溃坝洪水计算

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水电工程溃坝洪水计算

水电工程溃坝洪水计算1 前言水电是洁净能源，是西部地区重要的能源资源，开发西部水电，实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措，也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。

但水电站往往处于深山峡谷，甚至高地震区中，水电站的溃决将造成巨大的损失，为了预估溃坝洪水带来的影响，并提早采取相应的措施，将洪水灾害造成的影响减少到最小程度，有必要进行溃坝洪水计算。

本次计算电站地处青藏高原东南缘，区域内地势较高，平均海拔在4 000m左右。

且电站坝址区覆盖层深厚，构造裂隙较发育，是我国西部著名的强地震带。

电站下游主要的城镇为某城市，该城为我国西部少数民族集居区，经济以农牧业为主。

2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK 模型〔１〕。

该模型由三部分组成：1）大坝溃口形态描述。

用于确定大坝溃口形态随时间的变化，包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。

2）水库下泄流量的计算。

3）溃口下泄流量向下游的演进。

溃口是大坝失事时形成的缺口。

溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。

目前，对于实际溃坝机理仍不是很清楚，因此，溃口形态主要通过近似假定来确定。

考虑到模型的直观性、通用性和适应性，一般假定溃口底宽从一点开始，在溃决历时内，按线性比率扩大，直至形成最终底宽。

若溃决历时小于10分钟，则溃口底部不是从一点开始，而是由冲蚀直接形成最终底宽。

溃口形态描述主要由四个参数确定：溃决历时（τ），溃口底部高程（h bm），溃口边坡（z）。

由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。

由后面三个参数可以确水库下泄流量由两部分组成，一是通过溃口下泄流量Q b，二是通过泄水建筑物下泄的流量 Q s，即Q=Q b＋Q sQ b=C1(h－h b)1.5+C2(h－h b)2.5其中C1=3.1b i C v K S，C2=2.45ZC v K S当t b≤τ时,h b=h d－(h d－h bm)·t b/τb i=b·t b/τ当t b>τ时，b=h bmb i行进流速修正系数C v=1.0＋0.023Q＇2/〔B＇2d(h＇－h bm)2(h＇－ h b)〕K s=1.0 当(h＇t－h＇b)/(h＇－h＇b)≤0.67K S=1.0－27.8〔(h＇t－h＇b)/(h＇－h＇b)－0.67〕3当(h＇t－h＇b)/ (h＇－h＇b)>0.67式中h b为瞬时溃口底部高程；h bm为终极溃口底高程；h d为坝顶高程；h f为漫顶溃坝时的水位；h为库水位高程；b i为瞬时溃口底宽；b 为终极溃口底宽；t b为溃口形成时间；C v为行进流速修正系数（Brat er1959）；Q为水库总下泄流量；B d为坝址处的水库水面宽度；K s为堰流受尾水影响的淹没修正系数（Venard1954）；h t为尾水位（靠近坝下游的水位）。

工程初步设计阶段溃坝洪水计算大纲

工程初步设计阶段溃坝洪水计算大纲1 流域及工程概况2 设计依据2.1 有关本工程的文件(1) 设计任务书；(2) 可行性研究报告；(3) 可行性研究报告审查文件。

2.2 主要规范(1) SL 44－93 水利水电工程设计洪水计算规范；(2) DL/T5015－1996 水利水电工程水利动能设计规范；(3) SD 138－85 水文情报预报规范；(4) DL/T5064－1996 水电工程水库淹没处理规划设计；(5) DL 5021－93 水利水电工程初步设计报告编制规程。

2.3 主要参考资料(1) 谢任之，溃坝水利学，山东科学技术出版社；(2) 唐友一，溃坝水流状态计算方法的探讨，水利水电技术，1962年第4期；(3) 美国天气局，溃坝洪水预报程序DAMBRK及用户指南，水电部南京水文水资源研究所，1987年11月；(4) 山西省水利勘测设计院，水利动能设计手册，水库溃坝计算，1983年；(5) 水电部十一局研究院，土坝溃坝流量计算方法的研究，1977年6月；(6) 天津勘测设计院，孙国洁等，溃坝洪水计算国内外概况；(7) 水电部四川勘测设计院，大中型水电站水能设计第十五章，溃坝流态计算，1977年1月；(8) 黄委会科研所，溃坝水流计算方法初步探讨，水利科技情报，1976年9月；(9) 彭登模，溃坝最大流量及溃坝流量过程计算的体会及建议，人民长江，1965年第5期。

