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大坝和堤防工程是人类为了兴水利、除水害修建的重要建筑物,但堤坝一旦溃决,将带来不可估量的生命财产损失,在不可避免的堤坝溃决事故发生后若能迅速制定快速有效的封堵措施,将大大减少堤坝溃决所造成的损失,因此,通过数值模拟等手段研究不同工况下堤坝决口的水力学特性,并据此制定快速的准确有效的抢险封堵措施具有重要的现实意义。本文在研究堤坝溃决的研究背景及意义,分析国内外堤坝溃决水流的理论解和数值模拟方法的基础上,主要研究了以下内容:(1)运用FLOW-3D软件对局部瞬间溃坝、矩形障碍物溃坝及三角形障碍溃坝三个广泛采用的算例进行数值模拟,并将FLOW-3D的计算结果与Soares Frazao、C.Biscarini、Wang等文献结果具有代表性的作了对比,结果基本一致。验证了数值模型的准确性,明确了基于FLOW-3D对堤防决口水力学特性的模拟可行性。(2)在FLOW-3D对前述三个经典算例进行验证的基础上,运用FLOW-3D对直河道下堤防决口不同口门形状、不同口门宽度下的决口水力学特性进行三维数值模拟,从而得到堤防决口在这两种不同条件下的决口处的流场、流量、流速、水头等水力学特性。(3)对决口封堵材料的粒径要求进行简要分析,利用FLOW-3D对立堵、平堵法决口封堵的水力学特性进行了数值模拟,得到封堵过程中决口的水位、水位场分布、流速及流速场分布等水力学特性的变化特征,根据决口处流速分布特点,对封堵技术方案进行了探讨,为堤防抢险及制定堤防决口封堵方案提供依据。