土坝漫顶后冲沟网形成模拟-长江科学院.PDF

　 第３３卷第２期 长　 江　 科　 学　 院　 院　 报 Ｖｏｌ．３３　 Ｎｏ．２　 　 　 　 ２ ０ １６ 年 ２ 月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｆｅｂ． ２ ０ １ ６　 　 － 　 　 ｄｏｉ：１０．１１９８８／ ｃｋｙｙｂ ２０１６，３３（０２）：３３ ３７ 土坝漫顶后冲沟网形成模拟 １，２ １ 张　 强 ，周　 扬 （１．南昌工程学院水利与生态工程学院，南昌　 ３３００９９；２．江西省水文水资源与水环境重点实验室，南昌　 ３３００９９） 摘　 要：根据土坝漫顶后冲沟网形成的特点，建立了能够模拟土坝漫顶后冲沟网形成的元胞自动机模型。 在元胞 自动机模型中采用坡降模式模拟水流运动，采用冲刷率公式模拟坡面冲刷，确定了坡面径流和坡面冲刷规则。 在 计算中考虑了地形随机起伏变化和坡面抗冲性能差异２个影响因素，得出不同因素对冲沟网形成的影响。 结果表 明：单一考虑地形随机起伏变化形成的冲沟网较顺直，综合考虑２个方面影响的计算结果比较合理。 关键词：土坝；漫顶；冲沟网；元胞自动机；坡面径流；坡面冲刷；地形随机起伏变化；地面抗冲性能差异 － － － 中图分类号：ＴＶ１４３　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：１００１ ５４８５（２０１６）０２ ００３３ ０５ ２．２　 邻居定义 １　 问题的提出 采用标准 Ｍｏｏｒｅ 型邻居关系，１ 个元胞的 上、下、左、右、左上、右上、右下、左下相邻的８个元 我国在过去的５０年内发生过很多次溃坝事件， － ［４ ６］ 已溃坝中土石坝占９７．８％。 根据最新的溃坝资料分 胞为该元胞的邻居，邻居的半径为 １ 。 出于简 析，漫溃是最主要的一种溃坝形式，所占比例已经达 化计算考虑，结合坡面水流实际，每一个元胞产生的 ［１］ 水流（坡流）将流入下、左下和右下 ３ 个方向的 到５０．２％ 。 因此，对于土石坝漫顶溃决的研究具 有非常重要的意义。 目前对于土坝漫顶溃决问题的 元胞。 研究成果已有很多，但成果中多侧重于溃坝洪水演 ２．３　 转化规则 进模型研究，对于土坝漫顶后溃口的形成和发展机 ２．３．１　 坡面径流规则 － ［２ ３］ 理研究比较少。 朱勇辉等 对这种机理进行了介 土坝背水坡往往是起伏变化的，起伏变化的地形 绍和分析，认为在土石坝漫顶溃决初期，下游坡面会 ［７］ 决定了土坝坡面水流的流向 。 由于土坝漫顶后冲 冲刷形