图5  双支分叉渠道溃坝波水面线 (左图为湿底，右图为干底)

5.3  45°三支分叉渠道

一45°三支分叉渠道，两条对称分布的分支渠道与主河道成45°角，主河道长2300m,宽400m，分支河道宽300m。坝址位于900m处。同样取上游水深是10m、下游水深是2m和0.01m，曼宁粗糙系数0.02。计算溃决40s和80s时，水深比为0.2情况下水位等值线如图6所示；水深比为0.001情况下水位等值线如图7。可以看出，溃坝波运动特征与上例类似，上游波形和波的推进速度在不同水深比时具有相似的特征，在角区存在旋涡。但交汇处和下游波形及推进速度却有较大差别，下游小水深情况下与大水深相比，波形更平缓，而且在到达交汇处之前推进速度略快。

图6  三支分叉湿底渠道溃坝波的水位等值线 （左图t=40s，右图t=80s）

图7  三支分叉干底渠道溃坝波的水位等值线 （左图t=40s，右图t=80s）

6 结语

在作者近期研究的基础上，基于四边形单元及其卫星单元所定义的拓扑关系，利用带有最优限量函数的组合型TVD格式和Runge-Kutta法分别作空间离散和时间离散，建立了浅水方程的任意四边形单元的有限体积TVD格式，为任意渠道溃坝波的计算提供了高分辨率、高精度的数值手段。首次针对180°强弯曲河道、90°以及45°分叉河道，预报了溃坝波的演进过程，揭示了在复杂河道特别是具有弯道、分叉等天然特征时溃坝波的急剧变化特性。虽然本文是针对溃坝波—非恒定自由表面间断流问题所作的研究，但可以预见，本文的方法可以方便地推广应用于其它具有潮波、水跃现象甚至更一般的恒定

参  考  文  献

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