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Dam breach analysis of Kibimba Dam in Uganda using HEC-RAS and HEC-GeoRAS
Environmental Systems Research Pub Date : 2023-10-09 , DOI: 10.1186/s40068-023-00317-4
Moses Kiwanuka , Cyrus Chelangat , Ambrose Mubialiwo , Francis Joel Lay , Ayubu Mugisha , Webster Joel Mbujje , Hosea Eridadi Mutanda

Dam failures have severe consequences on human life and property. In the case of an earth filled Kibimba Dam located in Eastern Uganda, the occurrence of a flood equal to or larger than the probable maximum food (PMF) could result in catastrophic economic losses including loss of human life. This study utilized the USACE Hydrologic Engineering Center's River Analysis System (HEC-RAS) and Hydrologic Engineering Center’s Geographic River Analysis System (HEC-GeoRAS) to analyze the potential dam break of Kibimba Dam, considering overtopping and piping failure scenarios. The results of the analysis revealed that the spillway of Kibimba Dam possesses sufficient capacity to safely discharge a flood resulting from a probable maximum flood peak of 400 m3/s. Therefore, the dam is not susceptible to breach under the overtopping failure mode. However, the dam failed under the piping failure mode. To assess the downstream impact of the dam break, the breach hydrographs resulting from piping failure were examined. Consequently, the study investigated the effects of flood propagation downstream of the dam. This resulted in varying inundation depths of up to 6 m and velocities ranging from 1.2 to 10 m/s. These findings highlight the devastating consequences of Kibimba Dam's failure, particularly affecting rice field plantations, infrastructure, and other economic activities in the downstream area. Therefore, the outcomes of this study are crucial for the development of Emergency Action Plans that incorporate dam breach and flood routing analyses specific to the affected downstream regions.

中文翻译:

使用 HEC-RAS 和 HEC-GeoRAS 对乌干达 Kibimba 大坝进行溃坝分析

大坝溃决对人类生命和财产造成严重后果。就位于乌干达东部的基宾巴土坝而言,发生等于或大于可能最大食物量 (PMF) 的洪水可能会导致灾难性的经济损失,包括人员伤亡。本研究利用美国陆军工程兵团水文工程中心的河流分析系统(HEC-RAS)和水文工程中心的地理河流分析系统(HEC-GeoRAS)来分析基宾巴大坝的潜在溃坝情况,考虑漫溢和管道故障的情况。分析结果表明,基宾巴大坝溢洪道具有足够的能力安全泄洪可能最大洪峰为 400 立方米/秒的洪水。因此,大坝在漫溢破坏模式下不易溃决。然而,大坝在管道破坏模式下崩溃。为了评估溃坝对下游的影响,检查了管道故障引起的溃坝过程线。因此,该研究调查了大坝下游洪水传播的影响。这导致淹没深度高达 6 m,速度范围为 1.2 至 10 m/s。这些发现凸显了基宾巴大坝溃坝造成的毁灭性后果,特别是影响了下游地区的稻田种植园、基础设施和其他经济活动。因此,这项研究的结果对于制定应急行动计划至关重要,其中包括针对受影响下游地区的溃坝和洪水演进分析。检查了因管道故障引起的破裂过程线。因此,该研究调查了大坝下游洪水传播的影响。这导致淹没深度高达 6 m,速度范围为 1.2 至 10 m/s。这些发现凸显了基宾巴大坝溃坝造成的毁灭性后果,特别是影响了下游地区的稻田种植园、基础设施和其他经济活动。因此,这项研究的结果对于制定应急行动计划至关重要,其中包括针对受影响下游地区的溃坝和洪水演进分析。检查了因管道故障引起的破裂过程线。因此,该研究调查了大坝下游洪水传播的影响。这导致淹没深度高达 6 m,速度范围为 1.2 至 10 m/s。这些发现凸显了基宾巴大坝溃坝造成的毁灭性后果,特别是影响了下游地区的稻田种植园、基础设施和其他经济活动。因此,这项研究的结果对于制定应急行动计划至关重要,其中包括针对受影响下游地区的溃坝和洪水演进分析。这导致淹没深度高达 6 m,速度范围为 1.2 至 10 m/s。这些发现凸显了基宾巴大坝溃坝造成的毁灭性后果,特别是影响了下游地区的稻田种植园、基础设施和其他经济活动。因此,这项研究的结果对于制定应急行动计划至关重要,其中包括针对受影响下游地区的溃坝和洪水演进分析。这导致淹没深度高达 6 m,速度范围为 1.2 至 10 m/s。这些发现凸显了基宾巴大坝溃坝造成的毁灭性后果,特别是影响了下游地区的稻田种植园、基础设施和其他经济活动。因此,这项研究的结果对于制定应急行动计划至关重要,其中包括针对受影响下游地区的溃坝和洪水演进分析。
更新日期:2023-10-10
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