MIKE21 FM在洪水風(fēng)險(xiǎn)圖制作中的應(yīng)用研究——以灤河右堤防洪保護(hù)區(qū)為例.pdf

1、洪水風(fēng)險(xiǎn)圖作為一種重要的防洪非工程措施，是實(shí)施洪水管理的重要手段和基礎(chǔ)。近年來我國(guó)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的編制工作進(jìn)展迅速，全國(guó)重點(diǎn)地區(qū)相繼完成了洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的編制。目前，國(guó)際上已經(jīng)開發(fā)出許多較成熟的用于繪制洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的水力學(xué)模型，其中MIKE21 FM模型因其簡(jiǎn)單、快速、精確、可視性良好等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用。但由于MIKE21 FM模型并非針對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的制作研發(fā)，所以在應(yīng)用過程中存在許多問題，如MIKE21 FM模型無法直接輸出洪水前鋒到達(dá)

2、時(shí)間、線狀構(gòu)筑物應(yīng)如何模擬、洪水淹沒歷時(shí)的水深閾值如何設(shè)定等。本文以灤河右堤防洪保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制為工程背景，重點(diǎn)針對(duì)上述問題進(jìn)行研究，并將研究成果應(yīng)用于灤河右堤防洪保護(hù)區(qū)洪水演進(jìn)模型構(gòu)建、洪水模擬計(jì)算和風(fēng)險(xiǎn)分析。主要研究成果如下:
　　(1)總結(jié)和梳理洪水演進(jìn)模型的構(gòu)建的基本過程，探討了模型構(gòu)建過程中構(gòu)筑物添加方式及適用條件、洪水淹沒歷時(shí)水深閾值的設(shè)定、網(wǎng)格剖分大小等問題。重點(diǎn)研究了MIKE21 FM模型無法直接輸出洪水前鋒到

3、達(dá)時(shí)間的問題，提出利用MATLAB及DHI MABLAB Toolbox的自動(dòng)提取方法。該方法利用循環(huán)篩選達(dá)到降低計(jì)算機(jī)內(nèi)存占用，提高計(jì)算速度的目的，克服傳統(tǒng)的手動(dòng)提取方法難以同時(shí)保證洪水到達(dá)時(shí)間提取精度與效率的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了洪水前鋒到達(dá)時(shí)間的精確、快捷提取。
　　(2)構(gòu)建灤河右堤防洪保護(hù)區(qū)二維洪水演進(jìn)模型。首先根據(jù)灤河河道寬淺、具有大堤和小埝雙重堤防的特點(diǎn)，選擇采用二維模型對(duì)河道、保護(hù)區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一建模;然后在對(duì)建模基本過程和關(guān)鍵問

4、題研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建二維模擬模型，針對(duì)灤河右堤防洪保護(hù)區(qū)內(nèi)道路、堤防等構(gòu)筑物分布復(fù)雜、二維潰口模擬等建模難點(diǎn)，采用MIKE21 FM中的DIKE、GATE對(duì)阻水構(gòu)筑物和潰口進(jìn)行處理;最后通過2012年灤縣站實(shí)測(cè)洪水過程及灤河洪痕資料對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行率定，率定結(jié)果基本滿足洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制要求。
　　(3)根據(jù)灤河右堤防洪保護(hù)區(qū)堤防特點(diǎn)、險(xiǎn)工險(xiǎn)段及保護(hù)對(duì)象，研究確定了潰口及洪水模擬計(jì)算方案;然后利用所建模型對(duì)各計(jì)算方案進(jìn)行模擬，并進(jìn)行結(jié)果的