Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalyse der Parameter in der numerischen Simulation von Einsturzwellen

YUAN Hui ,  

LU Zhumao ,  

XU Siqing ,  

ZHANG Wei ,  

LU Wang ,  

摘要

Rutschungswellen sind eine typische Sekundärkatastrophe im Stauseebereich. Aktuelle Risikobewertungen konzentrieren sich oft auf extreme Wasserstände und verwenden deterministische Werte für wichtige Parameter der Rutschungsbewegung, was zu einem unvollständigen Verständnis des Katastrophenrisikos führen kann. Um die Eigenschaften von durch den Einsturz gefährlicher Felsen im Jianchuan-Tunnel in Chongqing, China, bei einem repräsentativen normalen Wasserstand ausgelösten Wellen zu untersuchen und die Empfindlichkeit der Wellenprognose gegenüber dem Rückprallkoeffizienten (COR) und dem Reibungskoeffizienten (COF) zu quantifizieren, wurde mit der Software FLOW-3D ein dreidimensionales numerisches Fluid-Struktur-Kopplungsmodell erstellt. Der gefährliche Felskörper wurde als allgemein bewegter Körper modelliert und die Grenzfläche mit der FAVOR-Methode verfolgt. Der Wellenprozess wurde bei einem Wasserstand von 162 m simuliert und durch eine Einzelfaktoren-Sensitivitätsanalyse mit ±20% Veränderung von COR und COF untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die maximale Wellenamplitude durch den Einsturz 27,4 m beträgt, und die Entwicklung durch deutlich ausgeprägte Phasen der Entstehung, Ausbreitung, Aufstieg und Abschwächung verläuft. Die Sensitivitätsanalyse zeigt, dass COF hauptsächlich die minimale Höhe der freien Flüssigkeitsoberfläche kontrolliert (bei -20% Änderung ist der relative Sensitivitätskoeffizient RSC etwa -1,27), während COR hauptsächlich die maximale Bewegungsgeschwindigkeit des Felskörpers steuert (bei -20% Änderung ist RSC etwa -0,52). Im Vergleich dazu ist die maximale Wellenhöhe gegenüber diesen Parametern äußerst unempfindlich. Die Bewertung von Wellenkatastrophen muss repräsentative Betriebswasserstände des Stausees sowie die asymmetrische und selektive Sensitivität der wichtigsten Unsicherheitsparameter gegenüber verschiedenen Bewertungsindikatoren berücksichtigen.

关键词

Stausee; Welle; Felswand-Einsturz; Katastrophenbewertung; numerische Simulation

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