謝亞軍，朱勇輝，國小龍

（長江科學(xué)院河流研究所，武漢 430010）

土壩潰決研究進(jìn)展及存在問題

謝亞軍，朱勇輝，國小龍

（長江科學(xué)院河流研究所，武漢 430010）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界各地發(fā)生潰決的大壩中，大多數(shù)為土壩。為了更好地預(yù)測潰壩過程、潰壩洪水及其在下游的傳播過程，近幾十年來，建立了多個(gè)潰壩模型。對現(xiàn)有的土壩潰決模型進(jìn)行了分類與總結(jié)，著重介紹了壩體漫潰模型，同時(shí)簡單介紹了管涌潰壩模擬。并根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，參照各潰壩模型的假定條件及控制方程適用范圍，對現(xiàn)有潰壩模型存在的問題進(jìn)行了分析總結(jié)，并提出了下一步研究需關(guān)注的重點(diǎn)與建議。

土壩;潰壩;模型;進(jìn)展;存在問題

大壩是人類改造自然、利用自然的產(chǎn)物，其在防洪、發(fā)電、航運(yùn)、供水等方面給人們帶來了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。然而，受不可預(yù)測因素的影響，大壩一旦潰決，將對下游生命財(cái)產(chǎn)造成不可估量的損失，同時(shí)大壩的功能也不復(fù)存在。例如1975年中國板橋、石漫灘水庫大壩，1976年美國的Teton壩等壩體失事都給下游造成了災(zāi)難。

潰壩模擬的任務(wù)是預(yù)測潰壩壩址的流量和水位過程線［1］，以及洪水向下游演進(jìn)至沿程各處的流量、水位、流速、波前和洪峰達(dá)到時(shí)間等。大壩的潰決速度和程度決定了潰壩洪水波的大小及傳播速度，因此，建立更精確的潰壩預(yù)測模型，為早期預(yù)警及制定緊急預(yù)案等提供依據(jù)，對于保護(hù)下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。

本文對現(xiàn)有土壩潰決模型進(jìn)行了分類與總結(jié)，著重介紹了漫潰模型，并簡介了管涌導(dǎo)致的潰壩過程的模擬，然后對當(dāng)前土壩潰決研究中存在的問題進(jìn)行了分析與總結(jié)。

1 土壩潰決模型

由于土壩潰決發(fā)生及發(fā)展過程極為復(fù)雜，且涉及因素眾多，現(xiàn)有模型主要模擬均質(zhì)土壩及黏土心墻壩的潰決過程，其中均質(zhì)土壩又可分為均質(zhì)非黏性土壩及均質(zhì)黏性土壩，且目前對均質(zhì)非黏性土壩研究較多。導(dǎo)致土壩潰決有漫頂、管涌、滑坡等多種原因，其中前兩者是導(dǎo)致潰壩的主要原因，而目前潰壩模型也主要是模擬由漫頂或管涌導(dǎo)致的潰壩。壩體潰決方式有逐漸潰和突然潰2種，一般認(rèn)為土壩潰決方式為逐漸潰［2］。

1.1 土壩潰決模型分類

目前土壩潰決模型可分為2類［2-3］:第1類是參數(shù)模型，是根據(jù)收集以往潰壩事例的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸，得出一些經(jīng)驗(yàn)性公式，且基本上都是通過輸入水庫庫容、初始水位、壩高及材料抗沖蝕能力等參數(shù)來計(jì)算潰口特性（潰口寬度及深度等）、洪峰流量和潰壩歷時(shí)等。此類模型如Singh and Snorrason. （1984），F(xiàn)roehlich.（1995），Hanson et al.（2011）等［4-6］。第2類是基于物理過程的潰壩模型，即通過綜合水力學(xué)、土力學(xué)、泥沙侵蝕及輸運(yùn)等建立起來的模型，此類模型根據(jù)對水流特性及潰口特性描述的不同又可分為2小類:第1小類假定潰口形狀（矩形、梯形、三角形等），采用堰流或閘孔出流計(jì)算潰決水流，采用輸沙公式計(jì)算輸沙能力，這類模型如BREACH （1988），Zhu et al.（2006），Wu et al.（2009）等［7-9］;第2小類采用水流深度及泥沙對床面的侵蝕反應(yīng)潰口的變化，水流多采用圣維南方程及淺水方程等進(jìn)行描述，該類模型如Dave-F（2004），Wang et al.（2008），Cao et al.（2011）等［10-12］。

