多源洪水耦合模型及其在防洪保護區(qū)洪水風險分析中的應用.pdf

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

2、常遭遇當?shù)乇┯陜葷?，暴雨內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～防洪保護區(qū)多源洪水一、二維耦合模型進行優(yōu)化。主要包括：利用干濕水深理論提高模型穩(wěn)定性和計算效率；利用遙感技術實現(xiàn)糙率細化分區(qū)，采用真實地形法解決不同下墊面對水流運動的影響；考慮潰口形態(tài)和分流理論并根據(jù)最大風險原則確定潰決方式；對區(qū)域內道路和過水涵洞的阻水或導水作用進

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

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