3 基本资料3.1 地形资料(1) 水库及下游河道地形图；(2) 坝址横断面图；(3) 下游河道纵横断面资料。

3.2 水库库容曲线收集水库原始库容及运行若干年后的剩余库容曲线。

水库库容曲线表 13.3 挡水建筑物及枢纽布置(1) 坝高m；坝顶高程m;(2) 坝顶长度m；(3) 坝底长度m；坝底高程m；(4) 表孔(溢洪道)：坎底高程m；孔数，孔口尺寸：b×h m×m；(5) 中孔：坎底高程m；孔数，孔口尺寸：b×h m×m;(6) 底孔：坎底高程m；孔数，孔口尺寸：b×h m×m。

对唐家山堰塞湖溃坝洪水计算的主要认识_徐照明

2 溃坝洪水计算分析
研究中主要计算分析了溃至 720 (1/ 3 溃)、695 (1/ 2 溃)、 663 m(全溃)3 类典型方案 , 在 1/ 3 溃及 1/ 2 溃时 , 溃口最终形状为顶宽 340 m、底宽 35 m 的等腰梯形 , 在全溃时 , 溃口最终形状为顶宽 340 m、底宽 100 m 的等腰梯形。溃口的溃决历时考虑了 1 ～ 6 h 的不同情况。
同时 , 起溃水位越高 , 可泄洪量越大 , 坝址洪峰流量也越大 ;②
在起溃水位相同时 , 溃决历时越短 , 断面扩大速度越快 , 坝址洪
峰流量越大。因此 , 在制定除险方案时 , 一方面考虑了通过开挖泄流渠等措施有效降低起溃水位和减小可泄水量 ;另一方面考
北川 1:22 2 :14 3 :10 1:14 2 :06 3 :02 1:06 1 :48 2 :28 3:02 3 :38 4:04
通口电站 2:06 3 :00 3 :50 1:42 2 :32 3 :26 1:24 2 :14 2 :52 3:26 4 :10 4:40
将军石 2:26 3 :14 4 :06 2:00 2 :48 3 :40 1:36 2 :16 2 :56 3:34 4 :26 4:56
760 136234
752 132537
742 95030
730 62408
720 42058
表 3 全溃方案坝址洪峰流量
洪峰流量/(m3 · s-1)
2h
3h
4h
5h
69692 48452 37475 30710
65686 44497 34085 28011
48730 33517 25749 20981

防洪工程常用计算公式

(式中：Qm设——洪水设计流量；Fs——设计控制面积；Fz——附近典型水文站的控制面积；Qmz——水文站的标准流量。)
⑵经验公式设计洪水：经验公式有两种计算公式。
一是洪水面积相关法：Qm=KnFn
(式中：Qm——洪水设计流量；Kn——不同重现期的8个洪水频率系数和不同分区的6个地形系数，洪水设计计算系数是28-48个系数；Fn——控制面积，F上面的n是面积系数。面积系数是12-24个，根据地形地貌状况确定。这种计算方法在1000平方公里内可以应用，超过1000平方公里控制面积慎用。在《XXX水文手册》里面可以查到。)
洪水的类型：洪水的类型一般分为六种，一是暴雨洪水，暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水，三是冰川洪水，四是冰凌洪水，五是雨雪混合洪水，六是溃坝洪水。
洪水分级：根据国家《水文情报预报规范》，按洪水重现期的大小，把洪水分为常见洪水（8-10年一遇）、较大洪水（10-50年一遇）、大洪水（50-150年一遇）、特大洪水（大于50年一遇
明渠等速流洪水的类型和水力计算要素：
①梯形断面的过水断面面积计算公式：ω=（b+mh）h
(式中：ω——过水断面面积，单位：平方米；b——底宽，单位：米；h——水深，单位：米；m——边坡系数，表示斜坡的垂直距离每增加1米，则水平距离相应增加m米；)
过水断面宽度计算公式：B=b+2mh
⑷蓄满产流：年降雨量充沛，地下水位高，包气带土层不厚，下层容易常达田间持水量，缺水量不大，不容易形成超渗产流，在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式，称为满蓄产流。
⑸汇流过程：降雨或者溃坝形成的洪水，从产生的地点到流域出口断面的汇集过程，称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。