由于參數(shù)模型相對簡單，模擬結(jié)果不大穩(wěn)定，下面主要介紹基于物理過程的潰壩模型。

1.2 壩體漫潰模型

1.2.1 壩體漫潰模型研究的主要內(nèi)容

漫潰模型研究的主要內(nèi)容包括壩體初始潰口的形成及其發(fā)展、潰決水流及泥沙侵蝕輸運(yùn)等方面的問題。

Proportion of Variance 0.513710 0.2986893 0.1876007

對于潰口方面，第1小類基于物理過程的模型通常采用2類方法來描述:①假定初始潰口形狀（如三角形、矩形，梯形等）且處于壩頂中部，潰口形狀按照一定規(guī)律發(fā)展，同時(shí)多數(shù)模型考慮潰口邊坡穩(wěn)定情況，如BREACH（1988），Wu et al.（2009）等模型［7.9］;②并不假定潰口形狀，根據(jù)剪應(yīng)力分析及沖蝕機(jī)理推導(dǎo)潰口形狀的解析解，如Lou（1981），Nogueira（1984）等模型［13-14］。其中第①類由于條件比較容易控制，且便于考慮下游坡面水流，在模型中較為常用。第2小類基于物理過程的模型對潰口形狀不做假定，而是根據(jù)水流深度變化及泥沙侵蝕輸運(yùn)對潰口底面的影響來反映潰口形狀的變化。

對于潰決水流方面，第1小類基于物理過程的模型多采用堰流方程及閘孔出流方程來計(jì)算潰口流量，而第2小類基于物理過程的模型多采用圣維南方程、二維淺水方程及廣義淺水方程計(jì)算水流特性。

在泥沙侵蝕及輸運(yùn)方面，盡管各家潰壩模型所采用的泥沙輸運(yùn)公式不盡相同，但大都假定為平衡輸沙，也有模型取水流對土體侵蝕能力與水流挾沙能力中的較小值作為水流輸沙量，如Wang （2005）［15］。近些年，一些潰壩模型將非平衡輸沙理論用于計(jì)算潰決水流輸沙量，如Wang（2008），Wu et al.（2011）等模型［11，16］。

1.2.2 黏性土壩漫潰模擬問題

據(jù)試驗(yàn)及原型觀測顯示［17-18］:在土壩發(fā)生漫頂?shù)那闆r下，水流對非黏性土壩的侵蝕方式通常為持續(xù)性面蝕，而對黏性土壩則以“陡坎”沖蝕為主要方式，另外，對于經(jīng)過強(qiáng)夯的非黏性土壩，也可能會(huì)發(fā)生“陡坎”沖蝕。

“陡坎”沖蝕是由Ralston和Wahl等人［19-20］在分析大量潰壩試驗(yàn)及潰壩實(shí)例的基礎(chǔ)上提出的?！岸缚病笔侵傅孛妫ê哟裁妫┰诟叱躺系耐唤担愃朴谄俨紶畹牡孛残螒B(tài)。溢流水舌流過“陡坎”沖擊床面，產(chǎn)生漩渦，漩渦在“陡坎”底部垂面上施加剪應(yīng)力，淘蝕“陡坎”基礎(chǔ)面并造成“陡坎”失穩(wěn)坍塌，整個(gè)“陡坎”不斷向上游發(fā)展（見圖1和圖2）。

在把“陡坎”沖蝕應(yīng)用于潰壩模擬時(shí)，通常對于“陡坎”產(chǎn)生的初始階段即細(xì)溝侵蝕及股流塑造“陡坎”階段予以簡化，主要研究重點(diǎn)還是在于“陡坎”沖蝕速度的模擬上，而“陡坎”沖蝕速度很大程度上決定著潰壩的速度及程度。

