目前在我国境内建设有近十万座库容10万m³以上水库,大部分为中小型的土石坝。2019年2月25日水利监督工作会议在北京召开，并对2019年水利安全生产工作要点、质量安全监督和稽察工作主要安排进行了说明。在这一次的水利监督工作会议中，水利部副部长叶建春明确表示，今年水利监督重点是6000座小水库、1000座水闸、3000村10000户农饮工程、172项重点工程稽察、水毁项目修复、脱贫攻坚任务落实情况等。尽管现在科学技术已经发展到了一定的地步，可以对大部分的水工结构物进行质量检测和修复，但仍存在因地理环境位置特殊或规模过小而被人忽略，存有安全隐患的情况。并且存在很多由于强大的自然力量，譬如：暴雨、洪水、地震、泥石流、滑坡等和管理运营不善、设计不当、预警不准确等由人为因素而导致的河道、水库堤坝溃决。在我国，小型水库占比水库数总数量偏大。贾钦^[1]指出虽然小型水库的作用是防洪、蓄水，但与此同时也存在很大的安全隐患。一旦水库堤坝溃决，下游建筑物有可能遭遇溃坝波作用，影响建筑物的安全。更有严重者可能会威胁到周边居民的生命及财产安全。

溃决的形态主要取决于坝址库区的水位和溃口的位置、形状以及出现过程。大致可分为：坝体全部毁坏的全溃；坝体部分毁坏的局部溃；溃口突然出现的瞬间溃；溃口随水流的冲刷而逐步扩展的逐渐溃。

当坝体溃决时，库内水体宣泄而下，坝址上游水位陡落，下游水位陡涨，流态变化剧烈，形成特有的溃坝水流波动现象。溃坝波属于明槽急变非定常流范畴。溃坝波在溃决瞬间，波面陡立，随即在溃口附近分为逆水负波和顺水正波，分别向坝址上、下游传播。溃坝波在传播过程中还受到地形和地貌、来流和去流的影响。在传播过程中常伴有波的折射和反射、叠加和破碎、旋滚和跃动等现象。在在传播过程中，波面逐渐平坦化。向下游推进的顺水正波称为溃坝洪水波，波前常以间断波的形式出现，造成巨大灾害。

随着社会和经济的发展，越来越多跨河、海大桥建成并投入使用；由于受越来越频繁的极端天气的影响，大桥桥墩遭遇溃坝波冲击等极端情形的概率增加，因此进行溃坝波对桥墩作用水力特性数值计算，分析不同水深下大桥桥墩的受力特性，具有一定的工程应用价值和理论意义。

综上所述，溃坝波水流绕桥墩流动是复杂的三维非恒定流动。数值模拟是一直有效预报溃坝波传播、桥墩压力载荷的方法，但仍有很多问题尚未解决。

有鉴于此，本文拟通过商业软件Fluent，开展溃坝波对桥墩作用水力特性数值计算，分析溃坝波的传播特性，获得溃坝波对桥墩的压力载荷。为桥墩进行结构稳定性安全设计和溃坝波防害减灾提供一定的参考依据。

溃坝事件常在猝不及防的情况下发生，很难从容地获得既完全又可靠的原型体的实测资料，因此研究溃坝波的主要途径是模型试验和数值计算，并结合溃决后的实地考察进行验证。模型试验可分为正态和变态两类。溃坝波的流态复杂，变化剧烈，所以宜选用灵敏度高的观察手段进行同步多测点的观测。在数值计算上，空间一维和二维溃坝波的计算是根据由质量、动量守恒律导出的具有垂线平均意义的圣维南方程，并结合给定的初值和边值条件进行的。目前空间一维溃坝波的计算已趋成熟，空间二维和三维溃坝波的计算还在研究。在简化计算方面，目前已能对抛物线形断面的棱柱体河道提供瞬间全溃时的坝址水位和流量过程线。

