堤坝溃决计算方法现状及展望（Ⅰ）：理论模型、参数模型与一维数学模型

刘占奎; 郭秋歌; 杨洋; 介玉新; 张宝森; 王静雯; 周婷

doi:10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250301

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

堤坝溃决计算方法现状及展望（Ⅰ）：理论模型、参数模型与一维数学模型

地学信息技术与工程 | 更新时间：2026-11-05

- 堤坝溃决计算方法现状及展望（Ⅰ）：理论模型、参数模型与一维数学模型
- 堤坝溃决计算方法现状及展望（Ⅰ）：理论模型、参数模型与一维数学模型
- 地质科技通报 2026年45卷第1期页码：324-341
- 作者机构：
  
  1. 清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室
  2. 清华大学水利部水圈科学重点实验室
  3. 清华大学水利水电工程系
  4. 河南黄河河务局信息中心
  5. 黄河水利委员会黄河水利科学研究院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目(2023YFC3011401);黄河水利委员会黄河水利科学研究院基金项目(HKY-JBYW-2024-15);河南省重点研发专项(221111321100)
- DOI：10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250301
  中图分类号： TV122.4
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
刘占奎, 郭秋歌, 杨洋, 等. 堤坝溃决计算方法现状及展望（Ⅰ）：理论模型、参数模型与一维数学模型[J]. 地质科技通报, 2026,45(1):324-341.

刘占奎, 郭秋歌, 杨洋, et al. 堤坝溃决计算方法现状及展望（Ⅰ）：理论模型、参数模型与一维数学模型[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(1): 324-341.
刘占奎, 郭秋歌, 杨洋, 等. 堤坝溃决计算方法现状及展望（Ⅰ）：理论模型、参数模型与一维数学模型[J]. 地质科技通报, 2026,45(1):324-341. DOI： 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250301.

刘占奎, 郭秋歌, 杨洋, et al. 堤坝溃决计算方法现状及展望（Ⅰ）：理论模型、参数模型与一维数学模型[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(1): 324-341. DOI： 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250301.

摘要

国内外堤坝溃决事故屡有发生，堤坝安全对防范洪水灾害至关重要。溃口发展机理及数学计算模型的研究对于洪水预测与风险防范具有重要意义。以溃口数学计算模型的发展脉络为主线，对堤坝溃口特性及溃决过程进行了概括总结，并基于堤坝溃口类型与影响因素的分析，对其分类与演化规律进行了归纳梳理，对比已有模型试验结果与数学计算模型的关系。按照理论模型、参数模型和一维数学模型的演进路径，对堤坝溃决计算方法进行了全面综述，系统汇总了溃口数学模型的历史发展与研究现状，并对不同数学模型的特征和适用性进行了简要比较。以表格形式列举了常见溃口计算方法，便于学者查阅与模型对比，进一步把握溃口发展数学模型的研究方向。总体而言，理论模型与参数模型因计算简便，可快速应用于溃决应急与抢险，但难以描述溃口的动态演化；一维数学模型能够耦合复杂的水流运动、溃口几何变化与泥沙输移过程，更为精细地刻画堤坝溃决的动态特征，但仍存在物理过程简化与假设较多的问题。随着二维、三维数学模型的发展，以及机器学习与人工智能方法的引入，溃口计算模型正朝着物理过程刻画更为精细、计算效率更高的方向演进。

Abstract

关键词

Keywords

references

Akode M. Osman,Colin R. Thorne.Riverbank Stability Analysis. I: Theory[J].Journal of Hydraulic Engineering,1988(2).

Weiming Wu.Simplified Physically Based Model of Earthen Embankment Breaching[J].Journal of Hydraulic Engineering,2013.

Thomas C. MacDonald,Jennifer Langridge&hyphen,Monopolis.Breaching Charateristics of Dam Failures[J].Journal of Hydraulic Engineering,1984(5).

M. Peng,L. M. Zhang.Breaching parameters of landslide dams[J].Landslides,2012.

Chang D. S.,Zhang L. M..Simulation of the erosion process of landslide dams due to overtopping considering variations in soil erodibility along depth[J].Natural Hazards and Earth System Science,2010.

Y. Xu,L. M. Zhang.Breaching Parameters for Earth and Rockfill Dams[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,2009.

David C. Froehlich.Peak Outflow from Breached Embankment Dam[J].Journal of Water Resources Planning and Management,1995(1).

Gianluca De Lorenzo,Francesco Macchione.Formulas for the Peak Discharge from Breached Earthfill Dams[J].Journal of Hydraulic Engineering,2014.

Michael W. Pierce,Christopher I. Thornton,Steven R. Abt.Predicting Peak Outflow from Breached Embankment Dams[J].Journal of Hydrologic Engineering,2010.

Christopher I. Thornton,Michael W. Pierce,Steven R. Abt.Enhanced Predictions for Peak Outflow from Breached Embankment Dams[J].Journal of Hydrologic Engineering,2011.

David C. Froehlich.Predicting Peak Discharge from Gradually Breached Embankment Dam[J].Journal of Hydrologic Engineering,2016.

Farhad Hooshyaripor,Ahmad Tahershamsi,Saeed Golian.Application of copula method and neural networks for predicting peak outflow from breached embankments[J].Journal of Hydro-environment Research,2014.

Oscar Castro-Orgaz,Hubert Chanson.Ritter’s dry-bed dam-break flows: positive and negative wave dynamics[J].Environmental Fluid Mechanics,2017.