圖1 不可侵蝕基礎(chǔ)“陡坎”示意圖Fig.1Sketch of a headcut（non-erodible foundation）

圖2 可侵蝕基礎(chǔ)“陡坎”示意圖Fig.2Sketch of a headcut（erodible foundation）

由于“陡坎”的形成與發(fā)展非常復(fù)雜，而關(guān)于“陡坎”沖蝕速度的研究目前也還基本依賴于以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)性總結(jié)，且“陡坎”沖蝕中的溢流水舌也是建立在均勻紊動(dòng)射流的基礎(chǔ)上，并進(jìn)行了大量的簡化。盡管目前有一些潰壩模型初步嘗試建立在“陡坎”沖蝕機(jī)理的基礎(chǔ)上，如Zhu et al.（2006），Wang and Bowles（2007），Wu and Kang（2011）等［8，27-28］，但是“陡坎”沖蝕在潰壩方面的運(yùn)用尚未成熟，仍需大量的基礎(chǔ)理論研究與試驗(yàn)研究。

1.2.3 黏土心墻壩的漫潰模擬

對于黏土心墻壩，A.穆罕默德［29］假定壩體下游面壩殼大多已被沖蝕，此后黏土心墻可能因滑動(dòng)或傾覆或崩塌而破壞，并給出了這3種破壞的控制條件。任強(qiáng)等人［30］根據(jù)現(xiàn)場潰壩資料及室內(nèi)、現(xiàn)場潰壩試驗(yàn)結(jié)果，對A.穆罕默德的模型進(jìn)行了改進(jìn)。認(rèn)為由于漫頂水流連續(xù)沖蝕下切，導(dǎo)致下游壩殼變薄，心墻臨空面逐漸增大，達(dá)到一定程度后發(fā)生滑動(dòng)破壞;如未發(fā)生滑動(dòng)破壞，則在下游壩殼完全剝落后心墻發(fā)生傾覆破壞;同時(shí)推導(dǎo)出了發(fā)生這2種破壞的臨界條件。Wu and Kang（2011）［28］則認(rèn)為在心墻臨空高度增加的過程中，可能發(fā)生傾覆破壞，也可能發(fā)生滑動(dòng)破壞，但同時(shí)指出，滑動(dòng)破壞起主要作用。

1.3 管涌潰壩模型

目前對于土壩因管涌而導(dǎo)致潰決的全過程還缺乏相應(yīng)研究。管涌涉及問題極為復(fù)雜，如管涌發(fā)生位置具有隨機(jī)性特點(diǎn)，其發(fā)生部位可能是壩體任意位置，也可能發(fā)生在基礎(chǔ)位置;又如管涌發(fā)生時(shí)管內(nèi)泥沙的起動(dòng)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，管內(nèi)泥沙侵蝕過程及管涌發(fā)展過程等問題都極為復(fù)雜。目前在模擬管涌導(dǎo)致的潰壩中，有些模型假定初始管涌的位置、形狀及尺寸，然后采用簡化輸沙公式計(jì)算管內(nèi)侵蝕速率，且假定各方向?yàn)榫鶆蚯治g;有些模型結(jié)合推導(dǎo)發(fā)生管涌的臨界水力梯度及泥沙起動(dòng)方面的知識來模擬管道發(fā)展的過程;而當(dāng)管道頂部與壩頂之間的土體達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生崩坍，然后再采用漫潰的方法來模擬此后的潰壩過程。

2 土壩潰決研究中存在的問題

盡管目前在土壩潰決方面已做了大量的研究工作，并取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，但由于土壩潰決條件及潰決過程極為復(fù)雜，現(xiàn)有潰壩模型仍存在不少問題，以下參照國內(nèi)外對潰壩模型的認(rèn)識，并根據(jù)模型的假定條件，對現(xiàn)有潰壩模擬中所存在的主要問題加以總結(jié):