由于我国的地形特征和桥梁业的迅猛发展，河道、坝体溃决所产生的迅猛水流对桥梁尤其是桥墩的冲刷侵蚀产生的影响不可小觑。冲积型河流中桥墩失稳与桥梁水毁的主要原因就是由桥墩冲刷导致的。何小兰和李强^[2]共同表明其冲刷原理是由于桥墩的阻水作用而产生螺旋流和一系列的泥沙运动。

刘杰^[3]运用fluent软件针对三维情况下的单桥墩受溃坝波冲击的影响进行了模拟，并得到在溃坝波的作用下，桥墩所承受的压力系数是以一种先增大后减小并且增大速率快于减小速率的形式体现的。武玉涛、任华堂和夏建新^[4]表明尽管圆柱绕流理论自1752年开始提出，至今以跨过了两个世纪，但它依旧是一个复杂多变的课题。武玉涛、任华堂和夏建新^[5]基于CFD软件平台在雷诺数为3900的条件下采用多种经典紊流模型进行数值模拟，并将模拟结果进行了比对分析。陈禹、李强和郭廷凯^[6]在雷诺数不同的条件下对圆柱绕流进行数值模拟研究。岳永威、李梦阳、孙龙泉等人^[7]也进行过类似的研究，基于计算流体力学的软件CFX、应用RNG k-ε湍流模型，并结合流体体积法（VOF法）进行考虑自由液面圆柱绕流数值模拟分析。田正野、罗红英^[8]则针对西藏的林芝八一大桥，采用大涡模拟进行数值模拟并对其结果进行了分析。毛青峰、张金团、梁东波等人^[9]进行了单圆柱绕流紊流流场数值模拟研究。此外还有针对不同桥墩形状进行的数值研究。譬如，鞠少栋、陈国明和盛磊祥^[10]利用Fluent软件对波状圆柱绕流进行了模拟和分析；曹洪建,万德成,杨驰^[11]则是使用了基于开源代码OpenFOAM并自我编程的求解器naoe-FOAM-SJTU对直立方柱绕流进行了数值模拟；崔宜梁、王海峰、李蒙等人^[12]运用Fluent针对单一雷诺数条件下，不同的圆柱间中心间距与圆柱直径的比值时串列双圆柱绕流流场进行了数值模拟研究。Wei Zhang等人^[13]对在单一雷诺数的情况下，对渠道中的串列柱体绕流进行了数值分析。SARVGHAD-MOGHADDAM Hesam等 ^[14]运用了Cartesian-staggered有限体积法对两圆柱桥墩绕流进行了数值模拟分析。Yong-tao WANG等 ^[15]对低雷诺数情况下不同直径的串列圆柱绕流进行了数值模拟研究。Ali Vakil、Sheldon I. Green^[16]对不同雷诺数、不同圆柱间距与圆柱直径的比值的二维绕流流场进行了研究。Yu Zhou、 Md. Mahbub Alam^[17]对两圆柱桥墩间的复杂流动问题进行了研究。丁冠乔、文军、柳楷等人^[18]在单一间隙比与单一雷诺数情况下、对多孔并列双圆柱流场进行数值模拟分析。刘杰^[19]则是在商业软件Fluent的帮助下对并联双桥墩流场进行了模拟分析。骆文广、陆 晶、赖 昊等人^[20]进行了单座、多座桥梁的桥墩规律研究。陆倩和韩非非^[21]基于河南省的新建未来大道桥，对多种平面布置方案流场进行二维数值模拟分析。张鹏飞、苏中地、广林端等人^[22]运用有限元法对不同直径的三个圆柱桥墩流场进行数值模拟分析。

物理模型实验方面，Mohamed M. Kamra ^[23]等人进行了溃坝波和直立圆柱相互作用的实验研究；Mohammad Javad Ezadi Yazdia 等人^[24] 则进行了超临界雷诺数情况下椭圆形柱体绕流实验研究。