本文關鍵詞：支溝堰塞湖潰決引發(fā)主河洪水演進分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國是堰塞湖分布最廣、類型最多的國家,冰磧堰塞湖是其中最具威脅的類型之一。冰磧堰塞湖主要發(fā)育在高海拔的山區(qū),如西藏就發(fā)育有冰磧堰塞湖925個。以冰磧松散堆積體為主要成分的冰磧堰塞壩,壩體穩(wěn)定性一般較差,較其它類型的冰湖更易潰決。近年來,我國發(fā)生了多起支溝堰塞湖潰決引發(fā)的主河超常洪水災害,造成巨大生命財產損失。支溝冰磧堰塞湖潰決洪水是我國鐵路、高速公路建設未應對過的新風險,此外,西藏地區(qū)的河道還往往具有寬窄相間的復雜形狀,因此推算潰決洪水在復雜情況下的演進過程,對線路工程可能受災范圍進行預測,成為具有明確應用背景的課題。以帕隆藏布流域河道為原型設計了室內水槽模型實驗,模擬了主河潰決洪水和支溝潰決洪水。發(fā)現支溝潰決洪水入匯主河時出現分流擴散現象、到達河道突縮段時因流態(tài)紊亂導致局部阻力損失增大,洪峰流量和水深在匯口和突縮段均明顯衰減。帕隆藏布流域支溝充分發(fā)育,呈羽毛狀排列在主河或大支流兩岸。支溝與主河匯口密集排列,且支溝內分布大量高危險度冰湖,研究潰決洪水在匯口處的流態(tài)具有重要意義。本文利用Fluent模擬了米堆冰湖潰決洪水的入匯過程,研究了洪水在匯口處的流態(tài)特點,繪制了流速、壓力和角速度分布云圖,總結了洪水沖刷區(qū)域、遭受洪水沖擊危害的區(qū)域、固體淤積區(qū)域。分析了洪水在匯口處可能造成的危害及相應減災對策。驗證了水槽實驗入匯現象,說明了匯口處的洪峰消減真實存在。近似演進計算法中的洪峰展平法直接用于復雜河道支溝潰決洪水計算誤差較大,針對水槽實驗得出的衰減現象,對李斯特萬公式和謝任之公式進行修正,在原式基礎上添加了折減系數以適用于復雜情況下的洪水計算。經米堆冰湖潰決洪水案例計算分析,表明修正后的公式精度明顯提高,可作為一種與鐵路公路選線原則方案確定階段精度要求相匹配的潰決洪水風險快速評估方法使用。簡述了西藏線路工程水毀概況與防治原則,總結歸納了潰決洪水對線路工程的主要危害模式。針對擬建高等級線路工程,以泥石流堵河水深最高25m和潰決洪水漲水高度最高10m為判據,提出了采用高線位的立體繞避減災對策；針對已有線路工程,采用修筑路基防護結構的減災對策。
【關鍵詞】：支溝潰決洪水 水槽實驗 修正公式 演進計算方法 匯口模擬 減災對策
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV122.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 堰塞湖與壩體潰決12-14
• 1.1.1 堰塞湖成因12-13
• 1.1.2 堰塞壩的潰決13-14
• 1.2 潰決洪水14-15
• 1.3 本文研究背景15-19
• 1.3.1 帕隆藏布流域概況15
• 1.3.2 帕隆藏布地貌環(huán)境15-16
• 1.3.3 帕隆藏布流域冰川、冰湖發(fā)育概況16-17
• 1.3.4 帕隆藏布冰湖潰決概況17-19
• 1.4 本文研究意義、研究內容和技術路線19-21
• 1.4.1 研究意義19
• 1.4.2 研究內容19-20
• 1.4.3 技術路線20-21
• 第2章 復雜河道潰決洪水演進水槽實驗21-39
• 2.1 實驗概述21-26
• 2.1.1 實驗研究內容21
• 2.1.2 實驗儀器21-22
• 2.1.3 模型實驗設計22-23
• 2.1.4 實驗方案設計23-26
• 2.2 實驗結果與分析26-37
• 2.2.1 支溝潰決洪水27-30
• 2.2.2 主河洪水30-35
• 2.2.3 主河緩慢漲水35-36
• 2.2.4 支溝洪水與主河洪水差異分析36
• 2.2.5 河道突縮對潰決洪水的影響分析36-37
• 2.3 本章小結37-39
• 第3章 支溝潰決洪水匯口入匯過程模擬39-48
• 3.1 匯口模擬的意義39
• 3.2 Fluent二維模擬概述39-41
• 3.2.1 控制方程39-40
• 3.2.2 Fluent常用湍流模型40-41
• 3.2.3 多相流動模擬的方法41
• 3.3 匯口模擬過程41-47
• 3.3.1 計算模型41-42
• 3.3.2 邊界條件42
• 3.3.3 模擬結果42-47
• 3.4 本章小結47-48
• 第4章 支溝堰塞湖潰決引發(fā)主河洪水計算方法研究48-81
• 4.1 潰決洪水計算內容48
• 4.2 潰壩水力計算的條件48-49
• 4.2.1 潰壩型式的確定48-49
• 4.3 潰壩水力計算所需的基本資料49
• 4.4 潰壩計算方法簡述49-50
• 4.5 本文針對支溝潰決洪水演進計算方法的選擇50-57
• 4.6 洪峰展平法公式修正57-60
• 4.7 潰決洪水傳播時間計算方法60-61
• 4.8 支溝潰決洪水演進分析程式61-63
• 4.9 米堆冰湖潰決洪水案例分析63-79
• 4.9.1 米堆溝及光謝錯概況63-64
• 4.9.2 潰決原因64-66
• 4.9.3 冰湖潰決過程與災害影響66-67
• 4.9.4 米堆冰湖潰決洪水演進計算參數率定67-79
• 4.10 本章小結79-81
• 第5章 針對線路水毀災害的減災對策81-89
• 5.1 西藏線路工程水毀概況81-82
• 5.2 線路工程水毀防治原則82-83
• 5.3 潰決洪水對線路工程的危害模式83-85
• 5.4 線路工程的防災減災對策85-89
• 5.4.1 針對擬建線路工程的減災對策85-87
• 5.4.2 針對已有線路工程的減災對策87-89
• 第6章 結論與建議89-91
• 6.1 結論89-90
• 6.2 不足與建議90-91
• 致謝91-92
• 參考文獻92-96
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果96

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1 梁志勇,李明,匡尚富,徐永年;支流泥石流入匯對主河河型成因的影響[J];水土保持學報;2001年S1期

2 敖汝莊,郭志學,曹叔尤;泥石流入匯主河淤積規(guī)律的水槽試驗研究[J];水土保持學報;2004年04期

3 郭志學,余斌,曹叔尤,方鐸;泥石流入匯主河情況下交匯口附近變化規(guī)律的試驗研究[J];水利學報;2004年01期

4 郭志學,方鐸,余斌;泥石流與主河交匯的試驗研究[J];水土保持學報;2003年05期

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1 張云成;支溝堰塞湖潰決引發(fā)主河洪水演進分析[D];西南交通大學;2016年

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本文編號：441297