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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。
2.1.1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 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。
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。
基于对溃坝洪水计算的分析[摘要]兴修水库，对防洪、灌溉、发电、航运、养殖都起着很大的作用，一般情况下，必须而且可以确保大坝的安全。
但是，由于某些特殊原因，例如战争、地震、超标洪水、大坝的施工质量不佳，地基不良及水库调度管理不当等，都会使坝体突然遭到破坏，而形成灾难性的溃坝洪水，给下游带来极其严重的危害。
因此，研究和预估溃坝洪水，对于合理确定水库的防洪标准和下游安全措施是非常必要的。
【关键词】洪水；计算；分析1.前言溃坝可分为瞬时全溃、部分溃和逐渐全溃。
不过，由于导致溃坝的因素甚为复杂，难于事先全面考虑，从最不利的结果着想，可以认为溃坝是瞬时完成的。
因此，以下仅对瞬时全溃或部分溃的情况进行讨论，所谓全溃是指坝体全部被冲毁；部分溃则指坝体未全冲毁，或溃口宽度未及整个坝长，或深度未达坝底，或二者兼有的情况。
实验表明溃坝水流的物理过程，如图1所示，溃坝初期，库内蓄水在水压和重力作用下，奔腾而出，在坝前形成负波，逆着水流方向向上游传播，称为落水逆波；在坝下形成正波，顺着水流方向向下游传播，称为涨水顺波。
由于波速随水深而增加a，所以落水逆波前边的波速总大于后面的波速，使其波形逐渐展平；坝下游涨水顺波的变化正相反，因为后面的波速总大于前面的波速，于是形成了后波赶前波的现象，使波额变陡，成为来势凶猛的立波。
例如，1928年美国圣弗兰西斯科坝失事，下游2.2km处观测得波额高达37m，万吨大的混凝土巨块都被冲走，不过，经过一段河槽调蓄及河床阻力作用之后，立波逐渐坦化，最终消失。
图2示意地表示出一次溃坝洪水在坝址及下游各断面的流量过程线，从图上可以看出，坝址处峰形极为尖瘦，溃坝后瞬息之间即达最大值，然后随时间的推移而急速下降，呈乙字形的退水线。
随着溃坝洪水向下游的演进，过程线逐渐变缓。
1.坝址断面（第I断面）；2.坝下游第II断面；3.坝下游第III断面；4.坝下游第IV断面。
根据对溃坝水流物理过程的试验研究，曾提出许多关于溃坝流量过程计算方法及其向下游传播的演算方法，其中有些在理论上是比较严密的。
谯东风电场希夷 110kV线路工程溃堤洪水分析与计算摘要：当输电线路塔基位于河流堤防背水面时,需进行溃堤可能性分析,必要时还需进行溃堤洪水计算。
文章通过工程实例阐述了溃堤洪水的特性及其计算方法,采用逐层试算法进行计算冲刷坑的深度和范围,并采取措施对工程基础进行防护,确保当输电线路塔基安全运行。
关键词：输变电工程；堤防；溃堤洪水；计算引言：亳州谯东风电场项目由亳州市协合太阳能发电有限公司投资建设，项目位于亳州市谯城区，工程年上网电量104GWh，年等效满负荷运行小时数2081h。
为保证项目投产，新建亳州谯东风电场-希夷110kV线路工程。
安徽亳州希夷220kV输变电工程位于亳州市谯城区境内。
本项目建设涉及新建本工程线路自拟建希夷变220kV构架起，至拟建魏武~武集220kV线路预留开断塔止（贾大庄东侧）。
全线采用双回路角钢塔架设，线路全长约15.8km，导线截面采用2×400mm²。
希夷220kv变电站位于亳州市谯城区经济开发区S307省道西侧，规划合欢路和规划亳城路交叉口西南角，设计主变2×180MVA。
涡河左岸自谯城区牛集镇灵子门行政村代桥自然村首先入境，东南流经涡阳县至蒙城县移村集出境入怀远县，境内长173km，流域面积4039km2；谯东风电场-希夷110kV风电场110kV送出工程跨越涡河。
涡河两岸现有防洪标准较低，遇较大洪水会出现漫堤，甚至于薄弱处溃堤决口，溃口处水流流速较大，对地面产生冲刷，影响塔基安全，需对塔基进行溃堤洪水分析。
由于溃口水流结构复杂，同时兼有急流与缓流，流场存在迅变或间断流动区域，故溃堤洪水分析计算较为复杂，工程应用上目前主要采用简化水力学公式。
1概况本分析线路线路自拟建110kV谯东风电场110kV升压站起，至220kV希夷变110kV构架止，于大寺闸上游2.05km处跨越涡河，与涡河交叉角度为80°。
新建架空线路总长约21.6km,导线截面采用1×300mm2。
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。
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。
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。
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。
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。
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）。
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。
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。
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。
