基于潰壩數(shù)值模擬的海河流域環(huán)境風險分析理論與技術.pdf

1、海河流域大部分水庫標準低、質量差，病險情況嚴重，一旦失事，產(chǎn)生的洪水波必將對下游的人民生命財產(chǎn)造成災難性破壞。目前，潰壩數(shù)值模擬的研究多集中于一、二維，三維模型較少，并且未考慮下游研究區(qū)域復雜下墊面的影響。在潰壩環(huán)境風險分析方面，主要是關于生命損失、經(jīng)濟損失及社會與環(huán)境影響等單方面的研究，直到近年來潰壩綜合風險分析才逐漸成為學者的研究熱點。因此，開展復雜下墊面情況下的三維潰壩洪水演進數(shù)值模擬，研究基于數(shù)值模擬的海河流域環(huán)境風險分析具有重

2、要的理論與現(xiàn)實意義。
　　 在國內外研究的基礎上，本文建立了耦合VOF法的三維非穩(wěn)態(tài)水氣兩相流k-ε模型，VOF法能夠精確模擬潰壩水流強烈變化的自由表面，同時邊界條件考慮了具有復雜的下墊面的下游城市建筑群的作用?；跐螖?shù)值模擬提取的關鍵水情信息，首先提出了基于屬性測度的潰壩后果綜合評價方法，它包括影響因素、評語集、評價標準、因素權重、屬性測度函數(shù)五個部分，其中屬性測度函數(shù)是最核心的部分，它將各影響因素的取值轉化為屬性測度，采用

3、主客觀權重結合的組合權重計算影響因素的綜合屬性測度，并根據(jù)置信度準則進行綜合風險識別。其次，采用TOPSIS法對群壩進行了綜合風險排序，通過引入模糊數(shù)學綜合評價中廣泛應用的TOPSIS法，從最優(yōu)理想解和最劣理想解兩方面進行群壩風險排序。
　　 結合海河流域病險水庫，選取東武仕水庫、臨城水庫、友誼水庫、云州水庫、廟工水庫等五座典型病險大(2)型水庫進行了耦合VOF法的潰壩洪水演進數(shù)值模擬、潰壩后果綜合評價及TOPSIS群壩綜合風險