【转贴】溢洪道性能分析的新工具—SITES软件

SITES软件可用于洪水期溢洪道性能分析。该软件由美国全国资源保护局于1997年投入使用，但其起源却可追溯到70年代末，当时全国资源保护局决定开发一种更好的溢洪道分析工具。

SITES由60年代农业部在设计中使用的一个名为dams2的设计子程序演变而来。Dams2是一种降雨——径流演算程序。在开发SITES时，对Dams2进行了重新编码，对辅助溢洪道的分析程序进行了重写以便纳入全国资源保护局和农业研究局开发的溢洪道性能评估新技术。新程序的开发工作始于1983年初，除了程序开发外，在提供程序可靠预测所需的溢洪道性能的数据方面也做了大量工作。为提供数据库所需的信息，对800座溢洪道进行了实地调查。

SITES的辅助溢洪道性能模型对溢洪道的侵蚀过程采用了三阶段交互应用方式：

发生植被破坏和产生集中水流。

集中水流区的下切侵蚀和由此形成的沟头切割。

可能使溢洪道破裂的向上或向下的沟头切割的侵蚀。

模型根据力学过程通过一组临界率关系对每一阶段进行描述。用沟头切割侵蚀度指数描述第三阶段裸露地质的抗冲刷性。

SITES可以接受植物阻滞潜力用于水流阻力的输入，而溢洪道各段的水流阻力各不相同。当出水槽在部分或整个水文过程线中低于临界状况时，该程序还可以推导出溢洪道参数。

牵引应力法和允许流速法都可用于出水槽在超临界和低于临界水流条件下的稳定性。

SITES程序可以在DOS、Windows3．1、Windows95或WindowsNT的DOS环境下运行。下载网址为：
http://www.wcc.nrcs.usda.gov/water/quality/common/sites/sites.html

应用实例

美国采用SITES软件对许多坝在可能最大洪水（PMF）条件下的溢洪道运行情况进行了分析。

以弗吉尼亚州费尔法克斯县的PohickCreek坝为例，该坝为一座非均质土坝，长308m，高13m，1976年由美国土壤保持局建成。该坝的非常溢洪道位于右坝肩，宽30m，长60m，坡度0．1，断面为梯形，由草皮护衬。

1998年，应费尔法克斯县的要求，采用SITES对溢洪道的可能冲刷及破坏情况进行了

评价。

模型可根据流域参数计算来水过程线，进行水库调洪演算，但此时应直接输入预先生成的出流过程线。其它需要输入SITES模型的数据包括：溢洪道表面条件说明、冲刷期间可能外露的地质材料的特性和定位。

溢洪道表面条件包括：水流阻力参数、植被和植被维护系数、可能扎根深度、植物材料的典型断面。地质参数包括：塑性指数、典型粒径、粘土比例、干密度和沟头切割的侵蚀度。后者是最重要的地质材料参数，该参数通过实验室土壤强度试验和现场测定岩石材料和质量特性进行定量计算。

计算表明，在出现极端洪水时，可能会对溢洪道造成严重破坏、并可能使大坝受到冲刷和产生溃坝。水文分析表明，溢洪道左岸的溢洪导流提在可能最大洪水条件下的漫顶水深约为0．3m左右。如果非常溢洪道底板不出现严重的沟头切割，导流堤的侧向冲刷和漫顶就可能会使水流集中在会对坝造成破坏的区域内。进一步分析表明，需要采取下述补救措施：加高下游左岸导流堤的高度以防漫顶；保护坝的左边坡和溢洪道不受冲刷。