梯级水库群溃洪水演进特性研究

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本文运用理论分析与数值模拟相结合的方法,以淮河支流淠河的4个梯级水库为基础,建立淠河流域整体二维水动力数学模型。假定混凝土坝溃坝方式为瞬时全溃的情况下,对不同溃坝组合进行数值模拟研究,分析了溃坝洪水在水库区及下游河道传播过程中的水位、流速、流量等水力学参数的变化过程,尤其对溃坝洪水对下游霍山县域及六安市区的淹没影响作了详细的分析,对淠河流域及淮河干流的防洪预案制定具有一定的参考作用。并在此基础上,对梯级水库群溃不同条件下洪水波演进特性进行了归纳总结分析,具体内容如下:  利用二维水动力学模型对淠河流域进行了洪水分析,为对淠河流域及淮河干流的防洪预案提供一定的参考。结果表明,在西淠河下游佛子岭水库漫顶不溃决情况下,磨子岭水库和白莲崖水库并联溃决时危害较大,漫顶下泄洪峰流量为60000m3/s,洪水约1小时到达霍山县域,约3时50分后到达六安市区,在4时30分霍山县达到最大淹没面积,淹没面积较小。在西淠河上两级水库相继溃决情况下,三座水库全部溃决的危害性更大,洪峰流量约336000m3/s,是佛子岭不溃决工况的5.6倍,溃坝洪水约40分到达霍山县域,约3时10分后到达六安市区,在2时20分霍山县达到最大淹没面积,淹没面积大,在15时30分六安市达到最大淹没面积,淹没面积较大。当叠加东淠河响洪甸水库溃决洪水条件下,由于响洪甸水库库容量大,溃坝后较长时间内都处于较大流量,使得下游河道在相当长的一段时间内都处于较高洪水位。当东、西淠河四座水库全溃决时,霍山县及六安市淹没范围最大,淹没历时最长,危害最大。  分析了梯级水库群溃洪水的演进特性。梯级水库连溃时,上游溃坝洪水演进到下游水库回水末端时会形成涌波,由于上游溃坝洪水形成的在下游水库表面行进的溃坝波,及其引起的下游水库蓄水位的共同作用,佛子岭坝前水位过程线上升段表现为凹曲线,而佛子岭下游河道水位过程线仅受溃坝波的影响,其上升段表现为凸曲线。与佛子岭单溃相比,梯级连锁溃坝时佛子岭坝前水位过程线出现明显的峰值。
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