1、 1 中文 5295 字 出处： Kohlenberg J, Barnett M, Wood S. Through the Breach: Modeling Flooding from a Dam Failure in South CarolinaJ. UMAPJournal, 2005: 245. 分析溃坝：针对 南卡罗来纳州大坝 坍塌建立模型 摘要 萨鲁达大坝建立在卡罗莱纳州的墨累湖与萨鲁达河之间，如果发生地震大坝就会坍塌。 本文通过建立模型来分析 以下 四种大坝决口 时 水的流量以及洪水泛滥时 水的流量： 大坝的绝大部分被 瞬间侵蚀看成是大坝瞬间彻底坍塌； 大坝的绝大部分被缓慢侵蚀看成是
2、大坝延期彻底坍塌； 管涌就是先形成一个小孔，最终形成一个裂口； 溢出就是大坝被侵蚀后，形成一个梯形的裂口。 本文建立了两个模型来描述下游洪水的泛滥情况。两个模型都采用离散网格的方法，将一个地区看成是一个网格，每个网格都包含洪水的深度和体积。复力模型运 用了网格的速度、重力以及邻近网格的压力来模拟水流 。下坡模型 假定水流速度与邻近网格间水位 高度的 成正 比例。 下坡模 型 是高 效率 的、 直观 的、 灵 活 的 ，可以适用于 已 知海拔的 任何地区。它的两个参数 稳 定并限制了 水流 ，但该 模型的预测 很少依赖 于 它 们的 静 态 值。 对于萨鲁达溃坝 ，洪水 总面积为 25.106
3、km ；它还没有到达国会大厦。罗威克里克 的洪水 向上游 延伸 了 km4.4 ，覆盖面积达 24.26.1 km 变量及假设 表 1说明了用来描述和模拟模型的变量， 表 2列出了模拟程序中的参数。 表 1 模型中的变量 . 变量 定义 溃坝时的水流量速率 1TFQ 瞬间 彻底 坍塌 2TFQ 延 期 彻底 坍塌 PIPEQ 管涌 OTQ溢出 peakQ最大流速 溃坝时水流出到停止所用时间 1TFt 瞬间 彻底 坍塌 2TFt 延 期 彻底 坍塌 PIPEt 管涌 OTt 溢出 V 溃坝后从墨累湖里流出的水的总体积 LmVol 墨累湖的 原来 体积 LMArea 墨累湖的 原来 面积 brea
4、chd 从裂口到坝顶距离 2 breacht从裂口开始到溃坝形成的时间 m 近似圆锥的墨累湖的侧面 一般假设 正常水位 是 在溃坝 前 的湖 水位置 。 河 道 中的水流不随 季节变化 而变动 。 墨累湖 里的 水 的容积 可以 看作为一个正 圆锥（ 图 1 ）。 表 2 模拟程序中的参数 参数 所取值 意义 BREACH_TYPE 变量 瞬间 彻底 坍塌， 延 期 彻底 坍， 管涌 ，溢出模型中的一种 T 0.10 时间不长的长度 (s) MIN_DEPTH 0001.0 网格空时的水的深度 (m) FINATT 100000 大坝彻底决口所用时间 bT 3600 溃坝达最大值的时间 (s)
5、 peakQ 25000 溃坝的最大流速 (m3/s) breachd 30 蓄水池的最初深度 (m) LMVolume 910714.2 墨累湖的总 体 积 (m3) LMArea 610202 墨累湖的总 面积 (m2) k 504.0 扩散因素 (控制两网格间交换的水的数量 ) MAX_LOSS_FRAC 25.0 单位网格中水的最大流失量 图 1. 水库近似一个正圆锥 . 大坝假设 萨鲁达 大坝在 以下 四种方式 之一 坍塌 ： -瞬间 彻底 坍塌 ， 3 -延 期 彻底 坍塌 ， -管涌， -溢出。 土建 大坝 的材料 是统一的。 裂口的基本 宽度是 在 大坝高度和 3倍大坝高度 之间 美国美国陆军工程1997