对唐家山堰塞湖溃坝洪水计算的主要认识

第39卷第22期2008年11月　　人　民　长　江Y angtze River 　Vol.39,No.22Nov.,2008收稿日期作者简介徐照明,男,长江水利委员会设计院规划处,工程师,硕士。

文章编号:1001-4179(2008)22-0086-03对唐家山堰塞湖溃坝洪水计算的主要认识徐照明　王永忠　宁　磊(长江水利委员会设计院,湖北武汉430010)摘要:通过溃坝计算可以对堰塞坝的溃决影响作出定量估计,以制定有效的除险方案和避险措施。

采用M IKE11溃坝洪水计算模型,对唐家山堰塞湖不同溃决历时、溃口形状及溃口发展过程情况下的溃坝洪水进行了计算分析,并对河道糙率、通口电站滞洪、干流洪水遭遇等条件进行了敏感性分析。

通过上述计算分析,提高了对溃坝洪水及下游洪水演进的基本认识。

关　键　词:溃坝洪水;敏感性分析;洪水计算;唐家山堰塞湖中图分类号:P315.9 文献标识码:A 2008年5月12日,四川汶川发生了里氏8.0级大地震,在距北川县城4.6km 的涪江支流通口河唐家山附近形成了堰塞湖。

堰塞坝横河向长612m ,坝高82～124m ,坝顶最低点高程752m ,坝上游水库容积3.16亿m 3(752m 水位)。

由于坝高库容大,堰塞坝一旦溃决将严重威胁下游沿岸人民的生命财产安全。

通过溃坝计算,可以对水库(堰塞湖)的溃决影响做出定量估算,从而制定有效的除险方案和避险措施。

采用M I KE 11溃坝洪水计算模型,对唐家山堰塞湖不同溃决历时、溃口形状及溃口发展过程的溃坝洪水进行计算分析,并对数学模型中河道糙率、通口电站滞洪、干流洪水遭遇等条件进行了敏感性分析,在上述工作基础上,提高了对溃坝洪水及其在下游演进的基本认识。

1　M IKE11溃坝模型简介溃坝洪水计算模型在国内外得到了广泛的应用。

史宏达、刘臻[1]对溃坝水流数值模拟的研究进展进行了总结,一维溃坝问题有传统差分方法、近似黎曼解的G odunov 型格式、Lattice Boltzmann 方法、流矢量分裂法。

溃坝计算

水电工程溃坝洪水计算赵太平（国家电力公司水电水利规划设计总院）摘要：某电站为一待建电站，位于高山峡谷区，河道比降较大。

其下游为某城市，一旦大坝溃决，将对人民的生命财产安全造成极大的威胁。

为此，进行溃坝洪水计算，可预测溃坝后，洪水的淹没范围和程度，以便提早采取相应的措施，减少损失。

关键词：溃坝; 洪水; 预测; 不恒定流1 前言水电是洁净能源，是西部地区重要的能源资源，开发西部水电，实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措，也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。

本次计算电站地处青藏高原东南缘，区域内地势较高，平均海拔在4 000m左右。

且电站坝址区覆盖层深厚，构造裂隙较发育，是我国西部著名的强地震带。

电站下游主要的城镇为某城市，该城为我国西部少数民族集居区，经济以农牧业为主。

2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型［１］。

该模型由三部分组成：1）大坝溃口形态描述。

用于确定大坝溃口形态随时间的变化，包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。

2）水库下泄流量的计算。

3）溃口下泄流量向下游的演进。

2.1.1 溃口形态确定溃口是大坝失事时形成的缺口。

溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。

目前，对于实际溃坝机理仍不是很清楚，因此，溃口形态主要通过近似假定来确定。

考虑到模型的直观性、通用性和适应性，一般假定溃口底宽从一点开始，在溃决历时内，按线性比率扩大，直至形成最终底宽。

若溃决历时小于10分钟，则溃口底部不是从一点开始，而是由冲蚀直接形成最终底宽。

溃口形态描述主要由四个参数确定：溃决历时（τ），溃口底部高程（h bm），溃口边坡（z）。

由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。

防洪工程常用计算公式

防洪工程常用计算公式2010-8-28 强新泉摘自新浪强新泉的博客在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑪暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。

