MIKE21 FM在洪水風險圖制作中的應(yīng)用研究——以灤河右堤防洪保護區(qū)為例.pdf

1、洪水風險圖作為一種重要的防洪非工程措施，是實施洪水管理的重要手段和基礎(chǔ)。近年來我國洪水風險圖的編制工作進展迅速，全國重點地區(qū)相繼完成了洪水風險圖的編制。目前，國際上已經(jīng)開發(fā)出許多較成熟的用于繪制洪水風險圖的水力學模型，其中MIKE21 FM模型因其簡單、快速、精確、可視性良好等優(yōu)點，在我國得到廣泛應(yīng)用。但由于MIKE21 FM模型并非針對洪水風險圖的制作研發(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

2、時間、線狀構(gòu)筑物應(yīng)如何模擬、洪水淹沒歷時的水深閾值如何設(shè)定等。本文以灤河右堤防洪保護區(qū)洪水風險圖編制為工程背景，重點針對上述問題進行研究，并將研究成果應(yīng)用于灤河右堤防洪保護區(qū)洪水演進模型構(gòu)建、洪水模擬計算和風險分析。主要研究成果如下:
　　(1)總結(jié)和梳理洪水演進模型的構(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、洪水淹沒歷時水深閾值的設(shè)定、網(wǎng)格剖分大小等問題。重點研究了MIKE21 FM模型無法直接輸出洪水前鋒到

3、達時間的問題，提出利用MATLAB及DHI MABLAB Toolbox的自動提取方法。該方法利用循環(huán)篩選達到降低計算機內(nèi)存占用，提高計算速度的目的，克服傳統(tǒng)的手動提取方法難以同時保證洪水到達時間提取精度與效率的缺點，實現(xiàn)了洪水前鋒到達時間的精確、快捷提取。
　　(2)構(gòu)建灤河右堤防洪保護區(qū)二維洪水演進模型。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，選擇采用二維模型對河道、保護區(qū)進行統(tǒng)一建模;然后在對建?；具^程和關(guān)鍵問

4、題研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建二維模擬模型，針對灤河右堤防洪保護區(qū)內(nèi)道路、堤防等構(gòu)筑物分布復雜、二維潰口模擬等建模難點，采用MIKE21 FM中的DIKE、GATE對阻水構(gòu)筑物和潰口進行處理;最后通過2012年灤縣站實測洪水過程及灤河洪痕資料對模型參數(shù)進行率定，率定結(jié)果基本滿足洪水風險圖編制要求。
　　(3)根據(jù)灤河右堤防洪保護區(qū)堤防特點、險工險段及保護對象，研究確定了潰口及洪水模擬計算方案;然后利用所建模型對各計算方案進行模擬，并進行結(jié)果的