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。
FCD13030 FCD 水利水电工程初步设计阶段溃坝洪水计算大纲范本
水利水电勘测设计标准化信息网
1997年8月
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水电站技术设计阶段溃坝洪水计算大纲范本
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勘测设计研究院
年月
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目次
1.流域及工程概况 (4)
2.设计依据 (4)
3.基本资料 (5)
4.计算原则 (7)
5.溃坝计算方法及内容 (8)
6.溃坝洪水计算成果及分析 (10)
7.应提供的设计成果 (11)
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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
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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。
表1 水库库容曲线
3.3 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。
3.4 枢纽泄流曲线
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表2 枢纽泄流表
3.5 入库洪水过程及支流入流过程
表3 入库洪水过程
3.6 河道糙率
(1) 收集河道历史洪水调查水面线并计算河道糙率。
(2) 收集本流域各水文站实测n－Q关系线及国内外河道糙率表。
(3) 根据上述资料和本计算河段的植被、地质及河道地形变化等条件，确定溃坝洪水计算糙率。
表4 下游各河段糙率
3.7 坝址下游各断面水位－流量关系线
(1) 收集下游河道实测或调查的水位－流量资料；
(2) 根据实测及洪水调查资料绘制各断面的水位－流量关系线；
(3) 对高水部分不够的断面，进行水位流量关系线的延长。
3.8 下游洪泛区的社经情况
下游洪泛区的居民点、厂矿、交通线路、闸坝等各种建筑物的防洪标准、高程、范围、
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材料、经济影响、人口、土地、作物、交通工具、避险转移条件、距离、通讯条件等有关社经资料。
4 计算原则
4.1 溃坝原因分析
根据大坝坝型结构、材料、所在流域的自然条件(洪水特征等)、勘测设计及施工情况分析溃坝原因。
4.2 计算中假定条件
(1) 大坝发生溃决时，水库的运行状态，各孔口开启情况，坝前水位。
(2) 水库内泥沙淤积情况：
泥沙淤积年限a；
坝前泥沙淤积高程m。
(3) 区间入流与区间水量损失，如果相对溃坝流量比较小时，可以忽略不计。
4.3 溃坝形式
溃坝形式以时间过程来分，要分为瞬时溃决和逐渐溃决两类；以溃决范围大小，可分为全溃和局部溃决。
根据大坝的结构形式、地基地质条件、溃坝原因及大坝所在位置的重要性，要考虑到各种可能的最不利的情况，与水工等有关专业人员共同研究确定溃坝形式。
4.4 溃坝有关参数
(1) 溃口部位及高程；
(2) 溃口的形态及溃口边坡系数；
(3) 溃口尺寸；
(4) 溃决历时。
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(5) 时间步长∆t和距离步长∆x。
4.5 溃坝计算方案拟定
根据溃坝形式，溃口参数及计算中的假定条件等与有关专业共同拟定溃坝计算方案。
方案较多时可列表说明。
表5 溃坝计算方案
表6 各方案溃坝参数表
5 溃坝计算方法及内容
5.1 计算方法选择
根据下游防护对象的重要程度及基本资料情况等，确定采用哪一种方法计算。
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5.2 计算工作内容
5.2.1 用简单法计算
(1) 溃坝最大流量计算
(2) 溃坝坝址流量过程线计算
(3) 溃坝洪水向下游演进计算
5.2.2 用数学模型计算
(1) 了解模型的编制、验证及使用情况；
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(2) 掌握模型的基本原理及使用条件； (3) 该模型对本工程的适用性分析；
(4) 根据模型使用手册的要求整理有关输入资料，并输入计算机。
6 溃坝洪水计算成果及分析
6.1 溃坝洪水计算成果
(1) 各方案溃坝最大流量；
(2) 坝址流量过程线；
(3) 大坝下游沿程溃坝洪峰流量及最高水位图(附图)
；
(4) 大坝下游沿程溃坝计算成果表：
表 7 溃 坝 计 算 成 果 表
(5) 大坝下游沿程溃坝洪峰流量及最高水位过程线(附图)； (6) 溃坝洪水淹没过程图。
6.2 计算成果分析
(1) 成果合理性分析
(2) 精度分析
6.3 溃坝洪水对下游影响分析
分析溃坝洪水对下游各居民点及各类建筑设施的影响程度和淹没范围，估算溃坝洪水可能造成的损失，提出减小溃坝洪水可能造成损失的防范措施或防护规划的意见或建议。
必要时应根据溃坝洪水到达时间制定人员转移计划。
7 应提供的计算成果
7.1 计算报告和计算书
(1) 溃坝洪水计算报告
(2) 溃坝洪水计算书
7.2 附图及附表
(1) 大坝下游沿程溃坝洪峰流量及最高水位图；
(2) 大坝下游沿程溃坝洪峰流量及最高水位过程线；
(3) 溃坝洪水淹没过程图；
(4) 附表；
11。