每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。

设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑫洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。

洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。

洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。

洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。

洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。

从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。

从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。

洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。

即T=t1+t2。

一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。

输送水电【机械工程】溃坝洪水计算

水电工程溃坝洪水计算发表日期：2006-03-06 浏览人数：1570 作者：赵太平来源：网络收集评论0条1 前言水电是洁净能源，是西部地区重要的能源资源，开发西部水电，实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措，也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。

本次计算电站地处青藏高原东南缘，区域内地势较高，平均海拔在4 000m左右。

且电站坝址区覆盖层深厚，构造裂隙较发育，是我国西部著名的强地震带。

电站下游主要的城镇为某城市，该城为我国西部少数民族集居区，经济以农牧业为主。

2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型［１］。

该模型由三部分组成：1）大坝溃口形态描述。

用于确定大坝溃口形态随时间的变化，包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。

2）水库下泄流量的计算。

3）溃口下泄流量向下游的演进。

2.1.1溃口形态确定溃口是大坝失事时形成的缺口。

溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。

目前，对于实际溃坝机理仍不是很清楚，因此，溃口形态主要通过近似假定来确定。

考虑到模型的直观性、通用性和适应性，一般假定溃口底宽从一点开始，在溃决历时内，按线性比率扩大，直至形成最终底宽。

若溃决历时小于10分钟，则溃口底部不是从一点开始，而是由冲蚀直接形成最终底宽。

溃口形态描述主要由四个参数确定：溃决历时（τ），溃口底部高程（h bm），溃口边坡（z）。

由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。

由后面三个参数可以确定溃口断面形态为矩形、三角形或梯形及局部溃或全溃。

2.1.2水库下泄流量计算水库下泄流量由两部分组成，一是通过溃口下泄流量Q b，二是通过泄水建筑物下泄的流量 Q s，即Q=Q b＋Q s漫顶溃口出流由堰流公式计算Q b=C1(h－h b)1.5+C2(h－h b)2.5其中C1=3.1b i C v K S，C2=2.45ZC v K S当t b≤τ时,h b=h d－(h d－h bm)·t b/τb i=b·t b/τ当t b>τ时，b=h bmb i=b行进流速修正系数C v=1.0＋0.023Q′2/［B′2d(h′－h bm)2(h′－ h b)］K s=1.0 当(h′t－h′b)/(h′－h′b)≤0.67K S=1.0－27.8［(h′t－h′b)/(h′－h′b)－0.67］3当(h′t－h′b)/ (h′－h′b)>0.67式中h b为瞬时溃口底部高程；h bm为终极溃口底高程；h d为坝顶高程；h f为漫顶溃坝时的水位；h为库水位高程；b i为瞬时溃口底宽；b为终极溃口底宽；t b为溃口形成时间；C v为行进流速修正系数（Brater1959）；Q为水库总下泄流量；B d为坝址处的水库水面宽度；K s为堰流受尾水影响的淹没修正系数（Venard1954）；h t为尾水位（靠近坝下游的水位）。

溃坝洪水计算中计算工况的合理选择

３
大坝高１０４８ｍ，坝顶高程６５４ｍ，设计洪水重现期
表１
３２调洪分析
收集水库水文资料，该水库各频率洪水特性
如表１。
各频率洪水特性
洪水频率
洪峰流量（ｍ３／ｓ）
洪量（万
ｍ３）
Ｑ００２％
Ｑ００５％
Ｑ０２％
２２２６６２０Biblioteka ２５１７２１９５１５０
４５１０
年汛前坝高６５３８５ｍ；在导流洞部分下泄（５０％）
条件下，５０００年一遇洪水，坝前最高水位也只有
６３５８６ｍ，同样不会发生漫顶。故２０２０年汛期溃
坝计算若考虑漫顶溃坝显然是不合理的，因此仅
考虑管涌溃坝。但对于２０１９年汛期溃坝计算而
言，在导流洞正常运行下，上游来２００年一遇洪
（１２）：９１－９７＋１０３．
〔６〕曹伟．水库溃坝数值模拟及风险分析［Ｄ］．太原：
太原理工大学，２０１５．
参考文献
〔７〕赵荣，陈丙咸．ＧＩＳ支持下的曹娥江上游洪泛区
洪水演进模型的建立［Ｊ］．南京大学学报（自然科学版），
〔１〕解家毕，孙东亚．全国水库溃坝统计及溃坝原因
· ４２·
２０２０Ｎｏ６
许增培：溃坝洪水计算中计算工况的合理选择
情况考虑管涌发生的条件，即管涌时坝前水位及
１００年，校核洪水重现期２０００年。工程设无压泄
洪洞，底板高程５９８ｍ，弧形闸门控制；两孔溢洪
管涌开始发展的高程。
道，底板高程６３３５ｍ，采用ＷＥＳ实用堰。该工程
异较大，选择适当溃坝计算工况能有效地提高应
概率极小，此情况下考虑漫顶溃坝显然是不合理

