未襯砌溢洪道沖刷數(shù)值模擬研究.pdf

1、未襯砌溢洪道的沖刷一直是很有工程價(jià)值的問(wèn)題。溢洪道沖刷不僅可影響水庫(kù)安全泄洪，也有可能危機(jī)大壩安全。國(guó)內(nèi)外對(duì)溢洪道局部沖刷的水動(dòng)力學(xué)特性和最大沖深進(jìn)行了較多的研究，但對(duì)未襯砌溢洪道的一般沖刷還缺乏深入研究。本文針對(duì)未襯砌溢洪道一般沖刷問(wèn)題，基于水深平均的二維水沙數(shù)學(xué)模型(CCHE2D)，對(duì)溢洪道沖刷的過(guò)程進(jìn)行了二維數(shù)值模擬。主要研究?jī)?nèi)容及成果有:
　　 (1)基于溢洪道的沖刷機(jī)理，按水流運(yùn)動(dòng)特性對(duì)溢洪道沖刷進(jìn)行了分類;介紹了評(píng)估

2、巖石可沖刷性的兩種主要方法:沖刷指數(shù)法（EIM法）及改進(jìn)的沖刷指數(shù)法（改進(jìn)EIM法）。這兩種方法把水流的水動(dòng)力特性與巖石的抗沖性結(jié)合到一起，可用于預(yù)測(cè)未襯砌溢洪道的沖刷性。
　　 (2)為模擬巖石的沖刷，建立了考慮巖石可沖刷性的平面二維水沙數(shù)學(xué)模型，包括水動(dòng)力模型、泥沙模型和基巖沖刷模型。基巖沖刷模型的引入使該模型不同于以往的水沙模型，可用于解決未襯砌溢洪道的沖刷問(wèn)題。
　　 (3)采用試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，對(duì)岸堤水庫(kù)溢洪

3、道的水動(dòng)力特性進(jìn)行了研究。模擬結(jié)果與試驗(yàn)觀測(cè)資料吻合較好。
　　 (4)采用水深平均的二維水沙數(shù)學(xué)模型，研究了未襯砌溢洪道的沖刷特性。除基本的水動(dòng)力、泥沙模型外，針對(duì)未襯砌溢洪道的特點(diǎn)，引入了基巖沖刷模型。通過(guò)岸堤水庫(kù)溢洪道原型實(shí)測(cè)沖刷資料對(duì)模型的率定，預(yù)測(cè)了溢洪道遭遇100一遇洪水的沖刷情況。采用改進(jìn)ElM方法對(duì)模擬結(jié)果的可靠性進(jìn)行了檢驗(yàn)并對(duì)檢驗(yàn)后的結(jié)果做出了敏感性分析。
　　 (5)沖刷時(shí)間對(duì)沖刷深度有重要影響。采用