非均匀河谷中溃坝洪水的运动波解
地球物理
2020-02-20 v1
摘要
在非均匀河谷中，溃坝洪水波会受到河流宽度、坡度和糙率下游变化的显著影响。为模拟这些效应，我们推导了运动波方程的新解析解，适用于幂律形式的 rating curves 和任意形状的水文过程线，只要其在波前产生单一激波。首先利用应用于平面特征有界区域的 Gauss-Green 定理，获得了均匀渠道的新结果。随后通过变量代换将河流属性按距离坐标重标度而均匀化，将结果推广至非均匀河谷。这些解在理想化情形中得以展示和验证，并应用于三起历史溃坝事件：2008 年唐家山滑坡坝的溃决失效、1976 年 Teton 坝的管涌失效，以及 1959 年 Malpasset 坝的突发失效。尽管计算成本和数据需求大幅降低，结果与现场数据及更精细的模拟吻合良好。它们还阐明了河流与水文过程线属性如何影响洪水传播与衰减。
引用
@article{arxiv.2002.08169,
title = {Kinematic wave solutions for dam-break floods in non-uniform valleys},
author = {Tzu-Yin Kasha Chen and Hervé Capart},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.08169},
year = {2020}
}