溃坝模型

溃坝模型溃坝模型计算一般分成分段模型求解法和整体模型求解法。

本项目采用分段模型求解法。

一、瞬时溃坝瞬时溃坝分成两类：瞬时全溃和瞬时局部溃。

瞬时全溃适用于拱坝和小型重力坝，瞬时局部溃适用于平板坝和大型重力坝。

1、溃口参数瞬时溃溃口形状一般为矩形。

口门比：A 、Bb =η 式中B 为坝顶长，b 为溃口宽。

)89.0,07.0(∈η，一般接近0.5。

B 、HB 031.01-=η 式中H 为溃坝时坝前水深。

2、坝址断面处最大流量（1）瞬时全溃A 、5.1278BH g Q M = B 、5.1BH g Q M λ=式中λ为流量系数，与溃坝瞬间的流态和河谷断面形状有关，可根据水深比、河谷断面形状查表选择。

（2）瞬时局部溃A 、5.128.0)(278h b h b BH g Q m m M = B 、5.13.04.0)1011()(278h b H h H b B g Q m m M -=式中，b m 为溃口平均宽度，h 为溃口处残坝坝顶至坝前水面高度，h = H - h d ，h d 为溃口处残坝坝顶距河底高度。

C 、5.1H b g Q m M λ=，其中e a d a a Hh m λσλ321)1(-= 式中，σ为淹没系数，m 为河谷断面形状指数，e λ为矩形断面修正流量系数。

3、坝址断面溃坝流量过程线坝址流量过程线采用概化方法进行计算，不区分是否部分溃决。

Tt Q Q Q Q n M t =---)1(00 式中，t 为任意时刻，T 为溃坝库容放空时间，Q t 为任意时刻流量，n 为指数，对于湖泊型水库，n = 0.25；对于峡谷型水库，n = 5.0水库放空时间可采用以下公式计算MQ W f T = 式中，f 为系数，对于4次抛物线，f = 4～5；对于2.5次抛物线，f = 3.5。

W 为水库溃坝时可蓄泄水量。

二、逐渐溃坝逐渐溃坝一般适用于土石坝。

土石坝一般为漫顶和渗透溃决两种破坏模式。

防洪工程常用计算公式

防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。

每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。

设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑵洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。

洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。

洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。

洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。

洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。

从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。

从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。

洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。

即T=t1 t2。

一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。

相邻两次以上的降雨，前面降雨形成的洪水没有泄完，后面降雨形成的洪水接踵而来，称为复式洪水过程。

溃坝洪水计算

2171411.0HB KW 2141411.0HB KW b3.2 大坝溃决分析3.2.1可能导致大坝溃决的主要因素＊*水库可能出现大坝溃决的主要因素、形式见3.1。

1条。

3。

2.2可能发生的水库溃坝形式水库溃坝的主要形式有漫坝溃决、管涌溃决。

*＊水库可能发生的水库溃坝形式是发生了超标准洪水超过泄洪能力造成洪水漫坝溃坝.3。

2.3 溃坝洪水计算*＊水库坝型为钢筋混凝土面板堆石坝，坝高*＊＊ m ，坝顶高程＊*＊ m ，防浪墙顶高程＊＊＊m ，最大库容10460万m 3，坝顶长度***m 。

