Simulation of Dam-Break Flood Wave and Inundation Mapping: A
Case study of Attabad Lake
Wasim Karam1, Fayaz A. Khan2, Muhammad Alam3, Sajjad Ali4
1Lab. Engineer, Department of Civil Engineering, University of Engineering and Technology Mardan, Pakistan,
wasim10karam@gmail.com
2Assistant Professor, National Institute of Urban Infrastructure Planning, University of Engineering and Technology Peshawar,
Pakistan, fayazuet@yahoo.com
3,4Assistant Professor, Department of Civil Engineering, University of Engineering and Technology Mardan, Pakistan,
emalam82@gmail.com, sajjadali@uetmardan.edu.pk
ABSTRACT
산사태 또는 제방 댐의 파손 연구는 구성이 불확실하고 자연적이며 재해에 대해 적절하게 설계되지 않았기 때문에 다른 자연적 사건에 대한 대응 지식이 부족하기 때문에 더 중요합니다. 이 논문은 댐 파괴의 수력학적 모델링의 다양한 방법을 개선하는 것을 목표로 합니다.
현재 이 연구에서 Attabad 호수의 댐 붕괴는 전산 유체 역학 기술을 사용하여 시뮬레이션됩니다. 수치 모델(FLOW-3D)은 Reynolds 평균 Navier-Stoke 방정식을 완전히 3D로 풀어서 다양한 단면에서의 피크 유량 깊이, 피크 속도, 피크 방전, 피크 깊이까지의 시간 및 피크 방전까지의 시간을 예측하기 위해 개발되었습니다.
표준 RNG 난류 모델을 사용하여 난류를 시뮬레이션한 다음 마을의 흐름에 대한 홍수 범람 지도와 속도 벡터를 그립니다. 결과는 Hunza 강의 수로를 통해 모델링된 홍수파의 대부분이 Hunza 강의 범람원에 포함되지만 Hunza 강의 범람원 내부에 위치한 Miaun 및 chalat와 같은 일부 마을의 경우 더 높은 위험에 있음을 보여줍니다.
그러나 이들 마을의 예상 홍수 도달 시간은 각각 31분과 44분으로 인구를 안전한 지역으로 대피시키기에 충분한 시간인 반면, 알리 아바드에 인접한 하산 아바드와 같은 일부 마을의 경우 침수 위험이 더 높은 반면 마을의 예상 홍수 도착 시간은 12분으로 인구 대피에 충분하지 않으므로 홍수 억제를 위한 추가 홍수 보호 구조가 필요합니다.
최고속도의 추정치는 하천평야의 더 높은 전단응력, 심한 침식의 위험, 농경지 피해, 주거지 및 형태학적 변화가 예상됨을 의미한다. 댐 파손 분석(예: 최고 깊이, 최고 속도, 홍수 도달 시간 및 홍수 범람 지도)은 향후 위험 분석 및 홍수 관리의 지침으로만 사용해야 합니다.
REFERENCES
[1]. Zhang, L. & Peng, M. & Chang, D.S. & Xu, Y. (2015).
Dam Failure Mechanisms and Risk Assessment, First
Ed. John Wiley and Sons, Singapore 473 pp.
10.1002/9781118558522.
[2]. T. L. Wahl, “Dam Breach Modeling – an Overview of
Analysis Methods,” 2nd Jt. Fed. Interagency Conf. Las
Vegas, NV, pp. 1–12, 2010.
[3]. Khosravi K. “Dam Break Analysis and Flood
Inundation Mapping : The Case Study of Sefid-Rud
Dam,” no. August 2019. DOI:
10.1016/B978-0-12-815998-9.00031-2
[4]. Robb, D. M., & Vasquez, J. A. (2015). Numerical
simulation of dam-break flows using depth-averaged
hydrodynamic and three-dimensional CFD models.
22nd Canadian Hydrotechnical Conference, (June).
[5]. Mohammad Rostami, M. S. (2015). Human Life Saving
by Simulation of Dam Break using Flow-3D. Trend in
Life Sciences, 4(3), 308–316
[6]. Gharbi, M., Soualmia, A., Dartus, D., & Masbernat, L.
(2016). Comparison of 1D and 2D hydraulic models
for floods simulation on the Medjerda River in
Tunisia. Journal of Materials and Environmental
Science, 7(8), 3017–3026. https://doi.org/10.1080/153
[7]. Andrei, A., Robert, B., & Erika, B. (2017). Numerical
Limitations of 1D Hydraulic Models Using MIKE11
or HEC-RAS software – A case study of Baraolt
River, Romania. IOP Conference Series: Materials
Science and Engineering, 245(7).
https://doi.org/10.1088/1757-899X/245/7/072010
[8]. Henderson, F.M. (1966). Open Channel Flow. MacMillan
Company, New York, USA, P. No 304-313
[9]. Betsholtz, A., & Nordlöf, B. (2017). Potentials and
limitations of 1D, 2D and coupled 1D-2D flood
modeling in HEC-RAS. Lund University, 128.
https://doi.org/10.1016/S0300-9440(03)00139-5
[10].Ozmen-Cagatay, H., & Kocaman, S. (2011). Dam-break
flow in the presence of obstacle: Experiment and CFD
simulation. Engineering Applications of Computational
Fluid Mechanics, 5(4), 541–552.
https://doi.org/10.1080/19942060.2011.11015393
[11].Toombes, L., & Chanson, H. (2011). Numerical
Limitations of Hydraulic Models. 10th Hydraulics
Conference, (July), 2322–2329.
https://doi.org/10.1016/j.jalz.2016.06.1613
[12].Zarein, M. (2015). Modeling Dam-Break Flows Using
a 3d Mike 3 Flow Model, (January).
[13].George, A. C., & Nair, B. T. (2015). Dam Break
Analysis Using BOSS DAMBRK. Aquatic Procedia,
4(Icwrcoe), 853–860.
https://doi.org/10.1016/j.aqpro.2015.02.10
[14].S. Roga and K. M. Pandey, “Computational Analysis of
Supersonic Flow Regime Using Ramp Injector with
Standard K- ω Turbulence Model” .World Academy of
research in Science and Engineering, vol. 2, no. 1, pp.
31–40, 2013.http:// doi.org/10.1.1.348.5862.