23、拦石坝的可靠性设计优化

拦石坝的可靠性设计优化

1. 堆石坝的非线性水流演进

堆石坝的非线性洪水演进采用连续性方程（dS/dt = I - Q）与方程（1 - 5）混合的方式进行，具体方程如下：

[
\begin{align }
\frac{dS}{dt}&=I_p(\frac{t}{t_p})^m\exp(-m(\frac{t}{t_p}-1))\
&- (W(\frac{\alpha}{b + 3})^{\frac{1}{b + 2}})(\frac{((A_0S + A_0)^{\frac{1}{n + 1}} - Z_0)^{b + 3}-H_2^{b + 3}}{L - A_2((A_0S + A_1)^{\frac{1}{n + 1}} - Z_0)})^{\frac{1}{b + 2}}
\end{align }
]

基于这种非线性洪水演进，有人开发了一个数值模型并进行参数研究，得出了初步设计的方程：

[
\frac{S_f}{V_f}=1.0166 - 0.231\frac{Q_p}{I_p}-2.2433(\frac{Q_p}{I_p})^2 + 1.4661(\frac{Q_p}{I_p})^3
]

其中，$S_f$ 是所需的水库容积，$Q_p$ 是出口流量峰值。

1.1 方程分析

• 连续性方程混合 ：通过将连续性方程与其他方程混合，能够更准确地描述堆石坝内的水流情况，考虑了时间、流量、水库容积等多个因素的影响。