＊*水库采用洪水漫坝造成水库逐渐溃决进行洪水计算.(1)溃坝决口宽度估算①根据铁道科学研究院推荐的经验公式估算。

计算公式为： b= 式中：b 溃坝决口宽度(m),W 水库总库容(万m3)，B 坝顶长度（m ），H 最大坝高（m)，K 经验系数，对于该水库属土石混合坝K 值为1.19。

b=26。

18m②根据黄河水利委员会经验公式估算式中:b 为溃口宽度（m ），W 为水库总库容（万m 3），B 为主坝长度(m ），H 为坝高(m ）,K 为经验系数(粘土类取0。

65,壤土取1。

30）.b=26.84m③参考中国水利水电科学研究院陆吉康经验公式计算。

b = 0.180×3×kW 0.32 H 0。

19H 为溃决水深（水库溃决时刻水位— 坝址断面平均底高程)(m ）,W 为水库有效下泻库容（m 3),b 为最终溃口的平均宽度(m),K 为修正系数，对于漫顶造成的溃决K = 1 。

b=25.32m以上三种方法计算决口宽度均在经验误差范围内，取情况最恶劣计算坝址溃坝最大流量,即溃坝决口宽度26。

84m。

(2) 溃口坝址最大流量估算溃口坝址最大流量根据肖克列奇经验公式估算：式中：Q max溃口坝址最大流量（m3/s)，B坝顶长度（m)，b溃坝决口宽度(m），H0溃坝前上游水深（m)。

Q max = 38768.09 m3/s＊＊水库坝址处溃坝最大流量：38768.09 m3/s。

吐鲁番市煤窑沟水库溃坝洪水分析计算

第１９卷第４期２０１３年４月
水ｉｆ，０科技与经济
ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｎｏｍｙ
Ｖ０１．１９Ｎｏ．４
以及生态保护等效益的综合利用的水利枢纽工程，水库
总库容为９８０×１０ｍ。
２）瞬时全部溃坝最大洪水的计算。根据中华人民共和国防洪条例，此类状况水库应处在保证下游一般用水的正常水位以下。因此，假定水库未淤积时，坝前水深选３４．３ｍ。假定死水位为９４４．８ｍ时，坝前水深选１７．５ｍ。
３２１ｍ，平均宽为３９１ｍ。．
间。煤窑沟河发源于博格达山海拔４２９９ｍ处的冰川上，自东向西流，流域海拔最高４３７９ｍ，流域平均坡度６１．７ ‰，河长４６ｋｍ，出山Ｉ：１以上集水面积为４８１ｋｍ２，多年
的情况下，形成漫坝洪水。
１流域概况
煤窑沟河流域位于吐鲁番盆地中部，吐鲁番市北部，
地处Ｎ４２。４３４２ ” 一Ｎ４３。２７２４ ” ，Ｅ８９。１１１４ ” 一Ｅ８９。２６０２之
Ａｐｒ．，２０１３
吐鲁番市煤窑沟水库溃坝洪水分析计算
蔡建军，阿迪力・阿不都热合曼

溃坝洪水计算分析在实际工程中的应用

溃坝洪水计算分析在实际工程中的应用摘要：通过对四川省某水库工程开展溃坝洪水计算，分析在不同溃坝条件下溃坝洪水演进至下游各断面的水位、流量、时间等主要要素，为水库大坝选址提供技术支撑。

