城市暴雨積水及街道洪水模擬模型研究.pdf_第1頁(yè)
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1、在我國(guó)城市化的進(jìn)程中,伴隨著人口和財(cái)富的集中,城市洪水災(zāi)害的損失逐漸加大,在洪水災(zāi)害損失中占有非常大的比例,在防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)偏低的情況下,我國(guó)城市發(fā)生洪澇災(zāi)害的頻率也在逐年增加。山前平原型城市的洪水來(lái)源主要分為山洪災(zāi)害與城區(qū)降雨兩部分,在發(fā)生高強(qiáng)度的降雨條件下,無(wú)論是山洪對(duì)城區(qū)的淹沒(méi)還是內(nèi)澇積水,都將對(duì)城市造成非常大的災(zāi)害損失。因此通過(guò)構(gòu)建城市雨洪模型對(duì)城市暴雨積水情況下的淹沒(méi)范圍與水深開展模擬計(jì)算,可以為防汛抗旱部門提供技術(shù)支撐。

2、>  論文在已有研究的基礎(chǔ)上,分別對(duì)水文學(xué)模型和水力學(xué)模型兩類城市雨洪模型的研究進(jìn)展進(jìn)行了歸納整理,在此基礎(chǔ)上闡述了論文主要的研究?jī)?nèi)容。
  首先,對(duì)洪水開展數(shù)值模擬的理論與方法進(jìn)行介紹。對(duì)于山洪災(zāi)害造成的城區(qū)淹沒(méi),采用基于圣維南方程組的一維水動(dòng)力學(xué)模型對(duì)河道進(jìn)行數(shù)值模擬,采用基于Navier-Stokes方程的二維水動(dòng)力學(xué)模型對(duì)城區(qū)進(jìn)行數(shù)值模擬。利用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與特殊邊界的耦聯(lián)的方式還原計(jì)算區(qū)域內(nèi)的道路、灌渠等阻水建筑,利用自然鄰

3、點(diǎn)插值計(jì)算的方式還原計(jì)算區(qū)域內(nèi)退水溝渠等建筑。
  其次,闡述了城市地表的產(chǎn)流計(jì)算、匯流計(jì)算及管道排水計(jì)算的理論與方法。采用綜合徑流系數(shù)法計(jì)算地表產(chǎn)流量,優(yōu)選非線性水庫(kù)法作為地表匯流的計(jì)算方法。對(duì)于管道匯流計(jì)算,采用非線性運(yùn)動(dòng)波方程求解計(jì)算。將地面徑流模型與地下管流模型進(jìn)行耦合連接,可實(shí)現(xiàn)地上與地下的流量交換,模擬水流從地上至地下或由地下反涌的現(xiàn)象。
  第三,將模型應(yīng)用于銀川城區(qū),分別對(duì)強(qiáng)降雨情況下山洪對(duì)城區(qū)造成的淹沒(méi)以及

4、城區(qū)地面積水兩種情況進(jìn)行了模擬計(jì)算。在山洪淹沒(méi)的計(jì)算方案中,對(duì)洪水在城區(qū)內(nèi)的演進(jìn)過(guò)程進(jìn)行了模擬,統(tǒng)計(jì)了淹沒(méi)面積與最終積水量等風(fēng)險(xiǎn)要素;在降雨內(nèi)澇的計(jì)算方案中,得到最終的地面積水情況,并統(tǒng)計(jì)了最大積水深度和積水面積等風(fēng)險(xiǎn)要素。最后,對(duì)洪水在街道中的演進(jìn)開展模擬計(jì)算,并對(duì)洪水演進(jìn)的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,分別對(duì)洪水在街道以及路口的流態(tài)進(jìn)行分析,提取水位和流速的過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析研究,對(duì)洪水在街道遭遇對(duì)其水位與流速的影響進(jìn)行分析,對(duì)街道寬度、流速

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