西三洼一、二維銜接數(shù)學(xué)模型的研究及洪水風(fēng)險(xiǎn)分析.pdf

1、西三洼一、二維銜接數(shù)學(xué)模型的研究及洪水風(fēng)險(xiǎn)分析ResearchontheIiDand2DMathematicalModelandAnalysisofFloodRiskintheXiSanBasin(申請碩士學(xué)位)學(xué)科專業(yè)：水利工程作者姓名：范麗虹指導(dǎo)教師：李大鳴教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一五年十一月摘要中國是世界上河流最多的國家之一，許多大中城市都建立在河道兩側(cè)，然后洪水頻發(fā)，給當(dāng)?shù)貛砹溯^大的損失。近年來為了避免洪水對城市的危害，在

2、河道兩側(cè)寬闊區(qū)域建立蓄滯洪區(qū)來緩滯洪水。一般蓄滯洪區(qū)的面積較大，在區(qū)域內(nèi)有村鎮(zhèn)、公路、鐵路等設(shè)施，為了保障居民生命財(cái)產(chǎn)安全及設(shè)施安全，需要在滯洪區(qū)內(nèi)研究并完善防洪調(diào)度預(yù)案。本文采用計(jì)算機(jī)編程模擬蓄滯洪區(qū)洪水演進(jìn)進(jìn)程并進(jìn)行滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)評估，可以進(jìn)行防洪方案調(diào)度，降低洪災(zāi)損失。本文通過?；拥澜⒁痪S河道型網(wǎng)格模型，在滯洪區(qū)內(nèi)根據(jù)地形變化自動劃分無結(jié)構(gòu)多邊形網(wǎng)格，在考慮蓄滯洪區(qū)內(nèi)的公路、鐵路、堤防走向的基礎(chǔ)上建立了二維復(fù)雜地形條件的網(wǎng)格模

3、型。采用有限體積方法對控制方程進(jìn)行離散，并將一、二維網(wǎng)格模型耦合，實(shí)現(xiàn)二者既嵌套又銜接的西三洼滯洪區(qū)洪水演進(jìn)數(shù)值模型。根據(jù)638實(shí)測歷史洪水資料來調(diào)試此模型，模型驗(yàn)證結(jié)果較好，模型可用于一、二維河道、滯洪區(qū)洪水演進(jìn)數(shù)值模擬。采用數(shù)值模型對不同重現(xiàn)期頻率的設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行洪水演進(jìn)模擬計(jì)算，整理和統(tǒng)計(jì)了二十四種工況對應(yīng)的模擬數(shù)據(jù)，得到各個(gè)滯洪區(qū)的啟用時(shí)間、淹沒面積、淹沒水深、洪水流動速度等水情信息。對比分析各個(gè)工況的洪水演進(jìn)成果，并繪制洪水演進(jìn)

4、淹沒流程圖、泛區(qū)流場圖和水深等值線圖，分析不同重現(xiàn)期洪水對泛區(qū)淹沒的影響。繪制洪水風(fēng)險(xiǎn)圖，為相關(guān)部門的防洪減災(zāi)提供決策依據(jù)。分別模擬了100年一遇洪水在蓄滯洪區(qū)地面沉降前后的洪水演進(jìn)進(jìn)程，計(jì)算泛區(qū)的淹沒面積及滯洪量，比較兩組數(shù)值，分析地面沉降對滯洪區(qū)運(yùn)用的影響大小。本文研究了MIKE系列軟件在一二維銜接上的應(yīng)用條件，并建立模型模擬洪水演進(jìn)，將此模型的模擬結(jié)果與前面的模型進(jìn)行對比，結(jié)果基本一致。關(guān)鍵詞：防洪調(diào)度，蓄滯洪區(qū)，無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，洪水