关键词：溃坝洪水，大坝选址、水位、流量、时间1 溃坝模型建立1.1建立数值模型对于土石坝的溃坝形式，一般可分为两种类型，漫顶溃坝和管涌溃坝。

漫顶溃坝的溃口流量计算一般基于宽顶堰堰流公式，管涌溃坝则往往在溃坝初期采用管流公式，待溃口与坝顶贯穿后采用宽顶堰公式计算。

对溃口的冲刷和几何展宽过程可作概化处理，采用溃口侵蚀率、扩展系数等参数概化物理过程。

将溃口的几何扩展过程概化为矩形或梯形，溃口的冲刷过程建立在泥沙动力学中已有的经验泥沙输运方程的基础之上。

假定最终形成的溃口为梯形，如下图1所示：B t——溃口顶宽；B ave——溃口平均宽度；W b——溃口底宽；H b——溃口深度；H w——溃口水头。

图1溃口示意若发生漫顶溃坝，溃口从顶部逐渐发展形成最终溃口，见图2。

图2漫顶溃坝示意图若发生管涌溃坝，溃坝发生过程中，溃口从坝体中部逐渐发展形成最终溃口，见图3。

图 3管涌溃坝示意图根据工程实际，拟定不同的溃口最终样式。

按线性或非线性拟定溃口发展过程（由无溃口发展至最后溃口过程）。

管涌溃坝前期采用管流公式计算，如下：（1）式中：——管流流量系数；A——溃口过水面积；——坝前后水位。

漫顶溃坝及管涌溃坝后期采用宽顶堰计算公式计算坝址处流量。

如下式：（2）式中： b——为溃口平均宽度；g——重力加速度；m——堰流流量系数；——侧收缩系数；——堰前后水位；——淹没系数，对于自由出流取1。

且在溃坝发生的过程中，还需满足水量平衡方程，即水库单位时间库容损失应等于通过溃口的流量，如下式：（3）式中:Q——出库流量（溃口下泄流量与泄洪建筑物下泄流量之和）；W——库容；q——入库流量；t——时间；H——水位。

溃堰所形成的洪水过程演进计算是典型的非恒定流流动，其圣维南控制方程为：连续方程：（4）运动方程：（5）式中：——流量，当计算下游演进时，即为坝址处的下泄流量；——有效过水断面面积；——为顺水流方向的距离；——时间；——沿河道单位距离的侧向入流或出流；——为重力加速度；为摩阻比降；——为局部损失，，K——为收扩系数，收缩时取正值，扩散时取负值，否则取0；Z——为水面高程。

土石坝溃决过程中溃口发展及溃坝洪水计算方法探讨

土石坝溃决过程中溃口发展及溃坝洪水计算方法探讨杨忠勇; 罗铃; 杨百银; 马良; 黄琼; 李盼盼; 朱士江; 徐刚【期刊名称】《《水力发电》》【年(卷),期】2019(045)009【总页数】5页(P43-47)【关键词】土石坝; 溃口发展; 溃决流量; 计算方法【作者】杨忠勇; 罗铃; 杨百银; 马良; 黄琼; 李盼盼; 朱士江; 徐刚【作者单位】三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002; 水电水利规划设计总院北京100120; 深圳市深水水务咨询有限公司广东深圳518012【正文语种】中文【中图分类】TV6320 引言据国家统计局资料显示[1]，截至2014年底我国已建成各类水库97 735座(1954年起)，总库容达8 394 亿m3，其中，库容大于1.0亿m3的大型水库697座，库容小于0.1亿m3的小型水库达93 239座。

这其中发生坝体溃决的案例也高达3 529座，占比达3.61%[2，3]。

水库大坝乃利国利民的基础水利工程，然而在建国之初，我们由于工程经验不足，水文资料短缺，筑坝技术水平有限，加之自然灾害频发等多方面的原因，导致许多坝体发生溃决，有很多坝体甚至在建设阶段便发生溃决。

水库一旦溃坝将造成严重的后果，包括生命损失、经济损失、社会影响、环境影响等[4]。

例如位于法国东南部瓦尔(Var)省莱朗河(Rayran)上的马尔巴塞拱坝(Malpasset Arch Dam) 1959年12月失事溃决后，造成死亡和失踪500余人，财产损失达300亿法郎，引起了世界各国坝工界的极大重视[5]。

在已溃决的坝体中，土石坝占绝大部分，而土石坝的溃决洪水过程与坝体溃口的发展过程密切相关。

针对土石坝溃口的发展过程，目前主要有两种处理手段，一是人为指定其溃决过程，目前广泛应用的Dambreak模式采用的就是这种处理办法，虽然这种方法比较简单易操作，但没有考虑到水流与坝体之间的相互作用力；二是通过泥沙输运公式(如Engelund-Hansen公式)或边坡稳定性判断方法(如带竖向坡角边坡的简化Bishop法[6])来计算溃口发展过程，但这些方法中计算公式非常复杂，涉及的参数也较多，不易计算。