（1）土壩潰決參數(shù)模型比較簡單，需要的輸入?yún)?shù)較少，計(jì)算耗時(shí)短，但其精度不高，計(jì)算結(jié)果也不穩(wěn)定。另外，參數(shù)模型所采用的統(tǒng)計(jì)資料大都是庫容較小且壩高較低的土壩潰決實(shí)例，由其推導(dǎo)出來的公式難以適用于庫容較大且壩軸線較長壩體的潰決?；谖锢磉^程的土壩潰決模型能較好地反映潰壩過程，模擬結(jié)果也較好，但需要參數(shù)較多且較復(fù)雜。

（2）目前對土壩的初始潰決并沒有明確的定義，在潰壩模型中，一般認(rèn)為土壩一旦發(fā)生漫頂或管涌，則壩體潰決過程開始。而事實(shí)上，如果漫頂水流不沖刷形成潰口并很快停止，管涌為清水出流且流速較低并處于穩(wěn)定狀態(tài)或在管涌形成階段人為終止管涌的進(jìn)一步發(fā)展，則不會(huì)發(fā)生壩體潰決。另外，對于潰壩發(fā)生后壩體是否完全潰決的研究還不夠深入。

（3）目前對壩體漫頂水流的描述，并不能很好地反映壩頂口門進(jìn)口段與出口段的土體崩塌及潰口底部水流下切作用。另外，用淺水方程類描述漫頂水流，一般采用的是平面淺水方程，但是由于目前缺乏對大尺度及現(xiàn)場試驗(yàn)有效的測量技術(shù)，難以對動(dòng)床情況下的潰口水流進(jìn)行深入的研究。在潰壩模型中，計(jì)算水流輸沙量的各類公式多是在對平原沖積河流的研究中得到的，是否適用于潰壩過程中泥沙的輸運(yùn)目前還存有疑問。另外，還有學(xué)者認(rèn)為，由于潰壩水流流速較大，可用高速水流輸沙理論來計(jì)算，但是目前高速水流挾沙理論并不成熟，還需進(jìn)一步完善。再者，目前對非黏性土及黏性沙的輸運(yùn)研究較多，但是對于黏性土和非黏性土混合物的輸運(yùn)研究非常少，而土壩壩體材料多是由黏性土與非黏性土的混合物構(gòu)成。此外，在潰壩主要階段，由于高速湍流，壩體填筑土料基本上以懸移質(zhì)形式被水流挾帶沖走，當(dāng)水流含沙量超過一定程度時(shí)，水流特性發(fā)生改變，輸沙量也變得較難確定。對于壩體因管涌潰決的情況，目前對管涌水流及管涌輸沙方面研究較少，多采用簡化方法進(jìn)行考慮。

（4）對于由漫頂所產(chǎn)生的壩頂潰口，根據(jù)對原型的觀測，一般潰口形狀為梯形，而在小尺度試驗(yàn)中，潰口形狀一般發(fā)展為矩形或近似于矩形，目前針對這方面的研究較少。根據(jù)趙萬玉等人研究結(jié)果顯示［31］:當(dāng)潰口形狀不同時(shí)，水流對潰口處壩體材料的侵蝕強(qiáng)度也不同，從而進(jìn)一步影響壩體潰決過程。再者，不少模型假定潰口處于壩頂軸線中部位置，而根據(jù)Wang（2005）研究結(jié)果表明［15］，壩頂潰口位置的不同對于潰壩洪水過程線及洪峰流量有重要的影響。此外，根據(jù)試驗(yàn)觀測［32］，壩頂潰口與壩下游坡面上的潰口形狀尺寸并不一致，而現(xiàn)有潰壩模型對這方面反映較少。

（5）潰壩過程中壩體材料也包含多方面有待解決的問題，如對于原型壩體材料的相似性模擬，至今仍沒有完善的理論，用小尺度試驗(yàn)來模擬壩體潰決，所用材料很難按相似準(zhǔn)則與原型材料相似，此類試驗(yàn)結(jié)果容易造成較大偏差，而大尺度試驗(yàn)?zāi)茌^好地減少這方面的影響，但是大尺度試驗(yàn)耗費(fèi)大，試驗(yàn)周期長。再者，壩體潰決主要是水土共同作用的結(jié)果，但壩體材料特性對于潰壩的影響尚不能充分地反映在潰壩模型中，如對于天然壩（如由于山體滑坡淤塞河道形成的堰塞體）的潰決而言，由于壩體材料中既有大塊石或弱風(fēng)化碎裂巖等，又有細(xì)粒泥沙等，級配范圍較寬，且在空間上分布非常不均，但目前對這類潰壩問題研究很少，通常是借用人工土壩潰決模擬的研究成果。

