本文關鍵詞：雪隆囊古堰塞壩潰決洪水演進數值模擬研究

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【摘要】：滑坡堵江事件在國內外廣泛存在,形成的堰塞壩的穩(wěn)定性一般不高,當受到暴雨、地震等作用時,堰塞壩就可能發(fā)生潰壩,瞬間產生的巨大洪水對下游河道及沿河兩岸造成毀滅性破壞。因此潰壩洪水計算意義重大,而其中洪峰流量又直接決定了潰壩洪水的災害程度。合理的洪峰流量計算對評估滑坡壩危險性、滑坡壩的治理和減災防災具有重要意義。但目前對于古堰塞壩潰決研究成果較少.本次研究雪隆囊古堰塞壩潰決是該堰塞壩潰決研究前沿質料,對于古堰塞壩后續(xù)研究有重要意義,也豐富了古堰塞壩研究資料。國內外目前有許多計算洪峰流量的方法,它們是基于不同原理來計算的。本文采用幾種方法對金沙江上的雪隆囊古堰塞壩潰決時的洪峰流量進行了反演計算,并進行了對比和分析。通過反演計算,得出雪隆囊古堰塞壩的潰決洪峰流量在10168?~16091?之間。本文引入基于有限體積法和VOF(Volume of Fluid)方法的Fluent軟件對潰壩洪水進行數值模擬,采用Gambit建立潰壩模型。本文分別對潰壩洪水進行二維模擬和三維模擬。二維模擬采用梯形潰口底部無坡降和梯形潰口底部存在坡降兩種模型進行對比分析,結果表明潰口底部存在坡降加速潰壩洪水演進,證明在堰塞壩潰決過程中洪水對潰口底部的沖刷加速堰塞壩潰決,加快潰壩洪水流速。三維模型采用梯形潰口,底部無坡降。三維數值模擬結果表明堰塞壩潰決洪水水體邊緣湍流是形成壩體下游混雜堆積的主要原因。三維數值模擬中得出潰決洪水流量在壩體下游300m處洪水流量為9087?,200m處洪水流量為13205?,100m處洪水流量為19381?,壩體根部位置洪水流量為23419?。與回歸方程法、利用沉積物粒度尺寸反演潰壩洪峰流量計算方法所得結果接近,兩者相互驗證。
【關鍵詞】：古堰塞壩 潰決洪水洪峰流量 反演計算 Fluent 數值模擬
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV122.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 引言11-19
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 潰決洪水計算研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 堰塞壩潰決模擬研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 研究內容以及技術路線17-19
• 2 研究區(qū)概況19-24
• 2.1 地理位置19
• 2.2 地形地貌19-20
• 2.3 地質構造20
• 2.4 地層巖性20-23
• 2.5 水文地質23-24
• 3 雪隆囊古堰塞壩概況24-30
• 3.1 古堰塞壩特征24-25
• 3.2 古堰塞湖沉積特征25-27
• 3.3 古堰塞壩潰決沉積特征27-30
• 4 古堰塞壩潰決洪水計算30-56
• 4.1 洪峰流量計算方法30-41
• 4.1.1 國內標準中的計算方法30-32
• 4.1.2 物理預測計算法32-34
• 4.1.3 水流能量計算法34-41
• 4.2 雪隆囊堰塞壩潰決洪峰流量反演計算41-54
• 4.2.1 回歸方程法42-43
• 4.2.2 利用沉積物粒度重建古洪水43-51
• 4.2.3 結果分析與討論51-54
• 4.3 本章小結54-56
• 5 堰塞壩潰決洪水數值模擬分析56-79
• 5.1 堰塞壩潰決模式、潰口形狀和潰壩模型56-60
• 5.1.1 堰塞壩潰決模式56-57
• 5.1.2 潰口幾何形狀模型57-58
• 5.1.3 潰壩模型58-60
• 5.2 Fluent軟件介紹60-64
• 5.2.1 Fluent模擬采用數學模型60-64
• 5.2.2 Fluent模擬流程64
• 5.3 潰決水流二維數值模擬64-72
• 5.3.1 潰口底部無坡降數值模擬64-67
• 5.3.2 潰口底部存在坡降數值模擬67-69
• 5.3.3 二維模擬結果分析對比69-72
• 5.4 潰決水流三維數值模擬72-78
• 5.4.1 潰決水流三維數值模擬模型建立72-74
• 5.4.2 潰決水流三維數值計算74-78
• 5.5 本章小結78-79
• 6 結論與展望79-82
• 6.1 結論79-80
• 6.2 展望80-82
• 致謝82-83
• 參考文獻83-88

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本文編號：705234