滑坡激起涌浪机理及其数值模拟方法研究

水库和河道滑坡激起的涌浪，对航行船舶、水库安全运行、以及沿岸居民生命财产安全产生严重威胁。本项目将通过理论分析、模型试验和数值模拟相结合的方法研究滑坡激起涌浪机理。首先，通过分析滑坡体的水上与水下运动过程及其与水体的相互作用，研究滑坡形成的初始涌浪，解析初始涌浪的计算模式；其次，在水池和水槽中进行滑坡激起的涌浪试验，对涌浪的产生、传播、以及爬坡变形等进行测量与分析，探讨不同影响因子（坡度，滑坡体大小、形状、速度，水深等）对涌浪形成、传播和变形的影响，率定和检验初始涌浪模式；最后，基于初始涌浪理论模式，建立滑坡涌浪的数学模型，通过模型试验数据检验模型，研究天然情况下涌浪的传播和爬坡变形。为水库和河道滑坡激起涌浪预报提供一种新的模拟方法。

本研究项目的结果包括两方面内容：（1）滑坡及其涌浪的水槽实验研究；（2）滑坡涌浪的数值模拟方法研究。.第一方面主要通过实验研究了不同形状滑块在不同的坡度、水深、位置、滑块长度等因子下涌浪的形成，传播和爬坡，通过理论分析建立滑坡体运行的计算公式，并通过实验率定了公式参数和验证了公式。.第二方面研究主要有，（1）推导了孔隙率浅水方程，别采用Godunov方法和特征分解源项的方法，建立了滑坡涌浪的数学模型，该模型能够较好的对涌浪的生成和爬高进行较为精确的模拟。（2）推导了非静止水压力下的水深平均二维浅水方程，并采用半隐式有限体积方法建立了数值模式，该模型能够对涌浪的耗散进行较好的模拟。