[发明专利]基于不同溃决模式的堰塞坝溃决危险性分级和预警方法

说明书

本发明公开了基于不同溃决模式的堰塞坝溃决危险性分级和预警方法，其技术方案要点是：S101：获取参数：获取堰塞坝的初始溃口顶部宽度、底部宽度、高度、溃口斜坡角度、初始水面高程、初始溃口底部高程、初始库容、中值粒径以及河道或沟道坡降参数；S102：堰塞坝溃决模式的判别：利用堰塞坝溃决模式的判别式判断堰塞坝的溃决模式；S103：建立堰塞坝溃决数学模型；S104：计算各溃决参数；S105：基于不同溃决模式堰塞坝溃决的危险性分级及预警：对堰塞坝溃决的危险性分级，进行堰塞坝溃决的危险性分级及预警。本堰塞坝危险性分级预警方法其具有可以对堰塞坝在不同溃决模式下发生破坏的危险性进行分级和预警的优点。

技术领域

本发明涉及风险调控理论、防灾减灾基础研究领域，特别涉及基于不同溃决模式的堰塞坝溃决危险性分级和预警方法。

背景技术

近年来，由于地震活动等原因引起大量的山体滑坡、崩塌等灾害，导致了堰塞坝灾害频繁出现。堰塞坝溃决所带来的洪水灾害严重威胁了人类的生命财产安全。因此，需要对堰塞坝溃决后形成的洪水进行科学、合理、准确地评估，对堰塞坝溃决的危险性分级、预警，需要先对堰塞坝溃决模式进行初步的分析和判断，之后采用数学方法模拟堰塞坝溃决状况。

然而，现有的技术中，一般通过单一方法及少量参数进行预测，从而建立统计模型，难以准确反映灾害的过程。以往的研究大多并未针对不同溃决模式研究溃坝过程，而仅重点关注溃决洪水峰值流量及其他溃决参数，忽视了溃决前的物理过程。

因此，我们需要一种针对不同溃决模式的堰塞坝危险性分级预警方法，可以更合理的对堰塞坝在不同溃决模式下发生破坏的危险性进行分级和预警。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供基于不同溃决模式的堰塞坝溃决危险性分级和预警方法，以解决背景技术中提到的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

基于不同溃决模式的堰塞坝溃决危险性分级和预警方法，包括以下步骤：

S101：获取参数：获取堰塞坝的初始溃口顶部宽度、底部宽度、高度、溃口斜坡角度、初始水面高程、初始溃口底部高程、初始库容、中值粒径以及河道或沟道坡降参数；

S102：堰塞坝溃决模式的判别：利用堰塞坝溃决模式的判别式判断堰塞坝的溃决模式；

S103：建立堰塞坝溃决数学模型：基于溃决模式的不同，重新获取堰塞坝的基本参数，并建立不同溃决模式下的堰塞坝溃决数学模型；

S104：计算各溃决参数：基于堰塞坝溃决数学模型，通过MacCormark有限差分计算出不同时刻下的流速、水深各溃决参数，并选择出最大值；

S105：基于不同溃决模式堰塞坝溃决的危险性分级及预警：对堰塞坝溃决的危险性分级，根据坝体溃决参数数据，进行堰塞坝溃决的危险性分级及预警。

较佳的，所述S102中：首先选取合适的堰塞坝溃决模式的判别式，再根据堰塞坝的初始参数确定堰塞坝的溃决模式：

选取公式(1)、(2)、(3)，如下：

其中k₁＝0.4007，k₂＝-1.7442，k₃＝-2.6785，k₄＝-2.9792×10^-9，

k₅＝3.55589，k₆＝0.1029，k₇＝-0.0663，k₈＝80.8072，k₉＝-211.7417；