刘建康,程尊兰,吴积善.基于经验公式建立的滑坡泥石流坝溃口形式预测模型[J].四川大学学报(工程科学版),2013(S2).

陈生水,钟启明,任强.土石坝漫顶破坏溃口发展数值模型研究[J].水利水运工程学报,2009(04).

CHEN ZuYu,PING ZiYi,WANG NaiXin,YU Shu,CHEN ShuJing.An approach to quick and easy evaluation of the dam breach flood[J].Science China(Technological Sciences),2019(10).

梅世昂,陈生水,钟启明,阎志坤.土石坝溃坝参数模型研究[J].工程科学与技术,2018(02).

石振明,马小龙,彭铭,张利民.基于大型数据库的堰塞坝特征统计分析与溃决参数快速评估模型[J].岩石力学与工程学报,2014(09).

钟启明,陈生水,邓曌.堰塞坝漫顶溃决机理与溃坝过程模拟[J].中国科学:技术科学,2018(09).

傅旭东,刘帆,马宏博,王光谦.基于物理模型的唐家山堰塞湖溃决过程模拟[J].清华大学学报(自然科学版),2010(12).

陈淑婧,王秋生,于沭,王洪洋.土石坝漫顶溃决模型的分析比较[J].河海大学学报(自然科学版),2016(05).

陈生水,方绪顺,钟启明,李运辉.土石坝漫顶溃坝过程离心模型试验与数值模拟（英文）[J].岩土工程学报,2014(05).

戴荣尧,王群.溃坝最大流量的研究[J].水利学报,1983(02).

吴昌瑜,丁金华.九江长江干堤溃口段破坏机理及处理措施[J].岩土工程学报,2001(05).

ZHANG JianYun1,2, LI Yun1,2, XUAN GuoXiang1,2, WANG XiaoGang1 & LI Jun1 1 Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China, 2 State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Nanjing 210029, China.Overtopping breaching of cohesive homogeneous earth dam with different cohesive strength[J].Science in China(Series E:Technological Sciences),2009(10).

谢任之.溃坝坝址流量计算[J].水利水运科学研究,1982(01).

果鹏,夏军强,周美蓉,张晓雷.生产堤溃口展宽过程的概化模型试验研究[J].水科学进展,2020(02).

宁利中,宁碧波,胡彪,田伟利,王永起.任意梯形断面溃坝洪水最大流量解析解[J].西安理工大学学报,2017(02).

张昕健,渠庚,范北林,朱勇辉.溃堤洪水与堤后冲刷研究综述及展望[J].长江科学院院报,2019(04).

谢亚军,朱勇辉,国小龙.土坝溃决研究进展及存在问题[J].长江科学院院报,2013(04).

陈启刚,张大伟,王忠祥,钟强.堤防溃口水流特性与封堵技术研究进展[J].中国防汛抗旱,2021(08).

赵悬涛,刘昌军,王文川,顾斌杰,杨昆,张淼,马建明.射月沟水库溃坝洪水模拟及溃坝原因分析[J].中国农村水利水电,2022(05).

沈鸿杰,徐力群,刘子茜.改进DB-IWHR模型及其在尾矿库溃坝影响分析中的应用[J].水利水电科技进展,2022(05).

张新华,薛睿瑛,王明,邓晴.堰塞坝溃口演化研究进展[J].西南民族大学学报(自然科学版),2020(01).

齐子杰,黄卫,汪利先,段文刚,倪玉芳.堰塞坝溃决参数模型评估与优化分析[J].人民长江,2022(12).

单熠博,陈生水,钟启明,梅胜尧.考虑颗粒组成的堰塞体溃口峰值流量快速预测模型[J].应用基础与工程科学学报,2023(03).

李君纯.沟后面板坝溃决的研究[J].水利水运科学研究,1995(04).

王忠祥,张大伟.堤防漫顶溃决物理模型试验研究进展[J].中国水利水电科学研究院学报(中英文),2024(01).

焦煦,冯震宇,廖海梅.堰塞坝溃口及洪峰参数模型评估与优化[J].贵州大学学报(自然科学版),2023(05).

冯震宇,杨兴国,周家文,廖海梅.堰塞坝溃决参数及其寿命预测[J].水利学报,2024(03).

巨江,贺翠玲,李鹏峰.堰塞湖土石坝漫顶溃坝扩散模型[J].泥沙研究,2024(05).

胡大儒,吴述或,罗超鹏,邓辉,李鹏飞,王照英.澜沧江某巨型堆积体蓄水失稳诱发涌浪预测[J].地质科技通报,2024(06).

杜勇江,王运生,邹子南,孙耀明.动水冲刷作用下堆积体岸坡的渐进破坏过程分析[J].地质科技通报,2024(06).

伍超.梯形断面溃坝波Ritter解[J].水动力学研究与进展,1986(02).

吕佳豪,侯精明,李东来,荆海晓,陈光照.溃坝洪水演进一维水动力模型[J].山地学报,2024(01).

宁利中.椭圆形断面溃坝波Ritter解[J].西安理工大学学报,1990(04).

浏览量

128

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于深度学习的复杂页岩储层多参数协同高效预测——以松辽盆地青山口组为例

强变形构造区多层含水系统承压水运移规律识别

不同流量条件下红黏土地区地下管道断裂渗漏致塌半物理模型试验

少井条件下深水重力流储层地质建模方法

融合集成机器学习与负样本采样策略的降雨群发滑坡易发性评价