水利水电工程设计洪水计算规范S048

述判断洪水类型参照同类型实测洪水的峰量关系估算对历史洪水的洪峰和洪量应与上下游干支流及相邻流域的洪水进行对比分析检查其合
理性对近期发生的特大暴雨和特大洪水应根据设计洪水计算需要及时进行调查历史洪水暴雨的重现期应根据调查资料和历史文献文物等资料分析调查期或考证期
内大洪水暴雨发生的次数和量级合理确定
水利部中华人民共和国
能源部
关于发布水利水电工程设计
洪水计算规范
的通知
水规
号
ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ
根据部水利水电技术标准制修订计划的要求由水利水电规划设计总院委托长江水
利委员会等单位对水利水电工程设计洪水计算规范
在调查考证期年中有特大洪水个其中有个发生在项连序系列内这类不连序洪水系列中各项洪水的经验频率可采用下列数学期望公式计算
个特大洪水的经验频率为
个连序洪水的经验频率为
或
ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ
频率曲线的线型一般应采用皮尔逊型特殊情况经分析论证后也可采用其它线型频率曲线的统计参数采用均值变差系数和偏态系数表示统计参数的估计可按下列步骤进行采用矩法或其它参数估计法初步估算统计参数采用适线法调整初步估算的统计参数调整时可选定目标函数求解统计参数也可采用经验适线法当采用经验适线法时应尽可能拟合全部点据拟合不好时可侧重考虑较可靠的大洪水点据适线调整后的统计参数应根据本站洪峰不同时段洪量统计参数和设计值的变化规律以及上下游干支流和邻近流域各站的成果进行合理性检查必要时可作适当调整当设计流域的洪水和暴雨资料短缺时可利用邻近地区分析计算的洪峰洪量统计参数或相同频率的洪峰模数等进行地区综合用于设计流域对设计洪水标准较低的工程如设计流域缺乏洪水和暴雨资料但工程地点附近已调查到可靠的历史洪水其重现期又与工程的设计洪水标准接近时可直接采用历史洪水或进行适当调整作为该工程的设计洪水

基于HEC-RAS和GIS的溃坝洪水计算

模型采用四点隐式差分的格式对公式（1）、（2）进行离散并求解。
二、溃坝洪水模拟 1．研究区域概况枕头坝一级水电站位于大渡河中游，下游距乐山市金口河区 5km，为大渡河干流水电梯级规划的第十九个梯级电站，其最大坝高 86.5m，水库总库容 0.469 亿 m3，坝址处控制流域面积 73,057km2，河道平均坡降为 1.8‰，多年平均流量 1,360m3/s。坝址下游可能受影响范围内梯级电站有沙坪一级水电站（尚未开工，距离枕头坝坝址 20km）和沙坪二级水电站（在建，距离枕头坝坝址 28.5km），主要人口聚集点有金口河城区、永和镇及金河镇，坝址下游主要交通干线为 S306 省道和成昆铁路。 2．模型建立及验证（1）模型建立利用 Arc-GIS 软件在 30m 精度 DEM 模型上绘出河道、堤岸和边滩并提取计算断面，通过 HEC-GeoRAS 软件将计算模型导入 HEC-RAS 进行计算。计算河道范围从枕头坝水电站库尾沿大渡河至沙坪一级水电站坝址，共 34,300m，其中枕头坝坝址上游库区 16,000m，坝址下游 18,318m。模型共布设 50 个控制断面，每个断面距离不超过 1km，平均间距约 0.7km，弯道处至少布设 3 个断面。
水库作为水资源调控措施的重要组成部分，其安全至关
重要。通过溃坝模拟，对其影响进行预先估算，以便做出相
应合理应对措施，对减少生命财产损失具有重要意义，因此
前人利用一维和二维模型针对溃坝模拟做出了大量的工作。
吴钢峰等[1]利用结构网格，采用有限体积法建立二维水动力
学模型，模拟溃坝洪水在复杂地形下的流动过程；陈景秋等[2]
采用改进的时空守恒元和解元方法建立大坝瞬间全溃所致的
洪水演进和反射过程的数学模型；王晓玲等[3]采用耦合 VOF

防洪工程常用计算公式

防洪工程常用计算公式2010-8-28 强新泉摘自新浪强新泉的博客在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计?暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。

每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。

设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）?洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。

洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。

洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。

洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。

洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。

从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。

从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。

洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。

即T=t1+t2。

一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。