（6）對潰壩過程中邊坡失穩(wěn)的研究，目前也多是采用二維且經(jīng)過簡化后的邊坡穩(wěn)定分析方法，雖然有模型嘗試采用三維邊坡穩(wěn)定分析法，但也比較簡單，如Wang（2005）［15］，采用修正后的三維畢曉普簡化法分析邊坡穩(wěn)定，該方法假定在薄弱面上每個(gè)單元體都發(fā)生力學(xué)失穩(wěn)。除此之外，還有諸如下游壩體面防護(hù)層對潰壩過程的影響等問題也還需進(jìn)一步的研究。

3 結(jié)語與建議

土壩潰決過程非常復(fù)雜，涉及因素眾多，盡管目前已開展不少研究，建立了眾多潰壩模型，但在實(shí)際運(yùn)用中，壩體究竟如何潰決（漫頂/管涌、全潰/部分潰等），采用哪個(gè)模型比較合適，仍是值得探討的問題。根據(jù)目前的研究成果，建議以后應(yīng)多注重以下方面:

（1）重視潰壩實(shí)例資料的收集和保存，同時(shí)注重所收集資料的質(zhì)量，杜絕資料的相互矛盾，為潰壩模型的校驗(yàn)等提供更準(zhǔn)確更全面的信息。

（2）重視潰壩基礎(chǔ)理論研究工作，如對于潰口的形成及發(fā)展過程，潰決水流特性、泥沙侵蝕輸運(yùn)及邊坡穩(wěn)定分析等方面的研究。對于漫頂水流來說，應(yīng)充分考慮動(dòng)床條件下，綜合泥沙等因素的影響研究水流特性。對于泥沙侵蝕輸運(yùn)方面，應(yīng)進(jìn)一步完善非平衡輸沙理論，以能更好地計(jì)算潰壩輸沙量。對于邊坡穩(wěn)定方面，應(yīng)多注重結(jié)合三維邊坡穩(wěn)定分析的方法分析壩體邊坡穩(wěn)定。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對管涌形成及發(fā)展的理論研究工作。

（3）注重潰壩的試驗(yàn)研究，尤其是大尺度試驗(yàn)。更多注重于黏性土壩潰決研究，同時(shí)考慮如護(hù)坡等多種因素的影響。

（4）重視對天然壩潰決的研究，相應(yīng)潰壩模型的建立應(yīng)更多更好地反映材料的不均勻性，處理好沿壩軸線方向壩高的不均勻性對壩體潰決的影響，同時(shí)應(yīng)充分考慮水庫特性等因素對潰壩過程及潰壩洪水的影響。

［1］謝任之.潰壩水力學(xué)［M］.濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社，1993.（XIE Ren-zhi.Dam-Break Hydraulics［M］. Ji’nan:Shandong Science and Technology Press，1993. （in Chinese））

［2］朱勇輝，廖鴻志，吳中如.土壩潰決模型及其發(fā)展［J］.水利發(fā)電學(xué)報(bào)，2003，（2）:31-38.（ZHU Yong-hui，LIAO Hong-zhi，WU Zhong-ru.The Earth-Dam-Break Model and Its Development［J］.Journal of Hydroelectric Engineering，2003，（2）:31-38.（in Chinese））

［3］WU Wei-ming.Earthen Embankment Breaching［J］. Journal of Hydraulic Engineering，2011，（12）:1549-1564.

［4］SINGH V P，SNORRASON A.Sensitivity of Outflow Peaks and Flood Stages to the Selection of Dam Breach Parameters and Simulation Models［J］.Journal of Hydraulic Engineering，1984，68（1/4）:295-310.

