本文關(guān)鍵詞：水庫潰壩數(shù)值模擬及風(fēng)險分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大壩潰決近幾年發(fā)生概率較低，但根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，一旦發(fā)生潰壩，尤其對水庫的下游城市而言，后果是災(zāi)難性的。因此，研究潰壩發(fā)生及發(fā)展過程、潰壩后果及風(fēng)險尤為重要。本文以長治市石子河上游的莊頭水庫作為研究對象，計算潰壩洪水過程線，結(jié)合計算機(jī)軟件MIKE對洪水演進(jìn)進(jìn)行數(shù)值模擬，最后對潰壩風(fēng)險及潰壩后果進(jìn)行了分析。希望能借此方法幫助人們了解小概率事件發(fā)生后相關(guān)地區(qū)受災(zāi)狀況及洪水發(fā)展動態(tài)趨勢，并能夠提前建立疏散方法及預(yù)警機(jī)制，將潰壩損失降至最低，進(jìn)而保障人民的生命財產(chǎn)安全。 通過系統(tǒng)分析我國大壩潰壩統(tǒng)計情況，闡述了潰壩事故發(fā)生對下游地區(qū)造成的嚴(yán)重后果，提出水庫潰壩數(shù)值模擬及風(fēng)險分析的必要性。并根據(jù)已有條件，計算出莊頭水庫不同重現(xiàn)期下的設(shè)計洪水，繪制出庫容水位關(guān)系曲線。 通過分析土石壩潰決方式，選定了兩種不同的土石壩潰決方式，綜合水庫的庫容、水位、壩高及潰口大小確定了5種計算工況，并在綜合考慮各種潰壩洪水過程線計算方法后，最終選定使用謝任之的“統(tǒng)一公式”計算出不同工況下的潰壩峰值流量及流量過程線。瞬時潰壩和逐漸潰壩兩種潰決方式比較，其流量過程完全不同，前者是開始潰壩時流量達(dá)到峰值，而后逐漸減小，直至庫容最低；而后者是潰壩流量先不斷增大，一段時間后達(dá)到峰值，然后逐漸減小，前者的潰壩歷時更短。 基于水動力學(xué)模型建立潰壩后洪水演進(jìn)的二維模型。根據(jù)壩址下游地形選取適當(dāng)研究區(qū)域，選取壩址處為入流開邊界，初始條件為潰壩流量條件，生成三角形非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，設(shè)定模擬的時間步長為60s，然后進(jìn)行模擬計算。對運(yùn)算結(jié)果淹沒范圍、淹沒水深、流速進(jìn)行輸出。選取兩個典型工況對模擬結(jié)果進(jìn)行分析，得出不同地區(qū)洪水淹沒范圍、最大淹沒水深、洪水流速及洪水演進(jìn)過程等。結(jié)果表明，由于山區(qū)地形復(fù)雜，上游低洼處水深最深達(dá)7m，流速最快達(dá)到6.4m/s，洪水演進(jìn)到下游之后，雖然模擬時間較短，傳播范圍不廣，但城市中心局部地區(qū)水深達(dá)到2.5m，是潰壩后下游重災(zāi)區(qū)，而瞬潰比逐漸潰情況下洪水傳播速度快得多。在對模擬結(jié)果分析的基礎(chǔ)上初步探討了風(fēng)險分析中潰壩概率的計算以及潰壩后果的分析計算，預(yù)測、評估洪水造成的人員財產(chǎn)損失。
【關(guān)鍵詞】：土石壩 潰壩 數(shù)值模擬 風(fēng)險分析
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV122.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-15
• 1.2.1 潰口流量過程的研究11
• 1.2.2 潰壩洪水演進(jìn)的研究11-13
• 1.2.3 潰壩風(fēng)險分析的研究13-15
• 1.3 研究內(nèi)容15
• 1.4 技術(shù)路線15-17
• 第二章 研究區(qū)域概況17-33
• 2.1 石子河流域17-20
• 2.1.1 流域概況17-19
• 2.1.2 氣象19-20
• 2.2 莊頭水庫工程概況20-22
• 2.3 莊頭水庫工程水文情況22-33
• 2.3.1 流域特征值量算22-23
• 2.3.2 設(shè)計暴雨計算23-25
• 2.3.3 流域產(chǎn)流計算25-28
• 2.3.4 流域匯流計算28-32
• 2.3.5 設(shè)計洪水計算結(jié)果32-33
• 第三章 潰壩洪水演進(jìn)二維數(shù)學(xué)模型33-39
• 3.1 MIKE21 水動力學(xué)模塊33-39
• 3.1.1 數(shù)學(xué)方程的求解34-36
• 3.1.2 水動力模型的建立36-39
• 第四章 潰壩洪水演進(jìn)模擬39-57
• 4.1 潰口流量計算分析39-45
• 4.1.1 潰決方式選擇39-40
• 4.1.2 潰口流量計算40-42
• 4.1.3 莊頭水庫潰口流量分析42-45
• 4.2 莊頭水庫潰壩洪水演進(jìn)模擬45-57
• 4.2.1 莊頭水庫下游洪水演進(jìn)模型構(gòu)建45-46
• 4.2.2 模型合理性驗(yàn)證46-48
• 4.2.3 洪水演進(jìn)模擬結(jié)果48-57
• 第五章 土石壩潰壩風(fēng)險分析57-67
• 5.1 潰壩風(fēng)險分析理論57-61
• 5.1.1 風(fēng)險分析的基本概念57-59
• 5.1.2 風(fēng)險分析的目的59
• 5.1.3 風(fēng)險分析的內(nèi)容59-61
• 5.2 潰壩概率計算61-64
• 5.2.1 計算方法61-63
• 5.2.2 莊頭水庫潰壩概率計算63-64
• 5.3 潰壩后果估算分析64-67
• 第六章 結(jié)論與建議67-69
• 6.1 結(jié)論67-68
• 6.2 建議68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-75
• 碩士期間所獲得的成果75

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：水庫潰壩數(shù)值模擬及風(fēng)險分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：437720