(jìn)情況，即第一個(gè)閘門(mén)開(kāi)啟而第二個(gè)閘門(mén)關(guān)閉時(shí)，水槽上游水流傾塌演進(jìn)情況，因此本次試驗(yàn)所用梯級(jí)水槽為上游和中游部分，下游部分僅作為排水區(qū)來(lái)使用。試驗(yàn)所用的閘門(mén)的材質(zhì)是鑄鐵鋼板，厚度達(dá)到了 4 mm，閘門(mén) 1 和 2 重約25 kg。下游初始水深由出口處的尾門(mén)調(diào)節(jié)，當(dāng)下游水深達(dá)到試驗(yàn)要求時(shí)，將閘門(mén)3 升起；中游初始水深由閘門(mén) 3 控制，當(dāng)中游水深達(dá)到試驗(yàn)要求時(shí)，升起閘門(mén) 2之后利用尾門(mén)來(lái)控制下游水深以達(dá)到試驗(yàn)要求。當(dāng)閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)，上游水庫(kù)中蓄存的水迅速下泄在梯級(jí)水槽中形成了潰壩水流。圖 2 中出現(xiàn)的 A1、A2、A3 點(diǎn)為WR2088LT 型水位變送器放置位置，S 點(diǎn)為 ADV 測(cè)速儀放置位置。

安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文利用，避免造成水資源的浪費(fèi)，如圖 3 所示。水泵控制系統(tǒng)由水泵智能控制器與離心泵兩部分組成。水泵智能控制器有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作模式可供選擇，而且在梯級(jí)水槽滿水時(shí)或下方的水箱缺水時(shí)，水泵智能控制器能夠發(fā)生警告信號(hào)。離心泵不僅具有高揚(yáng)程（最大揚(yáng)程可達(dá) 30 m）、大流量的特點(diǎn)，而且高效節(jié)能，對(duì)電力資源占用較少。水泵內(nèi)部的水力部件經(jīng)防銹處理，其使用壽命得到延長(zhǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2831072