［5］FROEHLICH D C.Embankment Dam Breach Parameters Revisited［C］∥ASCE.Proceedings of the 1995 Conference on Water Resources Engineering，San Antonio，Texas，August 14-18，1995:887-891.

［6］HANSON G J，TEMPLE D M，HUNT S L，et al.Development and Characterization of Soil Material Parameters for Embankment Breach［J］.Applied Engineering in Agriculture，2011，27（4）:587-595.

［7］FREAD D L.National Weather Service（NWS）Report: An Erosion Model for Earthen Dam Failures［R］.Silver Spring，Maryland:NOAA，1988.

［8］ZHU Yong-hui，VISSER P J，VRIJLING J K.A Model for Breach Erosion in Clay-Dikes［C］∥ASCE.Coastal Dynamics 2005:Proceedings of the 5th International Conference，ASCE，Reston，VA，April 4-8，2005:1-10.

［9］WU Wei-ming，KANG Y，WANG S S Y.An Earthen Embankment Breach Model［CD］∥IAHR.Proceedings of the 33rd Congress of IAHR（CD-ROM）.Vancouver，Canada，August 9-14，2009.

［10］FROEHLICH D C.Two Dimensional Model for Embankment Dam Breach Formation and Flood Wave Generation［CD］∥Association of State Dam Safety Officials.2004 Conference of ASDSO，Lexington，KY，September 26-30，2004.

［11］王光謙，鐘德玉，張紅武，等.汶川地震唐家山堰塞湖泄流過程的數(shù)值模擬［J］.科學(xué)通報(bào)，2008，53（25）: 3127-3133.（WANG Guang-qian，ZHONG De-yu，ZHANG Hong-wu，et al.Numerical Modeling of Breach Process of Tangjiashan Landslide Dam Generated by Wenchuan Earthquake［J］.Chinese Science Bulletin，2008，53（25）:3127-3133.（in Chinese））

［12］CAO Zhi-xian，YUE Zhi-yuan，PENDER G.Landslide Dam Failure and Flood Hydraulics.Part 2:Coupled Mathematical Modeling［J］.Natural Hazards，2011，59 （2）:1021-1045.

［13］LOU W C.Mathematical Modeling of Earth Dam Breaches［D］.Fort Collins:Colorado State University，1981.

［14］NOGUEIRA V D Q.A Mathematical Model of Progressive Earth Dam Failure［D］.Fort Collins:Colorado State University，1984.

［15］WANG Zhen-gang.A Numerical Three-Dimensional Noncohesive Earthen Dam Breach Model［D］.Utah:Utah State University，2005.

［16］WU Wei-ming，REZA M，HE Zhi-guo.A Depth-Averaged Two-Dimensional Model of Unsteady Flow and Sediment Transport Due to Non-cohesive Embankment Break/ Breaching［J］.Journal of Hydraulic Engineering，2011，（12）:1-36.

［17］SINGH V P.Dam Breach Modeling Technology［M］. Dordrecht:Kluwer Academic Publisher，1996.

［18］HANSON G J，COOK K R，HUNT S L.Physical Modeling of Overtopping Erosion and Breach Formation of Cohesive Embankments［J］.Transactions of ASABE，2005，48（5）:1783-1794.

［19］RALSTON D C.Mechanics of Embankment Erosion During Overflow［C］∥ASCE.Proceedings of 1987 ASCE National Conference on Hydraulic Engineering，Williamsburg，Virginia，August 3-7，1987:733-738.

［20］WAHL T L.DSO-98-004，Dam Safety Research Report: Prediction of Embankment Dam Breach Parameters:A Literature Review and Needs Assessment［R］.Washington DC:U.S.Bureau of Reclamation，1998.

［21］ALONSO C V，BENNETT S J，STEIN O R.Predicting Headcut Erosion and Migration in Concentrated Flows Typical of Upland Areas［J］.Water Resources Research，2002，38（12）:1303.

［22］ZHU Yong-hui.Breach Growth in Clay-Dikes［D］. Delft:Delft University of Technology，2006.

