堰塞体溃决流量与溃口形态演化数值模拟

梅胜尧; 钟启明; 陈生水; 单熠博

doi:10.3799/dqkx.2022.360

地球科学 ›› 2023, Vol. 48 ›› Issue (04) : 1634 -1648. DOI: 10.3799/dqkx.2022.360

堰塞体溃决流量与溃口形态演化数值模拟

梅胜尧 ¹^,³ ,
钟启明 ¹^,² ,
陈生水 ¹^,² ,
单熠博 ¹^,³

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Numerical Simulation of Breach Hydrograph and Morphology Evolution during Landslide Dam Breaching

Shengyao Mei ¹^,³ ,
Qiming Zhong ¹^,² ,
Shengshui Chen ¹^,² ,
Yibo Shan ¹^,³

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摘要

堰塞体是山区常见的地质灾害，一旦发生溃决，将对下游人民的生命财产安全构成严重威胁.在应急响应时需要对堰塞体溃口流量过程和溃口形态演化进行快速准确的预测，但目前的溃坝数学模型大多未充分考虑堰塞体的地貌学特征，无法合理反映复杂地形下堰塞体的溃决过程.采用雷诺平均Navier-Stokes方程和湍流重正化群k-ε模型相结合的数值方法，对复杂地形下的溃决水流进行模拟，并利用可考虑推移质和悬移质输移的冲蚀公式模拟溃口冲蚀过程，选择拥有详细勘测资料和水文数据的“11•03”白格堰塞体溃决案例进行反演分析.对比计算和实测的溃口流量过程线、溃决过程水动力学特征及最终溃口断面形态发现，模拟结果可较好地反映堰塞体的实际溃决过程，验证了模型的合理性.