多源洪水耦合模型及其在防洪保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險分析中的應(yīng)用.pdf

1、我國正處于由控制洪水向洪水管理的轉(zhuǎn)變時期，綜合采取工程性措施和非工程性措施來應(yīng)對洪水災(zāi)害是防洪減災(zāi)事業(yè)發(fā)展的必然趨勢。對洪水風(fēng)險區(qū)建立水動力學(xué)數(shù)值模型來模擬預(yù)測洪水演進(jìn)過程，獲得淹沒水深、到達(dá)時間和洪水流速等風(fēng)險信息要素并基于此繪制洪水風(fēng)險圖，已經(jīng)成為我國防洪減災(zāi)措施重要的組成部分。
　　本文在我國洪水風(fēng)險圖繪制工作全面建設(shè)背景下，主要進(jìn)行以下方面的研究：
　?。?）根據(jù)淮河流域洪水特征和洪災(zāi)特點(diǎn)，即洪量大、洪峰高、歷時長且

2、常遭遇當(dāng)?shù)乇┯陜?nèi)澇，暴雨內(nèi)澇在外圍高水位頂托條件下無法外排，本文提出多源洪水水動力耦合模擬理論，并以此建立一、二維洪水耦合模型。
　?。?）采用多種方法對所建立的河道～防洪保護(hù)區(qū)多源洪水一、二維耦合模型進(jìn)行優(yōu)化。主要包括：利用干濕水深理論提高模型穩(wěn)定性和計(jì)算效率；利用遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)糙率細(xì)化分區(qū)，采用真實(shí)地形法解決不同下墊面對水流運(yùn)動的影響；考慮潰口形態(tài)和分流理論并根據(jù)最大風(fēng)險原則確定潰決方式；對區(qū)域內(nèi)道路和過水涵洞的阻水或?qū)饔眠M(jìn)

3、行合理概化；基于實(shí)測斷面同時綜合利用DEM數(shù)據(jù)和補(bǔ)充測量結(jié)果還原真實(shí)河道地形。
　?。?）研究洪水風(fēng)險分析方法、模型驗(yàn)證方法、洪水影響評估和避險轉(zhuǎn)移方法及洪水風(fēng)險圖繪制技術(shù)，為洪水風(fēng)險分析和洪水風(fēng)險圖繪制提供理論技術(shù)支撐。
　　（4）根據(jù)茨南淝左片防洪保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險分析需求，建立淮河干流和保護(hù)區(qū)一、二維耦合模型。模擬潰堤洪水和保護(hù)區(qū)域內(nèi)暴雨洪水風(fēng)險，比較潰堤洪水在是否疊加暴雨情況下保護(hù)區(qū)影響損失情況，并根據(jù)計(jì)算模型結(jié)果繪制洪

4、水風(fēng)險圖。
　　本文針對防洪保護(hù)區(qū)單一洪水來源風(fēng)險分析的不足，以一、二維非恒定流基本控制方程為理論基礎(chǔ)，采用有限體積法對網(wǎng)格進(jìn)行離散求解，建立潰堤洪水和暴雨多源洪水耦合的數(shù)學(xué)模型，在一、二維模型的鏈接處選用堰流公式實(shí)現(xiàn)河槽與保護(hù)區(qū)水流的實(shí)時交互，并利用歷史實(shí)測洪水資料進(jìn)行模型驗(yàn)證。將驗(yàn)證后的該模型應(yīng)用于茨南淝左片防洪保護(hù)區(qū)多源洪水耦合模擬，分析了單一洪水與多源洪水對防洪保護(hù)區(qū)的損失比較結(jié)果，研究成果對該防洪保護(hù)區(qū)及類似區(qū)域多源洪水