［23］DEY A K，TSUJIMOTO T，KITAMUTA T.Experimental Investigations on Different Modes of Headcut Migration［J］.Journal of Hydraulic Research，2007，45（3）: 333-346.

［24］DE PLOEY J.A Model for Headcut Retreat in Rills and Gullies［J］.CATENA Supplement，1989，（4）:81-86.

［25］TEMPLE D M.Estimating Flood Damage to Vegetated Deep Soil Spillways［J］.Applied Engineering in Agriculture，1992，8（2）:237-242.

［26］PRASAD S N.R?MKENS M J M.Energy Formulations of Headcut Dynamics［J］.CATENA Supplement，2003，50（2/4）:469-487.

［27］WANG Z G，BOWLES D S.A Numerical Method for Simulating One-Dimensional Headcut Migration and Overtopping Breaching in Cohesive and Zoned Embankments［J］.Water Resources Research，2007，43（4）:1-17.

［28］WU Wei-ming，KANG Y H.A Simplified Breaching Model for Cohesive Embankments［C］∥ASCE.World Environmental and Water Resources Congress，Palm Springs，California，May 22-26，2011:2207-2215.

［29］A.穆罕默德.大壩潰口形成預(yù)測精度的改進(jìn)［J］.水利水電快報(bào)，2007，28（7）:21-25.（MOHSMMED A. The Improvement of Forecast Precision on Dam Breach［J］.Express Water Resources＆Hydropower Information，2007，28（7）:21-25.（in Chinese））

［30］任強(qiáng)，陳生水，鐘啟明.黏土心墻壩漫頂潰決數(shù)值模型研究［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2010，32（4）:562-566. （REN Qiang，CHEN Sheng-shui，ZHONG Qi-ming.Numerical Model for Clay Core Dam Break Due to Overtopping Failure［J］.Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2010，32（4）:562-566.（in Chinese））

［31］趙萬玉，陳曉清，高全，等.不同斷面泄流槽的地震堰塞湖潰決實(shí)驗(yàn)研究［J］.泥沙研究，2011，（4）: 29-37.（ZHAO Wan-yu，CHEN Xiao-qing，GAO Quan，et al.Experiment Study of Dam-Break of Earthquake Barrier Lake with Different Cross Sections of Drainage Channel［J］.Journal of Sediment Research，2011，（4）:29-37.（in Chinese））

［32］鐘啟明.土石壩潰決機(jī)理及數(shù)值模擬［D］.南京:南京水利科學(xué)研究院，2009.（ZHONG Qi-ming.The Failure Mechanism of Earth-Rock Dam and Its Numerical Simulation［D］.Nanjing:Nanjing Hydraulic Research Institute，2009.（in Chinese））

（編輯:周曉雁）

Advances and Problems in Earth-Dam Failure Research

XIE Ya-jun，ZHU Yong-hui，GUO Xiao-long
（River Department，Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

According to statistics，most of the failed dams are earth-dams.In order to more precisely predict the process of dam failure，the resulting flood and its propagation，many dam-failure models have been developed in recent decades.The existing earth-dam failure models are summarized and classified，with special attention paid to the models of earth-dam failure due to overtopping.Meanwhile，simulation of the earth-dam failure caused by piping is briefly introduced as well.On the basis of the current research results，problems in the current dam-failure model are analyzed and summarized in the light of the model assumptions and governing equations.Finally，key points and suggestions are put forward for further research.

earth-dam;dam failure;model;advance;problem

TV641.2

A

1001-5485（2013）04-0029-05

10.3969/j.issn.1001-5485.2013.04.007

2013，30（04）:29-33

2012-04-05;

2012-05-30

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51009012）;人力資源和社會(huì)保障部留學(xué)人員科技活動(dòng)項(xiàng)目擇優(yōu)資助優(yōu)秀項(xiàng)目（SLB0939/HL08）;教育部留學(xué)回國人員科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目（CKSD2011273/HL）

謝亞軍（1987-），男，河南開封人，碩士研究生，主要從潰壩基礎(chǔ)理論研究，（電話）15172395376（電子信箱）xiaguang.1234@163. com。