洪水風(fēng)險(xiǎn)分析模型的改進(jìn)與耦合研究及其應(yīng)用.pdf

1、洪水災(zāi)害不僅威脅著人們的生命安全,還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。近年來(lái),治理洪水災(zāi)害的措施逐漸從工程措施轉(zhuǎn)向了非工程措施。利用水動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行洪水風(fēng)險(xiǎn)分析是治理洪水的非工程措施之一。本文改進(jìn)了傳統(tǒng)的一維水動(dòng)力學(xué)模型和二維水動(dòng)力學(xué)模型,建立了一、二維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)耦合模型。利用該模型模擬了河道以及洪泛區(qū)的洪水演進(jìn)情況,利用模擬結(jié)果編制了洪水風(fēng)險(xiǎn)圖。本文主要的研究成果包括:
　　(1)針對(duì)傳統(tǒng)的一維水動(dòng)力學(xué)模型在計(jì)算過(guò)程中,為滿足柯朗條件而導(dǎo)致計(jì)

2、算耗時(shí)太長(zhǎng)的問(wèn)題,本文提出了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)優(yōu)化時(shí)間步長(zhǎng)的方法。該方法可優(yōu)化傳統(tǒng)的水動(dòng)力學(xué)模型,使模型在滿足穩(wěn)定性的同時(shí),減少了計(jì)算耗時(shí)。
　　(2)洪水潰壩后在洪泛區(qū)演進(jìn)過(guò)程中,洪水前鋒還未到達(dá)的區(qū)域是不參與模型計(jì)算的。為了提高計(jì)算效率,本文利用干水深和濕水深理論,通過(guò)判斷網(wǎng)格和通道的水深確定參與計(jì)算的網(wǎng)格,優(yōu)化了計(jì)算流程,減少了計(jì)算耗時(shí)。
　　(3)傳統(tǒng)的一維和二維洪水風(fēng)險(xiǎn)分析模型通常是獨(dú)立的模塊,無(wú)法模擬一維河道和二維洪

3、泛區(qū)洪水同時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。本文把一維模型和二維模型通過(guò)時(shí)間同步和空間節(jié)點(diǎn)耦合的方法,建立了一、二維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)耦合模型,該模型在模擬潰堤、漫堤等問(wèn)題時(shí),計(jì)算結(jié)果比傳統(tǒng)模型更加合理。
　　(4)利用一維水動(dòng)力學(xué)模型,模擬了淮河干流遭遇典型年份的洪水時(shí),河道的水位和流量的變化情況。利用二維水動(dòng)力學(xué)模型,模擬了谷堆圩保護(hù)區(qū)在遭遇典型年份的洪水時(shí),潰堤洪水的演進(jìn)情況。利用一、二維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)耦合模型,模擬了淮河干流潰堤時(shí),河道水位、流量以及谷堆圩保